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三问汾渭平原大气污染治理 气象部门如何助力破解难点

北极星大气网  来源:中国气象报    2019/1/24 10:37:39  我要投稿  

北极星大气网讯:大气污染防治是我国推进环境质量改善的“三大战役”之一。

当京津冀地区空气质量显著提升、珠三角地区空气质量持续达标时,汾渭平原依旧是全国空气污染最严重的区域之一,引起政府和公众的广泛关注。

2018年2月,这片总面积7万平方千米、总人口数超5000万的平原地区,第一次被提到蓝天保卫战“主战场”地位;6月,首次作为重点区域出现在《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中。

同年9月,中国气象局在陕西西安召开“汾渭平原大气污染防治协作小组”第一次全体会议;12月,汾渭平原环境气象预报预警中心批复成立,落户陕西省气象局。

作为蓝天保卫战主战场之一的汾渭平原,可谓迎来了改善空气质量的重大机遇。那么,汾渭平原这一重点地区,在治理大气污染方面有何难点?气象部门又是如何助力破解这些难点的呢?

缘何成为“重灾区”?

●能源结构以煤炭为主

●地形复杂

●气象条件不利于空气流通

汾渭平原,是黄河流域汾河平原、渭河平原及其台塬阶地的总称,包括陕西省的西安、咸阳、渭南、宝鸡、铜川,山西省的吕梁、晋中、运城、临汾,河南省的洛阳、三门峡,以及杨凌示范区。

这里历史悠久、文物遗迹繁多,是华夏文明的摇篮。而如今,随着工业化、城镇化的深入推进,八百里秦川尘土飞扬,生态环境逐渐恶化,大气污染防治压力骤增。

今年1月1日起,汾渭平原已经接连经历了两次重污染天气过程。1日至7日,11个城市空气质量日均水平为中度污染及以上,6个城市持续5天以上重度污染。

刘山是土生土长的临汾人,已经在这片土地上生活了三十多个年头。30年前,临汾的古城墙还在,空气尚好。在他的记忆里,汾河两岸后来慢慢多出了一些土焦厂和中小型炼铁厂,直到遍布城乡。再后来,临汾被定位为能源基地,以煤焦铁的生产为主。这座以古帝尧千年闻名的“天下第一都”,竟然逐渐变成“中国污染第一城”,成为“不适合人类居住”的城市。在冬季,刘山几乎不打开办公室的窗户,因为一开窗,脏东西就进来了。

临汾地理环境特殊,位于太行山脉和吕梁山脉之间,空气流通不畅。晋中、运城也处在河谷地带,东西两面皆有山,不利于污染物扩散。陕西关中盆地地形也较为复杂,全年静风率35%,冬季达45%。

生态环境部发布的数据显示,2017年,汾渭平原优良天数比例和PM2.5浓度,与“2+26”城市基本相当,11个城市的PM2.5浓度年均值达68微克/立方米,是全国污染最严重的区域之一。此外,纵观2015年至2017年,汾渭平原PM2.5、PM10、NO2、O3浓度均呈上升趋势,且是二氧化硫浓度最高的区域,优良天数比例逐年下降,呈恶化趋势。

为此,2018年6月16日,党中央、国务院印发《关于全面加强生态环境保护 坚决打好污染防治攻坚战的意见》,明确将汾渭平原作为打赢蓝天保卫战的主战场;6月27日,国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》要求,建立汾渭平原大气污染防治协作机制,并纳入京津冀及周边地区大气污染防治领导小组统筹领导。

总的来说,由于山西、陕西能源结构以煤炭为主,而且汾渭平原地理因素不利于污染物扩散,使得这里成为大气污染治理的“硬骨头”。

治理之路难在哪?

●减排源头难控制

●天气因素不确定

●三省协同治理亟待加强

“大气污染产生主要有三个原因,一是污染物的排放,二是容易集聚污染物的地形,三是气象条件影响污染物的积聚与扩散。”中国气象局环境气象中心副主任张碧辉说。

与河北省类似,汾渭平原这一区域产业结构以重化工为主,能源结构以煤炭为主,交通运输以公路为主,是大气污染物大量排放的主要驱动因素。加上每年秋冬季节,由于采暖需求导致的燃煤污染物排放量增长,使得该区域的污染物排放强度还将进一步增加。

“汾渭平原四面环山,特殊的地形导致河谷内城市群风速普遍较小,极不利于污染物扩散。”张碧辉说,在冬季污染物排放增加的同时,不利的气象因素也是导致采暖季PM2.5浓度高、重污染频率高于其他季节的主要原因之一。

要想从根本上解决大气污染问题,“关停、改造污染企业”是人们心中治理雾-霾最为有效的手段。

现实情况是,汾渭平原钢铁、焦化企业聚集,尤其产业规模小、集中度低的企业,环保意识薄弱,导致污染防治的难度大,甚至曾出现临汾大气监测数据造假案。

铁腕治霾的背后,掀起各种“血雨腥风”。如今,大气污染治理进入深水区,仅仅靠“关停”“限制”等手段,难以平衡经济发展和环境保护。

中国环境科学研究院大气环境首席科学家柴发合曾表示,汾渭平原今冬要想实现PM2.5平均浓度下降4%、重度及以上污染天数减少4%,气象条件年际变化的不确定性是难点之一。

