读博文“怎样才能让霾落下来”有感

中国目前霾污染中的细颗粒物，也称气溶胶。早在上世纪80~90年代就有大量研究其怎样落下来的问题。当时是研究酸雨的远距离输送，几百上千公里，跨国界，引发外交问题。酸雨的主要“前体物”是二氧化硫、硫酸滴和硫酸盐，以及氮氧化物、硝酸滴和硝酸盐。这些正是目前中国雾霾的主要组成部分和“前体物”。酸雨问题中当然也有“可溶性有机碳”，但当时研究中没有重点研究它，主要原因是“酸碱性”似乎和它无关。

二氧化硫和氮氧化物，硫酸滴和硝酸滴，显然都会在空气中化学转化，因此能够经历长距离输送的，就是硫酸盐和硝酸盐。。。。正是重霾中PM2.5的重要组成。

国内外都花了大力气研究酸雨问题。其中一个重点就是气溶胶从空气中去除问题。空气污染物从空气中去除的主要过程是重力沉降、湿清除和干沉积。

-     重力沉降适用于粗颗粒物和雨滴。霾中PM2.5基本上没有重力沉降问题（重力当然有，但下降时有空气阻力，还有扰动，向下的合力几乎为零）。

-     湿清除包括云清除（进入云滴，之后如果降水就到地面，部分因云滴蒸发后回到空气中），雨洗（离开云底前云中雨滴已经包含的污染物）和淋洗（雨滴下降过程中，在云下冲击或吸收污染物，一同到达地面）。湿清除是有效机制，但降水过程毕竟概率较小，阻挡不了污染物的长距离输送。

-     因此干沉积效率是判断污染物是否能留到地面上不再被输送的重要因素。干沉积的发生是在地面附近，污染物会被地面地物：土面、水面、树木植物花草等吸附或吸收，或发生化学反应留在那里。可见十分复杂。因此研究方法是做实验，监测污染物向地面的“通量”以计算“干沉积速率”。学界接受的结果是，气态污染物（二氧化硫和氮氧化物等）都有一定干沉积速率，但气溶胶的干沉积速率很小，在大陆上几乎是零。因此气溶胶，或中国目前重霾中的PM2.5都可以被输送远距离。因此酸雨和重霾都是区域性污染问题。

-     但是上面说的干沉积速率只是大陆上的，海洋上面的没有实验数据。海面上有波浪和水沫，含盐分，海面上也有含硫和盐的细颗粒物，这些细颗粒物的沉积速率就较高（我曾下载美国哈佛大学GEOS-Chem模型的源程序，看到海洋细颗粒物干沉积速率。但大陆过去的气溶胶在海面上的干沉积速率仍然取作零http://blog.sciencenet.cn/blog-609047-765163.html）。可以想象，大陆上的霾颗粒输送到海洋，将能够被清除。。。。。最后归宿。

-     前两天和网友聊，说到日本最近并没有受到中国霾污染的明显影响，一定程度上也说明了海洋上空可能是霾被清除的主要地域。

有意思的是，2000年以后（？）西方国家不十分重视酸雨研究了，中国环保部的年报还年年有。怀疑原因是：酸雨的环境影响、生态影响和人体健康影响至今不很清楚（或者没有发现真正的严重问题）？但有一个值得重视的问题是，西方国家这些年减少了用煤量，好像酸雨污染和跨国界输送的问题减缓了。互相不掐了，研究重点转移了？（硫酸盐减少了）

再联想中国雾霾，尽管源解析说明硝酸盐不比硫酸盐少多少，但那是质量解析，不代表各种细颗粒物的大小和数量。在天上呢，颗粒的大小和数量呢，影响能见度的程度呢，能被输送的距离呢？也许硫酸盐起的作用更大？ 

请网友再看一下我2015年2月的一篇博文：查老账：我国上世纪90年代硫沉降模式计算结果。里面展示了黄美元（资深中科院大气物理所研究员，1934-2010）等2005年出版《大气环境学》一书中，第96页上的图5.3.8。(a) 是总硫沉降量（包括SO₂和SO₄^2- ~ 硫酸根）；(b) 是SO₂；(c) 是SO₄^2-分布，单位是（克/平方米/年）。当年研究力量较弱，经费非常有限。得到如此成果，很不容易了，相对分布有重要参考价值。图中可见，华北地区早已是“总硫沉降量”最严重的地区。（即硫酸盐和二氧化硫）