■本报记者 冯丽妃 实习生 倪思洁
最近，我国多个省市遭遇十面“霾”伏。为何会突然间“蹿”出如此多的污染物颗粒？应该怎样科学地认识雾霾的形成机理？近日，《中国科学报》记者就此采访了中科院遥感与数字地球研究所研究员陈良富。
基于对遥感卫星统计数据的长期观测与分析，陈良富认为，除了排放源外，静稳天气、水汽、浮尘是造成雾霾来袭、能见度急剧下降的重要原因。
陈良富解释说，排放到大气中的污染物颗粒，尤其是PM2.5的消光能力非常强。各种污染物粒子遇到西部高空刮来的浮尘细粒子，就会以浮尘作为凝结核，迅速对浮尘微粒进行包裹。再加上从东南部来的充足的水汽，细粒子体积迅速增大。这使得原来的污染规模和效力更大，能见度迅速降低，而这正是造成此次严重污染的原因。
通过研究过去三年的卫星观测数据，陈良富发现，从每年10月到次年3月的干季，西北部吹往华北平原的浮尘的频率，要比地面观测的沙尘天气发生频率大得多。其中，12月份到1月份浮尘天气尤其严重，每两到三天就会有一轮浮尘。
同时，通过偏振激光雷达卫星的探测，可以发现形态不规则的浮尘到华北平原后会与各种污染物迅速混合，导致污染效果被极度放大。
由于冬日地面温度低，不利于空气上下对流，细粒子更多地积聚在距地面较近的范围内，导致大气能见度较之于夏季更低。尤其是在冬季夜间，这种情况更为明显。
“如果不科学地认识雾霾的发生机理，就容易形成错误的判断，认为都是由排放的污染物引起的，从而在治理上进入误区。”陈良富表示。
针对当前PM2.5的污染现状，陈良富认为，最根本的解决之道不在监测和治理，在于经济与能源结构调整。“治理只是辅助手段。只有斩断或改变源头，才能有效改善空气质量。”
陈良富表示，粗放式经济增长与能源过度消耗是导致大气污染的根本原因。在经济发展过程中，要注意改变经济增长方式，向单元能耗要效益；还应抓紧调整能源结构，努力研发新型可再生替代能源。
卫星观测结果同时显示，不同质量的煤炭在开采与使用过程中，也会排放大量硫化物与氮化物。因此，企业在生产加工过程中，脱硫脱氮十分重要。然而，在利润的诱惑下，国内仍有一些企业即便有脱硫装置，也会违规排放各类污染性气体。
陈良富介绍说，由于各种污染物本身的波长不同，这些污染物一旦“出头”，就逃不过卫星的“法眼”。目前，通过卫星监测偷排超排大气污染物的技术已经非常可靠，可以用这种方法找到非法偷排的企业，并依法进行惩罚。
“空气污染，所有人都是受害者。解决这个问题，不是一个部门的事，要发挥全社会的合力。”陈良富表示。
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我们靠什么来监测PM2.5
当前，我国主要采用地面监测以及卫星遥感观测两种方法来监测PM2.5等细粒子的浓度以及污染范围。
地面监测仪用泵把空气抽进仪器，把带有水分的颗粒物烘干，然后通过震荡天平等方式称出颗粒物的质量；而遥感卫星主要利用大气粒子的消光特性，通过观测其对太阳光的散射程度，探测其浓度。
陈良富表示，卫星观测的是粒子的消光能力，PM2.5又是消光的主要贡献者，因此用卫星监测PM2.5很“对胃口”。
不过，由于卫星观测需要扣除地面反射值，在反射大面积区域，尤其是雪面、沙漠和城市地表上空，仍然很难有效地把细粒子浓度等信息提取出来。在云层覆盖较厚的地方，则无法开展监测。
同时，卫星观测对接近地表2公里以内的细粒子浓度不能分析入微，但这一层次的PM2.5浓度最大。同样，由于卫星观测主要依靠细粒子对太阳光的辐射程度，晚上没有太阳光的照射就不能做监测。在这两种情况下，都需要采用激光来探测。
总的来说，遥感卫星与地面监测仪各有千秋，前者侧重于大范围、大面积的观测，后者有利于局部精确测量，两种方法相辅相成、互为补充。
《中国科学报》 (2013-01-28 第4版 综合)
