霧霾已成為中國百姓關(guān)注焦點。兩會上李克強總理在政府工作報告中明確提出，要“堅決打好藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，體現(xiàn)出黨和國家治理大氣污染的決心和信心。解決霧霾問題要靠科學(xué)施策，霧霾形成機理的研究成為治霾的關(guān)鍵。

　　美國佐治亞理工學(xué)院地球與大氣科學(xué)系王育航教授牽頭的一項最新研究表明，全球氣候變化導(dǎo)致的極地北冰洋海冰消融與西伯利亞降雪增加改變了區(qū)域大氣環(huán)流結(jié)構(gòu)，可能加劇了中國近年來冬季空氣污染嚴(yán)重的問題。該研究從氣候變化角度看待霧霾成因，為治霾提供了一個新思路。

　　靜穩(wěn)天氣系致霾的重要因素

　　最近幾年，政府制定了嚴(yán)格的污染減排目標(biāo)來減少工業(yè)和其他污染源的排放，以期減輕霧霾，但冬季尤其是12月至1月間的嚴(yán)重空氣污染事件卻在不斷上演。是否有其他重要因素在空氣污染問題中扮演角色?這一疑問促使王育航和他的合作者們開始著手相關(guān)研究。

　　研究小組收集了包括氣象能見度觀測與衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)在內(nèi)的相關(guān)資料。為了分析歷史污染水平，他們基于地表風(fēng)速與逆溫強度創(chuàng)建了一個新的空氣污染潛勢指數(shù)(PPI)，以此衡量中國東部地區(qū)的污染擴散條件。

　　“當(dāng)我們創(chuàng)建了PPI指數(shù)并將其與歷史能見度長期觀測數(shù)據(jù)對照后發(fā)現(xiàn)，發(fā)生于2013年1月間的空氣污染事件的嚴(yán)重程度遠(yuǎn)高于過去30年間任何一年的水平。”王育航向科技日報記者表示，“而同時期的污染排放并沒有明顯變化，由此我們推斷，一定有其他重要因素導(dǎo)致了上述極端事件。”

　　王育航指出，中國東部地區(qū)由一系列相互接壤的平原組成，東臨大海，余面環(huán)山，地形地貌特征與同樣遭受空氣污染困擾的美國南加州地區(qū)類似。在冬季，大量來自工業(yè)與機動車排放的空氣污染物只能通過水平擴散或垂直混合來有效清除。一旦這些大氣的清除機制在靜穩(wěn)天氣條件下失效，空氣污染物便開始累積。發(fā)生于2013年1月的事件就像是“有人關(guān)掉了通風(fēng)扇以阻止區(qū)域空氣自然流通凈化”。

　　極地氣候變化加劇冬季霧霾

　　在進一步檢查了包含極冰、雪蓋、厄爾尼諾等各種主要氣候因子的影響后，研究小組發(fā)現(xiàn)，中國地區(qū)靜穩(wěn)天氣條件與北極海冰和中高緯度西伯利亞地區(qū)雪蓋的變化密切相關(guān)。其中，北極海冰在2012年秋季減小到歷史性低位，而西伯利亞雪蓋面積在緊隨其后的2012年初冬季節(jié)達到歷史性最大。隨后，他們采用全球氣候模式來模擬研究這些氣候因子的變化是如何影響大尺度大氣環(huán)流形勢，以及中國東部地區(qū)的污染擴散條件的，并得出結(jié)論：海冰減少與雪蓋增加導(dǎo)致影響中國的西伯利亞高壓脊減弱，由此減小了海陸氣壓與溫度梯度，并導(dǎo)致東亞冬季風(fēng)傳播路徑向東偏移，這一變化降低了中國東部地區(qū)的地表風(fēng)速，并創(chuàng)造了區(qū)域大范圍的靜穩(wěn)天氣條件。

　　這一模擬研究結(jié)果與當(dāng)年冬季中國東部整體氣溫偏高，而位于中國以東的韓國和日本遭遇嚴(yán)寒天氣的情況相吻合。這些區(qū)域氣溫變化清楚地表明，冷空氣影響范圍發(fā)生了改變。

　　王育航稱，去年冬季至今年初再次上演了類似的氣候變化情形。北極海冰去年9月再次接近歷史低點，而歐亞大陸中高緯雪蓋面積隨后增加，進而引發(fā)了去年12月至今年1月間中國東部的嚴(yán)重空氣污染。

　　“中國地區(qū)的空氣污染排放在過去4年中處于下降趨勢，但冬季空氣質(zhì)量并沒有明顯改善。這一現(xiàn)象很大程度上與近年來北極地區(qū)秋季海冰快速減少，以及中高緯度歐亞地區(qū)初冬降雪增加導(dǎo)致的氣候效應(yīng)相關(guān)。”王育航說，“上述極地氣候變化減弱了影響中國中東部地區(qū)的冷空氣強度，使得空氣污染物更容易累積并形成區(qū)域性大范圍嚴(yán)重空氣污染。”

　　治霾與溫室氣體減排需協(xié)同

　　研究小組將成果發(fā)表在最新一期的《科學(xué)進展》雜志上。王育航指出，他們的研究成果首次將極地氣候變化與區(qū)域空氣污染問題聯(lián)系起來，并清楚地表明，全球氣候變化導(dǎo)致的大尺度環(huán)流擾動具有顯著的區(qū)域環(huán)境影響。

　　王育航認(rèn)為，全球氣候變化導(dǎo)致的上述氣候因子與區(qū)域大氣環(huán)境變化趨勢將在未來持續(xù)。他說：“盡管當(dāng)前政府正在努力減少污染排放，但我們認(rèn)為，中國冬季空氣污染現(xiàn)象將在未來一段時期內(nèi)反復(fù)出現(xiàn)。目前，這一污染問題在很大程度上由長期氣候變化驅(qū)動，而不單單由短期人為污染排放因素驅(qū)動。”

　　王育航表示，希望在接下來的研究中能夠使用上中國新建成的空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)。他認(rèn)為，上述氣候變化影響可能由于中國東部地區(qū)特殊的地形與區(qū)域環(huán)流結(jié)構(gòu)，而僅限于中國地區(qū)。但這一影響不僅針對空氣污染問題，他們的研究成果也會促使政府進一步致力于應(yīng)對氣候變化問題。

　　“北極地區(qū)的快速變暖現(xiàn)象正對中國產(chǎn)生越來越顯著的影響。”王育航說，“這將促使中國政府不僅限于關(guān)注空氣污染物的減排，同時注重考慮溫室氣體減排的協(xié)同效應(yīng)。我們的研究表明，削減溫室氣體可以幫助改善中國冬季空氣質(zhì)量。”