10月长春雾霾与潮汐组合对比：理论的应用有多难？

                                杨学祥

10月20日，记者王小野根据长春市气象局网站上的“环境空气质量日报”梳理了7日~19日的长春市空气质量。在这13天里，长春只在12日出现1天的“良”天气，其余12天均处于“污染”状态；首要污染物为PM2.5的占11天，首要污染物为PM10的占2天（7日、12日）。从这些数据可以看出，1日至19日的19天中，长春市有12天空气质量处于“污染”状态，只有7天达到“良”。而这7天，有6天处于“十一”长假期间。

　　在“污染”的12天中，“轻度污染”有7天，“中度污染”有2天，“重度污染”有2天，“严重污染”有1天。

2014年10月长春市空气质量

7日，轻度污染，首要污染物为PM10；

8日，中度污染，首要污染物为PM2.5；

9日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

10日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

11日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

13日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

14日，严重污染，首要污染物为PM2.5；

15日，中度污染，首要污染物为PM2.5；

16日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

17日，重度污染，首要污染物为PM2.5；

18日，重度污染，首要污染物为PM2.5；

19日，轻度污染，首要污染物为PM2.5。

10月潮汐组合与长春雾霾有很好的对应关系：

潮汐组合A：10月2日为日月小潮，10月1日为月亮赤纬角最大值南纬18.52620度，两者强叠加，地球扁率变小，自转变快，赤道暖空气和洋流向两极运动，可激发地震火山活动和暖空气活动。有利于厄尔尼诺发展（弱）。潮汐使赤道空气向两极流动，有利于低层偏南风的发展，带来较多水汽，造成部分地方出现大雾天气。

潮汐组合B：10月6日为月亮近地潮，8日为日月大潮，7日月亮赤纬角达到最小值0.00012度，三者强叠加，地球扁率变为最大，自转变慢，有利于拉尼娜发展（强），两极冷空气和洋流向赤道运动，可激发地震火山活动和冷空气活动（冷空气迟到，8日在新疆，11日才到达北京）。

潮汐组合C： 10月13日月亮赤纬角极大值北纬18.51644度，16日为日月小潮（下弦），18日为月亮远地潮，两者强叠加，三者弱叠加，潮汐强度最小，潮汐使赤道空气向两极流动，可激发地震火山活动和暖空气活动。有利于厄尔尼诺发展（弱），有利于低层偏南风的发展，带来较多水汽，造成部分地方出现大雾天气（18-20日雾霾）。

潮汐组合D：10月21日月亮赤纬角达到最小值北纬0.00008度，24日为日月大潮，两者弱叠加，地球扁率变为最大，自转变慢，有利于拉尼娜发展（强），两极冷空气和洋流向赤道运动，可激发地震火山活动和冷空气活动。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-803314.html

记者王小野还查询了2013年12个月份及2014年前8个月的空气质量数据。梳理发现，2013年中，1月份、12月份的空气质量最差，每个月只有9天达到优良级；其次为10月份，只有17天达到优良级，占全月天数的54.8%。2014年，已知的8个月份中，1月份空气质量比较来看，仍排在倒数第一位，优良级天数只有19天，占61.3%。长春空气质量1月和12月最差。

根据月亮赤纬角极值与日月大潮的叠加可计算得出，每年11月至次年1月的潮汐组合类型有利于雾霾的形成，每年2月-4月的潮汐组合类型不利于雾霾发生；每年5-7月潮汐组合类型有利于雾霾发生，每年8-10月潮汐组合类型不利于雾霾发生，潮汐组合类型转化的周期为6个月。这个半年周期是固定的，每年都是这样（杨冬红等，2007a）。与雾霾季节性相叠加，雾霾频发期是每年的1月和12月。

2013年的中国雾霾首发在1月，并于12月进入高潮。预计2014年1月会仍保持高发态势。作者的理论推导在科学网上得到2014年1月实践的验证，表明大气潮对天气和雾霾影响的真实存在。

