原標(biāo)題:霧霾預(yù)報員的煩惱
12月以來,每天凌晨5點,上海市環(huán)境監(jiān)測中心的預(yù)報員們就開始上班了:看數(shù)據(jù),密集會商,跟蹤報告,和氣象部門隨時無縫會商,24小時分時段發(fā)布空氣質(zhì)量指數(shù)(以下簡稱AQI)預(yù)報。
12月的第一周,上海遭遇有PM2.5記錄以來最嚴(yán)重的一次霧霾。上海環(huán)保局提供的數(shù)據(jù)顯示,上海日均AQI從11月30日的129開始持續(xù)上升,到12月6日部分監(jiān)測點AQI首超500大關(guān),PM2.5小時濃度最高達到603微克/立方米,是上海市環(huán)境監(jiān)測中心從去年6月27日開始PM2.5系統(tǒng)性監(jiān)測以來的最高值。
預(yù)報員們沒能提前預(yù)報到這次PM2.5“爆表”。在上海市環(huán)境監(jiān)測中心首席預(yù)報員段玉森12月11日向21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者解釋說,PM2.5預(yù)報有一定難度,上海PM2.5的監(jiān)測和預(yù)報起步時間不長,經(jīng)驗和數(shù)據(jù)積累都不足,技術(shù)上也有待攻堅。
段玉森介紹說,本次污染的原因在于不利氣象條件下,區(qū)域性污染輸送疊加本地污染持續(xù)累積,其中天氣不利于污染擴散是誘因,而污染源排放是問題核心所在。 排放總量太大,遠遠超過了環(huán)境容量所允許的負荷,超過了大氣的自凈能力。
天氣條件誘發(fā)PM2.5“爆表”
上海環(huán)保局此前發(fā)布公告稱,12月1日以來,上海市及長三角地區(qū)主要受地面高壓控制,天氣系統(tǒng)穩(wěn)定,高壓移動速度換面緩慢,上海市地面天氣靜穩(wěn),風(fēng)速較小,濕度增加,大氣污染物開始持續(xù)累積,PM2.5濃度上升,出現(xiàn)嚴(yán)重空氣污染。
段玉森解釋說,小風(fēng)靜穩(wěn)導(dǎo)致污染物停留累積,而高濕度有利于二氧化硫、氮氧化物等氣態(tài)污染物向硫酸鹽粒子和硝酸鹽粒子等顆粒物轉(zhuǎn)換,也就是一般所稱的“二次污染”。大多數(shù)情況下,霾的污染以二次污染物居多。
秋冬是霧霾天氣的高發(fā)季節(jié)。上海寶山區(qū)氣象局的杜建飛等人統(tǒng)計了1970年至2010年上海霧霾天氣日數(shù)變化,發(fā)現(xiàn)霧霾天氣有明顯的月季變化,最高值均出現(xiàn)在冬季。該研究結(jié)果發(fā)表在2011年第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會論文集中。
不過,段玉森表示,天氣不利于污染擴散只是本次嚴(yán)重空氣污染的誘因,而包括燃煤、揚塵、汽車尾氣、工業(yè)排放、秸稈焚燒在內(nèi)的人類活動污染源排放才是問題的核心所在。
華東師范大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院教授束炯告訴21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者,有關(guān)部門對上海市不同行業(yè)對PM2.5來源的貢獻有過估算,結(jié)果顯示,上海的PM2.5有25%來自機動車輛船舶飛機的排放,21%來自電廠鍋爐和工業(yè)爐窯,15%來自鋼鐵工業(yè)工藝過程和石油化工,10%來自建筑工地和道路揚塵,4%來自秸稈燃燒、化肥使用和畜禽養(yǎng)殖,5%來自餐飲業(yè)和民用涂料,剩下的20%來自區(qū)域源的影響。
段玉森稱,監(jiān)測發(fā)現(xiàn),北方冬季供暖形成的污染物對上海有所輸送,但是本地污染源排放在近期并沒有太大的波動。“短期內(nèi)出現(xiàn)污染問題和氣象條件是息息相關(guān)的,并不代表污染物排放突然增加了多少,而是污染物原本就存在。”
此外,在獨特氣象條件下,上海的地理位置也會造成PM2.5較高。“如果在弱高壓控制下,白天海上吹來微弱偏東風(fēng),造成西面偏西風(fēng),東面偏東風(fēng),上海夾在中間,PM2.5就會比較高。這次污染當(dāng)中我們就觀測到了這種現(xiàn)象。”段玉森稱。
還有,上海高樓鱗次櫛比,相當(dāng)于把地面抬高,風(fēng)相對較小較亂,污染物進來之后很難擴散出去,這也是加劇空氣污染的原因之一。
數(shù)據(jù)經(jīng)驗積累不足致預(yù)報難
