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對浙江省暨杭州G20峰會防治霧霾的建言

浙江省老科學(xué)技術(shù)工作者協(xié)會氣象分會

0引言

霧和霾雖然同為視程障礙物，但二者之間卻有很大差別。霧是空氣中的水汽凝結(jié)物，是自然的天氣現(xiàn)象；霾是排放到空氣中的塵粒、煙粒或鹽粒等氣溶膠的集合體，是大氣污染源。因此，霧霾天氣的出現(xiàn)是氣象問題，更是環(huán)境問題。

浙江也是全國高霧霾天氣發(fā)生的省份之一，特別是省會城市杭州霧霾較嚴(yán)重。

2016年9月4—5日G20峰會要在杭州召開,做好霧霾防治和空氣質(zhì)量保障工作，關(guān)系到國家形象。本省老氣象科技工作者在普查、分析浙江省和杭州市大量霧霾氣象史料的基礎(chǔ)上，提出了如何防治霧霾的建言。

1浙江霧霾天氣的特征

1.1霧霾年際變化

據(jù)1981—2010年的資料顯示，浙江省平均年霧霾日的特征是年平均大霧日逐年在減少，年平均霾日逐年在增多。

全省年平均大霧日為27.7 d，最多的為1983年38.5 d，最少的為2009年17 d。全省年平均霾日為24.9 d，年霾日最少的為1984年10.5 d，此后逐年快速增長，到2004年到達(dá)高峰，年平均霾日44.8 d，是80年代的3倍。此后霾日得到了一定的控制，但年平均霾日仍處在高位，2005—2010年年平均霾日仍有33.7 d(見圖1)。

1.2浙江霾日月際變化

浙江霾日最多出現(xiàn)在12、1、11月，月平均分別為4.59、3.64、3.42 d，最少的為7、8和6月，月平均分別為0.63、0.86、1.07 d(見圖2)。

1.3浙江霧、霾的地理分布

1.3.1浙江省大霧日的地理特征是分布不均勻。除海島以外，年平均大霧日在20 d以上的分布在浙北地區(qū)和浙中、浙南的部分地區(qū)，40 d以上的有海寧、諸暨、桐廬、嵊州、玉環(huán)、龍泉、建德、安吉、石浦、開化10個縣市，最多的是開化72.2 d，最少的是青田4.7 d。

圖1　浙江省1981—2010年逐年霧日和霾日數(shù)

圖2　浙江省1981—2010年各月平均霾日數(shù)分布圖

1.3.2浙江省霾日的地理分布有3個特征。一是各地霾日多寡差距較大，最多為蘭溪100.4 d，最少為慶元3.6 d；二是污染嚴(yán)重范圍大，年平均霾日在40 d以上的有桐廬、浦江、余姚、東陽、武義、富陽、常山、湖州、德清、安吉、蕭山、諸暨、永康、衢州、義烏、龍游、長興、杭州、蘭溪19個縣市；三是有3個污染中心：第一個在衢州東部到金華，以蘭溪市為中心，第二在杭州東部到紹興西部，以杭州主城區(qū)為中心，第三在湖州地區(qū)以長興為中心，這3個中心年平均霾日分別達(dá)蘭溪100.4 d、杭州80.8 d、長興77.1 d(見圖3)。

圖3　浙江省霾日數(shù)分布(1981—2010年)

1.4杭州主城區(qū)霾天氣的特征

1.4.1霾日數(shù)多，霾日逐年增長速度快。杭州主城區(qū)霾日數(shù)增長趨勢與全省是一致的，從20世紀(jì)80年代以來霾日逐年增多，平均年霾日80.8 d，是全省平均年霾日24.9 d的3.2倍，2004年是杭州主城區(qū)氣象觀測記錄霾日數(shù)最多的一年，為176 d。之后，霾日數(shù)出現(xiàn)了緩慢減少的趨勢，但仍在高位運(yùn)行，2013和2014年霾日數(shù)仍有161和156 d。

1.4.2霾日最多出現(xiàn)在12月和4月。根據(jù)2003—2014年資料統(tǒng)計，杭州主城區(qū)最多的霾日出現(xiàn)在12和4月，分別為平均18.3和17.7 d，最少的是7、8、9月(見圖4)。

圖4　杭州主城區(qū)2003—2014年各月平均霾日數(shù)分布圖

1.4.3霾持續(xù)時間長、霾濃度濃

根據(jù)近3 a灰霾觀測資料PM2.5數(shù)據(jù)分析，杭州主城區(qū)每年均有一次持續(xù)時間長、濃度濃的灰霾天氣，分別出現(xiàn)在2013年的12月、2014年11月和2015年1月，月平均PM2.5分別達(dá)95.8、74.6和98.9 μg/m3，月內(nèi)大于等于75 μg/m3的天數(shù)分別達(dá)18、14和22 d。

1.4.4霾的日變化呈明顯雙峰型。杭州主城區(qū)PM2.5質(zhì)量濃度日變化呈明顯雙峰型，峰值分別出現(xiàn)在上午7—9時和下午18—20時(見圖5)。

