人工影响天气真的能消除雾霾吗?

来源:绿色呼吸   编辑:环境生态气象中心   发布时间:2017-12-25

中国气象局日前印发《贯彻落实〈大气污染防治行动计划〉实施方案》,提出全国各省市气象部门到2015年将形成人工影响天气,改善空气质量作业能力,在重污染天气条件下能够采取可行的气象干预措施,组织开展人工影响天气消减雾霾,改善空气质量。

人工影响天气,过去主要用于增加降水、减少冰雹灾害等,现在不仅是要让雨能落下来,还要让它能消减雾霾、改善空气质量,这对气象部门来说要转换跑道再行研究。如果要将其作为一项业务工作发展,尚需在管理和技术上进一步完善。目前人工影响天气消减雾霾的主要方式是人工增雨和人工消雾,而人工增雨是目前较为成熟的一种方式。

1、人工增雨

人工增雨是根据不同云层的物理特性,向云中撒播干冰、碘化银、盐粉等催化剂,使云滴或冰晶增大到一定程度,降落到地面,形成降水。撒播的方法有飞机在云中撒播、高射炮或火箭将碘化银炮弹射入云中爆炸和地面燃烧碘化银焰剂等。人工增雨一般用来解除或缓解农田干旱、增加水库灌溉水量或供水能力,或增加发电水量等等,这也是人工影响天气中进行的最多的一项实验。

降雨对于雾霾中的灰霾颗粒有冲刷作用,当降雨量达到一定的量以后,城市的空气状况就会有所改善,但是人工增雨消除雾霾还是有很多局限的。

首先人工降雨的前提条件是云层有降水形成的条件,也就是说空中本就有能自然降水的云或者水分供应比较多的云层,这样才能通过人工手段来使雨提前降落,并增大降水量。

其次雨后人们觉得空气新鲜,其实不全是雨水冲刷的效果,还有降雨过程中的风的作用。风是降雨过程中驱散雾霾的主力,人工降雨降雪只能造雨雪,不能造风,因此仅仅靠雨的冲刷,没有风吹,人工增雨消除雾霾的效率不会太高。

同时人工增雨的成本并不低,实施一次人工增雨需要几百万,其中仅仅直接作用于云层的催化剂一次就需要40万元,预算中不仅有飞机租用费、播撒设备等硬件费用,还包括地面监测费用、人力资源费用等几十项。人工增雨所用的火箭弹一枚的价值在2000-4000元,用于使用的人工增雨火箭发射架价值在20万元左右。火箭弹属于军火,从运输费、押送费、保管费、发射费等都是一笔不小的开支。还有那么多工作人员背后默默地付出不能不算,每次都要发射探空气球,而且还要对数据进行分析处理,这些间接投入不好算,也算不清。

因此通过人工增雨消减雾霾是重污染天气下的应急手段,想要靠这个方法解决雾霾不现实,甚至还有可能加重雾霾状况。有研究人员曾对南京市区的一些气象监测数据进行过分析研究,发现夏季在风速小、温湿度大的天气条件下,用人工增雨的作用仅仅能在降水区域短时间内降低PM2.5浓度。而随着时间推移,当日的PM2.5 平均浓度不仅不一定会降低,反而有可能因为大量地面水气的蒸发,气溶胶难以扩散而升高。

2、人工消雾

针对没有人工增雨条件的雾和霾的混合体,只能通过物理办法来消雾。人工消雾是指用人工播撒催化剂,人工扰动空气混合或在雾区加热等方法夺取原雾滴的水分、雾滴便蒸发而冰晶不断长大降落地面,雾便消失,主要有人工消暧雾(雾区温度高于0℃)和人工消过冷雾(雾区气温低于0℃,雾滴为过冷却水滴等)。消雾的方法主要有三种:加热法,这种方法适用于机场跑道等小范围的雾区,一般是通过大量燃烧汽油等燃料加热空气使雾滴蒸发;第二种是吸湿法,通过播撒盐,尿素等吸湿颗粒做催化剂,产生大量凝结核,水汽在凝结核上凝结长成大水滴落下;第三种是人工扰乱混合法,就是用直升机在雾区顶部搅拌空气,把雾顶以上干燥空气驱下来与雾中空气混合,雾便消失。

雾霾产生必须有水分,通过除雾的方法来消除雾霾从理论上来说一定的可能性,但是雾的面积大,流动性强,实践起来有很多难题。

在空中播吸湿剂很难到达近地面驱雾。而加热法范围有限、成本高、推广困难。如果希望一条高速路或者大片地区不受大雾困扰,就需在沿线设置喷射高温气体的设备,这样一来消雾成本非常巨大。不仅如此,雾气具有流动性,设备周围雾气消散,其它地方的雾很快就会侵占过来。

1967重庆曾进行过24次人工除雾试验,试验区面积为3000平方米,喷撒氯化钙粉末后30秒,能见度一般开始转好,最好一次能见度从20米变到1000米,消雾面积为1万平方米,停止播撒后,消雾区维持5-8分钟,然后逐渐恢复原来状态。1971年在成都双流机场进行过飞机播撒氯化钙消雾试验,1984年在北京南苑机场用直升机进行过播撒耐火土盐粉的消雾试验,均能在一定程度上改善机场能见度,但维持时间不长。

人工增雨或者人工除雾只能解决一两个城市的暂时问题,但是雾霾是横跨数省大面积出现的,人工影响天气驱除后,雾霾还会继续从周边地区蔓延过来。因此要真正解决雾霾,必须从控制污染源入手,从根本上减少污染物的排放,同时建立重污染天气的应急元,根据天气预报提前采取措施,减少或者避免重污染天气的发生。人工干预虽然有一定的效果,但是有效时间非常短,效果也不会特别显著,想要形成实际能力,还是需要长期研究实践的。


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