全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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2014至2016年月亮赤纬角最小值有利于PM2.5浓度降低

已有 8493 次阅读 2013-2-12 07:23 |个人分类:科技点评|系统分类:观点评述| 月亮赤纬角, 地震, 地下排气, 自然因素

                20142016年月亮赤纬角最小值有利于PM2.5浓度降低

                               杨学祥,杨冬红

 

据网上资料报道,PM2.5产生的主要来源,是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质。一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等;2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物等。

机动车保有量200万辆以上城市PM2.5浓度值分布图的对比表明,同样是机动车保有量200万辆的城市,它们的PM2.5浓度值完全不同,其中,中国的广州和印度的孟买高于50,北非的拉各斯高于20,澳大利亚的悉尼和巴西的巴西利亚低于5,机动车保有量最高达800万辆的城市日本的东京和美国的纽约低于15。可见汽车尾气不是决定因素(见图1

机动车保有量与pm2.5空气质量地图

1 机动车保有量200万辆以上城市PM2.5浓度值分布图(网上资料)

 

PM2.5高密度地区的全球分布有四大特征:其一、集中在陆半球,而不是水半球;其二、集中在连成一片的内陆地区;其三、集中在北纬30度线附近,特别是以北纬30°线以北地区的污染物浓度最大,全球PM2.5浓度最高的地区在北非和中国的华北、华东、华中全部;其四、全球PM2.5最高的地区伴随最大的陆地地震带——欧亚地震带走向分布,而最大的环太平洋地震带因为频临海洋,所以PM2.5浓度增大不显著[1-3]。这表明,高温、干旱、地震和大气环流是PM2.5浓度最高的自然因素,化石燃料自燃和地下排气是自然原因。

人类不是世界化石燃料的唯一消耗者。事实上,化石燃料的形成需要苛刻的地质条件,即便是已经形成,由于构造运动的破坏和地震火山活动,石化燃料的自燃也是PM2.5产生的主要来源。天然气自燃、煤矿自燃、森林大火、草炭层自燃遍布全球,内蒙古乌达煤矿地火自燃50年不灭,作为中国最大的煤田火区之一,内蒙古乌达煤田火区世界闻名。它已自燃了50年之久。四川的天然气自燃历史更为悠久。

撒哈拉沙漠地广人稀,PM2.5的来源值得研究。北非的干旱炎热气候有利于地下化石燃料的自燃,是PM2.5密度高的一个原因。由于人烟稀少,撒哈拉沙漠PM2.5密度高,不能用人为化石燃料燃烧来解释,其地理位置位于阿特拉斯山脉和地中海以南(约北纬35°线),北纬14°线(250毫米等雨量线)以北,不是北纬30°线以北的污染物浓度增大区[1],唯一的合理解释就是地下化石燃料自燃、地下排气和沙尘天气的污染。

2001-2006年间平均全球空气污染形势图显示,PM2.5高密度地区分布北半球的北纬14°~ 40°之间内陆地区,表明高温干旱是重要因素。而在海洋、两极和高纬地区PM2.5密度很低,因为它不利于化石燃料的自燃。

全球PM2.5最高的地区伴随最大的陆地地震带——欧亚地震带走向分布,而最大的环太平洋地震带因为频临海洋,所以PM2.5浓度增大不显著。这一特征也是化石燃料自燃、地下排气导致撒哈拉沙漠PM2.5密度高的原因之一。北非的北部边缘就处于欧亚地震带。

香港大学岳中琦认为2013111日云南大滑坡是山崩气喷的,2008512日四川汶川8.0级地震的罪魁祸首乃天然气。中国处于欧亚地震带和环太平洋地震带交叉地区,中强地震频发,是全球地震多发地区。地震活动和地下排气也是中国的华北、华东、华中PM2.5高密度区形成的原因。

最近的研究表明,笼罩在南亚大部分地区的“亚洲棕云”处于赤道低纬度地区,在热气流的上升过程中向高纬度地区漂移,在北纬30度下沉。一部分向南运动形成东风带,影响我国的南部省份,维持低纬度亚洲棕云的稳定存在;另一部分向北运动,形成西风带,影响我国北部省份、蒙古、南韩和朝鲜。由于纬度圈的周长随纬度的增大而缩小,所以污染物从低纬度到高纬度是一个浓度增大的过程,从高纬度到低纬度是浓度减少的过程。北纬30度线以北地区是污染物集中的地区,如兰州、太原、乌鲁木齐、北京、济南、西宁、西安、沈阳、合肥、成都、武汉、石家庄、杭州、天津、郑州、南京、银川、重庆等城市[1]

2001-2006年间平均全球空气污染形势图显示,PM2.5高密度地区集中在北纬30度线附近,特别是以北纬30°线以北地区的污染物浓度最大,全球PM2.5最高的地区在北非和中国的华北、华东、华中全部。这表明,大气环流对污染物的集聚和扩散起重要作用。中国的华北、华东、华中是PM2.5高密度区的原因,不仅在于当地的人为污染,而且在于大气环流对污染物的集聚作用。

2001-2010年pm2.5空气质量地图

http://miit.ccidnet.com/art/40213/20120223/3620847_1.html

 

2 北京、上海、广东、山东、河南2001-2010PM2.5浓度值变化(网上资料)

 

北京、上海、广东、山东、河南2001-2010PM2.5浓度值变化图表明,2005-2008年大部分曲线都有一个PM2.5浓度值高峰。原因在于2005-2007年是月亮赤纬角最大值,潮汐南北震荡幅度最大,地球潮汐形变和地下排气规模最大,地震活动增强。例如20041226日印尼苏门答腊发生9.1级地震,2005329日印尼苏门答腊发生8.5地震,2007912日印尼苏门答腊发生8.6级地震,2008年3月21日新疆于田7.3级,2008512日中国四川汶川发生8级地震。由此造成的地下排气对中国大气污染都造成了严重的影响。2002-2003年也有一个小高峰,对应2001年11月14日青海昆仑山地区8.1级。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值年,潮汐南北震荡幅度变小,地球潮汐形变和地下排气规模最小,中国PM2.5浓度值也会相应变小。不利条件是,2013-2018年是全球特大地震活跃时期,如果中国周围发生大震,则不利于PM2.5浓度值降低[4]

 

参考文献

 

1. 杨学祥,杨冬红。日本PM2.5数值超标是谁的责任? 2013-2-9 07:47 科学网。 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=660678

2. 杨学祥,杨冬红. 全球空气质量地图揭示的PM2.5自然因素. 2013-2-11 10:44科学网。http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=661113

3. 杜乐天:对今年一月份我国霾雾重灾原因的浅见补遗。2013-1-31 05:56科学网。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-658087.html

4. 杨学祥。全球正处于地震活跃期 统计特征获得证实。2012-11-27 06:41科学网。http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-636574.html

 



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