第一章

各位老师，各位同学，各位朋友：

大家好！

非常高兴今天能有机会就现在一个全社会关注的问题与大家做一个比较深入的交流。实际上在二十多天以前的11月17号，一场“雾霾”事件使得PM2.5进入了媒体和公众的视野。许多从事相关行业的科技工作者、政府管理者都在考虑PM2.5到底是怎么回事，到底怎么来实施控制。PM2.5这样一个非常学术的词语也渐渐进入大家的日常交流中，老百姓也开始了解它。没想到二十多天以后，这样的事情又再次发生了。昨天，我们都亲身感受到了它的影响。我昨天晚上准备从杭州飞回北京，但是由于北京以及整个华北地区的大雾天气，所有飞到北京的航班全部被取消了，所以我是今天早晨赶早班飞机才回来的。

大气污染控制的问题，是国家在“十二五”之后，甚至下一个二十年的经济增长过程当中，必须高度重视的一个重大的社会问题。环境问题必须在经济发展的过程中解决。但是我们现在大气环境碰到了什么事情呢？过去一直说污染问题非常重要，却没有实际的感受。现在这一次又一次的事件发生之后，大家发现污染其实是一个看得见的问题。现在最突出的现象就是“灰霾”。所以我跟学生一商量，就把题目叫做“从灰霾看大气复合污染”。我主要想从三个方面和大家进行交流：第一，什么是灰霾。媒体的采访在我到北京以后就一直不断，一直到上这个讲台之前我都不断接到电话，都在问这件事情。我想借这个机会在这里比较系统地做一个介绍。第二，分析一下灰霾现象是怎么形成的，是由于天气的问题还是由于污染的问题，或者这两个问题之间是什么样的关系。第三，这么一个复杂的现象，这么大的一个问题，它一发生就造成这么大的影响，持续这么长时间，它是可以控制的吗？

首先，现在大家都觉得污染的问题已经可以看得见了，但我想是不是真正能够看得清楚还是一个问题。能不能把一个物体看清楚跟四个方面有关。第一个因素，和你的眼神是不是好有关系；第二个因素，跟你要看什么东西有关，这个东西是不是清晰的，它本身要是一片模糊，你也就看不清楚了；第三个因素是光线的条件怎么样；最后一个因素就是，在你看目标物的过程当中，受到了哪些因素的干扰。从灰霾问题的角度来讲，我们可以假设前三个方面的因素都是固定在一定的水平，重点要讨论的是从目标物到你的视线之间，发生了什么。我们一直在说“灰霾”，香港给它一个很漂亮的名字叫“烟霞”，实际上都是一种现象，从本质上来讲，它是一个能见度降低的问题。当能见度低到一定程度，你看不清楚你应该看清楚的东西，就造成问题了。

从现象上讲是这样，那么接下来的问题就是，为什么能见度会下降？它是什么原因造成的？是雾还是霾？这个问题一直争论不休。关于是雾还是霾，现在有很多专业的论著，实际上很早以前，国家气象局对雾和霾就有非常明确的定义。这是一个操作层面上的定义，是根据空气当中的湿度来确定的。在相对湿度小于80%情况下，能见度低于十公里的现象，就被称为霾。如果相对湿度在95%以上，这个时候发生的低能见度的现象就是雾。在80%和95%之间出现的低能见度现象就是由雾和霾共同造成的。现在最主要的是霾的问题。听上去好像这个问题已经说清楚了，实际上问题并没有这么简单。

大家可能通过近期的一些报道也发现，雾和霾之间有着非常密切的联系。区分雾和霾，要看它是一个自然现象，还是人为污染现象。如果是雾，那就是天气问题，是自然原因所造成的，跟人的活动没关系。但真的是这样吗？实际不然。大家仔细观察就会发现，当出现雾的时候，如果把雾水采集下来，会发现雾水也是非常脏的。所以雾和霾的问题是紧密联系在一起的。雾消散的时候，不是大风吹走的，而是雾滴慢慢干燥，水蒸发掉以后，水所裹挟的污染物就会慢慢沉积，成为霾的主要成分。在干燥状态下，如果相对湿度慢慢增大，能见度低的问题会变得更加严重。所以不能说这是一个雾的天气，就把所有的问题都推给自然。随着中国经济的发展，城市化进程的不断推进，雾和霾的问题确实给我们造成了非常大的困扰。如果我们一个个城市具体进行分析，也可以发现有类似能见度逐步下降的问题。

接下来我们要讨论的就是，霾天气的不断加重和空气污染之间是一个什么样的关系？它到底是一个天气问题，还是一个污染问题？我用两个简单的数学公式来进行说明，大家都学过光学的现象，当你看一个物体非常清楚，中间没有任何干扰，这时候的对比度值是C。值越大看得就越清楚。而当中间有很多干扰，你看到的光线就会遭到很多破坏，因此这个时候的对比度是CX。当对比度小于0.02的时候，基本上就看不见这个东西了，也就是极限的视域。能见度和消光过程之间是有关系的，消光越大，能见度就越小。那么，能见度就受到光程当中的消光系数的影响。而消光系数又与四个方面的因素有关。消光主要是两个过程，一个是光的吸收，一个是光的散射。光的吸收和光的散射由气体组分和颗粒物组分造成，因此就是气体的光的吸收和散射，颗粒物的光的吸收和散射这四个方面。我们的空气当中同时存在着气态的污染物和颗粒态的污染物，它们造成的光的散射和光的吸收，就是造成现在低能见度的主要原因。我们再来看一看，是哪些因素、哪些物质引起了大气的消光。这是在北京市做的一个消光系数的分解，我想在世界许多其他地方也是差不多的。颗粒物的吸收和散射加在一起大概占到光的消光作用的90%以上，因此我们从这个上面可以得出一个结论，我们现在所看到的低能见度的现象，基本上是由颗粒物的消光作用引起的。气体起到一定作用，但它起到的作用非常小。因此，空气当中的颗粒物浓度水平越高，大气的能见度就会越低。大气能见度有两个层次，一个是水平的，一个是垂直的。因此和颗粒物的水平浓度分布和垂直浓度分布是相关的。