人工气流除雾霾：合理设计汽车单行道

                              杨学祥，杨冬红

中国社会科学院城市发展与环境研究所可持续发展研究中心副研究员张莹介绍，雾霾天气的出现主要受两个条件的影响：一是大气颗粒物浓度，二是气象条件。

除了人为因素，气象专家分析，从近50年的情况来看，由于气候变化的影响，全国的降水日数减少了10%，平均风速减少了20%，导致稳定性天气出现的频率增加，从而使得空气对污染的沉降和搬运作用减弱，使污染物不能扩散，容易形成雾霾天气。

她分析，雾霾的主要的成分包括汽车尾气，还有燃煤、灰尘以及一些工业排放，具体的成分比例根据每个城市的不同情况有一些差异。最近雾霾日数相比过去有所增加，和汽车尾气排放有直接关系，此外，工业排放的废气以及燃煤产生的气体，也是产生雾霾的重要因素。雾霾有一定季节性，冬天明显比夏天更多一些。

国家气候中心气候与气候变化服务室一位专家认为，“仅仅从短期内来看，雾霾基本靠风吹走这种说法是有道理的。”该专家举了一个很有说服力的例子：作为雾霾长期的受害者，2013年12月初在我国这次大范围雾霾过程中，北京却并没有出现雾霾严重的问题。这与近期北京冷空气活动频繁有着直接关系。

http://www.yzcn.net/broadcast/recommend/2013/1208/361927.shtml

我们在2010年10月23日指出，北半球最近30年风速减慢的研究提出如下两个重要课题：其一，风速减慢是否与人为因素有关？其二，利用风能是否存在负面效应。

事实上，大陆集中在北半球，比森林高得多的城市高层建筑密布在沿海地区，阻挡陆海之间的季风循环，是北半球最近30年风速减慢的人为原因。密布在大陆内部的高架桥、高速公路、高速铁路如蜘蛛网，也是减慢内陆风速的重要原因。风力发电机利用风能发电，更是风速减慢的重要人为因素，这表明，天下没有免费的午餐，风能利用也要付出相应的代价。

由温差产生的大气环流是信风和季风形成的主要原因，其结果是均衡赤道和两级、大陆和海洋之间的温差，营造全球正常均衡的气候变化。人为降低风速，阻碍大气环流的正常运作，可造成热带地区更热、寒带地区更冷的极端气候频发，是严重气象灾害发生的根本原因。近年来频繁发生的城市内涝与城市减慢风速、云层阻挡在城市上空有关。由于城市减慢风速和改变风的方向，大城市的无序扩张将导致周围农村大气环流的改变和洪涝灾害的频繁发生，这些问题需要认真深入地研究和解决。

风速减慢对风能利用也提出了新的挑战：

首先，从1979年到2008年，大部分地方的风速都有所下降，风速下降幅度介于5%到15%之间。这可能意味着风力发电机的发电能力同比下降5%到15%之间。就像地下水资源逐渐枯竭一样，伴随全球风能利用率的增大，风能也是有限的资源。

其次，过度的城市高层建筑开发和过度利用风能将导致大气环流功能的减弱甚至降低到影响人类正常生活的水平，城市扩张和开发风能也应该受到合理的限制。

第三，人类应该汲取浪费清洁的空气、无污染的淡水、净化环境的森林的无数教训，慎重对待风能的开发，重视能源利用的负面效应。

重要的启示是，破坏和阻挡大气环流的自然因素和人为因素同样是环境恶化的重要原因，城市高层建筑的无序扩张和风能利用也在其中。我们不能等到大气环流恶化了、风能利用受限制了、城市灾害频发了，再做事后的调整和修补。“发然而后禁，则悍格而不胜”，“预则立，不预则废”，科学研究必须要有预见性。

http://bbs.sciencenet.cn/blog-2277-376098.html

城市的汽车流是一个巨大的能量流，合理地汇聚汽车流向可以形成人工风，可以搅拌城市大气形成定向流动气流，可以疏导城市污染大气的流通和扩散，及时清除城市地表的雾霾，改善城市大气环境，我们称之为“汽车风”。

现在的问题是，道路的不合理设计，特别是双向汽车道，使“汽车风”相互抵消，不能形成有效的大气流动。结合道路畅通的规律和定向风的形成条件，合理的城市道路交通规则设计有以下特点：

1.       所有道路都改为单行道，避免汽车风的相互抵消；

2.       设计全城的只允许右拐的环形路，以便全城涡旋气流的形成；

3.       以高速路和快车道为主，形成城市风的固定流向，反向车流必须变为慢车道。

城市车流是巨大的搅拌器，合理地利用这巨大的能量，就可以形成城市固定的大气流动，清除雾霾和大气污染，改善城市的大气环境。

本设计只是一个解决城市交通拥堵和大气污染的初步模型，希望能得到相关部门关注和支持。

http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=354379

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-366006.html