科學(xué)預(yù)測 有效治理 還人類碧海藍天

賈海琴

近年來，我國在天氣領(lǐng)域談?wù)撟疃嗟哪獙凫F-霾了，因為其不僅使人們很難見到曾經(jīng)的碧海藍天，更可怕的是其嚴重危害著人們的身心健康，給人們的生活工作帶來極大的不便。因此，霧-霾的有效預(yù)測和治理也成為各地專家學(xué)者普遍關(guān)注的話題。中國氣象科學(xué)研究院研究員、國家“千人計劃”專家龔山陵博士，就是其中一位。

龔山陵，1987年留學(xué)加拿大多倫多大學(xué)，獲化學(xué)工程及應(yīng)用化學(xué)博士學(xué)位，曾任加拿大環(huán)境部高級研究員。2014年全職回國，現(xiàn)任中國氣象局霧-霾觀測預(yù)報創(chuàng)新團隊首席科學(xué)家，中國氣象局特聘專家，國際著名的大氣化學(xué)和大氣氣溶膠數(shù)值模式專家，國際空氣質(zhì)量預(yù)警預(yù)報專家。在加拿大期間掌握了最前沿的氣象知識，開闊了眼界，積累了豐富的科研經(jīng)驗。回國后，他開始致力于霧-霾形成機理和治理的技術(shù)研究，為我國氣象科研技術(shù)的發(fā)展做出了巨大貢獻。

成績卓著，碩果累累

在加拿大期間，龔山陵領(lǐng)導(dǎo)研發(fā)的加拿大氣溶膠模塊在加拿大環(huán)境部的空氣質(zhì)量預(yù)報模式開發(fā)中，特別是PM2.5的模擬研究中，起了關(guān)鍵的作用。作為首席科學(xué)指導(dǎo)，他組織撰寫了“加拿大/美國PM2.5的現(xiàn)狀評估及跨國輸送”，積累了大量PM2.5評估與治理等方面的經(jīng)驗。發(fā)表SCI論文近100篇，他人引用達3365次。他的有關(guān)研究成果已被寫入IPCC第3次和第4次評估報告，曾獲加拿大政府頒發(fā)的諾貝爾獎IPCC的特別貢獻獎。

龔山陵博士在中國氣象局的沙塵暴數(shù)值預(yù)報業(yè)務(wù)系統(tǒng)CUACE/Dust和中國氣象局霧-霾業(yè)務(wù)預(yù)報系統(tǒng)CUACE/Fog-Haze建立過程中發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。其研究結(jié)果，在他聯(lián)合主編的國際知名科學(xué)刊物《大氣化學(xué)及物理》上的兩個專輯“ Dust storm forecast and early warning in East Asia” 及“Haze-fog forecasts and near real time （NRT） data application”上得到體現(xiàn)，帶領(lǐng)國內(nèi)的模式團隊發(fā)表關(guān)于沙塵暴和霧-霾方面的研究論文共24篇。他獲得了中國氣象局氣象科學(xué)和技術(shù)工作研究開發(fā)一等獎，排名第二。他主持完成了兩項國家重點研發(fā)計劃973項目“中國大氣氣溶膠及其氣候效應(yīng)的研究”和“氣溶膠-云-輻射反饋過程及其與亞洲季風相互作用的研究”中的課題。其中關(guān)于區(qū)域霧-霾污染形成機制的研究連同項目的大氣氣溶膠、氣溶膠氣候效應(yīng)被同行專家推薦為973計劃重大成果。

2014年他全職回國后，也積極參與和指導(dǎo)APEC預(yù)警預(yù)報服務(wù)、93閱兵預(yù)警預(yù)報，評估等重大活動的服務(wù)。其中他組織撰寫的APEC評估報告獲得國家領(lǐng)導(dǎo)人批示。他還主導(dǎo)完成了中國氣象局霧-霾數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)升級，有效地提升了霧-霾的預(yù)報水平。在結(jié)合中國氣象局的環(huán)境氣象業(yè)務(wù)發(fā)展戰(zhàn)略的同時，他主導(dǎo)開發(fā)了環(huán)境氣象指數(shù)研發(fā)，建立了滿足環(huán)境氣象業(yè)務(wù)的集環(huán)境氣象預(yù)報，氣象因素評估和減排評估一體化系統(tǒng)，為環(huán)境氣象業(yè)務(wù)發(fā)展提供了很好的基礎(chǔ)。他作為專家參加了科技部大氣污染專項指南的編寫，為國家空氣污染的預(yù)報和治理提供科技支撐。

另外，龔山陵博士積極參與國家“千人計劃”專家團隊在我國大氣污染治理方面的科學(xué)實踐。在中組部人才局的組織和支持下，由70余名國內(nèi)外頂級專家（國家“千人計劃”，“萬人計劃”專家等）組成了“千人計劃PM2.5特別防治小組”。作為小組的首席科學(xué)家，他領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)建了首個系統(tǒng)性“空氣質(zhì)量智能實時管控平臺”（PALM，Platform for AQ inteLligent Management），探索出了一套科學(xué)解決PM2.5治理過程中的“排放底數(shù)不清、形成機理不明、系統(tǒng)治理不足”這三個關(guān)鍵問題的方法。與國內(nèi)其它系統(tǒng)相比，該平臺具有三個主要優(yōu)勢：1.堅持"大氣科學(xué)與環(huán)境科學(xué)"融合研究，揭示中國大氣污染形成機理及規(guī)律；2.堅持實施"動態(tài)源解析"，準確摸清"污染源排放底數(shù)"；3.堅持系統(tǒng)防治，構(gòu)建了解決"系統(tǒng)治理不足"的綜合平臺。

