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人工干预能洗净灰色天空?

[日期:2015-04-28]   来源:中国环境报  作者:文雯   阅读: 175[字体: ]
内容提要:1月12日~1月14日,北京市、河北省又遭遇了大范围的雾霾天。就在2105年第一场雾霾发生之时,国家发改委和中国气象局在1月12日联合印发了关于《全国人工影响天气发展规划(2014~2020年)》(以下简称《规划》)的通知。根据《规划》,将在北京周边建设国家级人工影响天气云雾物理实验室,有针对性地开展气溶胶、云、雾、降水和人工影响天气重大基础性和关键技术研究。那么,人工消霾能收到预期效果吗?依靠人工消除雾霾,真的能洗净灰色的天空吗?

       

       1月12日~1月14日,北京市、河北省又遭遇了大范围的雾霾天。就在2105年第一场雾霾发生之时,国家发改委和中国气象局在1月12日联合印发了关于《全国人工影响天气发展规划(2014~2020年)》(以下简称《规划》)的通知。


        根据《规划》,将在北京周边建设国家级人工影响天气云雾物理实验室,有针对性地开展气溶胶、云、雾、降水和人工影响天气重大基础性和关键技术研究。
        那么,人工消霾能收到预期效果吗?依靠人工消除雾霾,真的能洗净灰色的天空吗?
       

        规划:北京牵头探索人工消霾


        根据《规划》,通过实施北京市人工影响天气建设一期、二期工程,北京市人工影响天气的作业能力增强,科技水平明显提高。


       《规划》的目标是,到2020年,我国将建立较为完善的人工影响天气工作体系,人工增雨(雪)作业年增加降水600亿立方米以上……人工消减雾、霾试验取得成效。


        为何选择北京进行人工消霾实验?《规划》认为,在2008年夏季奥运会和残奥会开(闭)幕式、2009年国庆60周年首都庆祝活动等气象保障工作中,北京市组织协调华北5省(区、市)的人工影响天气力量科学构筑人工消减雨防线,成功保障了活动的正常进行。而北京市又是华北地区的核心城市,为人工消霾实验提供了非常好的基础。


        此前,中国气象局印发的《贯彻落实〈大气污染防治行动计划〉实施方案》中提到,2015年,全国各地气象部门将形成人工影响天气改善空气质量作业能力,在重污染天气条件下能够采取可行的气象干预措施,如人工催雨等以消减雾霾。


        这也意味着,未来,当华北地区遭遇雾霾侵袭时,有关部门可以做到重污染天能人工催雨消霾。


        争议:人工消霾可行吗?


       “通过人工影响天气的方式有效消除雾霾的具体做法有两种:人工增雨和人工消雾。”国家城市环境污染控制技术研究中心研究员彭应登告诉记者,在重度雾霾天气,如果能实现人工降雨和人工消雾,确实能起到消除或者减轻雾霾的效果。


       “然而,人工影响天气还属于科学实验阶段,而且只是对局部地区的天气起到干预,人工作业只是针对某个地段,例如以举办国庆阅兵式的天安门广场或举办奧运会开幕式的国家体育场附近为目标实施人工驱云消雨,尚不能对于大范围的天气过程实施有效的影响。目前有效的人工消雾在机场范围内都很难实现,在城市范围实施人工消雾就更不可能。”彭应登指出,人工增雨是在一定条件下使本来不能自然降水的云受激发而降水,或者使那些能自然降水的云提高降水效率而增加降水量。所以说,在云水条件具备的前提下,人工增雨比人工消雾相对容易实现。


        北京市气象局的相关专家也从另一方面肯定了这一观点。专家指出,世界其他国家对于人工消霾的研究仍属空白,可以说,人工消霾是中国首创,因此还需要进一步摸索。但是,人工消雾的研究在很多国家都得到过成功应用。俄罗斯就曾经使用过液氮进行人工消雾。


        这位专家指出,目前,我国正在进行通过人工消雾来实现减霾的实验。但遗憾的是,实验效果不是非常理想。主要是由于人工消雾对湿度等环境要求很高。比如1月14日,北京局部地区降雪,空气湿度较大。1月15日,北京出现雾霾。这种天气条件下,就有条件利用液氮进行人工消雾减霾。


       但事实上,发生雾霾时,尤其是秋冬季出现的霾天气,大多是因为“久晴必霾”,空气湿度等条件无法满足人工消雾的要求,难以实施。


       对于人工增雨,此前,中国气象局一专家曾表示,雾霾条件下人工增雨的难度较大。目前或许会在极为特殊的局地雾霾的情况下,对能见度做一些试验,但采取人工方式缓解大范围雾霾的可能性很小。长久以来,人工增雨的目的主要是为了增加水资源或者对抗干旱,并没有专门针对净化空气进行过操作,对于下多大的雨才能清除雾霾等问题,都需要经过试验评估。


       彭应登则认为,目前,人工增雨的理论和技术方法总体上还处于探索和试验研究阶段。“北京市近十多年来为保障1999年国庆阅兵和2008年奥运会开幕式等重大活动有良好的天气,曾在北京周围开展过多项人工影响天气的试验,取得了一些局地增雨的经验,但在城市范围的增雨有效性未有什么实质性的突破。”


       担忧:人工消霾安全吗?