“這次PM2.5小時濃度最高超過600,從去年6月到現(xiàn)在我們都沒見到過。預(yù)報模型也沒有報到這么高。”段玉森說,上海PM2.5預(yù)報從今年9月1日才開始,數(shù)據(jù)和經(jīng)驗積累還不夠多,預(yù)報模型還需要改進。
段玉森說,空氣質(zhì)量預(yù)報模型涉及氣象預(yù)報和污染源排放兩個方面,模型原型是國際上通用的,但會進行本地化的工作,例如本地和長三角的排放清單需要體現(xiàn)在模型里。
據(jù)他介紹,優(yōu)化污染源的排放清單是一個長期的工作,模型本身也要針對PM2.5的預(yù)報進行參數(shù)上的改進和不斷調(diào)試。“像這次PM2.5這么高模型為什么沒報出來,是清單、氣象還是數(shù)據(jù)的問題?我們都要去找,這是一個反饋再改進的過程。”他說。
除了數(shù)值模型這樣的現(xiàn)代污染預(yù)報,PM2.5預(yù)報也需用到傳統(tǒng)污染預(yù)報方法。段玉森說,傳統(tǒng)污染預(yù)報要建立污染結(jié)果、天氣形勢及污染排放之間的概念模型,需要一次次實踐去積累統(tǒng)計方法、分類方法等經(jīng)驗。
束炯認為,要完全做到空氣質(zhì)量預(yù)報準(zhǔn)確還有待解決一系列難題:要提高天氣預(yù)報的準(zhǔn)確率,要能較為準(zhǔn)確地刻畫各種不同的化學(xué)過程,要有完整的近地面污染排放的數(shù)據(jù)等。
“有些污染過程不斷在變,舊的污染源消滅了,新的又在不斷地生成。到處是新建的工地和開挖的道路,每天都有新買的汽車上路,遇到堵車,擁堵路段的排放幾乎無法估算,數(shù)據(jù)庫始終處于更新的過程。更為困難
的是,外來污染的長距離輸送是一個不確定因素。”束炯說。
段玉森介紹說,上海環(huán)保局明年會有具體的提高模型精度和適應(yīng)性的工作安排,“為了適應(yīng)新形勢下空氣質(zhì)量預(yù)報的需要,現(xiàn)在數(shù)值預(yù)報平臺的硬件軟件都需要進一步提升擴容,尤其是怎么提高預(yù)報精度,后面還有更長的路要走。”
上海市環(huán)保局還在推進和氣象部門數(shù)據(jù)共享的計劃。段表示,模型上用到的氣象數(shù)據(jù)有些是國際通用共享數(shù)據(jù),但為了實現(xiàn)更清晰的本地化預(yù)報,還需要做到和本地氣象部門共享數(shù)據(jù)。
上海擬5年內(nèi)消滅燃煤小鍋爐
上海環(huán)保局污染防治處副處長周軍接受21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者采訪時表示,像減排這樣的大氣污染末端治理已經(jīng)實施多年,能夠減掉的污染物排放總量空間已經(jīng)越來越小,現(xiàn)在需要調(diào)整和轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)和生活方式,從根本上減少大氣污染物排放。
今年10月,上海發(fā)布了《上海市清潔空氣行動計劃(2013-2017)》,分別從能源、產(chǎn)業(yè)、交通、建設(shè)、農(nóng)業(yè)、社會生活等六大領(lǐng)域污染提出了防治措施和目標(biāo)。
周軍表示,該計劃與以往大氣污染治理計劃的一個重要區(qū)別在于突出源頭控制以及結(jié)構(gòu)調(diào)整。例如,該計劃提出,到2015年,上海全市電鍍、熱處理、鍛造、鑄造等四大加工工藝生產(chǎn)點總量明顯壓縮,鋼鐵、石化、有色、建材行業(yè)占工業(yè)總產(chǎn)值比例降至18%左右。
與清潔空氣行動計劃相適的配套法規(guī)也在修訂中。周軍稱,上海正在修訂《上海市實施<中華人民共和國大氣污染防治法>辦法》,明年有望出臺。
“比如,上海市要逐步取消分散燃煤,即燒煤的小鍋爐、爐窯要在5年內(nèi)逐漸改為清潔能源,原來的法規(guī)對它的支撐相對來說比較弱,這次法律修訂中會有專門條款明確這一點,并明確法律責(zé)任。”周軍說。
周軍認為,要解決大氣污染這個明顯帶有區(qū)域性特征的問題,長三角區(qū)域應(yīng)該同步推進,建立區(qū)域聯(lián)動協(xié)調(diào)機制。“長三角區(qū)域經(jīng)濟結(jié)構(gòu)同質(zhì)化,污染也是同質(zhì)化,所以治理措施也一定是要在江浙滬同步實施的。比如黃標(biāo)車的淘汰,光上海做,江浙不做,是起不到效果的。這是最基本的原則。”他說。
隨著京津冀及周邊地區(qū)大氣污染區(qū)域聯(lián)動防治的開展,國家各部委也正在推進建立長三角區(qū)域聯(lián)防聯(lián)治機制。周軍告訴記者,上海將在明年啟動建立長三角區(qū)域空氣質(zhì)量預(yù)報預(yù)警中心,將預(yù)報江浙滬大的空氣質(zhì)量形勢。