圖5　杭州平均逐小時PM2.5質(zhì)量濃度

1.4.59月是全年霾日較少的月份。杭州主城區(qū)近25 a沒有出現(xiàn)重度霾，但輕度霾和中度霾仍有出現(xiàn)，輕度霾出現(xiàn)41 d，概率為5.4%，以9

月8日最多出現(xiàn)6 d；中度霾出現(xiàn)5 d，概率為0.6%，出現(xiàn)在3、4、5和24、27日，各1 d(見圖6)。

1.5杭州城區(qū)霧霾的成因

1.5.1機(jī)動車污染排放。據(jù)杭城歷年一天平均PM2.5濃度變化看，PM2.5高濃度出現(xiàn)在上午7—9時和下午18—20時段，此時段正是私家車、出租車、公交車等集中行駛的時段，它們大多使用的是汽油，尾氣排放的是氣態(tài)污染物，在空氣中轉(zhuǎn)化為細(xì)顆粒污染物PM2.5。再加上機(jī)動車行駛過程中的卷揚(yáng)效應(yīng)，機(jī)動車不斷的行駛將地面大量泥土、塵土拋向城市上空。

圖6　杭州1981—2015年9月逐日累計霾日天數(shù)分布圖

1.5.2工業(yè)生產(chǎn)污染排放。近年來，政府對工業(yè)生產(chǎn)污染排放采取了一系列的措施，從杭城近20 a酸雨發(fā)生頻率來看，2005年開始酸雨發(fā)生頻率穩(wěn)步下降，說明工業(yè)生產(chǎn)排放污染在下降，是政府采取一系列治理環(huán)境污染措施的效果。但2014年酸雨出現(xiàn)頻率仍有53.7%，2014年12月—2015年1月平均PM10在122.7 μg/m3，大于150 μg/m3有20 d，工業(yè)生產(chǎn)排放污染仍然較嚴(yán)重。

1.5.3建設(shè)污染。近年來杭城建筑工地增加，塵土污染仍較嚴(yán)重。2013和2014年秋冬季(每年11月—次年1月)平均PM10的濃度分別達(dá)128.1和122.7 μg/m3，可以看出空氣中的中粗顆粒物在增加。

1.5.4特殊的地形。杭州為三面環(huán)山一面城，北面為浙北平原，東面為錢塘江。杭城就地產(chǎn)生的污染物，華北和長三角地區(qū)的氣溶膠，在北到東北微風(fēng)情況下經(jīng)過湖州東部和嘉興地區(qū)輸入杭城，受到杭城周邊的山脈和丘陵阻擋，大氣中懸浮微粒無法擴(kuò)散，因此杭城周邊特殊的地形是杭城霧霾持續(xù)時間較長的主要原因。

1.5.5大氣層結(jié)。污染物的聚集并達(dá)到一定的濃度，需要穩(wěn)定的大氣層結(jié)配合，杭州的霧霾天氣大多數(shù)是在變性高壓控制下產(chǎn)生，變性高壓氣壓場均勻，風(fēng)速小，對流層底層出現(xiàn)逆溫，大氣層結(jié)穩(wěn)定，有利于污染物的集聚。據(jù)氣象資料分析，杭城出現(xiàn)霧霾天氣，需要杭州至上海、杭州至南京、杭州至南昌、杭州至福州的氣壓差較小，杭州的風(fēng)速小于等于4 m/s，并出現(xiàn)逆溫。近年來杭州城市建設(shè)迅速發(fā)展，大樓越建越高，受高層建筑阻擋，風(fēng)流進(jìn)城區(qū)時明顯減弱，靜風(fēng)和微風(fēng)現(xiàn)象增多，風(fēng)小不利于大氣中懸浮微粒的擴(kuò)散稀釋，容易在城區(qū)積累。逆溫是氣溫隨垂直高度的增高而上升(也就是1000 m左右的氣溫比地面高)，逆溫層的出現(xiàn)好比一個鍋蓋覆蓋在城市上空，使對流層低空的空氣垂直運(yùn)動受到限制，空氣中懸浮微粒物難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地面。如2015年1月3—5日杭城連續(xù)出現(xiàn)3 d較嚴(yán)重的霾天氣時，地面和1000 m的上空風(fēng)速均小于等于4 m/s，并連續(xù)3 d出現(xiàn)逆溫層，高空1000 m左右的氣溫高于地面氣溫，1月5日逆溫最高達(dá)8 ℃(見圖7)，這些氣象條件非常有利于霾的連續(xù)出現(xiàn)。

A:溫度層結(jié)曲線，B:絕熱曲線，C:露點(diǎn)曲線圖7　杭州2015年1月5日08時溫度對數(shù)壓力圖

2建言

2.1建議建立區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控、監(jiān)測預(yù)警協(xié)作機(jī)制

