中国雾霾能飘到美国：中国的雾霾来自何方？

                              杨学祥，杨冬红

一、问题的提出

最近一篇发表在美国科学院院刊上的文章再次提出这一观点：“我们把制造业外包的同时，也把污染外包，但最终污染物还是会跨越太平洋，被吹回到美国。”。加利福尼亚大学尔湾分校的科学家史蒂文·戴维斯（Steve Davis）是上述论文的作者之一。他表示，研究还进一步说明美国西部的污染物中到底有多少来自中国。

　　文中还列出数据说，中国排放的36%的人为二氧化硫、27%的氮氧化物、22%的一氧化碳以及17%的炭黑来自出口制造。而中国出口制造的相关排放物中，21%最终排放到美国，上述每一项污染物都是如此。

　　洛杉矶每年至少额外有一天臭氧超标，这都是因为来自中国工厂的氮氧化物和一氧化碳排放。还有西海岸四分之一的硫酸污染也和中国出口有关。

　　在此之前，美国华盛顿大学大气和环境化学教授丹·贾菲也曾撰文说，源自亚洲的污染物直接造成美国多个城市污染指数经常超标。

　　他的研究花了16年时间，在俄勒冈州一处偏远山区，大约海拔2700米的地方，对污染云团进行观测。

　　他的结论是，空气污染无国界，常年席卷北半球中纬度的西风导致中国产生的污染物会经常性飘过太平洋。如果天气条件允许，汞、臭氧、硫氧化物、氮氧化物、炭黑和沙尘可以短短几天之内到达美国西海岸。

　　但是在很多中国学者看来，“飘”到美国的观点极不靠谱，中国的雾霾大都自己“消化”了。

　　中国环境科学学会大气环境分会理事长王文兴认为，华北地区包括雾霾在内的大气污染物，能够传输到朝鲜半岛、日本的很少，到达美国西海岸的更是非常有限。

　　这是因为，大气颗粒物的远距离传输不仅受到风向的影响，还受到地形、海陆分布等诸多地理因素影响。

　　从风向上说，中国北方大部分地区位于北纬30度到60度之间，处于西风带。西风盛行的时候，尤其是华北地区污染持续时间长、浓度大的时候，处于我国下风口的朝鲜半岛、日本等地的空气质量，一定程度上会受到影响。

　　但是，从地形上说，“我国的地势西高东低，主导风从青藏高原经过华北到达渤海、辽东半岛后便折向南方，有时甚至到达广东，但最后又转回到内陆，所以华北地区的大气污染物，包括雾霾，传输到朝鲜半岛、日本的很少，到达美国西海岸的更是非常有限。”王文兴在接受其他媒体采访时说。

　　而且，当夏季我国东部大部分地区盛行东南风，韩国与日本等近邻国家排放的大气污染物反而有可能传输到我国东部地区，王文兴说。

　　南京大学气候与全球变化研究院、大气科学学院教授丁爱军则表示，大气污染物特别是PM2.5一般集中在对流层低层，而西风带通常所处位置在这之上，一般污染物较少。而且，污染物在远距离传输过程中会出现大量沉降。从中国东部向东，经过东海、黄海以及太平洋，经过大气中的扩散、稀释和沉降，达到后的污染物的影响与源地相比相差了好几个数量级。

中国科学院大气物理研究所研究员王自发指出，雾霾本身就是由流动性较差的气候条件导致。如果有好的传输条件，出现雾霾的机会也就小得多。“像一个锅盖一样罩在城市上空，所以污染物不太可能扩散出去。”王自发说。

http://finance.sina.com.cn/roll/20140219/022218257203.shtml

二、同一原理的扩展

中国雾霾自产自销的理论是没有说服力的，因为雾霾天少，而后又被风吹散，雾霾的扩散和传播是基本的事实和理论的同一归宿。

不过，美国的雾霾是否贴上了中国标签，在美国科学家之间也发生了争论：美国雾霾有人认为来自中国，也有人认为来自亚洲。谁也没有给出确切的证据。

宏观的评价是有积极意义的：论文中指出，这些年，美国不断地减少本土的制造业，使得其东部地区的空气质量有了很大的改观。但是来自中国的大气污染，却导致了美国西部地区空气质量恶化。2006年美国西部的硫酸浓度高达2%，臭氧和一氧化碳水平也略微上升。这表明，我们都住在同一个地球，以邻为壑转嫁污染是没有出路的，自扫门前雪，就怕大风扬。

以其人之道还治其人之身，按照同一原理，美国雾霾来自中国，中国雾霾来自何方？

中国今年雾霾严重有两大原因：其一、2014-2016年月亮赤纬角最小值时期潮汐南北震荡幅度变为最小，导致静稳天气增加；其二、印泥火山喷发强烈，特别是2月13日印尼东爪哇的克卢德火山（Mount Kelud）深夜大喷发，火山灰柱直上17公里高空，大量火山灰飘到中爪哇省、西爪哇省和日惹特区。

印尼火山剧烈喷发不仅给全球带来雾霾，而且给全球带来降温，值得特别关注。大气棕色云或亚洲棕色云（ABC）是漂浮在印度上空的大气污染物，国际上一批从事大气科学的科学家（包括中科院、北大、清华等多位专家）认为印尼火山爆发是其重要来源之一。我们的研究指出，伴随中国治霾力度加大而效果不佳，2013年中国雾霾的极值需要近期发生的突发因素来解释。

由于人造棕色云团和温室气体的复合影响，从北京到新德里的一些城市能见度变差，喜马拉雅等地的冰川加速融化，极端天气事件也越来越多。联合国环境规划署（UNEP）在近日（11月13日）发布的一份报告中，做出了上述警告。

