姚瑋潔

隨著中國霧霾天氣的持續(xù)發(fā)生，韓國、日本甚至地處太平洋彼岸的美國都傳來了對“中國霧霾”的抱怨之聲。

2013年11月，韓國首爾一架私人直升機撞擊民間公寓后墜毀，造成機上2人死亡。韓國《中央日報》網(wǎng)站稱，這次直升機墜毀事故與“來自中國的霧霾”有關(guān)。與此同時，美國一些專家也對媒體表示：“中國排放的污染正在吹向美國西海岸”。

中國的霧霾天氣是否與日韓PM2.5數(shù)值升高有必然聯(lián)系？來自中國的霧霾究竟會不會通過大氣傳輸?shù)矫绹?/p>

對此，中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會大氣環(huán)境分會理事長、中國工程院院士王文興接受《瞭望東方周刊》采訪時表示，華北地區(qū)包括霧霾在內(nèi)的大氣污染物，能夠傳輸?shù)匠r半島、日本的很少，到達(dá)美國西海岸的更是非常有限。

中國霧霾“自生自消”

王文興告訴本刊記者，一些人類的活動和過程，比如城市機動車尾氣排放、燃煤鍋爐煙氣排放、生產(chǎn)鋼鐵和水泥廢氣排放等，都會直接導(dǎo)致大氣顆粒物排放量的增加、濃度上升。

還有相當(dāng)一部分大氣顆粒物是污染源排放的氣態(tài)化合物，如二氧化硫、氮氧化物、氨、揮發(fā)性有機化合物等是在臭氧等的作用下經(jīng)過一系列復(fù)雜物理、化學(xué)過程二次生成的，形成的機理非常復(fù)雜。

不過，無論直接排放、還是二次生成的大氣顆粒物，它們的遠(yuǎn)距離傳輸都受風(fēng)向的影響。

所謂風(fēng)向，在氣象上指風(fēng)吹來的方向。風(fēng)來自北方叫做北風(fēng)，風(fēng)來自西方叫做西風(fēng)。在城市規(guī)劃中，一般把工業(yè)區(qū)放在盛行風(fēng)的下風(fēng)向處，把居民區(qū)放在上風(fēng)處。

中國北方大部分地區(qū)位于北緯30度到60度之間，處于西風(fēng)帶。

所謂西風(fēng)帶，是赤道地區(qū)上升的暖空氣在氣壓梯度力的作用下，在赤道上空向北流向北極上空，然后受地轉(zhuǎn)偏向力影響，南風(fēng)逐漸向右偏轉(zhuǎn)成西南風(fēng)，到達(dá)北緯30度附近上空時偏轉(zhuǎn)成了西風(fēng)。盛行西風(fēng)所在的風(fēng)帶就是西風(fēng)帶。

“華北地區(qū)大氣污染比較嚴(yán)重，當(dāng)西風(fēng)盛行時，朝鮮半島、日本處于我國華北地區(qū)的下風(fēng)向。因此，華北地區(qū)一些大氣存在時間長、濃度高的污染物有可能隨西風(fēng)經(jīng)高空傳輸?shù)匠r半島、日本或者往東更遠(yuǎn)的地區(qū)，從而在一定程度上影響當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量。”王文興說。

但是，大氣顆粒物的傳輸同時也受到地形、海陸分布等諸多地理因素影響。特別是在中國，由于地形復(fù)雜，大氣污染物幾乎不可能擴散到國外，而是在中國大陸內(nèi)部形成一個“環(huán)流”。

“我國的地勢西高東低，主導(dǎo)風(fēng)從青藏高原經(jīng)過華北到達(dá)渤海、遼東半島后便折向南方，有時甚至到達(dá)廣東，但最后又轉(zhuǎn)回到內(nèi)陸，所以華北地區(qū)的大氣污染物，包括霧霾，傳輸?shù)匠r半島、日本的很少，到達(dá)美國西海岸的更是非常有限?！蓖跷呐d解釋說。