通過在河北省保定市、廊坊市及河南鄭州市等地進行的科學(xué)試驗示范，驗證了該平臺的可行性和有效性，為污染來源解析、應(yīng)對重污染天氣、靶向治理提供了一個新的科學(xué)解決路徑。

霧-霾治理，長期規(guī)劃

霧-霾是近年來給我國氣象領(lǐng)域帶來最大困擾的難題，在龔山陵看來，治理霧-霾是一個號脈、開單、抓藥，有步驟系統(tǒng)化的過程。所謂號脈，就是分析霧-霾形成的原因，“籠統(tǒng)地說，霧-霾的成因主要來自三個方面因素的影響，天氣、排放、大氣過程”。說起治霾，龔山陵認為：“對于天氣和排放的影響，大家都不陌生，至于大氣過程則是指排放出的氣體逐漸變成顆粒物以及霧-霾消散的過程”。對于不同的城市，這三者所占的比重各不相同。龔山陵所帶領(lǐng)的團隊建立的化學(xué)天氣數(shù)值預(yù)報系統(tǒng)已經(jīng)可以預(yù)報全國各個城市未來五天的霧-霾狀況，并根據(jù)各個城市的特點開單，提供科學(xué)的應(yīng)急響應(yīng)方案，精確地、定點定量地給出解決方案，具體到哪些污染源應(yīng)該怎么減，能夠讓決策機構(gòu)可以提前進行智能調(diào)控，選擇一個最合理、最經(jīng)濟、最有效的方案來減少霧-霾和治理霧-霾，降低霧-霾峰值，并逐步實現(xiàn)削峰減頻。

另外，基于從短期形成具有重污染天氣預(yù)警應(yīng)急響應(yīng)達到“削峰減頻”、中期評估治理達到“靶向治理”和到長期達到生態(tài)文明建設(shè)的系統(tǒng)解決方案的研究思路，龔山陵博士帶領(lǐng)科研團隊提出了逐步消除霧-霾的三步方略：

第一步，建立經(jīng)濟最優(yōu)化的重污染天氣監(jiān)測預(yù)警應(yīng)急體系：由于PALM平臺具有主動式、定量化、有目標的預(yù)測特征，可以針對霧-霾成因，預(yù)先制定最優(yōu)應(yīng)急預(yù)案，在霧-霾形成之前有計劃的實施對污染源的分級、分區(qū)科學(xué)調(diào)控，既減低甚至消除霧-霾二次污染的放大效應(yīng)，實現(xiàn)嚴重霧-霾天氣的“削峰減頻”（即減低霧-霾天氣發(fā)生頻率、削減峰值濃度），又實現(xiàn)應(yīng)急方案的經(jīng)濟最優(yōu)化。

第二步，實施節(jié)能與資源全價開發(fā)并行的靶向治理：綜合評估霧-霾的來源（包括內(nèi)外源貢獻），量化各產(chǎn)業(yè)及區(qū)域的減排指標，對重點排放源，對癥下藥，實現(xiàn)空氣質(zhì)量達標。同時實施節(jié)能和資源開發(fā)技術(shù)手段，達到霧-霾治理的最佳經(jīng)濟效益。如以燃煤為主的工業(yè)生產(chǎn)過程，實施燃燒前脫硫、煤資源分級煉制、燃燒后脫硝除塵和全流程系統(tǒng)能效優(yōu)化，由此調(diào)動企業(yè)治理霧-霾的積極性。

第三步，遵從生態(tài)循環(huán)原理，創(chuàng)新生態(tài)消霾模式：PALM平臺的生態(tài)消霾就是通過生態(tài)循環(huán)，取之自然，回歸自然。面對農(nóng)村的燃煤土鍋爐和秸稈焚燒通常方法采取供應(yīng)潔凈煤和禁止秸稈焚燒的治理方式，采用生態(tài)消霾的方法，就是把秸稈和生活垃圾"有償收集"，實施混合生物質(zhì)的"催化氣化"，生產(chǎn)生物燃氣替代燃煤，生產(chǎn)生物肥料替代無機化肥。若生物燃氣不足，則用太陽能光熱和液化天然氣作為補充，既治理了霧-霾，又產(chǎn)生了新的生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)。該原理可用于電力、燃氣、熱力等多個行業(yè)的全面升級換代，帶動太陽能等可再生能源、新型節(jié)能裝備、智能控制系統(tǒng)、節(jié)能服務(wù)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成新生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，打造嶄新的生態(tài)文明城市。

“治霾技術(shù)好有，樹立環(huán)保意識很難，只有真正意義上建立起全民環(huán)保意識，才能從根本上做到減排治霾?！蹦壳?，雖然全民都意識到必須要打響一場治理霧-霾的“保衛(wèi)戰(zhàn)”，但龔山陵仍憂心忡忡，因為他深知這將是一場漫長而艱苦的“保衛(wèi)戰(zhàn)”，同時，他也有信心在這場戰(zhàn)斗中當好學(xué)科“帶頭人”，并為還人們一個碧海藍天而竭盡全力！