中国雾霾的原因

一年前的冬天，因京津冀雾霾问题，中国科学院大气物理研究所研究员王跃思接受《瞭望东方周刊》采访时曾警告，当时断断续续的雾霾污染可能会变成常态。进入2013年，雾霾扩散至华东、华南以及东北地区，造成整个中国东部的大范围污染天气。作为中国生态系统研究网络（CERN）大气分中心主任、大气边界层物理和大气化学国家重点实验室副主任，王跃思一直主持着中科院的全国性大气霾污染监测工程。就当前雾霾情况及未来预期，王跃思日前再次接受本刊专访。除了揭示目前大气污染积累的严重性，王跃思认为，对于专业人士来说，解决大气污染的原则性办法是非常清晰的。但在具体操作层面，恐怕还需要更为强力的推动。环环相扣造成雾霾《瞭望东方周刊》：过去雾霾多发于京津冀地区，为何2013年年初以来，在华东、华南以及东北地区也先后出现了大范围雾霾？王跃思：第一个原因是气象学上的。最近出现的多次雾霾与以前的雾霾相比，产生的气象原因并没有太大不同。弱低压或者弱高压或者均压场，这种相对的静稳天气，表现为没有水平方向的风，垂直对流扩散也很弱，湿度又大，就非常容易造成这种天气。当然，如果没有地面的排放源，雾还是雾；但是有了排放源，雾就变成霾了。雾就像是烧开水的水汽。霾是什么？一把小米，扔到锅里，原来是清水，开锅了就变成粥了。霾就是这锅粥，颗粒物就是米。没有污染物的排放，再怎么折腾都是水。一旦雾里面掺上粒子，就成粥了，看着就不透明了，也显得黏稠。再说污染排放。原来的时候怎么没有这么大面积的污染？不能孤立地这么说。原来没有2013年这样静稳和高湿的天气，而是很冷、风很大。具体来说。过去东北地区也没有出现这样无风、湿度很大的天气。这与全球大范围的气候变暖有关系。全球在变暖，特别是高纬度地区变暖更显著，污染更容易出现在暖冬。原来东北地区冬季没有那么高的气温。如果东北的气温比往常高，没有风、昼夜温差大，就容易发生雾。大气是热的，水汽多，地面变冷快，近地面空气的热量容易被地面吸收，原来空气中的水汽迅速凝结，这就形成雾气（如果足够冷就变成霜被清除了）。雾吸收了地表污染源排放的颗粒物，变成了雾霾的混合体，本质上就是霾污染。全球变暖是一个可能的原因，造成东北地区暖冬，加上没有风、湿度大，一环紧扣一环。那么雾霾为什么在东北地区先出现？北方气温变冷更早。随着稍晚南方地区也进入了冬季，在同样的静稳天气下，南方也陆续被雾霾所覆盖。霾污染就像冬天的进程，由北往南一点一点地移动。到夏天，则由南往北推进，这个是有规律的变化。还有其他一些客观原因。一个是大面积的取暖。东北地区的取暖广大农村地区多数还是生物质（注：指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质）作为燃料。一到冬天，近地层大气混合层高度下降，燃烧产生的污染物不容易被送到高空，从而在近地面形成了污染。这就好比在一个两三米高的房间里，可能抽一根烟就会觉得呛人，但是如果换成二三十米高的大礼堂，就不是那么容易污染了。也就是说，夏天的时候，屋顶很高，但是一到冬天，就变得很矮。这跟太阳有关系。

夏天太阳的高度很高，直射地面，地面很热，空气受热膨胀上升，这时候别处的空气过来补充，形成对流风。夏天对流强烈，“屋顶”可以达到两三千米的高度。但是到了冬天，地面接收的阳光大大减少，接收不到那么多的热量，所以地面温度早晚都很冷，上下的纵向对流减弱。高污染时这个“屋顶”可能变成只有两三百米，污染物扩散的空间几乎被压缩了10倍，污染物自然就聚集起来了。污染物一旦开始聚集，就有可能进一步加剧，原因是空中的霾污染进一步阻挡了阳光照射到地面，地面不被加热就变得更冷、更沉；而上层大气就会耗散掉部分阳光而变得更热、更轻。地面冷、空气重，上面热、空气轻，就形成了所谓的逆温，这是一种大气的稳定结构，是霾污染时基本的大气层结构。这种恶性循环只能等到有显著的天气过程，大风或大雨，才能终结。目前，北京老百姓最喜欢的就是西北风。大气污染物积累已十分严重《瞭望东方周刊》：在说到雾霾的时候，经常会提到天气原因，你如何看这个问题？王跃思：不能都赖在气象上。过去气象也是这样的，但气象条件的恶化是人为排放造成的。原来我们的大气是干净的或者相对干净的，到冬天太阳照射的时候，地面受到照射，污染物通过对流上升到一定高度，也就扩散了。但现在大气中已经聚集了一定数量的污染物，太阳光照不透了，其中部分光线在中间就被污染物反射掉了，也就是被天空中的污染物反射了。结果部分热量耗散在空气中，导致上层变热。这样，地面的阳光更少了，地面冷、上边热，下边重、上边轻，变成了稳定的结构，也就更无法形成逆流了。大气温度上边低、下面高，气流才能正常上升。正常的情形下，每上升100米，温度要降低0.6度。但现在正好反过来了，上面温度高，下面温度低，形成了上下不动的稳定的金字塔结构。再加上工业企业，生物质燃烧排放等，霾就来了。《瞭望东方周刊》：南方和北方相比，雾霾有何不同？王跃思：南方的不同在于，其挥发性有机物（VOC）的排放特别高。比如在南京的江北地区，有明显的臭烘烘的气味，这是化工污染排放，里面苯类、醛类物质很高，都是形成PM2.5很重要的东西。南方与北方的雾霾在本质上没有差异，都是燃煤、燃油、生物质燃烧、农业、建筑等要素。南方另外不同的是冬季大气中氨含量比较高，主要来自养殖业，如养鸡、猪、鱼等。另外，南方地区的污染点源比较多，就是一股一股的污染，雾霾持续时间可能比较短，只一两天，但脉冲峰非常突出。北方的雾霾往往持续时间比较长。但在污染高峰时，南方地区大气中的硫酸盐、硝酸盐和有机物也会突然增高，和北方一样。大气治理不能过于乐观《瞭望东方周刊》：你刚才提到，现在大气中已经聚集了一定数量的污染物，这是否代表着消除目前这种积累需要一个相当长的过程？王跃思：2012年你采访我的时候，我就提示过，污染会变成常态。现在的趋势就是频率会越来越高，面积可能会越来越大。可以判断的是，三五年之内，污染的面积会越来越大，强度不会有太大的改观。就算全国所有城市包括县城都采取单双号限行，我们的污染也不会得到本质的改观。因为关键的问

