京津冀霧霾產(chǎn)生的根本原因及如何治理

周強

摘 要：通過對霧和霾產(chǎn)生的本質(zhì)原因研究，我們發(fā)現(xiàn)形成霧霾的根本原因是工業(yè)和經(jīng)濟的粗開放式排放，重要原因是由于環(huán)境生態(tài)的破壞所產(chǎn)生的冷空氣導(dǎo)致這種由冷空氣產(chǎn)生的霧！森林破壞的越厲害，霧霾的步伐就會越快，因為森林的破壞，冷空氣能快速南下，到達的冷空氣迅速阻斷海洋氣流輸送進內(nèi)陸的同時，也造成沿海地區(qū)大霧，有了大霧，任何工業(yè)地區(qū)將不可避免將遭受霧霾危害！所以要根治霧霾的危害，必須在治理霾的同時，必須治理恢復(fù)沿海地區(qū)，水汽輸送的沿途地區(qū)以及內(nèi)陸地區(qū)的三線的森林，避免這種由冷空氣產(chǎn)生的霧，才能真正根治霧霾！

關(guān)鍵詞：霧霾 冷空氣 森林 流動力 沉降

中圖分類號：X513 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0125-04

工業(yè)和經(jīng)濟等排放的霾是霧霾的根本原因，因森林破壞而導(dǎo)致冷空氣產(chǎn)生的霧是霧霾的重要原因。所以治理霧霾有二種辦法：一種消霾（提高產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)減少排放），一種消霧（恢復(fù)森林），而現(xiàn)在治理霧霾著重強調(diào)霾的治理，而忽視對由冷空氣產(chǎn)生的霧的治理！所以在治理霾排放的同時，國家應(yīng)全盤考慮恢復(fù)森林和治理環(huán)境，才是治理霧霾的根本！

1 霧和霾的區(qū)別以及霧霾的產(chǎn)生

霧和霾雖然是兩個不同的概念，但都是當(dāng)流動力接近重力而漂浮在空中的微顆粒！

只不過霧是處于水汽飽和但流動力接近和略大于重力而大量懸浮在近地面空氣中的微小水滴或冰晶，而霾是由流動力接近重力而漂浮在空中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳?xì)浠衔锏确撬晌锪Ｗ印?/p>

那么為什么會產(chǎn)生這種霧呢。

我在《水分子是如何結(jié)合的》和《物體的流動力在氣象上的應(yīng)用》已經(jīng)講過，水分子的結(jié)合只有當(dāng)流動力小于水分子重力的時候就會降落，從流動力公式F=kTρg/P我們知道當(dāng)溫度降低，流動力就降低，從而就容易出現(xiàn)流動力接近重力，這時大量水汽開始出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象，也就是出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，只要有足夠的水汽和溫度降低或有大量凝結(jié)核，這時就會降雨！如果沒有足夠的凝結(jié)核和大量水汽，這時空氣的水汽雖然達到飽和，也只能出現(xiàn)我們所見的霧！這時的霧的水汽結(jié)合的流動力接近或略大于重力而懸浮在空中！秋冬季容易溫度降低，因此這種霧在秋冬季比較容易出現(xiàn)。霧本身是一種正常水汽凝結(jié)現(xiàn)象，對人體沒有多大危害。

霾產(chǎn)生比較復(fù)雜，工業(yè)排放，取暖和家庭以及飯店煮飯排放，建筑和汽車的揚塵、浮塵、煙霧，汽車尾氣甚至沙塵暴的揚沙等等都會引起霾的產(chǎn)生。正因為霾形成的復(fù)雜，對人體是有危害的！但霾物質(zhì)排放后隨著霾物質(zhì)的溫度的降低，流動力跟著降低，霾自身的重力就會超過流動力而沉降于地面，或者隨著大風(fēng)而擴散在別處沉降。所以平時沒有霧的時候，霾的沉降讓我們會覺得霾沒有那么大的“危害”。因此我們只有在秋冬季產(chǎn)生霧的時候，霧霾才會讓人覺得“危險”的程度！

那為什么有霧的時候，我們會覺得霾的危害？

因為這種霧是流動力等于和略大于重力的水汽飽和凝結(jié)，大量的小水滴和小冰晶是懸浮于空中，又因為流動力和重力處于平衡狀態(tài)，就很少產(chǎn)生“風(fēng)”，也就沒有多少流動，這也是霧天很少有大風(fēng)的情況的原因！大量本身要沉降的霾物質(zhì)，因為霧的原因，大量的霾物質(zhì)附著在霧上或混合于霧而沒有辦法沉降，再加上沒有流動的“風(fēng)”，局部地區(qū)的霾不能擴散，特別是一些時時刻刻不斷產(chǎn)生霾物質(zhì)的地區(qū)（比如企業(yè)周邊和馬路周邊），就會越積越多而造成危害人體健康和生命的霧霾天！霾和霧霾的危害，我這里就不多論述，已經(jīng)有很多文章做過介紹。