治理空氣污染是涉及全社會,需要組織動員全民參與的系統(tǒng)工程。為確保G20峰會能在“西湖藍(lán)”的良好天氣環(huán)境中順利召開,應(yīng)建立區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制，統(tǒng)籌區(qū)域大氣環(huán)境治理。

空氣污染,除了本地產(chǎn)生的污染源以外,還與輸入性污染密切相關(guān)。因此,防治霧霾,要從大氣環(huán)流、主導(dǎo)氣流的大氣候背景出發(fā),全盤撐控污染治理。長三角城市(江、浙、滬、皖)城市間大氣污染相互影響明顯，污染傳輸影響十分突出。對于大氣污染防控，區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控是成本相對低、效果收益大的重要舉措。

一旦出現(xiàn)較重霧霾并有連續(xù)出現(xiàn)的可能時，依據(jù)霧霾天氣的預(yù)警等級，立即啟動區(qū)域聯(lián)動的應(yīng)急預(yù)案，實(shí)行聯(lián)動減排、聯(lián)合執(zhí)法、信息共享、預(yù)警應(yīng)急處置等霧霾污染防治措施。

2.2籌備人工影響天氣作業(yè)治理霧霾

峰會期間，萬一出現(xiàn)較重霧霾天氣，就可以實(shí)施飛機(jī)或高炮人工增雨作業(yè)，用雨水，特別是人工制造下沉氣流以驅(qū)散霧霾。

2.3充分利用氣象預(yù)報科學(xué)決策霧霾治理

2.3.1建議省、市氣象部門增加空氣流動擴(kuò)散指數(shù)預(yù)報項目?？諝獾乃竭\(yùn)動(風(fēng))和垂直運(yùn)動(對流,特別是下沉氣流)是稀釋、消散、清除霧霾污染源的主要動力。

2.3.2環(huán)保、氣象部門要加強(qiáng)協(xié)作。治理空氣污染，環(huán)保與氣象兩部門起著至關(guān)重要的作用。兩部門要密切合作,加強(qiáng)會商決策機(jī)制，加強(qiáng)、加密值班職守，及時應(yīng)對各種突發(fā)情況。對風(fēng)云氣象衛(wèi)星，特種環(huán)保、氣象探測設(shè)備進(jìn)行加密觀測，對空氣質(zhì)量，天氣變化情況加密會商研判，及時向聯(lián)防聯(lián)控指揮部報告最新信息，以充分利用氣象監(jiān)測預(yù)報，科學(xué)安排、調(diào)度各業(yè)各類關(guān)、停、減排等措施。

為了減小治理霧霾的社會成本和經(jīng)濟(jì)損失，可分別對控制區(qū)上游和下游采取不同的關(guān)、停、減排等措施,也可以劃分區(qū)塊分別對待，力求高效益低成本。

2.4針對杭州地形氣候特點(diǎn)加強(qiáng)霧霾管控

杭州三面環(huán)山，向東北開口，且盛行東到東北風(fēng)，對于霧霾聚集、消散、飄移具有關(guān)鍵影響的天氣系統(tǒng)。如盤居在杭嘉湖、長三角乃至整個華東地區(qū)大氣中、低層的輻合、輻散流場以及穩(wěn)定的東到東北風(fēng)(4級以下)，上空的逆溫層活動等，省、市氣象部門都要加強(qiáng)監(jiān)測，準(zhǔn)確預(yù)報，及時服務(wù)到有關(guān)部門。

杭州主城區(qū)人均機(jī)動車保有量已處于全國前列。大量行駛的機(jī)動車不僅尾氣排放驚人，而且機(jī)動車形成的卷揚(yáng)效應(yīng)，讓大量塵土、微粒彌漫低空，更加劇了空氣的污染程度。鑒于杭州大氣污染物首要是機(jī)動車尾氣排放，結(jié)合杭州地形、氣候特點(diǎn)，應(yīng)加快機(jī)動車輛管控步伐。同時，杭加湖、長三角，以至華東等上游地區(qū)，都要同時加快機(jī)動車輛管控步伐，以盡可能阻斷外地輸入性污染源。

G20峰會期間，大杭州范圍內(nèi)，工地施工、裸露地面揚(yáng)塵、桔桿物焚燒、露天燒烤、餐館油煙排放等都要嚴(yán)加管控，同時要加密道路灑水清掃保潔，這些都是打造“西湖藍(lán)”不可小視的措施。

2.5強(qiáng)化科普宣傳提高民眾減排意識

大氣污染同時也來自于人們的日常生活。驅(qū)散霧霾，離不開每個人的環(huán)保意識和環(huán)保行動。要積極開展多種形式的宣傳教育，普及大氣污染防治的科學(xué)知識，倡導(dǎo)文明、節(jié)約、綠色的消費(fèi)方式和生活習(xí)慣，引導(dǎo)公眾從自身做起，從點(diǎn)滴做起，在全社會樹立起“同呼吸共奮斗，治理霧霾，人人有責(zé)”的行為準(zhǔn)則，為改善大氣環(huán)境質(zhì)量營造良好的氛圍。