李国庆和宗海锋在2007年第6期《中国科学》（D辑）上对比分析了25 a(1973～1998年)的日长(Length ofday,以下简称LOD)、大气环流及月球相位随时间的变化。发现伴随着月球相位的交替变化，地球大气的纬向风速场、地球位势高度场及LOD作27.3及13.6 d的周期振荡。每5～9 d(平均6.8 d)，随着月球视赤纬角从0°变为最大值(绝对值)或从最大值变为0°，全球纬向风速场、地球位势高度场及LOD经历一次突然变化。这种周期性的大气振荡，被视为一种大气潮。对比月球视赤纬角变化及与其对应的LOD、大气纬向风速场及地球位势高度场变化，分析了10个大气潮个例。月球对地球大气引潮力作用的周期变化，是引发27.3及13.6 d周期大气潮的主要原因。月球对地球大气的作用是巨大的，它引起大气纬向风速场及地球位势高度场的变化。当月球围绕地球运转至天赤道上空时，月球视赤纬角等于0°，这时月球对大气的引潮力最大，大气的纬向风速增加，地球的自转角速度减小，日长(LOD)增加。反之，当月球视赤纬角最大(绝对值)，月球对大气的引潮力减小，大气纬向风速减小，地球的自转角速度增加，LOD减小.27.3及13.6 d周期的大气潮值得更深入地研究。月球对地球大气的引潮力作用，应该在大气环流及中短期天气预报模式中予以考虑。

潮汐影响大气环流和中短天气的理论已经发表多年，试验性预报也验证了多年，可是应用部门至今还毫无反应。

2013年1月中国雾霾高发，我们意外发现雾霾的频发和清除与两种特殊的潮汐组合类型相关。这种相关性在2013年12月和2014年1月又重复出现。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-834963.html

我在2013年12月5日指出，2014-2016年处于月亮赤纬角极小值时期，是高温、干旱、强震、低温冻害、雾霾等极端灾害的频发时期，月亮赤纬角接近最小值18.6度，潮汐南北震荡较弱，形成有利于雾霾的气象条件。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，潮汐南北震荡幅度变小，冷空气活动减弱，有利于雾霾天气的生成。

2013年雾霾天气加重只是前兆，今后三年可能持续加重。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-737194.html

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-747141.html

事实上，2013年1月和12月中国雾霾加重，2014年1月和10月中国雾霾加重，12月雾霾将更加严重，逐年雾霾加重已成为定向趋势。

2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，潮汐南北震荡幅度变小，冷空气活动减弱，有利于雾霾天气的生成。人们必须做好预防更严重雾霾的准备。

参考文献

李国庆，宗海锋。27.3及13.6 d周期的大气潮。中国科学（D辑）。2007, 37(6)：835-850

杨冬红，杨学祥。流感世界大流行的气候特征。沙漠与绿洲气象。2007，1（3）：1-8。

杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。2011，54（4）：926-934.

杨冬红, 杨学祥.北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性[J]. 地球物理学进展, 2014, 29(2): 610-615.

相关报道：

10月长春缘何多霾

2014年10月21日 01:58

来源：新文化报

原标题：10月长春缘何多霾

10月18日，长春市重度污染，南湖公园内能见度很低本报记者白石摄

A05版

19日，“冷空气”成“霾”的终结者。19日15时50分，长春市气象局发布寒潮黄色预警信号。

　　终于，在“冷空气”的帮助下，将“霾”驱赶走了。到19日19时，长春的空气质量呈现“良”状态，甚至在20日3时至7时这5小时内，达到了“优”的级别。

　　到8时，空气质量降为“良”。

　　此后，一直持续该状态，首要污染物为PM10。10月份过去的19天（10月1日~19日），空气好的只有7天。

　　再回头查看，去年10月份，长春空气质量同样不容乐观，

　　甚至发布了红色预警。10月份，为啥这么容易遭“霾”伏？

2014年10月 19天中12天“污染”

   20日，记者根据长春市气象局网站上的“环境空气质量日报”梳理了7日~19日的长春市空气质量。在这13天里，长春只在12日出现1天的“良”天气，其余12天均处于“污染”状态；首要污染物为PM2.5的占11天，首要污染物为PM10的占2天（7日、12日）。

　　在“污染”的12天中，“轻度污染”有7天，“中度污染”有2天，“重度污染”有2天，“严重污染”有1天。

2014年10月长春市空气质量

7日，轻度污染，首要污染物为PM10；

8日，中度污染，首要污染物为PM2.5；

9日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

10日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

11日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

13日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

14日，严重污染，首要污染物为PM2.5；

15日，中度污染，首要污染物为PM2.5；

16日，轻度污染，首要污染物为PM2.5；

17日，重度污染，首要污染物为PM2.5；

18日，重度污染，首要污染物为PM2.5；

19日，轻度污染，首要污染物为PM2.5。

   20日，记者也登录环保部官网，在其“全国城市空气质量日报”中，查询有关长春今年10月1日至6日的空气质量，这6天空气质量均为“良”级别。

　　其中，2、3、4、6日的首要污染物为PM10；1日的首要污染物为NO要污染物为PM2.5。

　　从这些数据可以看出，1日至19日的19天中，长春市有12天空气质量处于“污染”状态，只有7天达到“良”。而这7天，有6天处于“十一”长假期间。

　　这19天，长春市共发布霾黄色预警信号3次，分别是13日、17日及18日。

2013年10月 31天中14天“污染”