小結(jié)如下所示。

霧對人體沒有什么危害，危害的是霾！但沒有霧，一般霾就會沉降下來，這也是在夏季或沒有的霧的天氣不會覺得霾的危害的原因！而霧是一種流動力接近重力的水汽凝結(jié)現(xiàn)象，一旦有霧出現(xiàn)，霾就會附在霧上而不能沉降，對人體危害就增大！所以報道一般是霧霾危害，而不是單獨說霾！

一旦霾附在霧上形成霧霾就不容易散掉，一者霧霾反射太陽能更多，霧沒有足夠的太陽能量不容易打散水分子凝結(jié)（其實一般的霧只要陽光一照就會消失），二者霧即使在太陽能照射下變小，但由于附在的霾，整個霧霾就不容易散掉！三者這個霧是流動力接近重力，就很難形成流動（風(fēng)），也不容易擴散！

2 京津冀等多省霧霾產(chǎn)生的根本的原因

從上面論述可以看出，要根本消除霧霾的危害，首先要杜絕霾的產(chǎn)生，但這個對于我們的生活和經(jīng)濟影響是非常巨大的，幾乎是很難做到?jīng)]有霾的產(chǎn)生！短期來說只能在霧到來時，盡量減少霾的產(chǎn)生，局部地區(qū)甚至應(yīng)該禁止霾的產(chǎn)生！長期來說必須通過技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級以及公共設(shè)施配套齊全來滿足生活和經(jīng)濟的需要！

那么我們有沒有其他的辦法來根治霧霾？霧霾霧霾，除了霾，我們自然要想到霧！從上面分析我們知道，霧霾的危害，霾是根源，霧是霾的載體！如果減少這種載體霧的出現(xiàn)，自然霾就沒有載體霧而沉降于地面！

那么京津冀地區(qū)為什么秋冬季會多霧呢？

根本原因就是森林的破壞，而且三個局部地區(qū)（水汽輸送的沿海地區(qū)山東和江蘇，水汽輸送沿途的京津冀地區(qū)，水汽輸送的末端區(qū)西北）的森林破壞導(dǎo)致了京津冀地區(qū)多霧的原因！

（1）沿海地區(qū)（特別是山東）森林的破壞是導(dǎo)致京津冀地區(qū)多霧的根本原因。

我在《山東的山上為什么不種樹》已經(jīng)做過論述：山東半島的森林直接影響整個渤海灣的水汽，包括影響河北，北京，天津，遼寧西部，內(nèi)蒙中部以及河南北部，山西和陜西北部，而且山東是直接影響中國首都北京的水汽輸送的上風(fēng)處，同時山東是最容易恢復(fù)森林的沿海！

只要沿海地區(qū)山東森林恢復(fù)，整個渤海地區(qū)水汽就會得到解決，特別對北京水資源，治理干旱和沙塵以及霧霾起到根本的作用！

從圖上看，整個山東半島幾乎沒有什么綠色的森林，他和朝鮮半島（朝鮮半島森林也不行）幾乎鎖住了大量經(jīng)黃海的太平洋水汽，無法輸送進內(nèi)陸京津冀地區(qū)來降雨，特別在秋冬季，因為山東沒有森林，大量海洋水汽無法進入京津冀地區(qū)而讓此地區(qū)達不到降雨的條件只能形成霧，同時西北冷空氣迅速進入黃海而經(jīng)常引起黃海大霧！endprint

所以要根本解決京津冀地區(qū)霧的問題（干旱問題也是這個原因），必須恢復(fù)山東的森林達到50%以上，把大量經(jīng)黃海的沿海的太平洋水汽輸送進京津冀地區(qū)，只要有大量的水汽輸送進京津冀地區(qū)，一旦冷空氣來臨就會形成降雨或降雪，而不是形成霧！

（2）京津冀地區(qū)自身森林破壞也是重要原因。

從圖1上看整個京津冀地區(qū)也是缺少森林的地區(qū)，自身沒有森林，就沒有辦法產(chǎn)生大量凝結(jié)核，水汽即使達到了飽和也很難形成降雨的條件。