中国气象局环境气象中心曾以西安、临汾、洛阳为代表,研究分析汾渭平原大气环境的季节特征及年际变化。通过统计2014年1月至2018年9月的环境监测数据,发现三地的PM2.5浓度变化均呈现明显的季节性变化,洛阳从2015年起,呈现明显下降趋势。

“不同于京津冀、长三角、珠三角等地区,汾渭平原各地的气象观测站存在覆盖面不足、分布不均等问题,对于霾高发区、敏感区及污染物输送通道的观测能力有待进一步加强。”中国气象科学研究院副研究员何建军说。此外,汾渭平原地处中西部,除了西安这一省会城市以外,其他城市针对污染源的解析及治污措施的系统科学性等,距离精准防治需求还有差距。

然而,大气是没有边界的,区域联防十分必要。禹门口黄河大桥,是秦晋两省的连接地带,也是汾河平原和渭河平原污染的传输纽带。在西南风作用下,陕西韩城龙门工业区的污染团会跨过黄河,与山西河津的污染团结合,直奔西安而去。因此,陕西、山西、河南三省协同治理亟待加强。

气象部门有何作为?

●厚植技术优势

●强化科学研究

●与环保部门优势互补

近年来,气象部门在生态环境治理上积极发挥科技支撑作用,与环保部门的合作也日趋深入。特别是在大气污染防治上,气象部门对于大气污染成因和消散过程的研究具有一定基础,且拥有长时间序列、可对比、可追溯的大气监测数据,为环境治理提供科学依据。

“大气污染物浓度的长期、大范围特征,主要决定于排放源的强度和分布;而局地性、短期变化特征,则主要取决于气象条件。”中国气象科学研究院研究员刘洪利说。

就拿2019年第一波重污染天气过程来说,元旦刚过,北京市空气质量在持续了两周的优良天之后,PM2.5浓度在1月2日晚间迅速升高,当天21时达到中度污染。汾渭平原的西安、咸阳、宝鸡、渭南PM2.5日均浓度都超过150微克/立方米,达到重度污染,其中咸阳PM2.5浓度最高,为186微克/立方米,其他7个城市也均出现轻至中度污染。

国家大气污染防治攻关联合中心专家分析解释,这是因为北方冷空气强度减弱,华北地区、汾渭平原近地面气象条件逐渐转为静稳小风形势,有利于大气污染物的积累,因此京津冀及周边地区、汾渭平原部分城市开始出现大气污染。

随后一周,汾渭平原多地气象条件持续不利,污染物积累与二次转化突出,污染持续时间较长。各地纷纷发布重污染天气预警,启动相应的应急管控措施。其中,气象部门还根据大气污染防治需求,组织开展人工增雨(雪)作业。

围绕大气污染防治攻坚战开展工作,气象部门大有可为。“完善的气象立体观测体系为开展大气污染气象条件评估和减排效果评价提供基础数据。同时气象部门拥有数值预报等技术支撑,可提前预测天气形势变化。”张碧辉说。目前,我国雾-霾过程预报准确率达80%以上,重点区域能见度和重污染预报时效达16天。

中国气象科学研究院创新研发了环境气象指数(EMI),可表征排放源不变的情况下,气象条件变化所导致的PM2.5浓度变化幅度。EMI越大,表示气象条件越不利于污染物清除,大气环境容量越小。刘洪利团队通过分析2014年至2018年汾渭平原各地市的EMI指数,结合实测浓度,计算出汾渭平原各地减排率。

比如,2018年秋季,宝鸡、渭南、三门峡气象条件好转,意味着排放不变,空气污染程度会分别下降28%、17.2%和17%。对比实测污染物浓度变化发现,宝鸡、三门峡排放增加了1.2%和4.2%;而渭南减排35.1%,减排效果明显。

科学区分气象条件和减排措施对空气质量改善的贡献,可为精准高效防治污染提供决策支撑。譬如,与2017年相比,2018年汾渭平原地区气象条件转好2.8%,PM2.5浓度下降了10.8%,因此减排效果为8%。“整体来看,减排力度还是很大的。”刘洪利说。

2018年12月,汾渭平原环境气象预报预警中心批复成立。陕西省气象台副台长王楠介绍,该中心主要负责环境气象预报预警技术研究及产品制作发布,以及环境气象影响评估业务及技术研发等工作,将实现汾渭平原三省环境气象预报服务业务的统一,满足现有的大气污染防治工作需要。

今年,中国气象局还将和生态环境部在联合预报会商、发布预报产品的基础上,发挥各自优势,加强科研合作,携手打赢蓝天保卫战。


原标题:中国气象局把脉汾渭平原大气治理:陕晋豫三省协同治理待加强

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