追霾者

李雪

11月5日至11日，亚太经合组织（APEC）领导人会议周在北京举办，在这期间，围绕APEC蓝所引发的讨论是除了各项会议议题外，最受人关注的焦点。

夹杂着公众的喜悦、关注甚至“吐槽”，这样一种“蓝”从头一直保持到了会议结尾，这其中有“天帮忙”的因素，但更多的还是因为“人努力”。

它既承载着跨省市联防联控的协调协作，也凝聚了科研人的无数辛勤和努力，更重要的是，这样一场大尺度、广范围的“实验”，遗留下的诸多未知还需要追霾者们不断挖掘和回答，来让APEC蓝常驻。

“最后一根定海神针”

11月10日晚9点，一束束精心打造的烟花在鸟巢上空闪耀，所有人的目光都聚焦在“APEC之夜”的焰火表演上。

而此时不为人知的是，由北京南面堆积而来的重污染团已经“压界”大兴，甚至一部分弥散到了北部地区。就在离鸟巢不远的奥体中心，数据显示这一环境监测点的PM2.5浓度正以每小时20微克/立方米的速度飙升，早已超过了75的达标值，在几小时内逼近100。

这也就意味着，在APEC领导人峰会即将正式召开的第二天，空气质量形势极不乐观。

也几乎就是在此时，风向由南转西，直到凌晨1点，又渐渐变成显著的北风。这时，北京市环境保护监测中心内，王自发和他的同事们终于松了一口气：明天，应该还会有蓝天了。

这次APEC期间，在北京市环境保护监测中心成立了APEC空气质量保障专家组，这个由国内环境气象预报预警领域一线专家组成的团队，每天会有4到5人轮值驻守，实时监测当天及未来的气象和污染情况。王自发是中国科学院大气物理所研究员、大气边界层物理和大气化学国家重点实验室主任，也是这次现场专家组的组长，他长期从事大气灰霾物理及化学成因研究，曾参与过北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、南京青奥会等多次大型活动的空气质量预报和保障工作，有着丰富的经验。他告诉记者，就在10日的前一天，出现过类似的情况。只不过当晚的北风在10点就已经出现，“到12点的时候，污染浓度‘啪地就降下来了，夜里1、2点的时候风已经进城了”，情况远没有10日凶险。

“这次各国领导人的主席台设置在烟火区的西边，表演一定要推迟到晚上9点钟左右才开始，就是因为根据气象条件，北京会有这种风向规律，大概在晚上9点之后开始出现偏西风，这时候主席台方向成了烟火表演的上风向。”

静稳天气下北京的这种“白天偏南风、晚上偏北风”来源于北京西边和北边都是山、东南是平原的地势。在白天有太阳的时候，相比平原，山上吸收太阳辐射更快，空气加热上升也更快，就形成一个从平原“上山”的空气环流，此时它所造成的偏南风会把北京以南地区的污染团吹“进京”。而晚上则反过来，地面热，大气冷，当地面把白天吸收的热量辐射回大气时，山上降温更快，“晚上山上不是更冷吗，这时候气流往山下跑，所以晚上北京会有偏北风。”

正是这种夜间从北往南吹的山地平原风能够有效地，尤其是就近对北京北部做一次“大扫除”；而南部在白天受偏南风影响，会承受更多输入性污染，所以造成了王自发所处学界有一个流行说法叫北京的“南北两重天”现象——比如，这次APEC期间，污染带其实一直在北京南部“拉锯”，城南的大兴、房山、通州等地，不少时间都处在“灰蒙蒙”的状态。

不过，对王自发等人而言，9日、10日晚出现的这种“心里知道可能会出现，但是它实在是太弱，不敢确认”的偏北风，只能被当成此次APEC空气质量保障的“最后一根定海神针”。

固然，APEC期间晴好、静稳的气象条件让这股风出现的可能性大，并且也确确实实“救了一命”，但静稳天气同时也意味着污染物并不容易扩散，周边的输入性污染影响更大。如果没有这次北京和周边地区对污染联防联控，无论是晚上的山地平原风，还是白天的偏南风，吹来的都只会是污染，而不是“清风”；又或者本地污染排放没有好转，依旧如故，那么，这根“定海神针”绝不会产生这么好的的净化效果。

级别最高的“人努力”

机动车单双号限行、公车封存70%、高污染工厂停产、扬尘工地停工，部分单位放假……APEC期间，除了北京本地采取了上述最高级别应急减排措施，京津冀、山西、内蒙古、山东等地联防联控，不少城市的减排措施都达到了最高级别。

11月4日，在经过从10月28日开始，连续每天各地方气象局和环保局、中国环境监测总站、中国气象局等部门和现场专家组，各方不断汇报、归总和讨论之后，在北京市副市长张工与环保部副部长翟青全程出席的会商中，王自发领衔的专家组提出，8日到11日，北京即将出现的静稳天气极不利于污染物扩散。同时，偏南风会导致输入污染加重，APEC会议空气质量保障形势异常严峻。

