空气污染和潮汐震荡调控雾霾发展

                            杨学祥，杨冬红

  2014年气象主播宋英杰展示了一张50年以来的雾霾演变趋势图，来自于全国气象观测的统计分析，显示从1961至2013年的前30年中，也就是上世纪90年代以前，全国的混沌天气以“雾”为主，且每年雾天数量基本稳定在25~30天上下。同期霾天的数量有缓慢增长，从微不足道的接近于0天逐步增加到90年代的每年7~8天，此时霾与雾的比例为1：3。

   而从90年代以后，趋势发生剧烈变化，雾和霾开始“此消彼长”的转化过程，到2013年，霾日远远超过雾日，数量比例逆变为3：1。

图1 1960-2014年雾霾演变趋势图

但这张图表所提示的秘密，还不止于此。

   首先，自1993年以后，平均雾天数量开始逐年线性下跌，至2013年已接近个位数。

   但霾天并没有同步急涨，而是在1980~2000年之间保持“稳定”，年均7~8天，直到2003年之后开始“提速”，尤其在2012~2013年度，突然出现了一个可怕的直线增长，一跃达到了近40天——这完全无法令人相信是描述自然界变化的曲线，在任何科学领域都完全是“突变”，而不是什么“趋势”。

   这提示官方的统计数据很可能是有问题的。历年来雾+霾的总天数保持稳定，这似乎是一个规律，因为雾和霾其实有一定共性条件和成因，比如都有赖于静风天气等。但在1993~2003年之间，在雾天急跌的过程中，霾天却并未相应随涨。

直到2013年的监测数据相对还原了“总量平衡”，因此造成了图表上非常突兀的“急跳”。

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4934cc2b0101sehs.html?tj=1

http://club.kdnet.net/dispbbs.asp?f=w&ctid=134826&boardid=1&id=9989754

图2中国大陆1965年以来化石能源消费的年变化：

学者蒋大和最近指出，中国“雾霾”的首要来源在“烧煤”中排放的二氧化硫和氮氧化物。

2014年中国大陆消耗煤炭1962.4（百万吨油当量），美国453.4，印度360.2。因此中国消耗煤炭是美国的4.33倍，印度的5.45倍。但是人口呢？中国2013年底13.6782亿，美国2013年4月3.1574亿，中国也差不多是美国的4.33倍。因此，从总量看，中国消耗煤炭惊人，世界第一。但从人均看，中国每人消耗煤炭和美国人持平。但是石油和天然气呢？

所以，不能简单指责我们烧煤多：我们人口多。美国人按人均算，烧煤和我们相当（1:1），大大多烧了石油（6.96: 1）和天然气（19.7 : 1）！

11月14日下午17:50增加：2014年人均能源消耗比较（下载应用了联合国人口署2014年的数据），单位：吨石油当量/人。因为沙特和新加坡的人均耗油量太高，在图中去除了，以便和其他国家比较。美国、加拿大和澳大利亚人均消费高是在意料之中，但韩国比较日本人均消费高是较少想到的。

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=609047&do=blog&id=935004

　　据章轲报道，我国资源能源消耗量大和利用效率不高的总体形势短期内仍将持续。能源消耗和二氧化碳排放总量分别从1990年的9.9亿吨和22.9亿吨上升到2014年的42.6亿吨和99.3亿吨，均增长了3.3倍。2013年，中国GDP约占全球12%，但消耗了全球21.7%的能源、46.5%的钢和58%的水泥。其中，煤炭消耗量达38亿吨，相当于世界上其他国家的总和，是排在第2位的美国煤炭消费量的3倍多。

与此同时，中国单位GDP能耗是全球平均水平的近2.5倍，亚太地区平均水平的2倍。以重工业化为特征的经济结构以及粗放的发展方式给中国的绿色增长带来了根源性障碍，要在短期内扭转这种形势存在极大难度。

比较图1和图2，中国大陆1965年以来化石能源消费的年变化在2001年开始提速，在2013-2014年达到峰值，与雾霾“直到2003年之后开始“提速”，尤其在2012~2013年度，突然出现了一个可怕的直线增长，一跃达到了近40天——这完全无法令人相信是描述自然界变化的曲线”相对应。但是，化石能源消费的年变化不是直线式增长，而是抛物线式增长，这里必有其他因素在起作用。

中国主要污染物排放量的变化趋势。资料来源：“十三五中国绿色增长路线图研究报告

报告称，“十三五”我国环境承载力仍将处于严重超载阶段。以大气污染物为例，按照环境空气质量二级标准测算的全国SO2、NOX最大允许排放量（即全国333个地级城市PM2.5年均浓度全部达标情景下的大气环境容量）分别为1363万吨和1258万吨。而2014年这两项污染物的排放总量分别超过环境容量的45%和65%。可以预见的是，即使“十三五”期间主要污染物排放的叠加总量达到峰值并迅速下降，中国仍将处于环境承载力的严重超载阶段，环境质量难以在短期内得到全面改善。

http://news.sina.com.cn/green/sd/2015-11-16/doc-ifxksqiv8389165.shtml

根据图3，中国主要污染物排放量从2002年到2005年快速上升，形成一个峰值，此后逐年下降，再2010年又开始上升，2011年达到峰值，此后又下降，直到2014年。这与“雾霾在2012~2013年度，突然出现了一个可怕的直线增长”并不符合，表明其他因素的作用非常强劲。

   我们在2013年10月29日指出，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

我们在2013年12月5日指出，月亮赤纬角最小值有利于雾霾天气：今后三年持续加重。

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

2014年开始至今，在全球范围内，极端天气频发。暴雪、龙卷风、暴雨、强震、高温、低温冻害、中国雾霾等灾害频繁发生，很多人将其归因于尚未发生的厄尔尼诺现象，颠倒了因果关系，忽视了真正的灾害元凶。我认为，全球灾害频发的原因在于2014至2016年正处于月亮赤纬角最小值时期。

http://epaper.lnd.com.cn/html/lnrb/20140523/lnrb1385868.html

   我们在2015年1月25日指出，厄尔尼诺和最热年可能重现江湖。如果2015年发生厄尔尼诺事件，高温、干旱、洪水将接连发生。监测厄尔尼诺非常关键。

2014年为太阳黑子峰值，2014-2016年为月亮赤纬角最小值时期，2015年如果发生较强厄尔尼诺，那么2015年的严重灾害将持续发生：强震、流感、旱涝、雾霾和严重低温冻害。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-877952.html

http://wap.sciencenet.cn/blogview.aspx?id=904983

我们在2015年11月3日指出，从11月12-15日潮汐组合开始，强潮汐出现在月亮赤纬角最大值，有利于厄尔尼诺和雾霾的发展。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-933084.html

  2015年11月至2016年1月雾霾进入高潮。

11月12-15日潮汐组合是重要的雾霾变强预兆。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-933228.html

   这一预测到到证实。

   潮汐组合C：11月12日为日月大潮，11月15日月亮赤纬角极大值南纬18.1954度，两者强叠加，潮汐强度大，地球扁率变小，自转变快，有利于厄尔尼诺发展（强），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（强）。

1959-1960年、1977-1979年、1995-1997年、2014-2016年为月亮赤纬角最小值，对应中国雾霾的峰值，1968-1970年、1986-1988年、2005-2007年为月亮赤纬角最大值，对应中国雾霾的谷值。

参考文献

杨学祥，杨冬红。2013年中国雾霾高发的气象原因初探。科学家. 2014, (3):90-91.

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.