   20日，记者登录省环保厅官网，在“空气质量月报”中，查到2013年10月份空气质量，31天内，长春市的优良级天数达到17天，占54.8%；其余14天，则处于“污染”状态，占45.2%。

　　根据气象资料，2013年10月份，长春市出现10个烟、雾、霾天，监测到烟的是10月17日，单纯监测到雾的是10月19日、20日、21日、22日，而监测到霾的是1日、6日、23日、28日和31日，其中23日和28日出现的是雾和霾。

　　从空气质量来看，在2013年10月份中，10月22日长春市空气污染最严重，其次依次为10月21日、10月17日、10月20日、10月23日、10月6日、10月1日。

2013年10月21日2时45分，长春市发布了10年来首个大雾红色预警信号。

　　此外，记者还查询了最近几年10月份的空气质量情况。

2011年10月份，优良级天数达到29天，占93.5%；2012年10月份，优良级天数达到30天，占96.8%；2013年10月份，优良级天数达到17天，占54.8%；其余14天，则处于“污染”状态，占45.2%。

■对比

长春空气质量1月和12月最差

　　记者还查询了2013年12个月份及2014年前8个月的空气质量数据。

　　梳理发现，2013年中，1月份、12月份的空气质量最差，每个月只有9天达到优良级；其次为10月份，只有17天达到优良级，占全月天数的54.8%。

2014年，已知的8个月份中，1月份空气质量比较来看，仍排在倒数第一位，优良级天数只有19天，占61.3%。而今年10月份，从19天内有12天处于“污染”状态来看，10月份与其他月份空气质量的比较仍不理想。

■释疑

为啥2011年和2012年10月份的空气好？

　　梳理数据时发现，同样是10月份，为啥2011年及2012年的10月份空气质量要远远好于2013年及2014年的？

　　“它们所采用的空气质量标准不同，才造成数据上的差异。”20日，有环保专家对此表示，2013年1月起，我国实行的是空气质量“新国标”，不仅加入PM2.5浓度值监测指标，同时，原来的PM10监测标准也有所提高；而之前空气质量监测标准的各项要求相对较低。参照“新国标”，往年的一些优良级天气都很可能变为“污染天气”。

■分析

专家：两大原因设下“霾”伏？

20日，有关专家结合各自领域的研究，对雾霾频频现身10月份进行了分析。

1.静稳天气

　　气象条件，是出现雾霾天的内因。“相对其他季节来说，秋冬季比较容易发生雾霾。”有气象专家表示。

　　具体到10月份，结合往年的气象资料，长春地区的冷空气活动次数上偏少，强度上偏弱。在平均风速减小的情况下，风力对污染物的驱赶作用减弱。同时，静稳天气的增加以及降水日数的减少，使得污染物不容易扩散。

2.秸秆焚烧、供热燃煤

　　外因，则是污染物的排放。“从污染物排放来看，10月份的特点很显著。”在中国科学院东北地理与农业生态研究所区域大气环境学科组成员张学磊看来，10月份，长春周边进入秋收季，焚烧秸秆现象加重了对长春空气的污染；而到了10月中下旬，长春又进入供暖季，供热燃煤对空气质量影响也很大。

   20日，环保部官网的“秸秆焚烧火点监测报告”又公布了19日的监测日报，报告称吉林省有火点38个，涉及4个地市9个县（市）。具体为：白城市10个，分布于镇赉县2个，洮南市8个；长春市4个，均出现于农安县；四平市13个，分布于公主岭市9个，梨树县3个和双辽市1个；松原市11个，分布于长岭县5个，乾安县3个和前郭县3个。

■预测

　　未来两年静稳天气或继续助霾

　　从气象条件上，吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授杨学祥给出了另外一种分析：“雾霾天的出现，与潮汐组合有着极强的对应关系。”

　　杨学祥说，10月份是今年强潮汐时期的最后一个月份，冷空气活动容易形成，但比较偏弱，遇到污染物等外因，容易形成雾霾天气。

　　“包括2014年到2016年的这3年，不利于污染物扩散的静稳天气还将持续下去。”杨学祥表示，经研究证明，2014年至2016年为月亮赤纬角最小值时期，潮汐南北震荡幅度变小，静稳天气条件可能性增加，这预示着可能更多的静稳天气会“助霾为虐”。

　　同时，他研究也发现，雾霾有明显的季节性：每年11月至次年1月的潮汐组合类型有利于雾霾的形成，与雾霾季节性相叠加，雾霾频发期是每年的1月和12月。

本报记者王小野

http://news.ifeng.com/a/20141021/42250687_0.shtml