　　虽然全球对温室气体的关注由来已久，但棕色云团进入社会视野，不过是1999年的事情。当时，一个国际科学合作项目——印度洋试验(INDOEX)在印度洋上空发现了所谓的“亚洲棕色云团”(Asian Brown Clouds，简称ABC)，其厚度约3公里，面积相当于美国陆地面积大小。

　　棕色云团的成分包括含碳颗粒物、有机颗粒物、硫酸盐、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。棕色云团对亚洲乃至全球的气候和环境都有很大影响，广州等地经常出现的灰霾天气，就被认为与棕色云团有关。

　　“亚洲棕色云团”的名称曾经引发很大争议，有人甚至将其等同于“亚洲毒雾”。在中国、印度等国家的质疑下，联合国环境规划署2003年决定保持ABC的简称不变，但将其解释为Atmospheric Brown Clouds，即“大气棕色云团”。

　　实际上，联合国环境规划署此次发布的报告也显示，除了亚洲，世界其他地区，如南部非洲、南美的亚马逊盆地等也被棕色云团所覆盖。此外，北美东海岸和欧洲也有一些地区被棕色云团覆盖，但影响程度有限。

　　已经确认被棕色云团覆盖的五个重点区域中，包括东亚。而这一区域受影响的主要是中国东部。

　　此外，包括北京、上海和深圳在内，世界上已有13座超大城市（megacity）被确认为棕色云团热点城市。其他10座城市分别是：曼谷、开罗、达卡、卡拉奇、加尔各答、拉各斯、孟买、新德里、汉城和德黑兰。

　　棕色云团对于人类健康也有巨大影响。联合国环境规划署报告称，空气中直径小于2.5微米的可吸入颗粒物（即PM2.5）浓度上升每立方米20毫克的话，中国和印度每年会有约34万人死亡。而经过粗略估计，棕色云团相关的PM2.5所致经济损失，分别占中国和印度GDP的3.6%和2.2%。

联合国环境规划署科学委员会主任、美国圣地亚哥加州大学教授Veerabhadran Ramanathan领衔编写了这份报告。

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大气环流的传输作用使大气污染物主要集中在赤道和南北纬30度地区附近，亚洲棕云是主要污染源。相关证据是，火山喷发物到达的高度为1—40 km；持续时间为几星期至10多年。低纬度火山喷发能扩散到全球，在中高纬度保持最大浓度，最后在极冠落下。火山灰减弱太阳辐射，对中高纬度的影响最大。1963年3月印度尼西亚巴厘岛上的阿贡火山爆发，1980年5月美国圣海伦斯火山大爆发，造成次年太阳直接辐射减少量都在15%以上，使北半球平均温度下降。滞后于火山喷发18个月，我国有一个显著的低温期。1951年到1985年，我国东北地区有6个夏季低温冷害年，其中5年都发生在2级以上火山喷发后1－2年[9]。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。

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低纬度的印尼火山喷发能扩散到全球，在中高纬度保持最大浓度，最后在极冠落下。根据全球大气循环的哈得来环流，印尼火山灰在赤道升入高空，向北流动的部分在北纬30度下沉分成两个分支，向南分支流过中国南方，返回赤道；向北分支流过中国北方，在北纬60度升上高空，因此印尼火山灰可以在中国大部分地区形成雾霾灾害。

在北半球，向北流动气流的雾霾密度随纬度圈周长的缩小而增大，向南流动气流的雾霾密度随纬度圈周长的扩大而减小。这是北纬30度以北地区雾霾较重而北纬30度以南地区雾霾较轻的自然原因。

中国和南亚国家都是发展中国家，大气污染都很严重，但是，由于大气环流的特征的不同，决定了中国雾霾比南亚国家更严重，而且南亚国家的大气污染也会通过大气环流（特别是哈得来环流）影响中国。

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据日本媒体报道，今年11月上旬印度首都新德里PM2.5日均浓度创下年内新高，达每立方米400微克，是世界卫生组织环境标准的16倍。冬季的新德里不时出现严重雾霾，整个城市像是罩在厚厚的一层灰毯下。《印度斯坦时报》自嘲：“印度只有一个领域能赶超中国，那就是空气污染。”印度环保专家说，中国空气污染的首要原因是火力发电，而印度空气污染的罪魁祸首是汽车尾气。《印度斯坦时报》10月底的一篇文章说，被视为中国空气质量最为堪忧城市的兰州空气质量比印度空气最糟糕的五座城市都强。

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印度的地理纬度处于雾霾的扩散区，中国的地理纬度处于雾霾的集聚区，在同等污染的条件下，中国的雾霾会比印度更严重。

三、公平的结论

雾霾中的固体颗粒不会在几天内沉降到地面，颗粒越细微在大气中漂浮的时间就越长，“自产自销”只是一个美丽的神话，全球循环才是客观事实。

联合国环境规划署发布的报告显示，除了亚洲，世界其他地区，如南部非洲、南美的亚马逊盆地等也被棕色云团所覆盖。此外，北美东海岸和欧洲也有一些地区被棕色云团覆盖，但影响程度有限。

此外，包括北京、上海和深圳在内，世界上已有13座超大城市（megacity）被确认为棕色云团热点城市。其他10座城市分别是：曼谷、开罗、达卡、卡拉奇、加尔各答、拉各斯、孟买、新德里、汉城和德黑兰。绝大部分集中在亚州地区。

根据地理特殊位置、大气循环特征和地形地貌特征，亚洲是大气污染的重灾区，中国是全球大气污染的主要受害者，发达国家的污染转移政策是主要根源。

中国雾霾治理不仅仅是一个城市、一个地区、一个国家的局部工程，而且是全球范围的整体工程。中国的地理位置决定了雾霾灾害集中发生的必然性，亚洲乃至全球雾霾整体防治才能从根源上解决问题。

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