霧霾為何沒有“就地消失”

張楠

霧霾為何沒有“就地消失”

張楠

等風來，是霧霾時人們的焦灼期盼。然而不同于2017年1月8日霧霾結束時的大風，在2016年12月22日和2017年1月2日，北京居民普遍感到疑惑：沒有風、沒降溫，霧霾就這么不見了？那么，是否可以從霧霾“就地消失”事件中汲取靈感，開發出有效的治霾手段？相關推測在朋友圈得到大量轉發。

就此，同濟大學環境科學與工程學院教授蔣大和提出質疑：霧霾消散過程應當放在三維空間來解釋，這次是復雜的鋒面過程發揮了作用。

實際上，霧霾的確不會“就地消失”，只是在空氣流動的三維動態中，發生了為地面人體不易察覺的濃度變化。

冷空氣吹霾是鋒面過程

蔣大和教授說：“相關區域污染指數一定要經歷幾小時連續的增大再減小的過程嗎？這是一種平面推進的思想，是將所討論的現象放在二維空間去解釋了。”

蔣大和觀察發現，2016年12月16日以后，京津冀霧霾污染的氣象原因是暖濕氣流占上風，且持續多日。直至12月22日凌晨，才有一股較強冷空氣從西北偏北方向，向東南偏南方向進入北京。

“這是兩個不同性質的氣團相遇：一個濕暖并污染，另一個干冷并潔凈。”冷氣團推動暖氣團南下的界面附近存在鋒面過程，不同氣團會基本保持其特性，只在界面附近有摻混。

鋒面過程的溫度、濕度、壓力、風力分布都十分復雜，具體情況與兩側氣團的強度、風速風向以及地形相關，混合層將被破壞，并產生垂直運動，還可能有降水相伴，容易想見是一個三維動態。而污染物在上空容易被吹散，地面監測結果不能說明全部問題。蔣大和進一步解釋說：“北京市去年12月22日的冷空氣南下看來屬于冬季較弱的冷鋒過程。”

同時，盡管2016年12月22日霾在北京市的傳輸、擴散和累積現象不明顯，但蔣大和認為，通過查閱全國霾分布圖，京津冀霧霾實際上有向南輸送的現象。

可是，既然是冷風吹走了霧霾，為什么沒有降溫的體感？“冷氣團太弱了，”蔣大和說，“這也是霧霾去也匆匆回也匆匆的原因。”

水平風力大，污染物向高層擴散

氣象專家同樣從三維角度解釋了霧霾的“消失”。

以1月2日的霧霾“消失”為例，中國氣象局環境氣象中心副主任張恒德表示，2日凌晨起，盡管地面風速很低，人體感受不明顯，但通過風廓線儀觀測，在距地面200—3000米高度，偏北風風力非常明顯，并且北風比地面風來得要早。

空氣中污染物呈垂直分布，當水平風力較大時，污染物也會垂直擴散。冷空氣抵達北京上空時，霧霾厚度已達到八九百米，碰巧地面風很小，200米高度往上的偏北風卻非常明顯，因此消減效應明顯。但是與2016年12月22日的過程不同，因1月2日冷氣團弱，“2日中午整個空氣層都又變成南風，霾很快又回來了”。

嚴重霧霾，污染物排放量大是根本原因，不利于擴散的氣象條件是直接原因。誠然，霧霾消散，依然需要等待氣象條件變化。

中國氣象科學研究院副研究員劉洪利表示，除非人為干預，例如關停工廠等，污染排放水平一般沒有大的起伏。而氣象條件驅動著霧霾變化，污染水平高、氣象條件差就容易形成霧霾，下雨或刮風則能夠清除霧霾。在相同排放條件下，氣象因素的作用超過了70%。

（摘自2017年1月12日《中國科學報》）