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雾霾真的是因为风电“偷走”风导致的吗?

发布时间:2014-12-25
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  一入秋冬,雾、霾就开始卖力地刷屏,每个月总会?#24515;?#20040;几天或者十几天,天空灰暗,空气污浊。身在其中的人们除了焦急地等风来,各类关于雾、霾的话题也甚嚣尘上,那么,事情的真相究竟是怎样呢?

  迷思一 现阶段只能靠风吹走霾吗?

  在不考虑减排措施的情况下,想要消除霾的?#20998;?#33021;依赖天气本身。风当然不用说,其实雨雪也有?#25442;?#31354;气的能力。

   ?#28909;?014年11月24日,本?#36766;?#21040;中度霾的长江中下游流域,由于普降中到大雨,空气质量得到明显提升。因为雨雪天气有利于空气中气溶胶颗粒物的沉降,污染物被带回了地面,空气质量自然好转。?#36824;?#27604;起大风天气来说,出现降水的条件更为“?#37327;?rdquo;一些,不仅要有冷空气还需要?#20449;?#28287;气流配合。因此,目前清除霾最经济?#34892;?#30340;办法还是刮风。

  迷思二 城市风道真的可以引风驱霾?

 

 

  ?#28909;?#35748;识了大风对驱散雾霾的重要性,当然有不少?#21496;?#20250;在这方面下功夫。有不少专家提议,建设城市风道,将?#35760;?#30340;风引入主城,就可以将霾?#20219;?#26579;物吹走。城市风道真的可以这么厉害?

  ?#36136;?#24773;?#38718;?#19981;乐观。雾霾天气的生成必须满足两个条件,一个是空气中污染物的大量排放,另一个是静稳天气。静稳天气就意味着大环境是没有风的,这个尺度通常是几百上千公里。巧妇难为无?#23383;?#28810;,城市风道当?#28784;?#19981;可能凭空变出风来。

  ?#36824;?#25105;们也并不否认城市风道的积极作用。从城市规划和建设的角度来看,城市风道在有风的情况下对加速污染物扩散,缓解热岛效应还是十分有益的。

  迷思三 风力发电是否影响了风速?

 

 

  最近有一篇杂志文章分析?#26412;?#36817;些年来频繁出现霾天气和平均风速下降有关,而风力减弱的原因则是因为?#26412;?#19978;游地区尤其是内蒙古、河北等地大力发展风力发电所致。事实果真如此么?

  首先要说,?#26412;?#39118;力减弱的趋势,的确是存在的。?#36824;?#36825;个变化不仅仅存在于?#26412;?#32780;是全国乃至全球都存在这种变化。?#31185;?#21407;因,主要是因为全球变暖和城市化进程。但风力发电对其是否有贡献,答案是否定的。

  为了搞清楚风电发展和?#26412;?#39118;速变小的关系,决定把目光放到更长远的时间周期中。从上世纪60年代以来,?#26412;?#30340;风速在波动中减小。其中,60年代后期到70年代初期,?#26412;?#30340;平均风速较大,1972年达到了顶峰(3.2米/秒)。从70年后期开始,?#26412;?#39118;速就在减小,1990年减小到了低谷(1.8米/秒)。

 

 

  按照某杂志报道,风电装机量主要是2008年以后?#29615;?#29467;进的,因此在1972年-1990年这段时间风速减小,显然是不能算在风电头上的。那么,2008年风电大发展以后呢?

 

 

 

 

  报道中提到河北张家口地区风电发展迅猛,是“中国风电第一市”,在?#26412;?#19978;风口,令人不安。我们选择了风电场附近相邻的两个站点——张家口和张北来进行风速对比,两地相距40多公里。如果风电真的对风力有影响,张家口和张北的风速应该减小。事实是2008年风电大发展后,两地的风速不降反升。

  风电场一般集中在张家口北部的张北、尚义等坝上地区,张家口市处于其下游。2007-2010年,张北风速增加,张家口没有变化。如果上游风电发展导致下游风速减小的假设成立,那么2011年张北风速减小,张家口的风速也应该减小,但事实上却维持不变,尤其是2012-2013年,张北风速有所加大,张家口增速更快。不但没有因为风电设备增多,拉开差距,?#28810;?#32553;小了差距。由此可见,风电发展对临近地区风速的影响并不大。

  这个结论从国外的实验研究也能找到依据。

  美国斯坦福大学Maria通过建立风电机组叶片与大气相互作用的动量参数化关系,估算由于大型风电场建设带来的全球和区域大气能量的损失。结果表明,如果全部用风能满足全球对能源的需求,风能开发对1km以下大气层能量的损失大约0.006%-0.008%,这还是最极端的情况。正常情况下,几座风力发电厂就想左右风速,无疑是?#22827;?#25788;大树。

  丹麦科技大学Risoe实验室通过加大中尺度数?#30340;?#24335;中的地表粗超度,设置了9000km2范围的大规模风电场,用数?#30340;?#25311;方法研究大型风电场的局地大气环境影响效应。结果表明,大型风电场下风向风速减弱的影响经过约30—60公里的距离以后就可以恢复。因此,风力发电对风速减小的贡献几乎可以忽略不计。

  迷思四 三北防护林对霾的出现亦有贡献?

