中国雾霾的综合治理：降低出行里程和增强城市风

                           杨学祥，杨冬红

大气污染是雾霾发生的元凶，这是人们的共识，这里就不多讨论了。现在的问题是，气象条件的变化是否存在人为的因素。

1 北半球最近30年风速减慢是主因

一项研究表明，北半球最近30年风速减慢，这是一个国际研究小组在分析了欧洲、亚洲、北美的800多个气象观测点的数据后得出的结论。该小组在新一期英国《自然—地球科学》（NatureGeosciences）杂志上报告说，法国和英国研究人员分析了欧洲、亚洲、北美的822个气象观测点的风速记录，结果显示，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。研究人员认为，风速下降可能有多种原因，比如气候变化可能影响了气流的传统活动模式，导致风速下降。一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，也会起到降低风速的效果。这一变化对风力发电行业的影响目前还难以评估。因为气象观测点大多测量10米左右高度的风速，而风力发电机组的风轮叶片多在距地面50米到100米的高度，对这个高度的风速，目前还缺乏全球性的数据。

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201010181593384412807.shtm

澳大利亚科工组织（CSIRO）土地与水研究所的首席研究员Tim McVicar博士研究小组新近在《地球物理学研究通讯》(GeophysicalResearchLetters)杂志上发表了题为“澳大利亚风速气候学和1975-2006的风速变化趋势”的文章。作者基于澳大利亚1976至2006的近地表风速观测资料，建立了0.01度分辨率的澳大利亚日风速数据库。通过分析，他们发现近30年来澳大利亚平均风速以每年0.009米每秒的速度递减，该递减的现象遍布88%的国土范围。不只是大洋洲，已有的文献表明，包括亚洲、欧洲和北美州在内的中纬度的世界，好像真的都正在变得风平浪静了。研究者认为气候变化研究更应注重风速变化。

http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/200811131050494854073.html

2 风速减慢是否与人为因素有关？

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

2013年中国雾霾多发创纪录证实了我们在2010年的预言：

风速减慢对风能利用也提出了新的挑战，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。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。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。

意想不到的雾霾灾害真的来了！

2013年11月，第十五届高交会中国高新技术论坛中国新能源发展峰会在深圳会展中心举行。记者从会上了解到，中国风力发电产业经过10年发展，到去年发电量已经超过发展了40年的核发电产业。

国家能源委员会专家咨询委员会主任张国宝则在讲话中透露，在2011年的福岛核事故以后，更多的国家把目光投向新能源。中国近年来新能源发展取得了令世人瞩目的成绩。在2004年，中国的风能发电仅占中国的15.6%，但是现在已经占全世界的27%，“去年风力发电在全国4.85万亿千瓦时发电量中占2%，而我国核电发电量为980亿千瓦时，这意味着风能发电已经超过了核电的发电量。

中国国际能源集团董事局主席吴国迪表示，目前中国的能源70%是煤炭为主的能源，相信再过10年，中国煤炭为主的能源会下降到50%。“目前中国的雾霾25%来自于汽车尾气，假如说中国的汽油都用清洁汽油的话，我相信这个雾霾就没有了。”

http://www.chinaepe.com/news/news_detail.asp?xwid=hy11197

可惜的是，事与愿违，风电发展了，风力减弱了，静稳天气条件使雾霾也扑面而来，难以遏止。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-753147.html

3 关注灾害治理的恶性循环

中国目前还处于靠自然风吹走雾霾的初期阶段，减慢自然风速就自然变为人为静稳天气的制造者，是雾霾清除不力的根源，是制造雾霾灾害的元凶之一。风速下降可能有多种原因，比如气候变化可能影响了气流的传统活动模式，导致风速下降。一些地方的森林植被恢复和增长使得地球表面更为“粗糙”，也会起到降低风速的效果。因此，三北防护林防止风沙的功劳，也变为使中国风速减慢的罪证。三北防护林是防治沙尘暴的成果，也可能是2013年中国雾霾高峰的生成原因。近几年，北京的风沙少了，雾霾却多了。

历史经验表明，在防灾减灾问题上，人类往往是治理了一个灾害，引发了多个灾害，处于难以自拔的恶性循环之中。头痛医头，脚痛医脚，最终的结果是疾病遍布全身。要研究灾害之间的相互关系，防灾方案要关注次生效应。

4 雾霾的综合治理

我认为中国华北地区的雾霾和风能过度开发利用有一定关系，这是根据风速减慢的资料分析得到的结果。这是最新的观点，我还没发现别人有类似的论述。我认为，开辟城市风道来对付雾霾是可行的。对于北京的雾霾，一两项措施是解决不了问题的，由于城市规模太大，需要综合治理。

减少出行里程是节约能源、降低污染最有效的措施。伴随私家汽车的增多，城市交通拥堵和汽车尾气污染与日俱增。一个五口之家，父母要上班，孩子要上托儿所或上学，老人或保姆要上市场，必不可少的行程天天如此。如果能健全社区服务功能，每个社区配备必须的设施最好的托儿所、医疗所、菜市场、中小学校，就可以减少家庭私车一半以上的行程，不仅能减少污染，还能解决城市交通拥堵和降低能源消耗。

增强城市风是减少城市雾霾的关键因素。目前的道路通行是双向的，不利于定向风的行程。应该将所有道路改为单向环形右拐行驶，即可形成定向的旋转风，在全城形成涡旋气流。