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APEC蓝如何变常态蓝城市合理布局也是治

发布时间:2019-08-15 16:35:24

APEC蓝如何变常态蓝城市合理布局也是治霾思路

空气质量指数(Air Quality Index,简称AQI)

APEC蓝,一个新生的络词汇,形容2014年APEC会议期间北京蓝蓝的天空。那么,APEC蓝的空气到底有多好?是老天帮忙的因素大,还是人努力的作用大?北京天空要从APEC蓝转为常态蓝,能带给我们什么样的启示?回答这些问题,还要让数据来说话。

11月7日2时至11月11日14时,北京的空气质量指数平均值为81,优良率接近80%。最差是10日晚到11日凌晨出现的短暂中度污染(158),那晚确实是这期间大气最为静稳的时段,还有大家当然不会忘记那晚有APEC焰火晚会。

这段时间,北京的气象条件其实和一个月前10月7日至11日的重污染过程有些类似,都是夹在冷空气影响的间歇期。难道,老天爷没帮忙?

老天还是帮了一点忙

为了知老天的好歹,首先要搞懂对北京来说,北风是天然空气净化器,南风则是不太妙的污染信号。由于北京北部为山区,空气相对干净,南部为华北平原,工业污染排放较多,空气相对脏一些。因此北风的出现,可以把相对干净的空气送到京城,又可以把南边相对脏的空气抵挡在京城之外

。而南风的出现,则会把河北中南部一带的污染物输送到北京,而且因为北部山地地形的阻挡,使得脏空气在北京上空聚集。

对比今年国庆假期后(10月7日至11日)的重污染过程,乍一看,一个月后的APEC期间(11月7日至11日)地面风场似乎也没啥优势。从逐3小时的地面风场分析,11月7日至11日期间,静风的比例甚至更高一些,刮偏北风的比例也少于10月7日至11日。不过深究起来,10月7日至11日的偏北风多为东北风,而且很弱,清除污染物的作用不大,而且当时东风比例也较大,导致空气湿度大,有利于二次转化加重污染。所以,从地面的气象条件看,两段时间似乎难分伯仲。

再把对比的高度提升一点,来看看低空风场,10月7日有明显偏南风输送,而11月7日的气流是从渤海上回流的偏北风输送。这么看来,老天还是帮忙了。

减排确实立竿能见影

从以上分析可以看出,APEC蓝的取得,除了天帮忙,更多靠的还是人努力。那么问题来了,北京的污染物来源构成是什么?到底多少是自己产的?或许这次APEC会议可以印证学者们的研究结论。

根据中科院大气物理研究所王跃思研究员的分析,北京自产的污染物占据约2/3,周边输送占据约1/3。其中,汽车尾气、工业污染、燃煤都是重要的排放源。

需要说明的是,汽车尾气中有大量氮氧化物,氮氧化物在第一次污染中所占比例并不高,仅5%左右。但是当湿度加大时,它们会出现化学反应,促进二氧化硫(燃煤产生)转化为硫酸盐,进而增加PM2.5的含量,这就是前文提到的二次转化污染。对二次污染源进行解析后发现,汽车尾气的比重升至21.3%。2013年冬季的研究数据显示,北京出现霾污染时,机动车尾气的比重占据了4成以上。

可以说,APEC期间北京的单双号限行,很大程度上减少了本地的污染源排放;而周边地区的限行、工业企业的停产,也减少了周边污染物的输送。所以,解决空气污染问题,根源还是在减排。

周边输送触发恶性循环

那么,北京重霾的形成,到底是周边输送的大,还是本地排放的大?