根据这种情况，京津冀及周边地区大气污染防治协作小组决定：除了前期已经启动的围绕北京西南线——河北廊坊、保定、石家庄、邢台、邯郸等城市继续实施最高级别重污染应急减排措施外，从11月6日开始，再把东线的天津、河北唐山、衡水、沧州，以及山东济南等地也划入“最高级别”这一行列。

在这一系列“人努力”以及一部分“天帮忙”的共同作用下，最终，才成就了赏心悦目的APEC蓝。

“你看，4号还挺好的，5号一天就涨了两个污染级。”采访当天，在王自发的办公室，他向记者展示了会议结束之后由电脑绘制的近期大气污染物浓度曲线图，在这张图上，第一个高峰出现在10月底，那场持续多天的雾霾占的时间线很长，而在11月5日出现的第二个污染峰值却在快速上升之后又迅速回落，王自发说，除了有气象条件原因，也在于“6号周边区域控制加强之后，污染累计一下子慢下来了，非常明显。”

根据北京市环保局在11月13日通报的“APEC会议空气质量保障措施效果初步评估结果”，APEC期间北京市PM2.5日均浓度值平均降低30%以上。PM2.5、PM10、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）的浓度分别比去年同期下降了55%、44%、57%和31%。

王自发也认为减排效果非常明显，根据他和团队所做的测算与模拟，今年11月3日到12日只有一天轻度污染，但如果按照常规，不采取任何控制措施，这个数字会达到4天，并且还要加上各一天的中度和重度污染。“这期间PM2.5的平均浓度是43微克每立方米，不控制的话，就变成70微克了，基本上10天当中有6天会超标。这么看来，控制还是非常有效的。”

一场实验，一个“对照组”

超常规的各种举措，对应了“有一种蓝叫APEC蓝”这一结果——如果把这次APEC看做一场实验，它成就的就是平常日子里难以做到的“对照组”，而剩下的问题就在于对其中的变量、各种现象进行分析和评估。

这次APEC期间，天津市按王自发的话说就“很郁闷”。压产、限产、五千个工地全部停工，除了没有放假，基本采取了和北京一样的减排方式，但是这个城市依然是重污染天气。很明显，输入污染是元凶。又比如，受偏南风影响，这次没有加入联控联防的河南省本地的污染物也被长程输送进京。

雾霾天，以及污染物的传递范围和气象条件密切相关，这不仅牵扯到像APEC这种特殊时期，周边协同减排控制的范围该有多大、需不需要根据气象条件动态控制减排范围的问题，更重要的是，它还涉及到长期的一笔“一定要算明白的账”。

北京去年年平均PM2.5是89微克/立方米，国家要求到2017年这个数字要降到60。随着控制力度不断的加强，执行更严的排放标准，本地污染排放减少到一定程度的时候，周边输入污染的比例肯定会比现在估算的三成要高。到那个时候，就像王自发说的：“周边相互传输的影响不整清楚了，以后的账会很难算。”

除了这些，APEC这场“实验”中各种现象，所引出更深层次、值得深挖的还有每种措施的成本问题，就需要王自发这样的科学家与经济学家跨界参与评估，配合经济结构转型，尝试为从“APEC蓝”到“常态蓝”提供一个路径。

比如，这次机动车单双号限行，它带来的不便落在每一户家庭里被分摊了，但是对于工厂、企业来说，车辆限行的影响肯定要比前者大得多，更何况停产、限产令给它们带来的损失。

每一种措施对减排所做的贡献也不一样，控煤降低了二氧化硫污染，机动车减少了氮氧化物和有机污染物的排放，一部分机关企事业单位放假带来的影响则更综合，而后者的社会成本显然在这其中最大。那么，在APEC蓝里，它的贡献又有几分呢？

“北京雾霾的成因大体我们清楚，但所有污染源加起来却难以说清它们各自对雾霾产生了多大作用。”这次APEC“对照组”，肯定能对王自发所说的“全市的污染排放源太复杂，对应现在的工业结构，需要落实出一个源头减排的清单”，这一问题提供帮助。

要想长期保持APEC蓝，结合这次的评估结果，搞清楚各种措施的“性价比”就非常重要，这也是王自发和他所在的实验室一直在做的研究，根据北京的自然气象条件、工业结构特点，结合经济结构转型，研究怎样分批、分步骤、分层次，尤其是能够最省钱地把一时的“APEC蓝”变成长期的“北京蓝”。“我们的最终目的是把蓝天找回来、把污染制住，我们国家的经济结构、能源结构肯定要改，但不是那么一下子的事，在这样的情况下就要挑一个最优的方案去做污染控制，达到一种平衡。”

留给追霾者们的问号

当然，找回蓝天除了深挖APEC蓝中的各种数据和效果，更多的还是要靠“王自发们”的科研努力。

APEC期间，除了定时驻守在北京市环境保护监测中心，王自发和他的科研团队，开着装载有激光雷达，测风、温、湿、压以及垂直探测雾霾中各种化学成分仪器的一辆车，绕着五环和怀柔，“就像美国跟踪龙卷风的‘追风者一样”，对污染团进行跟踪观测。

