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2017-12-14 20:52:41  来源:闽北日报  责任编辑:吴杨珠   我来说两句
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  大气条件对北京严重空气污染事件的发生具有重要影响。研究论文Weather conditions conducive to Beijing severe haze more frequent under climate change发现,全球变暖会增加有利于此类事件发生的天气条件,增加未来冬季严重霾事件的发生频次。

  近年来,中国空气污染对经济发展和民众健康造成了不利影响,缓解污染成为科学界、公众和政府关注的一大重点问题。然而,由于城市化和工业化快速进程中人为污染物排放的增加,中国冬季(12月至次年2月)的霾天数在最近几十年来显著增多。

  虽然严重霾事件的发生严重依赖于特殊天气条件,但天气条件的长期变化在霾天数的增加趋势中只扮演了次要的角色。现在,中国海洋大学与青岛海洋科学与技术国家实验室蔡文炬、南京信息工程大学廖宏及同事在《自然-气候变化》期刊上发表的论文称,作为对人为引起的气候变化的响应,有利于北京发生严重霾事件的天气条件出现的频次增加了,而且在本世纪很可能还会持续增加。

  霾事件指大气细颗粒物(直径小于2.5微米的颗粒物,即PM2.5)含量升至使能见度小于10km的情况。当细颗粒物浓度超过150μg/m3,即世界卫生组织规定的危害人类健康的水平时,可视为严重霾事件。2013年1月份的严重霾事件是这类事件的缩影,当时,严重雾霾侵袭了30多个城市,北京的PM2.5浓度峰值达到了500μg/m3,导致了高达34亿美元的经济损失。

  卫星观测的中国上空气溶胶光学厚度(AOD)自2016年12月1日至2017年1月31日的均值。

  AOD是一个无量纲量,其范围在0到1之间,衡量晴空受气溶胶影响的大气不透明度。AOD越高,大气越浑浊。由于稳定大气和冬季高排放的影响,整个中国东部都出现了严重污染。

  此类严重霾事件的强度、持续时间和覆盖范围都已恶化。以北京为例,2014-2015年、2015-2016年和2016-2017年冬季分别出现了12、18和25严重霾天数。鉴于霾事件带来的严重经济和健康危害,我们有必要了解是什么驱动了雾霾发生频率出现明显变化。

  人口超过13亿的中国,过去五十年来经济高速发展、城市化进程加快。与之相伴随的能源消耗急剧增加不仅支撑了中国国内生产总值的快速增长,也造成了国内污染物排放量的增加。中国各地,特别是北京等大城市霾事件增加,无疑与人为污染物的增加有关。

  然而,易造成静稳空气的特定气象条件也会推动严重霾事件的发生。举例来说,冬季空气污染与东亚冬季风强度变异密切相关。在过去几十年里,季风的减弱降低了北京周围的风速,弱化了气流对污染物的输运能力,因此有可能在一定程度上导致了极端霾天气的增加。

  现在,蔡文炬、廖宏及同事为理解北京霾事件增加趋势提供了一个新视角。他们提出,人为引起的气候变化及受其影响的大气环流可能导致产生了更易促成霾事件发生的天气条件。具体来说,他们定义了一个霾天气指数(HWI),用以指示气象条件(大气上下层的垂直气温差,对流层低层风速,以及对流层中层纬向流)是否有利于极端霾发生。

  Nature Climate Change 4月刊封面,封面图片拍摄自北京。

  他们利用观测资料,对比了1948-1981年与1982-2015年霾天气指数值的变化,发现霾天气指数>0的值(即有利于霾发生的气象条件)的频率增加了10%。因此,可以认为过去数十年的气候变化产生了更易于北京发生霾事件的天气条件。

  另一个关键问题是易导致冬季霾发生的天气条件未来将发生什么变化。为解决这一问题,蔡文炬、廖宏及同事分析了*RCP8.5(高排放)情景下,耦合模式比较计划第五阶段(*CMIP5)15个模式的结ature自然科研果。他们表明,所有霾天气指数>0霾事件的频率在未来都将增加,且极端条件最为显著。

  (*译者注:RCP8.5与CMIP5均为气候变化研究中的术语,篇幅有限在此不提供深入解读,抱歉。)

  举例来说,与1950-1999年相比,到2050-2099年,霾天气指数高于1的事件(类似于2013年1月的天气条件)将增加50%。因此,未来霾事件将会更加频繁地发生,特别是极端事件。

  为了应对严重的空气污染,中国政府于2013年出台了《大气污染防治行动计划》。该计划实施了强有力的措施来控制排放,包括控制当前的各种污染源,优化产业结构,加快技术转型,提高清洁能源供应等。虽然中国2015年冬季的大气污染物平均浓度比2014年下降了20%,但有研究认为,这一下降中的40%或许应归因于气象条件。事实上,过去三年的冬天明显表明,尽管实施了严格的排放控制措施,北京的严重霾天数仍在持续增加。

  因此,从蔡文炬及同事的观点来看,除了通过限制污染物排放来控制大气污染外,要减轻北京严重空气污染的风险,还需要全球共同努力来减缓全球变暖。

  原文以Atmospheric science: Warming boosts air pollution为标题

  作为新闻与观点文章发表在2017年3月20日的《自然-气候变化》上

  原文作者:张人禾,中国复旦大学大气科学研究院院长(本文原载于微信公众号“Nature自然科研”,原标题为《北京霾登上《自然-气候变化》4月封面,背后原因竟是......》,澎湃新闻经授权后转载,未经允许不得二次转载。)来源微信公众号“Nature自然科研”)

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