 

 

  一些长期生活在?#26412;?#30340;网友提出,前几年,?#26412;?#26368;?#29616;?#30340;天气是沙尘暴。?#36824;?#39118;就黄土蔽日,飞沙走石,后来经过治理,沙尘少了,霾来了,这两者之间有关系么?防治沙尘的三北防护林是不是也防住了可?#28304;?#36208;霾的风?更有人提出,要风沙还是要霾,对?#26412;?#32780;言是一个两难的问题。

  这个思路乍一听挺有道理,但?#23548;?#19978;完全没弄清楚防护林的意义。三北防护林是指在中国三北地区(西北、华北和东北)建设大型人工林业生态工程。建设的原因是因为这片区域包含了我国八大沙漠、四大?#36710;兀?#26159;主要的沙源地。

  在这些地区种植树木,可以起到防风固?#24120;?#20943;少水土流失的作用。风还是那个风,但经过的地区由沙漠变为森林,沙尘暴也就无从而起。至于树林会?#25442;?#20943;弱风力,相信看过上一条迷思,你应该能得出正确的结论。

  迷思五 霾天气为什么偏爱?#26412;?

 

 

  霾选中这里是命运还是巧合?为什么其他地区的霾?#27982;?#26377;?#26412;┭现?迁都是否可以彻底解决霾的困扰?

  第一,多霾地区的特征非常明显,人口稠密,经济发达。毋庸置疑,逐年增多的霾和城市的快速扩张、工业的?#26412;?#21457;展密切相关。

  第二,?#26412;?#20316;为中国的首都,特殊的政治地位决定了它及其周边必定是一个人口稠密,经济发达的区域。因此,?#36824;?#36801;?#35760;?#21040;哪里,首都这个特殊属性是跑不了的。再想想上个世纪的伦敦还?#26032;?#26441;矶,大都市都容易“招”雾霾。

  第三,其实,?#26412;?#30340;雾霾并不是中国最?#29616;?#30340;。每?#20301;被?#28142;雾霾天气来袭,影响最?#29616;?#30340;地区在河北中南部一带,这?#20599;?#22320;的地形有较大关系。地处太行山东侧,如果冷空气势力不强,或是路径偏东,该地区的污染物就极不容易扩散出去。

  但是为什么感觉?#26412;?#26356;?#29616;兀?#22240;为?#26412;┎还?#26159;在媒体还是普通公众中关注度更高,无形中就扩大了?#26412;?#38654;霾的影响力,而忽略了其他更为?#29616;?#30340;地区。

  迷思六 被风吹走的雾霾去哪儿了?

  ?#26412;┮还?#39118;,首都人民好?#19981;叮?#20294;南边的小伙伴就皱着眉头喊,讨厌,雾霾都刮到我们这来啦!更有人拿出物质不灭的强大理论,指出雾霾不是这多一点,就是那多一点,总还是有的。

  但事实并非如此,被风吹走的雾霾短时间内也许会“祸害”别的地方,但长久来看,还是“消失”了,因为大气具有一定的自净能力。

  大气中的污染物颗粒会随着大气运动稀释、扩散、氧化。在小范围内,会从一个地方运动到另一个地方,但只要吹得足够远足够久,大气中的污染物颗粒就会上天入地,有的进入了更高更广阔的大气中,有的沉降或是发生变性,落回地面,尘归尘、土归土。

  但是大气的自净能力也是有限的,想从根本上解决雾霾问题,还是要减少向大气中排放污染物。

  节能减排才是王道

  国家气候中心首席研究员朱蓉表示,近3年以来,京津冀地区的主要大气污染物排放量?#23588;?#22269;首位,是导致京津?#20132;?#38718;天气频频发生的根本原因,风电开发的大气污染环境影响可以忽略不计。

  2011年-2013年,河北省机动车氮氧化物和颗粒物排放量均位于全国第一,氮氧化物年排放总量50万吨-60万吨,颗粒物年排放总量5万吨-6万吨。

  2014年3月8日在十二届全国人大二次会议记者会上,?#32321;?#37096;副部长吴晓青指出,京津冀、珠三角、长三角,单位面积的污染物排放强度是全国平均水平的5倍。三大区域?#26082;?#22269;国土面积的8%,但是却消耗了全国煤炭的43%,其中以京津冀为最大。

  吴晓青称,重污染天气的形成,污染物排放量大是根本原因,不利于扩散的气象条件是直接原因,区域污染和本地污染的叠加是重要的因素。

  因此,就现阶段的?#20013;?#26102;间长且覆盖范围大的重污染天气来说,风电开发的大气污染环境影响可以忽略不计。

  在目前的气候?#23576;?#19979;,大力推动节能减排,降低污染物的排放才是真正的王道,不应丑化?#25237;?#26432;风力发电,而是应该更加支持风力发电的健康发展。只有做到这个,霾才?#25442;?#24120;态化,APEC 蓝也不是昙花一现。

 

 

 

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