作者:本報記者 張蕾《光明日報》( 2018年11月15日 13版)
11月12日以來,京津冀及周邊地區經歷了一次大氣重污染過程,整體為中、重度污染,主要集中在北京、河北中南部和河南北部區域。截至14日10時,該區域內北京、石家莊、保定等13個城市空氣質量達重度污染水平,PM2.5日均濃度最高達200微克/立方米,PM2.5小時濃度最高達289微克/立方米。國家大氣污染防治攻關聯合中心及時組織專家會商,對本次污染成因進行了分析解讀。
污染物排放量大是主因
在中國工程院院士、清華大學環境學院院長賀克斌看來,多種污染物高強度的疊加排放是推高本次污染過程中各地PM2.5濃度的重要原因。
京津冀及周邊地區聚集了大量的電力、鋼鐵、建材、有色金屬、化工等高耗能產業,煤炭等能源消耗量巨大,柴油貨車、非道路機械使用頻度高,是全國污染物排放強度最大的區域。“初步估算,京津冀及周邊地區的二氧化硫排放強度仍是全國平均水平的3.6倍,氮氧化物和煙粉塵排放分別是全國平均水平的4倍和6倍。從地理分布上看,天津、唐山和太行山沿線的石家莊、邢臺、邯鄲,以及山東濟南、淄博、濱州和山西太原等,均是污染物排放量和排放強度較大的城市;從污染物排放的行業分布看,電力、燃煤鍋爐、冶金、建材、柴油貨車和非道路機械是主要的排污行業。”賀克斌表示。
自11月中旬起,京津冀及周邊地區部分城市開始采暖,城市供暖鍋爐和農村地區散煤采暖爐逐步啟用,各地燃煤污染物排放增加。“據估計,進入采暖季后,京津冀及周邊地區二氧化硫排放增加近50%,一次PM2.5排放增加約30%,尤其作為PM2.5主要成分的有機碳排放增加近1倍。”賀克斌指出。
不利氣象條件是誘因
華北區域進入秋冬季后,雖然污染過程多發,但中科院大氣物理研究所研究員王自發認為,本次過程與以往相比呈現較大差異。
根據氣象條件變化及污染發生發展特點,王自發將其分為三個階段:
一是局地靜穩污染積累階段。11日至12日,受弱高壓系統控制,地面以靜風和弱偏南風為主,污染呈現以局地污染累積為主的形勢,為本次污染過程的起始。
二是偏南風輸送及污染匯聚階段。12日夜間至15日凌晨,受高壓系統后部影響,太行山及燕山山前區域以偏南風為主,區域污染呈現出向山前平原區域輸送和匯聚的形勢,同時兼受逆溫和高濕等不利氣象條件影響,預計將達到本次污染過程峰值,是本次污染過程的核心時段。
三是偏北風緩慢清除階段。15日白天至16日,西北向冷空氣開始系統性自北向南影響京津冀中南部區域,預計15日上午北京市污染狀況逐步緩解,下午顯著改善;15日夜間起冷空氣開始影響京津冀南部城市;16日污染形勢徹底緩解。
本次污染過程,華北區域高濕度是其顯著特征,多個城市有大霧過程出現。“區域性高濕度非常有利于大氣中氣態污染物向顆粒態轉化,PM2.5組分中硝酸鹽等二次反應生成的成分迅速升高,在持續性偏南風的作用下向太行山及燕山山前城市匯聚;此外,大氣垂直層結構相對穩定,夜間至清晨有區域性逆溫過程出現。”王自發認為,多種不利氣象條件綜合作用,成為本次污染過程的重要誘因。
雙向反饋加劇PM2.5污染
在污染物排放量大而北方又進入采暖季的情況下,11日,京津冀地區形成了以區域氣團穩定、水汽向顆粒物凝結率高為特征的停滯—靜穩不利氣象條件。
據中國氣象科學研究院研究員張小曳介紹,污染形成初期,華北處于高空高壓脊環流控制下的下沉區,西南和東南污染輸送通道有偏南風將污染物向北輸送到北京;其中東南通道來自海上,帶來較多水汽,使得河北西南部、河南中東部出現大霧甚至強濃霧,大量氣溶膠粒子成為凝結核進入云霧體系。
13日清晨,隨著PM2.5濃度累積到在區域許多站點超過100微克/立方米的閾值,觸發了不利氣象條件與PM2.5污染之間相互促進的“雙向反饋機制”。“例如,北京大氣低層出現明顯的增濕現象,許多氣溶膠粒子成為云霧的凝結核,形成霾向霧的轉換,導致地面接收的輻射進一步下降,穩定邊界層結構更加明顯,能見度進一步降低。”張小曳解釋。
不過,這種局面會隨著冷空氣的到來而結束。“預計15日上午,隨著冷空氣到達,北京的PM2.5污染將明顯下降;15日午后,河北中南部空氣質量明顯轉好。”張小曳說。
(本報北京11月14日電 本報記者 張蕾)