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上海环测中心:数据经验积累不足致预报PM2.5困难

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发布时间:2013-12-25 13:17:04

原标题:雾霾预报员的烦恼

12月以来,每天凌晨5点,上海市环境监测中心的预报员们就开始上班了:看数据,密集会商,跟踪报告,和气象部门随时无缝会商,24小时分时段发布空气质量指数(以下简称AQI)预报。

12月的第一周,上海遭遇有PM2.5记录以来最严重的一次雾霾。上海环保局提供的数据显示,上海日均AQI从11月30日的129开始持续上升,到12月6日部分监测点AQI首超500大关,PM2.5小时浓度最高达到603微克/立方米,是上海市环境监测中心从去年6月27日开始PM2.5系统性监测以来的最高值。

预报员们没能提前预报到这次PM2.5“爆表”。在上海市环境监测中心首席预报员段玉森12月11日向21世纪经济报道记者解释说,PM2.5预报有一定难度,上海PM2.5的监测和预报起步时间不长,经验和数据积累都不足,技术上也有待攻坚。

段玉森介绍说,本次污染的原因在于不利气象条件下,区域性污染输送叠加本地污染持续累积,其中天气不利于污染扩散是诱因,而污染源排放是问题核心所在。 排放总量太大,远远超过了环境容量所允许的负荷,超过了大气的自净能力。

天气条件诱发PM2.5“爆表”

上海环保局此前发布公告称,12月1日以来,上海市及长三角地区主要受地面高压控制,天气系统稳定,高压移动速度换面缓慢,上海市地面天气静稳,风速较小,湿度增加,大气污染物开始持续累积,PM2.5浓度上升,出现严重空气污染。

段玉森解释说,小风静稳导致污染物停留累积,而高湿度有利于二氧化硫、氮氧化物等气态污染物向硫酸盐粒子和硝酸盐粒子等颗粒物转换,也就是一般所称的“二次污染”。大多数情况下,霾的污染以二次污染物居多。

秋冬是雾霾天气的高发季节。上海宝山区气象局的杜建飞等人统计了1970年至2010年上海雾霾天气日数变化,发现雾霾天气有明显的月季变化,最高值均出现在冬季。该研究结果发表在2011年第六届全国环境化学大会论文集中。

不过,段玉森表示,天气不利于污染扩散只是本次严重空气污染的诱因,而包括燃煤、扬尘、汽车尾气、工业排放、秸秆焚烧在内的人类活动污染源排放才是问题的核心所在。

华东师范大学资源与环境科学学院教授束炯告诉21世纪经济报道记者,有关部门对上海市不同行业对PM2.5来源的贡献有过估算,结果显示,上海的PM2.5有25%来自机动车辆船舶飞机的排放,21%来自电厂锅炉和工业炉窑,15%来自钢铁工业工艺过程和石油化工,10%来自建筑工地和道路扬尘,4%来自秸秆燃烧、化肥使用和畜禽养殖,5%来自餐饮业和民用涂料,剩下的20%来自区域源的影响。

段玉森称,监测发现,北方冬季供暖形成的污染物对上海有所输送,但是本地污染源排放在近期并没有太大的波动。“短期内出现污染问题和气象条件是息息相关的,并不代表污染物排放突然增加了多少,而是污染物原本就存在。”

此外,在独特气象条件下,上海的地理位置也会造成PM2.5较高。“如果在弱高压控制下,白天海上吹来微弱偏东风,造成西面偏西风,东面偏东风,上海夹在中间,PM2.5就会比较高。这次污染当中我们就观测到了这种现象。”段玉森称。

还有,上海高楼鳞次栉比,相当于把地面抬高,风相对较小较乱,污染物进来之后很难扩散出去,这也是加剧空气污染的原因之一。

数据经验积累不足致预报难

“这次PM2.5小时浓度最高超过600,从去年6月到现在我们都没见到过。预报模型也没有报到这么高。”段玉森说,上海PM2.5预报从今年9月1日才开始,数据和经验积累还不够多,预报模型还需要改进。

段玉森说,空气质量预报模型涉及气象预报和污染源排放两个方面,模型原型是国际上通用的,但会进行本地化的工作,例如本地和长三角的排放清单需要体现在模型里。

据他介绍,优化污染源的排放清单是一个长期的工作,模型本身也要针对PM2.5的预报进行参数上的改进和不断调试。“像这次PM2.5这么高模型为什么没报出来,是清单、气象还是数据的问题?我们都要去找,这是一个反馈再改进的过程。”他说。

除了数值模型这样的现代污染预报,PM2.5预报也需用到传统污染预报方法。段玉森说,传统污染预报要建立污染结果、天气形势及污染排放之间的概念模型,需要一次次实践去积累统计方法、分类方法等经验。

束炯认为,要完全做到空气质量预报准确还有待解决一系列难题:要提高天气预报的准确率,要能较为准确地刻画各种不同的化学过程,要有完整的近地面污染排放的数据等。

“有些污染过程不断在变,旧的污染源消灭了,新的又在不断地生成。到处是新建的工地和开挖的道路,每天都有新买的汽车上路,遇到堵车,拥堵路段的排放几乎无法估算,数据库始终处于更新的过程。更为困难

的是,外来污染的长距离输送是一个不确定因素。”束炯说。

段玉森介绍说,上海环保局明年会有具体的提高模型精度和适应性的工作安排,“为了适应新形势下空气质量预报的需要,现在数值预报平台的硬件软件都需要进一步提升扩容,尤其是怎么提高预报精度,后面还有更长的路要走。”

上海市环保局还在推进和气象部门数据共享的计划。段表示,模型上用到的气象数据有些是国际通用共享数据,但为了实现更清晰的本地化预报,还需要做到和本地气象部门共享数据。

上海拟5年内消灭燃煤小锅炉

上海环保局污染防治处副处长周军接受21世纪经济报道记者采访时表示,像减排这样的大气污染末端治理已经实施多年,能够减掉的污染物排放总量空间已经越来越小,现在需要调整和转变发展方式、产业结构、能源结构和生活方式,从根本上减少大气污染物排放。

今年10月,上海发布了《上海市清洁空气行动计划(2013-2017)》,分别从能源、产业、交通、建设、农业、社会生活等六大领域污染提出了防治措施和目标。

周军表示,该计划与以往大气污染治理计划的一个重要区别在于突出源头控制以及结构调整。例如,该计划提出,到2015年,上海全市电镀、热处理、锻造、铸造等四大加工工艺生产点总量明显压缩,钢铁、石化、有色、建材行业占工业总产值比例降至18%左右。

与清洁空气行动计划相适的配套法规也在修订中。周军称,上海正在修订《上海市实施<中华人民共和国大气污染防治法>办法》,明年有望出台。

“比如,上海市要逐步取消分散燃煤,即烧煤的小锅炉、炉窑要在5年内逐渐改为清洁能源,原来的法规对它的支撑相对来说比较弱,这次法律修订中会有专门条款明确这一点,并明确法律责任。”周军说。

周军认为,要解决大气污染这个明显带有区域性特征的问题,长三角区域应该同步推进,建立区域联动协调机制。“长三角区域经济结构同质化,污染也是同质化,所以治理措施也一定是要在江浙沪同步实施的。比如黄标车的淘汰,光上海做,江浙不做,是起不到效果的。这是最基本的原则。”他说。

随着京津冀及周边地区大气污染区域联动防治的开展,国家各部委也正在推进建立长三角区域联防联治机制。周军告诉记者,上海将在明年启动建立长三角区域空气质量预报预警中心,将预报江浙沪大的空气质量形势。

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