是谁“左右”了大气污染物的扩散？

黄丹雯

“未来一周，冷空气活动频繁，全国大部地区扩散条件较好，无大范围持续性雾霾天气……”在日常生活中，刮一场大风或是来一场淋漓畅快的大雨，都可以看到烟囱的烟雾被吹散、雾霾天气也被吹跑，原本空气质量图上那些黄色、橙色或是红色的“小点点”都会变成绿色，“等风靠雨”也成为一些地方政府或者环保部门改善空气质量的一大助力“措施”。气象因素究竟对空气污染扩散多大影响，且听听看专家怎么说。

气象条件偏差异致扩散不易

“大气污染并不是一个简单局部地区的问题，有本地污染源的影响，也有周边地区污染物的迁移、转化。对大气污染进行有效调控，需要对气象因素加以考虑。”

2001年2月底，北京重污染，工厂、车辆等等采取了大幅度的减排措施，结果重污染程度不降反升，甚至高于取暖季的水平。这样的结果让人们感到十分困惑，中国工程院院士、气象学家徐祥德率团队分析，发现当时北京地区处于强逆温层（逆温层指大气对流层中气温随高度增加的现象的层带）的控制之中，低层上暖下冷的逆温层结将北京及周边上空扣上一个“大锅盖”，抑制了空气的对流及扩散运动。与此同时，南部的大气污染物源源不断地从开阔地石家庄等地向北京输送。这样一来，上面是一个逆温“大锅盖”，南面污染物“援兵”不断，边界层内污染物又难以扩散，造成调控无效，污染程度不降反升。

为进行有效治污，专家表示需要针对性地利用气象条件进行有效调控。在当前气象背景下获取对本地污染源贡献及其空间分布数据，以发现周边较大影响的污染源头，从而有针对性地實施对重点排放源的管控。例如，在气象预报过程中预判未来可能出现区域性重污染，便可通过有效方法反演出污染源的空间分布，判别哪个污染源的影响最重，据此提前进行管控，从而实现区域排放源的动态调控。这样的做法可以避免在发布预警并采取管控措施时出现“胡子眉毛一把抓”的盲目状况，以最小的代价，获取最大的效益。

在不同的季节、不同区域，污染源的影响也不尽相同。除了短期调控，专家表示还可以进行季节性的污染调控，比如提前制定一个季节性的生产过程排放源动态调控“时间表”。

地形地势高低易使污染加剧

“有的时候天帮忙，有的时候帮倒忙，天帮倒忙的时候，半封闭地形，就会变成首当其冲的污染地区。”

专家指出，地形地势对大气污染物的扩散和浓度分布有重要影响。对此，专家可以将气象因素作为线索进行溯源，例如通过统计模式算出了某地水库每小时污染物变化与周边山谷复杂地形的自动观测站降水特征存在高相关区，由此，顺藤摸瓜找出了主要污染所在地。

地形地势千差万别，但对大气污染物扩散的影响其本质上都是通过改变局部地区的气象条件来实现的。所以，城市建设管理者在工厂建设等审批规划时需要考虑污染物扩散条件及地形区域条件等等。

比如山区，地形复杂，由于山坡和谷底受热不均匀，山区常见山谷风。晴朗的白天，阳光使山坡首先受热，受热的山坡把热量传给其上的空气，这一部份空气比同高度谷底上空的空气轻，于是就上升，谷底较冷的空气又来补充，形成从山谷指向山坡的风，称之为“谷风”。夜间，情况正好相反，山坡冷却较快，其上方空气相应冷却得比同一高度谷底上空的空气快，较冷空气沿山坡流向谷底，形成“山风”。山谷风对污染物输送有明显的影响。吹山风时排放的污染物向外流出，若不久后又转为谷风，被污染的空气又被带回谷内。特别是山谷风交替时，风向不稳，时进时出，反复循环，就会使空气中污染物浓度不断增加，造成山谷中污染加重。

与山区不同，城市建筑多密集且高度参差不齐，一般来说城市风速小于郊区，城市上空的动力湍流明显大于郊区，我们常说的“热岛效应”就是城市气象的一个显著特点。夜间，城市热岛效应使近地层辐射逆温减弱或消失而呈中性，甚至不稳定状态；白天则使温度垂直梯度加大，近地层辐射逆温处于更加不稳定状态，这样使污染物易于扩散。而城市和周围乡村的水平温差，导致热量环流产生。在这种环流作用下，城市本身排放的烟尘等污染物聚积在城市上空，形成烟幕，导致市区大气污染加剧。

大气污染防治需要水土共治

“在大环境中，水、土、气三要素紧密相关，如今的环境污染无外乎也就是空气污染、土壤污染、水污染等等，我们要治污，很多时候要从水、土、气交互污染方面着手，解决水、土、气污染的综合问题。”

专家通过研究，发现多暴雨的夏季往往是水库污染最严重的时段，说明降水对于土壤污染物的迁移、输送影响极大。对于自然生态而言，污染物迁移影响周边生态，水库、鱼类都会受到系列影响。“举个具体例子来说，一个水库的底泥总磷超标，我们可以查一下当地降水的总磷含量，假如得到与水中含量相符合的结果，那说明水里的污染有可能受到大气降水的影响。土壤方面也好理解，这个地方降水多，土壤经过雨水冲刷，就可能将土壤里的污染带到水库、河流中。”

像这样的例子不少，大自然的水、土、气本身就是一个循环系统，是浑然一体不可分割的，环保部门也提出水、土、气污染共治，利用气象条件的线索来追踪污染源，调查的基础加上气象自动站等进行综合分析时间序列、空间序列完成一些验证，从生态治理角度来找治理线索。传统通过水、土、气综合污染途径，探索环境治理之路，无疑不是如今环保部门可用的有效途径。庆幸的是，一些气象部门和环保部门联合建立优化大气成分观测站网，共同深入研究大气污染复杂过程。如此有了充分监测分析与研究依据，区域大气污染的控制前景将会越来越广。endprint