陸安洲

2009 年2 月10 日，在不利氣象條件和元宵節(jié)燃放煙花爆竹的雙重影響下，北京空氣污染指數(shù)達(dá)到了307 的驚人高位，出現(xiàn)2009 年首個(gè)5 級(jí)重度污染天（當(dāng)指數(shù)超過(guò)99 就被視為污染天），其中重要的污染物就是氮氧化物和二氧化硫。

在歐洲和北美都實(shí)行了嚴(yán)厲的法規(guī)以減少那些會(huì)導(dǎo)致酸雨形成的氣體排放，而這些氣體中的頭號(hào)罪魁就是二氧化硫和氮氧化物。這些法規(guī)取得了顯著成效!人們對(duì)大型熱電廠和礦物燃料排放的煙氣進(jìn)行了處理，排放到大氣中的污染物質(zhì)因此明顯減少。正當(dāng)科學(xué)家們?yōu)榧皶r(shí)拉響了污染的警報(bào)而慶幸時(shí)，可這些看似很好的解決辦法居然也有著意想不到的副作用。

美國(guó)大氣研究所的研究人員，根據(jù)長(zhǎng)期觀測(cè)，最近發(fā)表了一個(gè)看起來(lái)有些自相矛盾的調(diào)查報(bào)告。報(bào)告中稱，根據(jù)近25 年的記載，歐洲氣溫迅速上升，主要是因?yàn)槲廴究諝獾臍怏w在減少。

陽(yáng)傘效應(yīng)

我們知道，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的硫氧化物和氮氧化物是以固態(tài)或液態(tài)懸浮在空氣中的污染物質(zhì)。這些懸浮顆粒再加上大氣中其他污染物質(zhì)：沙塵、濃霧、火山灰或是植物燃燒產(chǎn)生的煙霧，不管它們是自然生成的還是因人類活動(dòng)產(chǎn)生的，這些污染物中能夠吸收太陽(yáng)光(例如炭黑)，有的能將部分陽(yáng)光反射回太空(如硫酸鹽懸浮顆粒)，所以它們都能夠減少地球表面接收到的太陽(yáng)能，從而降低地球的溫度。這就是科學(xué)家們所說(shuō)的懸浮顆粒的直接效應(yīng)，或者稱為“陽(yáng)傘效應(yīng)”。這些懸浮顆粒同時(shí)也間接地阻擋了太陽(yáng)光線，因?yàn)樗鼈冏鳛樗魵獾哪酆诵模苋菀咨稍茖?。如果有很多的懸浮顆粒，就可能產(chǎn)生很多的小水滴。由于這些小水滴更難下降，存在的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，這樣云就會(huì)把更多的陽(yáng)光反射回太空。因此，問(wèn)題的關(guān)鍵在于知道人類活動(dòng)產(chǎn)生的懸浮顆粒對(duì)整個(gè)氣溫降低起到了多大的作用。

這個(gè)問(wèn)題長(zhǎng)久以來(lái)都沒(méi)有答案，不管怎樣，在作出了限制工業(yè)污染決定的20 世紀(jì)80 年代，人們并沒(méi)有提出這個(gè)問(wèn)題。那時(shí)候，有一小部分科學(xué)家曾指出，自從20世紀(jì)50 年代末以來(lái)，到達(dá)地表的太陽(yáng)光一年比一年少了。這種現(xiàn)象大多被忽視了。經(jīng)過(guò)了一段時(shí)期之后，人們終于認(rèn)識(shí)到了這一現(xiàn)象以及發(fā)生這一現(xiàn)象的區(qū)域正在擴(kuò)大：世界上不同的地區(qū)，從20 世紀(jì)60 年代到90 年代，每10 年接收到的太陽(yáng)能以2%的速度減少。2001 年，這一現(xiàn)象被稱為“全球變暗”。但是，情況在2005 年出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。1990 年至2005年，歐洲的二氧化硫排放量降低到了原來(lái)的1/3。發(fā)生這一變化的主要原因是，1990年占據(jù)了排放量1/5 的德國(guó)，其排放量減少到了原來(lái)的1/10。

全球變亮

自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，在歐洲和北美上空，這種傾向出現(xiàn)了逆轉(zhuǎn)。這一新的階段被稱為“全球變亮”?？茖W(xué)家認(rèn)為，不應(yīng)該從太陽(yáng)身上去尋找地球變亮的原因。因?yàn)樘?yáng)光的變化，衛(wèi)星應(yīng)該可以探測(cè)到，而衛(wèi)星并沒(méi)有探測(cè)到這種重要變化。那么，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的變化呢？

2006 年，美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的氣候?qū)W家借助數(shù)字模擬揭開了幕布的一角。這一模擬實(shí)驗(yàn)考慮了大氣中大量自然生成和人類活動(dòng)產(chǎn)生的懸浮顆粒。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人類活動(dòng)所排放的二氧化硫和炭黑懸浮顆粒應(yīng)對(duì)大氣透明度的影響負(fù)30％的責(zé)任。雖然它們?cè)谌繎腋☆w粒中所占比例不到1％。但二氧化硫和炭黑的顆粒更小，它們能夠比沙粒和濃霧反射更多的光線。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，不管是在全球范圍內(nèi)還是在局部地區(qū)，這些污染物排放量的改變都真實(shí)地反映了地表所接收到的太陽(yáng)光的變化。

事實(shí)上，“全球變亮”現(xiàn)象更多是在歐洲和北美上空被觀測(cè)到的。這是因?yàn)樵谀抢?，一方面污染物質(zhì)的排放有著非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，另一方面，前蘇聯(lián)國(guó)家因工業(yè)生產(chǎn)幾近崩潰，空氣也變得更加純凈了。而尚處在工業(yè)發(fā)展階段的國(guó)家排放了大量的二氧化硫和炭黑，天空變得越來(lái)越昏暗。污染和氣候之間因此建立起了緊密聯(lián)系：污染越少，就意味著地球上接收到的陽(yáng)光越多，反之亦然。