       那么,人工消霾会不会对生态环境产生二次污染,会不会威胁城市居民生命安全?


       无论是人工消雾减霾,还是人工降雨除霾,都要对周围环境释放一些物质,从而影响天气。中国气象科学研究院研究员郭学良表示,人工增雨增雪是一个微物理过程,而不是产生新物质的化学变化,人工影响天气作业中经常使用的干冰、液氮、碘化银等催化剂并不会造成环境污染。干冰、液氮汽化后成为二氧化碳和氮气,它们本身就是空气的组成部分,对环境不会产生影响。碘化银中的银离子是重金属,但碘化银用量极小,分散在很大的区域里面,单位面积的含量微乎其微。


        但是,这并不能彻底打消人们对人工消霾安全性的担忧。


        有报道显示,为驱散俄罗斯2008年6月12日节日庆祝活动现场上空的云雾,俄罗斯空军向空中抛了一个凝固剂袋子。结果这个袋子砸穿了一户居民的房顶。2009年10月31日,南京市下关区姜圩路1号小区一个铁皮棚的屋顶,被一枚在江北浦口区发射的增雨防雹火箭砸穿,幸好没有人员伤亡。


        彭应登表示,如果要在北京等人口稠密的城市区域进行人工消霾作业,如何保障居民安全,也是一项严峻挑战。


        成本:人工消霾贵不贵?


        根据国内外的人工增雨试验统计,正确应用人工催化技术,可增加降水量6%~25%,北京多年人工增雨率是13%左右。目前我国在降雨作业中应用最广泛、成效最明显的催化剂仍是碘化银。


        一次人工增雨的天气过程,大概会用百十发炮弹和2枚~4枚火箭弹。一枚含碘化银的高炮炮弹价格从56元到88元不等。虽然单价并不昂贵,但是,如果要驱散覆盖整个华北地区这样大范围的雾霾,成本可想而知。


        2004年,上海也曾尝试人工消雾试验,不过由于成本过高,且国内关于人工消雾的研究处于试验阶段,所以未得到大范围的实践应用。


        “以目前的科技水平,只能在机场、码头、高速公路的局部小范围实施。”彭应登告诉记者,1995年5月9日,俄罗斯的驱云消雨空军部队为了保障红场反法西斯胜利50周年阅兵庆典的能见度,出动多架飞机参加大规模、综合性的人工消云和减弱降水试验。“这只是小范围的消雾,大范围的消雾其成本之昂贵可想而知。”


        华东师范大学资源与环境科学学院教授束炯说,人工增雨的局地性较强,通常降水范围并不太大,但是霾天气有时候是大范围发生的,大气污染物的流动性较强,即使一个城市通过人工增雨暂时清洁了空气,周边地区的污染物可能很快就会传输过来,使人工降水的作用打折扣。


        “人工影响天气是一个系统工程,从催化剂选型、作业方法选择,到天气的监测预报,缺一不可,而且各项工作都要做到准确无误。在解决实施人工增雨有效性不确定的难题之前,继续开展科学试验是有必要的,但是过分寄希望于人工消霾,在大范围的区域进行人工影响天气改善空气质量,还需要进一步论证。”彭应登对人工消霾持谨慎态度。


        消霾:源头治理是关键


        “人工影响天气改善空气质量只能作为一个特定条件下消除雾霾的辅助手段,消除雾霾最根本的手段还是要控制城市大气污染源。”彭应登坦言,治霾还需标本兼治。


        洛杉矶治污减霾就是如此。从1943年洛杉矶出现光化学烟雾后,科研人员经过长期调查发现,工厂排污、垃圾焚烧、机动车尾气排放以及洛杉矶地区的地理特点都是造成烟雾的重要原因。当然,更重要的是油田、炼油厂的油气排放,以及汽油不完全燃烧、汽车漏油、汽油挥发等产生的尾气排放,使得大量废气每天排向城市上空。根据这些因素,当时成立的空气污染控制改革委员会提出了几项实用性和针对性极强的建议,包括减少碳氢化合物的排放量、创建汽车尾气排放标准、鼓励人们拼车等。


        此外,还可以控制城市的规模与空间布局,避免因“空间拥挤”和“时间拥挤”而造成大气污染物的累积效应。


        彭应登强调,在雾霾已经频发的现实情况下,任何单一的人为措施都不可能成为灵丹妙药,唯有多管齐下、采用综合措施才能奏效。

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