题不在汽车的数量，而是汽车排放了多少污染物。高速公路上的柴油车，哪个不是冒着黑烟？一辆车顶好几十辆车的污染。再比如大街上跑的出租车，检查尾气，看看有多少是合格的？但是单双号限行的私家车多数都是合格的。未来的5年、10年或者更久，每年进入初冬，必定还会出现大范围的雾霾污染。因为工业、燃煤、燃油、化工等污染物排放，近期之内不可能完全消除。这个治理的过程也许要三五十年。事实上，我们现在要根本解决问题需要长远规划，需要明确的时间表和具体数字目标，并且要符合科学规律。《瞭望东方周刊》：先是京津冀，现在是东北和华东、华南，雾霾可能会继续在中国扩散吗？王跃思：日本、美国、英国等，现在都解决了这个问题。如果我们还是走他们的老路，先污染后治理，可以预见的是，污染的面积还会越来越大。不仅东部地区，中部地区，西部地区也会逐渐变成污染的区域。中东部地区的污染是工业排放造成的。现在地方政府的压力都很大，一直想办法把重工业迁走。他们盯着中西部地区，沿袭中东部地区的发展模式，结果就是污染面积会逐渐渗透到西部。现在去西北看看，沿天山一带都有了污染。比如阜康市，这个只有十几万人口的小城市，周边化工厂已经达到398家。从另外一个方面，西部地区的城市看到东部城市的改革红利，肯定也想着办法去发展工业。沿袭东部发展模式的西部发展，显然只会让污染的面积越来越大。原来我们讲珠三角、长三角、京津冀，现在讲成渝地区、关中地区和东北地区，四川本身就是个盆地，新疆乌鲁木齐是天山盆地，兰州地区有兰州盆地，污染几乎已经连成一片了。《瞭望东方周刊》按照你的说法，有关目前提出的一些指标，比如5年要下降25%等等，似乎过于乐观了？王跃思：是这样，因为没有足够认识到我国目前环境污染的严重性和治理的困难性。事实上，都没有说明2012年的数字是多少，没有明确的基线值，怎么衡量下降25%是个多大的数字？如果强制下降，反弹就是一个必然的结果。监测数据质疑报告数据《瞭望东方周刊》：通常说，中国目前的大气污染和我们所处的发展阶段有关，你如何看这个说法？王跃思：原来我们没有发生大面积的雾霾天气，是因为我们没有那么多污染物。而现在显然是多了。比如说，高铁速度快，但是动力是什么？是电，电是哪里来的呢，大部分是煤炭发电。我们经济发展速度快，从2003年，我们国家的燃煤数量成倍增加，现在每年煤炭需求量达到35亿到36亿吨，占全球燃煤量的50%。这似乎是说煤炭造成了污染，那么是不是我们可以不烧煤？可以煤改气？但气从哪里来？我们国家没有那么多的天然气储量，得从国外进口。没有足够的气烧，回头还得烧煤。事实上，煤炭不是不能烧，但是要脱硫、脱硝、除尘，如果这点不加以控制，那么我们国家的污染物肯定少不了。我们需要执行一个比发达国家更加严格的标准，因为我们烧的煤比他们多的多，对煤的依赖比他们更强。烧煤不仅提高标准，更重要的是要监管到位。但也有一个问题，我们原来也烧煤，为何没有这样？第一我们原来烧煤的数量没有现在这

么多，另外原来我们只烧煤，很少烧气和油，烧煤产生二氧化硫，油气燃烧产生氮氧化物，再加上我国固有的扬尘污染，三者相互结合作用会产生更多的“二次污染”，都结合在一起就成为了目前的复合污染。英国出现煤炭污染的时候，他们首先处理掉了，后来才发展到汽车的污染，但是这时，他们的煤炭污染问题已经解决了。我们的烧煤问题，从很早开始了脱硫，结果直到“十一五”期间才见了一些成效。但是到了“十二五”，虽然脱硫量确实增加了，但是燃煤的数量以更快的速度上升，总体来看，实际排放的硫也比原来减少不多。现在各个地方报告的脱硫脱硝除尘数据都很光鲜，但是大气监测数据却显示出硫酸盐、硝酸盐和铵盐都在增加。从大气的直接监测数据看，一些地方的光鲜数据就值得我们怀疑。现在的问题是，高层已经高度重视，关键是我们的地方政府，以及大型国有企业怎么做、怎么配合国家。具体的天气过程、污染的形成机理、甚至污染物的来源，现在都不是那么重要，重要的是公民意识的提高，地方政府的治污举措，大型国有企业和中小型企业的脱污行动，这才是最重要的