而国庆后10月8日的那一次重度雾霾来袭时，他们更是曾以此为契机完成了一次跨省市的“灰霾旅行”。预测到污染团从北京沿着京广线南下，王自发开着观测车从北京向南行，在郑州与分别从济南、合肥、武汉出发的另三辆车集合，又共同南下到武汉，“在武汉城里转了一圈”测试城内的污染情况之后，依次又到了安庆、合肥，经过济南、天津最终返回北京。一来一回花了11天的时间，又刚好逮到了北京国际马拉松比赛的那次雾霾污染。

“也许你在北京吐出来的一口气，跑到美国去了，气还是那些气，但是它的成分早就变了。”驾观测车跟着雾霾跑的意义就在于，气团每到一地，根据当地不同的工业结构会往里加不同的“佐料”，加上每一个地方温度、湿度等不一样，会发生不同的化学反应，形成PM2.5等颗粒。

有了这些化学、物理观测结果，才进入到了王自发所从事科研的核心内容——“建模”，用数学模型来表征从污染物排出到形成PM2.5的整个过程。“然后我们再去预测它，进行虚拟的控制，把哪些排放关掉、哪些减一半，看它会产生什么变化，这样才能挑选出最优方案，比如说更省钱的，对社会经济影响最小的。”

在对雾霾“追因”的过程中，王自发也有了不少新发现。比如高烟囱就要比老百姓烧煤对环境影响大，因为高架污染源要比低矮源传输的范围更远。原来的高架源很脏，现在很“干净”，除尘做的更好以后，反而容易造成更小污染颗粒物的生成，王自发口中的专业术语管它叫“核化”。如果能对此做进一步研究，得出更科学可靠的结论，就可能会对污染的控制治理、大区域的雾霾问题产生很大的影响。

又比如，对于雾霾，平常老百姓只是关心它的频次，但少有人注意成霾速度。“我们观测污染的化学反应之后，发现在京津冀的成霾速度太快！这在国际上比较少见，几个小时之内就可以变得很差。”对这个问题，各个领域的科学家都有自己的解释，但放在一起反而无法回答，而王自发所从事科研项目的内容之一就是把各种领域科学家的回答综合起来，究其原因。“如果真的能解释的话，就可能会对雾霾的治理事半功倍。”王自发说。

治理雾霾不能“按下了葫芦起了瓢”

《投资北京》：

专业术语“灰霾”和我们平常说的“雾霾”区别是什么？灰霾什么特性？

王自发：

雾霾是局地的一种现象，如果扩大范围看它是一个大的灰霾污染团，灰霾团也有大有小。

灰霾是一团气。大气都是一团一团的，比如相对暖的是一团、冷的又是一团。污染通常发生下面没什么搅动的时候，会往气里加各种东西。如果大风来了就都卷走了，或者一下雨也就没了，所以灰霾是和气象条件密切相关的。

《投资北京》：

您做的数学模型根据这种气象条件和污染排放情况，能预测出多长时间之内的空气质量情况，然后发出预警？

王自发：

现在气象能做到两周的趋势预测，空气质量使用最多的是7天的预测，相对来讲三天的预测更靠谱一点，也更精细，希望未来可以精确到监测站点。

《投资北京》：

现在在哪应用？

王自发：

初步建立的这样一套空气质量多模式集合预报系统，在北京环保局、中国环境监测总站、上海环保局、广东省环境保护监测中心等地都安装了，当然它还要不断完善。

《投资北京》：

这次APEC和您之前参与过奥运和世博会的空气质量预报和保障相比，哪方面推进了？

王自发：

奥运和世博会我们观测的污染物是PM10、二氧化硫、氮氧化物、臭氧，这一次主要针对PM2.5。以前的方法也在不断推进，比如区域的联防联控，多污染物的协同控制。

《投资北京》：

多污染物的协同控制是什么？

王自发：

奥运的时候只是机动车单双号限行，汽车排放的氮氧化物降下来了，但是我们发现臭氧浓度却高了，臭氧在平流层是帮助我们抵挡紫外线的，但是在下面对我们的呼吸道危害很大，所以这次推进协同控制。

《投资北京》：

具体怎么协同控制？

王自发：

它是一个防止“按下了葫芦起了瓢”的问题。

比如说酸雨。北方很干，土壤扬起来的这种颗粒物都是碱性的碳酸钙之类，能和酸雨发生中和反应。现在大范围控制颗粒物之后，倒是不怎么‘脏了，但同样的雨下下来之后，雨水却变酸了，北京原来都是碱性降水，现在北京测的年均降水PH值已经小于5.6了，接近酸雨区。辽宁省是重工业大省，除尘做得很好之后，13个城市都发现酸雨，比如丹东市甚至“每雨必酸”。

所以应该把每一种污染物的危害程度、它们之间的化学关系与控制目标综合起来，协同作战。同样的，将来把霾制住了，太阳辐射会加强，产生更大的臭氧污染的可能性，也应该在考虑范围之内。