如果有足夠的凝結(jié)核，濕度達到50以上都很容易降雨，阿聯(lián)酋做過濕度達到30以上而達到降雨的目的，為什么濕度達到30以上就可以降雨？因為水分子有凝結(jié)核可以達到正常凝結(jié)的幾倍甚至最大達6倍！而正常2倍就能輕易達到降雨的條件，所以6/2=3，也就是滿足三分之一或者濕度30以上就可能降雨！詳情可以看我的《水分子是如何結(jié)合的》（如圖3）。

所以京津冀地區(qū)自身恢復(fù)森林也是非常重要，盡量不要讓當(dāng)?shù)氐臐穸冗_到飽和時不能形成降雨而形成了霧！

（3）西北地區(qū)沒有森林是導(dǎo)致冷空氣快速到達京津冀地區(qū)重要原因之一。

有森林的地方，因為濕度比較大，從西北的冷空氣的就會被森林的濕度中和一部分，冷空氣就沒有那么快流動！如圖4。

如果A區(qū)，B區(qū)，C區(qū)都是裸露的地表（沒有森林），一到晚上這些地區(qū)因為沒有水汽調(diào)節(jié)，溫度迅速降低，也成為了冷空氣產(chǎn)生之源，一旦西北冷空氣過來推動A區(qū)冷空氣，A區(qū)冷空氣推動B區(qū)冷氣，B區(qū)冷空氣又推動C區(qū)冷空氣，西北冷空氣通過這骨牌效應(yīng)迅速就到達京津冀地區(qū)而形成霧，同時加上京津冀地區(qū)和山東半島沒有森林，冷空氣也迅速到達黃海，更阻礙海洋氣流向京津冀地區(qū)輸送來中和冷空氣而形成降雨，在缺少足夠的暖濕氣流，冷空氣的到來只能凝結(jié)成霧！

所以京津冀地區(qū)在秋冬季多霧的根本原因是三線地區(qū)（沿海地區(qū)，輸送地區(qū)，西北地區(qū)）森林的大量被破壞，特別是沿海森林地區(qū)的破壞最關(guān)鍵！

小結(jié)如下所示。

隨著冷空氣南下的步伐，霧霾危害逐漸由北到南，先西北地區(qū)，再華北地區(qū)，東北地區(qū)，再到現(xiàn)在的華東地區(qū)，很快西南地區(qū)也會趕上霧霾的步伐！

森林破壞的越厲害，霧霾的步伐就會越快，因為森林的破壞，冷空氣能快速南下，到達的冷空氣迅速阻斷海洋氣流輸送進內(nèi)陸的同時，也造成沿海地區(qū)大霧，有了大霧，任何工業(yè)地區(qū)將不可避免將遭受霧霾危害！

即使象上海和海南這樣的處在海洋水汽輸送的前端地方也不可避免遭受霧霾的危害！

北上廣都會遭受霧霾的危害，只不過廣州由于地理位置的原因，冷空氣到達要慢一點而已！

3 如何解決京津冀等多省霧霾

3.1 消除霾是根本

短期來說，在霧到來時，盡量消除霾的產(chǎn)生，比如關(guān)停企業(yè)，汽車限行，禁止燒烤等措施，但長期必須改造這些企業(yè)的污染源，達到零排放的目的或者升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及建設(shè)合理的城市公共交通和綠化城市等等措施！

（1）工業(yè)排放。

這是工業(yè)城市最大的污染源，特別是水泥，鋼鐵以及煉油等企業(yè)，在霧來臨的時候，必須停產(chǎn)！長期來說必須通過改造這些企業(yè)的污染源，達到零排放的目的！

（2）汽車污染。

這是任何一個城市常見最大的污染源之一，特別是汽車在行駛過程造成的馬路街道的揚塵和浮塵以及汽車尾氣等！在大霧來臨時，除了必要的公共交通車輛，大量的汽車必須禁止行駛！同時必須通過馬路二邊的植樹綠化，底下草地綠化相結(jié)合的立體綠化吸收粉塵，以及改變馬路結(jié)構(gòu)，盡量讓泥水污水排入二邊草地或下水道，以免汽車造成揚塵污染！對入城汽車一律做去塵處理，尾氣不達標(biāo)不能入城等強制措施！其次公共配套設(shè)施要齊全，滿足人民出行的方便！

