前几天,在微博上征集大家感兴趣的气象话题。果不其然!排第一的就是“雾霾”。而且,人民群众的务实态度闪闪发亮,当科学家们还在纠结“Why——为什么会产生雾霾呢?”的时候,大家早已把问题进化到了“How——到底怎么治理雾霾嘛?”这个问题可以分三步走来回答:1. 所谓“治理雾霾”,我们要治理的到底是雾还是霾?其实,并没有一个东西叫“雾霾”,雾霾实际上是两个东西——雾(fog)和霾(haze)。
它们之间最大的区别在于湿度,我们可以用一种粗浅的方式来理解:当空气中漂浮的是水汽时,那就是雾;当空气中漂浮的是污染物时,那就是霾。而“雾霾”就是空气中既漂浮着水汽,又漂浮着污染物。显然,相对于天然自成的雾,霾更让大家深恶痛绝。事实上雾也不用治理,太阳出来爬山坡,雾自然就会消散了。而霾就比较顽固不化,经常全天候24小时盘踞在城市上空阴魂不散。所以我们平时所说的治理雾霾,其实更强调的是治理霾。
2. 治霾,到底是一个环保问题,还是一个气象问题?我们可以把霾的产生,大致归结于两个原因:第一是空气的持续性脏;第二是空气的间歇性懒。关于空气的脏,大家早已经耳熟能详。由于大气污染物的过量排放和扬尘扬沙等等,空气中悬浮着的颗粒物,远远超出了空气本身的自净化能力,比如二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物(PM10,其中还包含细颗粒物PM2.5和超细颗粒物PM1.0-PM0.1等)。
这些“脏东西”漂浮在空中挥之不去,就会形成霾。不过话说回来,现如今大气污染物天天都在排放,经常都排过量,但雾霾并不是天天都有。这是因为它还有另一个辅助性因素,那就是空气会时不时地犯懒。一般来说,空气还是比较活泼好动的,水平方向上要吹风,垂直方向上要对流。污染物排放出来以后,就可以随风飘散掉,或者随对流扩散掉。
但是,空气也会有情绪低落、状态消沉的时候,比如说“静稳天气”形成,城市里风不吹草不动,任由污染物把持;又或者“逆温层”形成,城市上空就像被盖上了一层棉被,污染物扩散不出去,新鲜空气也进不来,就好比在被窝里放了一个臭屁呵呵……说到这里大家想必清楚了:空气的脏,是个环保问题;而空气的懒,是个气象问题。
所以要治理霾,从根源上说,必须遏制住污染源,但是现实中这个过程会比大家的期待要漫长很多,从其他国家已有的治理经验来说,基本都以十年为单位来计算。既然从环保角度来“治本”是如此的漫长遥远,那能不能先试试从气象角度来“治标”,好歹缓缓劲儿呢?3. 人工除霾的可行性有多大?现阶段,人工除霾有如下几种方案:(1)等大风!
必须承认,“等大风”是迄今为止效率最高、成本最低、收效最快、成果最显著——从而也是最靠谱的一种除霾方式。唯一的缺点就是稍显傲娇、比较淘气、周期性发神经、时常千呼万唤不出来,但是总体而言,还是堪称顾全大局——比如今年两会期间,就表现得很识大体嘛!(2)人工降雨或降雪一般大家会有一种直观感受:降雨或降雪以后,空气会变得清爽通透,就像是脏空气被雨雪“洗干净”了一样。
但这很大程度上是一种错觉,事实上真正使得空气变清新的,是降雨降雪过程中伴随的风——也就是说,其实脏空气还是被风吹走了,而不是被雨雪洗干净了。所以,如果在没有风的天气条件下,单纯靠人工降雨或降雪,除霾的效果是非常有限的。另外我以前也介绍过,人工降雨也好、降雪也好,都需要天气系统的配合,并不是随时随地只要“向天开炮”就能降下雨雪来。这也给除霾增加了制约条件。
(3)人工造风既然前面说来说去都是靠风,那能不能直接人工造出风来吹散雾霾呢?遗憾的是,到目前为止,还没有这类型的成熟方案。天津大学理学院物理系的王克起教授和他的课题组正在研究一种“人造可控龙卷风”,其理论原理是:在空旷区域里建一个很大的圆锥型钢桶,从底部吸进热空气,在桶里驱动它们顺着一个方向流动,产生气旋性的涡旋上升,从而形成一个人造的龙卷风,作用范围可达到10公里左右。
按照他的设想,在城市里建设一批人造龙卷风的发生装置,到雾霾天时开启设备,外围空气随之流动,可带动整个城市的空气发生流动,将脏空气输送到高空扩散,将干净空气交换进来。不过这个设想在现阶段还属于“想起来很美”。一方面,人造龙卷风的发生装置,至少需要几十米直径、上千米高度的钢桶,这在建造技术和成本上都有困难;另一方面,人造龙卷风一旦生成,是否能够有效地控制它的风力、方向和规模,还不能完全保证。
另有一些城市规划师提出,每个城市都有一种季节性的盛行风向,但往往被一些高楼大厦阻挡,是否能在城市中专门开出一条“通风道”出来,保证不受高大建筑物的阻隔,让盛行风畅通无阻,以此引进新鲜空气。
这也属于“理想主义规划”,对于现有的大中型城市而言,要重新建造整个城市的格局,把已有的建筑物铲除,来给风让路——其难度大概也不亚于直接研究出人造风来吧……在机场,如果有严重的雾霾阻挡视线、飞机无法起降、延误航班的话,有时会采用大型鼓风机来驱散雾霾,这其实就属于一种“小型人造风”。但这种方式仅限于在一个很小的范围内暂时见效,对于整个城市而言,显然经济成本太高,无法大规模实现。
(4)静电除霾除了从气象角度来除霾以外,还有物理方式,比如前段时间,一个荷兰小伙子丹.罗斯格为北京提出了一个物理除霾的方案:把线圈埋在地下,通电以后形成静电场,空气中的颗粒物就会被吸附到地面上,从而减少空气中悬浮的颗粒物。这个方案的原理非常简单,类似于初中时大家都做过的物理实验:在头发上摩擦一根塑料尺子,让它带上静电,然后用它来吸附小纸屑。静电除霾的方案听起来简单易行,不过还是很难变成现实。
首先,现在的雾霾厚度动辄有几百米,根据计算,即使只是打造一个人民公园大小的静电吸附环境,也需要放置成千上万个静电发生器,更何况整个城市。要维持一个如此巨大的静电场,需要多少电能?多少成本?又是否能保证安全性?另外,空气被电离后会形成臭氧,人们如果在这种高臭氧含量的环境中生活,对身体也是有害的。难道说我们为了不吸雾霾,就去吸臭氧不成?!
说到这里你或许也明白了,除霾,从环保角度来说,路漫漫兮,非一时之功,敬请放弃闪电战的幼稚幻想,作好打持久战的心理准备。而从气象角度来说,现有技术都很局限,科学设想也都很飘渺,基本还停留在“看老天爷脸色”的原始状态。事情就是这样子。环境就像一个脆弱的瓷瓶,打碎它只需片刻,再要修复却是千难万难。
有人说,这是因为人类走得太快,在利欲的驱使下已经无法停步;但也有人说,这恰恰是因为人类走得还不够快,还没有发明出一种足够低廉而清洁的能源,让我们既不用降低生活的舒适度,不用放弃行车、供暖和享受工业产品,又不用付出毁灭环境的惨痛代价。那么,你觉得,我们是应该放慢脚步,还是应该走得再快一些?