研究发现气候变化增加中国霾污染发生的可能

作者: 2017-06-30 10:14 来源:
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近几十年来,中国冬季(12月至次年2月)持续性霾污染事件呈频发趋势。虽然霾事件的发生主要归因于人为污染物的大量排放,但是天气条件的变化也对霾事件的发生和发展产生了重要影响[1]315日和20日,《科学进展》(Science Advances)和《自然-气候变化》(Nature Climate Change)期刊分别发表题为《北极海冰、欧亚大陆积雪与中国冬季极端霾》[2]和《气候变化背景下天气条件导致北京严重霾的发生更加频繁》[3]的文章,从气候变化角度分析了中国冬季严重霾事件的成因,指出气候变化增加了中国冬季严重霾事件发生的可能,并增加未来冬季严重霾事件的发生频次。

美国佐治亚理工学院王育航教授团队在《科学进展》期刊发表的文章,收集了气象能见度观测和卫星监测数据等资料,基于地表风速与逆温强度创建了空气污染潜势指数(PPI),以量化扩散条件对区域空气污染的影响。研究发现,中国东部平原地区在20131月发生的霾污染事件严重程度远高于过去30年间的任何水平,这与极差的空气扩散条件有关。研究进一步分析了北极海冰、欧亚大陆北部积雪和厄尔尼诺等气候因子变化对大尺度大气环流形势及中国东部平原地区污染扩散条件的影响,发现中国东部平原地区极差的空气扩散条件与北极海冰和中高纬度欧亚大陆北部地区积雪面积的变化密切相关。北极海冰在2012年秋季减小到历史性低位,而欧亚大陆北部积雪覆盖面积在2012年初冬季节达到历史性最大。海冰减少与积雪面积增加导致影响中国的西伯利亚高压脊减弱,进而降低了中国东部地区的地表风速并创造了区域大范围的静稳天气条件。如果北极海冰减少和欧亚降雪增加还将继续,那么中国东部地区冬季的静稳天气预计将会更加频繁地出现,这将减少中国政府目前已实施的大气污染物排放控制措施的效力。

中国海洋大学、青岛海洋科学与技术国家实验室、澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的蔡文炬和南京信息工程大学廖宏等研究人员在《自然-气候变化》期刊发表的文章,通过观测的北京七年冬季逐日PM2.5浓度和逐日再分析气象资料,构建了严重霾事件与大尺度环流变化之间的关系,并利用霾天气指数(HWI)来指示气象条件(大气上下层的垂直温度梯度,对流层低层经向风速,以及对流层中层纬向环流)是否有利于极端霾的发生。研究表明,与1948-1981年相比,1982-2015年北京霾天气指数大于0的值的频率增加了10%。因此,可以认为过去数十年的气候变化产生了更易于北京发生霾事件的天气条件。研究进一步利用耦合模式比较计划阶段五(CMIP5)的15个气候模式,模拟了历史气候(1950-1999年)和未来高温室气体排放情景(RCP8.5)气候(2050-2099年)下严重霾天气发生的频率,发现未来全球气候变暖背景下,与1950-1999年相比,2050-2099年霾天气指数大于1的事件(类似于20131月的天气条件)将增加50%。因此,未来严重霾事件将会更加频繁地发生。                       (廖琴)



[1] Atmospheric science: Warming boosts air pollution. 2017. http://www.nature.com/nclimate/journal/vaop/ncurrent/full/nclimate3257.html

[2] Arctic sea ice, Eurasia snow, and extreme winter haze in China. 2017. http://advances.sciencemag.org/content/3/3/e1602751

[3] Weather conditions conducive to Beijing severe haze more frequent under climate change. 2017. http://www.nature.com/nclimate/journal/vaop/ncurrent/full/nclimate3249.html#affil-auth

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