北大教授揭露京津冀地区雾霾形成成因

铁马老言
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  刘树华, 北京大学物理学院大气与海洋科学系教授、博士生导师,大气物理与大气环境学科带头人。从事大气边界层物理、陆气相互作用、区域与全球变化研究和教学工作。主持国家基础研究计划(973项目)课题、国家科技支撑项目课题、国家自然科学基金国际合作项目、国家自然科学基金面上项目、科技部全球变化专项项目等。

  11月3日,北京发布空气重污染黄色预警。我们想知道,冬季京津冀等地区气象条件如何?除了气象条件之外还有哪些因素造成雾霾天气频发?如何应对这些挑战?

  在京津冀地区静稳天气条件下形成的“三圈环流”(由于山区与平原的热力差异、城市与郊区热力差异、海面与陆面的热力差异形成的山谷风环流、城市热岛环流、海陆风环流)的耦合效应,对京津冀地区污染物的扩散产生重要的影响。

  雾霾天气形成的成因是什么?

  地理环境、天气条件和污染源分布作用。

  媒体:11月份北方将进入采暖季,京津冀地区的空气质量将面临严峻挑战。您认为今年冬季京津冀地区的天气条件与以往相比有何不同?

  刘树华:今年10月13日~16日,京津冀地区出现了雾霾天气。10月13日16时,北京市空气重污染应急指挥部办公室发布了空气重污染蓝色预警。同时,天津、河北、山东等地也出现了雾霾天气,相继发布了空气重污染预警,启动了应急响应。

  进入采暖季,由于采暖将向大气中释放污染物,大气边界层产生逆温作用,使得大气更加稳定,扩散能力较弱,是秋冬季更容易形成雾霾天气的主要原因。

  至于今年冬季京津冀地区的雾霾是否更为严重,是一个很复杂的问题。在污染源没有变化的情况下,主要取决于天气过程。如果天气过程(大风)比较频繁,严重雾霾天气将较少。如果天气过程(大风)较少,大气比较稳定,严重雾霾天气将较多。

  为什么今年秋季市民会感觉雾霾来得更早?这是因为10月是京津冀地区季节转换时期,天气形势静稳,大气边界层较稳定,地表水汽比较大。从气象条件分析,秋季总体风力偏小,湿度偏大,地表比较稳定,不利于雾霾的扩散。近地层污染物积累,导致过早出现严重雾霾天气。

  当前北京周边省市都在严格控制污染物排放,本地污染物排放变化不大。在当前污染源排放没有明显增加的前提下,不利于扩散的气象条件是造成雾霾的主要原因。

  媒体:京津冀地区雾霾天气形成的成因有哪些?

  刘树华:首先要定义雾和霾。根据气象规范定义,大气的相对湿度低于80%,颗粒物的光学效应使得大气能见度低于10公里,大气呈现灰蒙蒙的视程障碍现象称作霾。而大气相对湿度达到90%以上,即为雾。雾和霾的另一区别是,雾容易散去,而霾却不容易散去。这是因为雾天相对湿度大,受天气变化影响比较大,太阳一出来,地表增温,蒸散迅速加大,或遇到较干燥空气,雾很容易散去。所以,雾天一般日出后不久即散去,不会全天存在。但是,霾则不然。因为霾天气过程中,大气中水汽含量较少,相对湿度较低,霾由细小颗粒物组成,一般处于3000米以下大气中,如果大气边界层中存在逆温层,而水平方向风速很小,空气垂直和水平流动不畅时,霾将难以散去。

  局地雾霾天气形成有3个条件。一是天气条件。大气污染颗粒物是造成严重雾霾天气的内因,天气条件则是外因,对于扩散污染物有着重要作用。不同季节的热力条件和天气背景强迫对边界层过程及空气质量有重要的影响。

  二是地理环境条件。京津冀城市化区域濒临渤海,属于海陆交接地区。北有燕山山脉,西有太行山脉,构成复杂的山地、平原、城市和海陆地理环境。在京津冀地区静稳天气条件下形成的“三圈环流”(由于山区与平原的热力差异、城市与郊区热力差异、海面与陆面的热力差异形成的山谷风环流、城市热岛环流、海陆风环流)的耦合效应,对京津冀地区污染物的扩散产生重要的影响。

  三是污染源作用。京津冀地区周边的东南风、西南风、南风都会把污染物送到北京来。这种地理环境、天气条件、污染源分布作用,正是导致京津冀地区秋冬季严重雾霾天气频发的原因。虽然京津冀地区雾霾的产生与气象条件密切相关,但要根本解决还是要靠强化区域减排。

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