雾霾是拉马德雷冷位相灾害链中6大灾害之一

                                    杨学祥，杨冬红

   我们在2008年3月2日文汇报发表的文章指出，近期科学研究的一系列成果揭示了冷气候、台风、强潮汐、流感全球大流行和强震相互对应的规律和物理机制，对气候及其相关灾害的预测有重大科学意义。规律表明，在拉马德雷冷位相时期，全球强震、低温、干旱、洪涝、飓风伴随拉尼那、流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈。2004年底的印尼地震海啸和今年年初的低温暴雪冻害是自然界对人类发出的警告：拉马德雷冷位相时期的灾害链已经启动，人们必须有所准备。

在拉马德雷冷位相时期，自然灾害呈链状相互连接，彼此激发，为人类预防预测灾害提供预兆和信号。

近十年研究发现，厄尔尼诺（El Nino）和拉尼娜（La Nina）的发生与更大时间尺度的“太平洋十年涛动”（Pacific Decadal Oscillation，缩写为PDO，亦称拉马德雷现象）密切相关。PDO是一种高空气压流，其“暖位相”和“冷位相”两种形式分别交替在太平洋上空出现，每种现象持续近二十年至三十年。近一个世纪以来，PDO已经出现两个完整的周期。第一周期的“冷位相”发生在1890-1924年，而“暖位相”发生在1925-1945年；第二周期的“冷位相”发生在1946-1976年，而“暖位相”发生在1977-1999年。2000年进入第三周期的“冷位相”。

统计分析表明，严重低温冻害、8.5级以上强震、猛烈的台风和飓风、严重的旱涝、强烈的沙尘雾霾和流感世界大流行主要集中发生在拉马德雷冷位相时期，呈时空有序的链状分布，称之为“拉马德雷冷位相灾害链”。

据专家的研究，雾霾的六成污染物来自沙尘，而沙尘在拉马德雷冷位相处于高峰期。

据康杜娟和王会军的研究，沙尘暴在1954-1956年、1964-1967年和1974-1976年出现三个高峰期^[4]。康杜娟和王会军的文章揭示：在沙尘活动频繁年代(1956~1970)和稀少年代(1985~1999)冬、春季的气候和大气环流有显著差别^[4]。1956-1970年处于拉马德雷冷位相时期（1947-1976），1985-1999年处于拉马德雷暖位相时期（1977-1999）。沙尘暴与雾霾有一个共同的重要特征，即在拉马德雷冷位相时期频繁爆发，在拉马德雷暖位相时期逐渐减弱。

图1 北京1954-1999年沙尘天气日数的逐月分布（a）和年际变化（b）

1.      沙尘天气；2. 沙尘暴；3. 扬沙；4. 浮尘（据康杜娟，2005）

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大气棕色云团像锅盖罩住京城专家称六成污染物来自沙尘

http://news.cnxianzai.com 2013-05-2107:57:01 来源：现在网  评论    

近年来，我国北京等大城市频繁遭遇雾霾，如何治理空气成为当下热门话题。有专家指出，讨论雾霾，必须把“大气棕色云团”的大背景考虑进去。科学家们发现这块面积巨大、悬挂在高空的污染物，与全球气候、水循环、人体健康和农业问题等都密切相关，因而相关的研究成为环境科学研究的一个热点。

雾霾是飘在低层的“ABC”

大气棕色云团(AtmosphericBrown Cloud)英文简称为“ABC”。ABC现象可追溯到1995～1999年的国际科学合作项目“印度洋实验研究”，当时科学家发现，在印度洋、南亚、东南亚和东亚上空，覆盖着一层约3千米厚、有美国陆地面积大小的棕色污染物，其中包含多种颗粒物和气体，如含碳颗粒物、有机颗粒物、硫酸盐、沙尘、硝酸盐和铵盐等，其主要来源是化石燃料和生物燃料的燃烧。2002年8月，联合国环境规划署宣布正式启动国际ABC研究项目。

2003年9月，中科院资源环境科学与技术局及各研究所、大专院校、中国气象局、原国家环保总局等机构的数十位专家，组成了中国ABC科学工作组。

中科院大气物理研究所的石广玉院士，是这两个项目的主要成员。

石广玉的贡献之一，就是把“亚洲棕色云团”(Asian Brown Clouds)的名称，改为现在的“大气棕色云团”(Atmospheric Brown Cloud)。起初，由于该云团是在亚洲上空被发现的，因而得名“亚洲棕色云团”，当时，各种针对亚洲环境的指责和非议随之而来。但是，科学家们后来发现，在美洲、欧洲和非洲等其他地区也有棕色云团，因此“亚洲棕色云团”的说法既不准确，对亚洲国家也不公平。

2003 年2月，石广玉以联合国环境规划署棕色云团科学工作组成员的身份，参加了在瑞士日内瓦举行的工作组会议。在会上他提出，既然棕色云团不是亚洲特有，就应该取消“亚洲棕色云团”这一称谓。这一要求得到印度等亚洲国家同行的支持。最后，“亚洲棕色云团”被更名为Atmospheric Brown Clouds，即“大气棕色云团”，ABC的简称则依旧保留。

“雾霾天气和ABC不是分开的两个概念，实际上北京1月份出现的雾霾也是ABC，北京的大气污染可以叫BBC(Beijing Brown Cloud)，中国的大气污染可以叫CBC(China Brown Cloud)。”石广玉调侃中有些无奈，他对《环境与生活》记者说，大气棕色云团实际上是工业革命以来，随着工业的发展，人为排放的增加，结合气候条件的综合作用形成的污染物。“就中国来说，不仅北京有雾霾，其他城市也有，雾霾绝对是一个全国性问题。”