北京的重霾天气,引发于周边输送,加强于本地排放。这是11月初中国气象局的气象年会上,中科院大气物理所的多位专家学者综合分析的观点。

以10月7日至11日的重污染过程为例,空气污染指数陡然上升,显然不是本地排放增加导致的。结合之前的低空风场分析,污染很大程度来源于周边的输送。这之后出现了一个恶性循环,污染物浓度增加,引发了雾霾,雾霾又进一步加重污染。而在周边输送引起污染指数陡增后,指数又转为震荡上升,这就是本地排放的污染所致,可谓助纣为虐。这样的恶性循环,直到冷空气携风带雨进京大扫除,才能终结,蓝天重现。

由此可以推论,假如没有一开始的周边污染输送,北京本地排放虽然占据了更大比重(约2/3),但不一定会形成严重霾。这样的情况就好比在足球比赛中,如果获得3:0大胜的球队分别靠A和B两个人进球,A进了第一个,B进了后两个(A相当于周边输送,B相当于本地排放)。单从数据上看,B的贡献更大,但倘若A不先进球,改变局势,后面可能没有B进球的机会。

APEC蓝也大概印证了上述假设。由于周边地区的减排,没有形成特别明显的污染输送,北京本地减排控制污染源,又在山谷风和城市热岛作用下,较好地扩散,所以即便是小风或弱风时,霾也并不严重。以11月9日为例,得益于山谷风和城市热岛作用,北京空气质量为良好,但在河北、山东等地卫星监测到大量的霾。

所以,空气污染的形成是一个相互作用的过程,不能简单地说谁的更大,减排还得区域协同,不能单兵作战。

城市合理布局也是治霾思路

APEC蓝给我们带来了找回蓝天的希望,也给我们带来了启示和信心:通过减排,雾霾是能够治理的。

但是减排意味着深层次的变革,不仅仅是少烧煤多用清洁能源,更需要经济发展模式的转型。如何在保证民生的前提下做好减排,是对政府决策和管理智慧的考验。

因此,在现有排放能力不能大幅缩减的背景下,或许通过改善城市布局,提升城市污染物扩散能力,也是一种解决思路。

在2014年气象年会上,北京大学刘树华教授在报告中指出,北京因为城市化的发展,大气边界层是在提升的,也就是环境容量扩大了。2010年北京边界层平均高度可以达到约1200米高,而上世纪70年代,北京边界层平均高度在约700米高。假设我们把北京城市上空的空气,看做一个空气柱,那么底面积是相对固定的,如果空气柱越高,空气中容纳污染物能力就越强。因为城市化的发展,加强了城市热岛效应,因此有利于提升边界层高度,进而提升污染物扩散能力。

这样来看,城市化发展也是利弊皆有。如果北京城市化发展可以实现多元化、多中心模式,减少拥堵,也可以减少污染排放。此外,城市热岛作用也利于垂直高度上扩散。因此城市的合理布局发展,也是治理雾霾问题值得探讨研究的方向。

他山之石

伦敦治霾值得借鉴

在伦敦治霾的过程中,政府通过立法管控、技术推广、工业约束等多方面展开治理,决心不计成本地减少煤烟排放。

1956年,英国通过世界上第一部空气污染防治法案《清洁空气法》,规定在伦敦城内的电厂都必须迁出,工业企业要建造高大的烟囱,以便污染物扩散。同时,为减少居民生活煤烟,伦敦市政府下大力气推进居民生活天然气化,逐步实现冬季集中供暖。在此基础上,1968年以后,英国又出台一系列空气污染防控法案,对其他废气排放进行严格约束,制定明确的处罚措施。在严格的政府管控下,伦敦的煤烟污染逐年减少,到1975年,每年的雾霾天数已经减少到15天,1980年进一步降到5天。

从城市化合作发展的角度,英国也提供了很多值得借鉴的做法。比如,通过大城市周边的“新城”建设,有效降低城市中心区的人口密度。1945年,英国启动政府主导的新城建设运动。到上世纪70年代中期,已经建立33个新城,容纳23%的城市居民。又比如,大力发展公共交通,这是降低城市中心区人口密度、减少交通污染的核心举措。2003年起,伦敦开始对私家车征收拥堵费,用以补贴公交建设。再比如,倡导“花园城市”理念,目前在寸土寸金的伦敦城市中心区,有三分之一的面积被花园、公共绿地和森林覆盖。

(本文特约中国天气“数据帝扒天气”栏目供稿)

2014年10月7日02时-11日20时北京逐小时AQI

2014年11月7日02时-11日14时北京AQI级别比例

中度污染:6.1%

良:74.7%

优:4.0%

轻度污染:15.2%

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