其實地鐵加上免費公共自行車就能滿足人民基本出行需要！長途通過地鐵（對于遠長途可以建立幾條快速干道地鐵（比如南北，東西，環(huán)城干道），只停地鐵交匯站和重要幾個站點），短途（生活工作區(qū)和地鐵站點）通過免費公共自行車（為了快速建起免費自行車站點，可以全民一卡捐一車，市民憑卡可以在市內(nèi)任何一個免費點獲得自行車騎走，一卡只能騎一車，騎完車必須還回任何免費點）這樣市內(nèi)大部分街道可以成為自行車道！市內(nèi)大部分街道除了短途出租車和公共交通（出租車和公共交通全部采用電動），其他任何車嚴(yán)禁駛?cè)?。市?nèi)街道除主要車道外，其他全改成公共車道和自行車車道，剩下的變成綠化帶！

城市完全可以建立“空中地下走交通，森林草地騎車中”環(huán)保式的出行方式，地下建地鐵，空中建立交橋式汽車道（可以半封閉或封閉隔離），地上全為森林草地綠化帶和自行車道！

（3）城市取暖燒煤。

這是北方城市取暖的一個很大的污染源，特別是燒煤的！在大霧來臨時的那幾天，最好能盡量改用其他方式取暖！長遠最好使用太陽能來取暖！

（4）老百姓和餐飲企業(yè)的煮飯。

這是一個經(jīng)常被忽視的，數(shù)量特別大的龐大的行為！大霧來臨時，最好用電和少吃炒菜，燒烤等之類產(chǎn)生煙霧等餐飲習(xí)慣！國家應(yīng)該花大力氣研究太陽能的建筑設(shè)計，盡量讓全民使用太陽能的！

（5）城市建設(shè)施工。

這是城市塵土的一個污染來源源，建設(shè)施工必須有合理的防塵措施！特別有霧來時，應(yīng)停止作業(yè)！

（6）焚燒垃圾以及農(nóng)村焚燒農(nóng)作物廢料。

這是農(nóng)村和城市周邊很大一個污染源之一，應(yīng)該必須禁止！

（7）裸露地表的揚沙和揚塵。

大量的裸露的地表（沒有森林的地表）也是一個不容忽視的污染源！特別平時的揚塵隨氣流進入市內(nèi)所污染的公路，一旦霧來臨，汽車跑動的氣流所帶起的揚塵也是一個汽車污染之一！短期通過灑水來解決一些馬路揚塵，但大部分裸露地表和長期的解決必須采用綠化森林來解決，只有森林才能立體防控，森林植被能覆蓋裸露地表！

（8）其他污染源。endprint

如慶祝時燃放爆竹煙花，樓盤裝修等，應(yīng)該制定城市的污染源排放規(guī)則！

同時，城市建筑物和水泥路面反射的能量構(gòu)成“熱島效應(yīng)”也是不能忽視的一個領(lǐng)域！

3.2 減少這種載體“霧”的產(chǎn)生

因為霧是一種水汽飽和但因沒有足夠凝結(jié)核和水汽達不到降落的條件，所以消除霧的辦法短期也可以通過人工降雨（人工增加凝結(jié)核）來消除霧的產(chǎn)生，但成本代價比較高，而且只是暫時短暫的！長期或者切底解決，在消除霾的同時，必須通過恢復(fù)沿海，水汽輸送的沿途以及內(nèi)陸恢復(fù)森林來解決！

比如京津冀地區(qū)必須恢復(fù)以下地區(qū)的森林。

（1）沿海地區(qū)山東的森林，最好江蘇也一起恢復(fù)。

沿海地區(qū)的森林恢復(fù)，將大量的沿海水汽輸送到內(nèi)陸，那么京津冀地區(qū)以及西北地區(qū)就會有大量的水汽來降雨，同時因為沿海水汽的到達，也減緩了冷空氣的南下，自然霧的產(chǎn)生就會北移，京津冀地區(qū)霧就會減少！

（2）京津冀地區(qū)自身森林的恢復(fù)。

京津冀地區(qū)森林的恢復(fù)減緩冷空氣南下的速度，同時有了森林，降雨就會多發(fā)生！同時有了城市森林綠化，裸露的地表就會減少，揚塵也跟著減少！

（3）西北地區(qū)森林的恢復(fù)。

西北裸露的地表是是揚沙和揚塵的污染源之一，其次裸露地表也是冷空氣快速南下造成大霧的根本原因之一，所以必須在恢復(fù)沿海（特別是山東）和水汽輸送沿途（如京津冀地區(qū)）的森林的同時，加大力度恢復(fù)西北的森林和草地（同時可以采用飛播），具體可以參考我的《沙漠里到底適宜種樹還是種草》。

