雾霾产生的根源

　　摘要：本文从雾霾发生的地域性和季节性角度分析，从雾霾形成的关键气候条件开始抽丝剥茧，分析催生逆温层与雾霾形成紧密相关，进而揭示冬季北方燃煤供暖造成的一个个小温室，才是雾霾久治不愈的关键因素，并由此提出短期消减雾霾需多措并举的若干措施。
　　关键词：雾霾；逆温层；集中供暖；劣质煤；清洁能源
　　中图分类号：X51文献标识码：A文章编号：2095-672X（2018）03-0253-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.03.152
　　Abstract： In this paper， from the regional and seasonal perspectives of haze occurrence， the paper starts from the key climatic conditions of haze formation and analyzes the formation of the inversion layer and the formation of haze is closely related to reveal the winter heating caused by coal-fired one by one Small greenhouse， is the key factor in the long-term treatment of haze， and thus proposed a number of short-term measures to reduce haze need to take measures.
　　Keywords： Haze；Inversion layer；Central heating；Poor quality coal；Clean energy
　　1 探究雾霾产生的主要诱因
　　雾霾中的主要污染成分有微尘颗粒、硝酸硫酸雾、有机碳氢化合物、重金属等，其中有一次排放污染物和二次生成污染物。一次排放污染物是指污染源直接向大气中排放颗粒物，如以燃煤为主的火力发电排放物、重工业空气污染物、建筑扬尘、汽车尾气、生活取暖排烟等等。二次生成污染物是指污染源排放的气态化合物在大气中经过了复杂的化学反应转化的颗粒物，例如二氧化硫气体转化为硫酸盐颗粒物。基于这些分析，近年来各地纷纷下大力气整治污染排放，其中北京的空气治理效果尤为明显，但雾霾天并未减少[1]。
　　1.1 空气污染治理与雾霾减轻的悖论
　　根据北京市环保局发布2016年全年空气质量状况，PM2.5年平均浓度同比下降9.9%，为73μg/m3。细颗粒物（PM2.5）等四项主要污染物同比均有所改善。自2013年监测以来，北京市PM2.5呈现持续改善趋势，一级优天数明显增加，重污染发生的时段逐年减少。2016年北京市空气质量达标天数198天，达标天数较2015年增加12天；2016年共发生重污染39天，较2015年减少7天。从2013年到2017年数据统计来看，北京的空气质量稳定向好。
　　从各种数据来看，北京重度空污有所缓解，但实际统计的2016年的雾霾天比2015年却增加了近300小时，相当于至少多了12天，居民受到雾霾影响的总体时数实则上升。
　　空气污染的确是造成雾霾的核心因素，然而空气质量的改善并未明显减轻雾霾的形成，这一悖论让雾霾形成的机理陷入更深的迷雾之中。
　　雾霾的形成背后肯定有更关键的、起决定性的东西。
　　1.2 中国重度雾霾普遍发生在北方冬季
　　根据国家环境保护部提供的空气质量监测数据，在全国主要大中型城市中，东南沿海一带城市的空气质量为优的天数最多，污染主要集中在华中华北地区，但重度雾霾主要集中在北方冬季。以北京为例，下面是2015年，北京及中国其它地区的PM2.5浓度分析。由图可见，北京PM2.5值从入冬开始直线上升，也就是说，北京整个冬季都笼罩在大量PM2.5之中。
　　1.3 逆温层催生雾霾的机理
　　在对北京雾霾与伦敦雾霾，和中国的北方雾霾分析中，发现尽管其核心污染源不尽相同，但都有一个共同的特点 ——冬季，采暖，直至逆温层的出现。
　　雾霾的产生必伴生有大气中的逆温层。如果说雾霾是一个怪胎，其父体为大气污染源，那其母体必然是笼罩这一区域的逆温层！
　　一般情况下，白天太阳的辐射使地表温度上升，靠近地面的空气被加热后上升，形成空气对流，此时，即使有污染物也会在短时间内扩散稀释掉。在冬季，白天地面接收到的太阳辐射相对较少，夜间地面又迅速散热降温，地面的空气温度与高空的空气温差减小，大气的垂直对流减小，大气处于一种稳定态，这种状态下特别容易起雾。雾天高层的空气白天吸收太阳辐射，持续升温，城市上空出现了高空比低空气温更高的逆温现象，因此近地面的冷空气和高层的暖空气各自保持着稳定的状态，在垂直方向上也就没有了空气交换，逆温层就产生了。逆温层导致了污染物的停留，抑制了烟尘、污染物、水汽凝结物的扩散，污染物聚集再次发生复杂的化学反应，微生物也在吸滿水的颗粒中迅速生长，凝结核变大变重，更不容易发生对流扩散，这样恶性循环，雾霾天越发持续时间长且污染更加严重[2]。
　　1.4 逆温层产生的关键诱因
　　在工业化之前，雾在冬季经常发生，是一种自然现象，没有多大危害；但工业化之后，空气中排放的污染物使雾受到污染，情况就完全不一样了。如果不是冬季更加频繁的起雾，现在的雾霾给人的感觉绝对不会这样严重。每次冬季的严重雾霾，都是雾和霾的双重作用。形成霾的核心颗粒中硫酸盐和铵盐的含量异常高，具有很强的吸湿能力，飘浮在空中形成凝结核，能够吸收空气中的水蒸气，从而形成较大较重的液滴，加重雾的严重程度。逆温层产生的诱因首先是雾气的形成。那我们先分析一下雾是怎么形成的。教科书告诉我们，在较低的温度下，当暖而湿的风，经过寒冷的地面或水面，逐渐冷却会形成雾。常识也告诉我们，暖冬的天气下尤其容易形成雾。北方居民普遍感觉到最近雾变多了，这是为什么呢？有些国家和地区污染严重但并不能形成雾霾，雾霾之所以形成要有特定的环境。北方取暖烧煤产生大量的热气，热气遇冷液化成雾，而且释放大量的CO2加剧了城市的温室效应，整个城市被裹挟在温室气体里。要知道一吨散煤燃烧的排放相当于五到十吨电厂排放的污染物！ 伦敦烟雾事件也是由于冬季供暖燃烧煤炭，再加上特殊气象条件，空中的二氧化碳浓度急剧升高，促使逆温层的出现而导致雾霾。

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