2008 年，联合国环境规划署公布了一份《大气棕色云(团)：亚洲区域评估报告》。这份报告对亚太地区的ABC现状做了详细分析，包括气候效应、环境效应、粮食安全和健康影响等方面，并“确定了亚洲的13个城市为ABC热点地区”，分别是曼谷、北京、开罗、达卡、卡拉奇、加尔各答、拉各斯(应为非洲国家尼日利亚城市，联合国环境规划署的原文就是如此——《环境与生活》编者按)、孟买、新德里、首尔、上海、深圳和德黑兰。

“最早是在印度洋上空2万～3万米的高层发现的ABC，实际上低层也有，高层是低层的污染物通过大气运动输送去的，输送有垂直输送，也有水平输送。”中科院大气物理研究所的陈彬博士进一步解释。多年来，他也一直参与了国内外有关ABC的具体研究。

北京的污染与“ABC”相关

关于ABC，石广玉多年来一直在呼吁国家加大研究力度，他认为只有这样，才能让我国在未来的ABC研究中不丧失话语权。“国内做过一些ABC对气候和农业影响的研究，但是，ABC对人体健康影响方面的研究还很薄弱。”而这一切研究的基础是对污染源的解析，“来源很重要!我认为北京1月份雾霾天气产生，排放源和往年相比并没有多大变化，突然有几天雾霾很严重，显然是与当时的气候条件不利污染物扩散有关，一般发生在冬季。”

“ABC无非是人为排放加自然输送，再结合气候条件，赶巧了，在某个地域集中爆发。它是一种综合的大气污染物。”陈彬形象地概括道，“污染源实际变化不大，北京前几年也有雾霾天气，只不过没引起关注罢了。”

从 2002年开始，陈彬就对污染天气和洁净天气的情况做了对比研究。“2002～2010年，在国家自然科学基金委员会和科技部的支持下，我们使用系留汽艇、遥控飞机搭载气溶胶观测仪器，并结合雷达同步观测，在离地面1至2公里内的大气边界层，采集到不同高度的颗粒物，通过分析这些颗粒物的元素组成和形态特点，发现在北京上空粒径1微米以上的颗粒物中，源自建筑工地和燃煤电厂的比例约为20%，局部地区及外地输送过来的沙尘约占40%，而更细的颗粒物，如PM1(粒径在1微米以下的颗粒物)更多是来自化工排放。北京大气中直径小于1微米的颗粒物中，大约有1/3是含碳粒子，这些颗粒物主要来自矿物燃烧和汽车尾气。”

除了大概得出北京上空颗粒物来源和所占比例，这项研究也得出初步结论：北京离地面600米以下这个层的大气污染严重，600米以上的空气比较干净。这是目前稀缺而重要的直接观测结果。陈彬解释：“静稳天气下，颗粒物在大气边界层底部大量堆积，600米处的层结像一个锅盖一样，阻碍着低层污染物的扩散和输送。反之，如果没这么多颗粒物在大气低层堆积，低层大气会吸收更多的太阳辐射，大气边界层就能逐渐升高，ABC的高度也会随之升高，比如达到1000米以上，就利于污染物的远距离输送和扩散。”

“这些可能对将来治理ABC有一定的帮助。”石广玉认为。陈彬目前正在研究ABC的辐射气候效应，“把北京与烟台、威海这些相对比较干净的城市做对比研究。”此外，他还参与并组织了一个国际合作项目，研究内容之一就是把北京和日本能登半岛这样空气洁净的地区做比较研究，看两个地区大气的热力结构、污染物垂直分布状况等的区别。

改变能源结构可拨“霾”见日

既然ABC属于全球性的问题，那为什么美欧以及我们的邻居日本和韩国的空气质量会远高于我国呢?

“他们早已超越了大工业大兴土木的阶段，而我们正处在发展阶段，与此同时，ABC和能源结构也有很大关系。”石广玉讲了这么一件事：自1963年1月1日开始，日本东京都武藏野市成蹊中学的地理教师宫下敦与助手，每天早晨9点钟准时站在校舍楼顶，通过目测方式观察83公里外的富士山。统计显示，1965年能看见富士山的天数仅有22天;而到了2009年能见富士山的天数突破100天;2011年更是达到131天，去年也有126天。“什么原因呢?日本的能源结构变了。日本从上世纪60年代以烧煤为主改成以天然气为主，这样空气质量马上得到改善。烧煤多，颗粒物污染自然严重;烧天然气无废渣废气产生，颗粒物就少。”

石广玉认为：“经济要发展就得用能源，没能源怎么发展?巧妇难为无米之炊。中国现在发电不用煤怎么办?”而且，我们还要面对城镇化问题，“5亿农民要进城，他们到了城市，能耗肯定比在农村多，但是，城镇化进程是经济发展的必然趋势，我们能做的就是在这个过程中，尽量减少颗粒物的污染。”

陈彬指出，英国、日本等发达国家在我国所处的发展阶段时，污染排放也很严重甚至更严重，“这是发展阶段的问题，目前，想要让我国上空的ABC状况缓解一点点，都很不容易。”

最后，石广玉预测了一下未来：“等20年吧，20年后我国如能实现能源结构的改变，从烧煤转化为烧石油、天然气，或者大量开发出清洁能源，实现产业结构的调整，也许那个时候，北京等城市的雾霾境况会改善。”

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