小結(jié)如下所示。

消除霾的同時必須恢復(fù)森林，因為森林對治理霧霾有以下好處。

（1）大部分裸露地表的解決必須采用綠化森林來解決，只有森林才能立體防控，森林植被才能覆蓋裸露地表！

（2）森林能阻住冷空氣快速南下而產(chǎn)生大霧（沒有這種由冷空氣產(chǎn)生且不能降落地表的水汽凝結(jié)的“霧”就不容易形成霧霾）！

（3）而且森林能釋放大量生物凝結(jié)核，在水汽濕度沒達到成霧的條件就已經(jīng)形成降水，從而不容易出現(xiàn)“霧”天，而且因為降水，霾物質(zhì)就會降到地表！

（4）一旦降水，當(dāng)?shù)厮蜁p少，就不會達到飽和，霧就不會形成，同時別的地方水汽就會來補充，流動的“風(fēng)”就形成，霾也容易擴散

4 結(jié)語

工業(yè)和經(jīng)濟排放的霾是霧霾危害的根本原因，由森林破壞導(dǎo)致冷空氣產(chǎn)生的霧是霧霾的重要原因！

消除霧霾二種辦法：一種消霾，一種消霧。

短期來說治理霧霾辦法如下。

（1）在霧霾來臨時，所有工業(yè)關(guān)停，除公共交通，所有車輛停駛！

（2）可以通過人工降雨來消霧，同時達到消除霧霾！

長期來說治理霧霾辦法如下。

（1）改造工業(yè)結(jié)構(gòu)，提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)！

（2）提高公共交通，改變?nèi)嗣癯鲂蟹绞?，限制私家車，這個可以跟香港學(xué)習(xí)。

（3）恢復(fù)森林，特別是海洋水汽輸送沿海省份的森林，水汽輸送沿途省份的森林和水汽輸送末端西北的森林，特別是沿海的，如山東，江蘇，浙江，福建，廣東，廣西，遼寧，河北等，而山東森林直接關(guān)系到北京地區(qū)的霧霾治理！

所以治理霧霾不光要治理霾的產(chǎn)生，同時也要治理這種由冷空氣產(chǎn)生的“大霧”，也就是恢復(fù)森林（特別是沿海的）！恢復(fù)森林能治理霧霾，也是治理各種自然災(zāi)害的必然措施，國家應(yīng)全盤考慮恢復(fù)森林和治理環(huán)境！

恢復(fù)沿海地區(qū)森林是重中之重，直接關(guān)系到大量水汽的輸送，特別是山東！以及沿海的浙江，福建，廣東，廣西，海南，江蘇和遼寧都需要恢復(fù)喬木以上達到50%。沿海有森林就不一樣，一者森林上空濕度接近海洋濕度，海洋水汽容易通過森林上空而進入內(nèi)陸，二者雨水來臨，整個沿海森林系統(tǒng)會把大量多余的水汽蒸騰出去，讓大量的海洋水汽重新回到天上輸入內(nèi)陸，而不是象現(xiàn)在在沿海地區(qū)白白流回大海！

恢復(fù)水汽輸送的沿途省份的森林是刻不容緩，特別是云南，以及湖南，江西，安徽，湖北，河南，河北，吉林，山西等必須30%～50%以上的喬木才能滿足沿海大量水汽的輸送。只有恢復(fù)了這些地區(qū)，讓這些地區(qū)成為真正的空中的“南水北調(diào)”利國利民的可持續(xù)的非常環(huán)保的空中“調(diào)水”森林工程。

同時恢復(fù)水汽輸送末端內(nèi)陸地區(qū)干旱（包括西北）和沙漠地區(qū)當(dāng)?shù)氐纳质钱?dāng)務(wù)之急！

讓沿海地區(qū)，水汽輸送的沿途，內(nèi)陸干旱區(qū)的森林恢復(fù)，全國的水汽輸送就會順暢，那么所有的自然災(zāi)害問題就可以得到解決！因為大量的沿海水汽通過森林輸送到內(nèi)陸降雨，那么內(nèi)陸就不會干旱，自然就沒有了沙塵和沙塵暴（有水草也能長）！沿海地區(qū)大量水汽被輸送走，沿海就不會積聚大量的水汽而形成臺風(fēng)和暴雨以及洪水泥石流！

只有這些森林都恢復(fù)了，中國的土地就能全面利用起來，各種災(zāi)害（包括霧霾）也才能切底解決，而且土地資源，能源資源，水資源都是可持續(xù)發(fā)展的偉大工程??？

恢復(fù)森林也是一項解決勞動力就業(yè)問題，國家戰(zhàn)略提升，經(jīng)濟增長的可持續(xù)發(fā)展的動力源泉，為子孫后代創(chuàng)造財富的偉大工程！endprint