他認(rèn)為，由于距離遙遠(yuǎn)，到達(dá)美國太平洋沿岸的污染物可以忽略不計，對人的影響就更小了。

南京大學(xué)氣候與全球變化研究院、大氣科學(xué)學(xué)院教授丁愛軍對《瞭望東方周刊》表示，大氣污染物、特別是PM2.5一般都集中在對流層低層，也就是距離地面1到1.5公里的位置，這一層也叫做邊界層。

在一天中，下午2點邊界層最高，距離地面1.5至2公里，晚上可能降低至200至300米。

邊界層以上的自由對流層部分就是西風(fēng)帶通常所處的位置，一般污染物較少。但在特定天氣條件下，邊界層的污染可以抬升到自由對流層，并隨西風(fēng)帶快速向下游傳輸。

不過，這部分污染一般很難到達(dá)地表。2007年，丁愛軍負(fù)責(zé)的973項目在東北上空2至3公里處用飛機觀測到了來自華北平原的污染，但它對地表的影響已非常小。

逆溫不利于污染物擴散

中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員王自發(fā)接受《瞭望東方周刊》記者采訪時表示，霧霾天氣多發(fā)在靜穩(wěn)天氣條件下，這種情況導(dǎo)致逆溫現(xiàn)象時常發(fā)生，從而不利于污染物擴散。

當(dāng)靜穩(wěn)天氣產(chǎn)生時，地面上空的大氣結(jié)構(gòu)會因氣溫隨高度增加而升高，這就是逆溫。

王自發(fā)說，逆溫的成因其實有很多，比如暖平流逆溫，是指暖空氣流在冷地面上形成的逆溫。

當(dāng)暖空氣遭遇冷地面時，兩者之間不斷進(jìn)行熱量交換。暖空氣下層受冷地面影響最大，氣溫降低最強烈，上層降溫緩慢，從而形成逆溫。此外，還有湍流逆溫、下沉逆溫和鋒面逆溫等。但不管是哪種逆溫情況發(fā)生，都不利于污染物的擴散。

“因為發(fā)生逆溫時，像一個鍋蓋一樣罩在城市上空，所以污染物不太可能擴散出去?！蓖踝园l(fā)說。

換句話講，霧霾本身就是由流動性較差的氣候條件導(dǎo)致的。如果有非常好的傳輸條件，出現(xiàn)霧霾的機會也就小得多。

王自發(fā)認(rèn)為，就算污染物擴散了也會被稀釋。這就好像在屋子里抽煙的人，雖然在屋內(nèi)會有強烈的熏嗆感，但屋子的四面門窗打開以后，對外面的人影響并不大。

“比如，1公里厚的霧霾存在100平方公里的土地上，第二天稀釋到300多公里，氣團厚度擴散到3公里，自然就沒那么厚了。而且在稀釋的過程中并沒有污染物補充進(jìn)來，還有可能在流動的過程中緩慢地反應(yīng)掉了。”王自發(fā)說。

丁愛軍也認(rèn)為，污染物在遠(yuǎn)距離傳輸?shù)倪^程中會出現(xiàn)大量沉降，“主要是干沉降?！?/p>

沉降包括干、濕兩種。濕沉降主要是通過云和降水過程沖刷，干沉降指大顆粒，以及其他懸浮性成分直接沉降在地表，被植被和水體表面（如海洋）吸附而清除的情況。這種復(fù)雜的過程是大氣清除與自凈污染物的途徑之一。而且水體表面上的干沉降明顯較大。

從中國東部向東，是廣袤的東海、黃海以及更加寬闊的太平洋。

“由于大氣中的擴散、稀釋和沉降，到達(dá)后污染物的影響與源地相比已經(jīng)差了好幾個數(shù)量級?！倍圮娬f。

日本政府： PM2.5加重與中國無關(guān)

日本《產(chǎn)經(jīng)新聞》旗下的ZAKZAK網(wǎng)站曾稱，“中國霧霾”影響日本“最嚴(yán)重的情況是，從中國飄到日本的大氣污染物以‘酸雨的形式降落，腐蝕森林、土地和水源，成為永久污染源。”endprint