臨界負(fù)荷

空氣中的氮氧化物，最大的來(lái)源是火力發(fā)電廠。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)氮氧化物排放總量每年超過(guò)2 000 萬(wàn)噸，其中火力發(fā)電是最大來(lái)源。在大城市中，氮氧化物更重要的來(lái)源是機(jī)動(dòng)車排放的尾氣。也就是說(shuō)，當(dāng)汽車行駛時(shí)，內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程的1 600℃高溫和富氧條件生成了氮氧化物。數(shù)據(jù)顯示，2008 年，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到1.699 億輛。在北京、上海、廣州等機(jī)動(dòng)車保有量位于前40 名的城市中，約50%的氮氧化物污染來(lái)自于機(jī)動(dòng)車尾氣的排放；深圳市機(jī)動(dòng)車排放的氮氧化物占到了全市排放量的56.4％。而在民用車輛里，其中大型客車和重型貨車排放的氮氧化物約占機(jī)動(dòng)車排放氮氧化物總量的70%。另外，在冬天采暖季節(jié)，大氣中的氮氧化物濃度是夏天的10倍。當(dāng)然，冬季排放的氮氧化物并沒(méi)有比夏天多10 倍。這是由于夏天大氣氧化性能好，能將氮氧化物快速轉(zhuǎn)化掉。因此，冬季大氣的氮氧化物污染問(wèn)題顯得更嚴(yán)重。

研究表明“全球變亮”時(shí)期，陸地上空的平均氣溫上升速度比“全球變暗”時(shí)期快了10倍。這就表明消除污染遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是一件微不足道的小事!在20 世紀(jì)80 年代中期之前，空氣污染造成的“全球變暗”，有效地抑制了二氧化碳所引起的溫室效應(yīng)。但是自從人類開始治理大氣污染后，這一抑制作用就減弱了。與之前的那幾十年完全不同，最近10年來(lái)氣溫的迅速升高表明溫室效應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了頂點(diǎn)。也就是說(shuō)，失去了這些“污染陽(yáng)傘”的保護(hù)，地球明天就會(huì)變得更熱。那么，應(yīng)該停止大氣污染治理嗎?事實(shí)上，我們的確可以利用污染來(lái)限制氣溫升高，但是這些懸浮顆粒對(duì)健康損害太大，我們不能想象放棄污染治理的后果。

世界衛(wèi)生組織認(rèn)為，大氣污染每年至少造成了世界上超過(guò)50 萬(wàn)人的死亡。減少大氣污染事關(guān)生死，限制全球變暖的速度勢(shì)在必行，我們應(yīng)該如何調(diào)和這兩者的矛盾呢?因?yàn)檠巯碌臍鉁厣咭矔?huì)對(duì)人類健康造成危害，如新疾病的產(chǎn)生，傳染性疾病區(qū)域的擴(kuò)大，或是極端天氣的增加等。如果我們?yōu)榱斯残l(wèi)生繼續(xù)降低工業(yè)污染，使全球變的更亮，最終可能會(huì)使公共衛(wèi)生更加惡化!

減污為首

無(wú)論如何，在污染對(duì)健康的影響和將來(lái)氣溫的升高之間取得平衡是件非常困難甚至是不可能的事情。于是，現(xiàn)在我們把減少大氣污染放在了首位。但是，減污要減到什么程度呢?要回答這個(gè)問(wèn)題，必須考慮科學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)所得出的結(jié)論：完全清除掉大氣中因人類活動(dòng)而產(chǎn)生的懸浮微粒，可能會(huì)對(duì)氣候產(chǎn)生重要影響。如果人們阻止所有因人類活動(dòng)而產(chǎn)生的二氧化硫的排放，地面平均氣溫將會(huì)上升得非?？欤簝扇陜?nèi)就會(huì)升高將近1℃。到2100年，歐洲的氣溫會(huì)比不治理大氣污染時(shí)的氣溫高出1.5℃，而加拿大北部和西伯利亞則可能會(huì)高出5℃!

看到這些令人驚慌失措的數(shù)據(jù)，我們似乎應(yīng)該去懷念過(guò)去工廠毫無(wú)節(jié)制地排放有毒氣體的“美好時(shí)光”了!同樣，我們也可以預(yù)見，一些發(fā)展中國(guó)家也須會(huì)因此通過(guò)補(bǔ)償機(jī)制獲取排放更多二氧化碳，釋放更多二氧化硫的權(quán)利。不過(guò)，我們的認(rèn)識(shí)不能僅僅停留在這個(gè)層面上。

氣候?qū)W家們認(rèn)為應(yīng)該采取另一種截然不同的解決方法：必須更加努力地減少那些排放后會(huì)造成溫室效應(yīng)的氣體。在歐洲，據(jù)說(shuō)如果想把氣溫的升高控制在2℃以內(nèi)，那么大氣中二氧化碳的含量不應(yīng)該超過(guò)4.5×10－4（450ppm），但是前提是懸浮顆粒的總量應(yīng)保持穩(wěn)定。如果同時(shí)清除掉大氣中因人類活動(dòng)而產(chǎn)生的懸浮微粒的話，氣溫的升高就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)2℃了!因此，減少污染的目標(biāo)應(yīng)該定得更高。氮氧化物控制是以減少環(huán)境損害為目標(biāo)，應(yīng)該引進(jìn)“臨界負(fù)荷”這一概念，嚴(yán)格控制溫室氣體的同時(shí)，又要保證大氣中有相當(dāng)多的懸浮顆粒，最終使氣溫不致升高。