华北地区雾霾为何这么重？

近两周来，北京一直被雾霾笼罩。大面积空气污染指数飙升至300以上，市民外出必须佩戴口罩。在雾霾最严重的地区，人们只能看到汽车的雾灯和路上人影般的背影。

自从北京大雾之后，大家都意识到，今年的雾霾季节又开始了。

为什么华北地区的雾霾天总是这么严重？

强力煤炭

雾霾中所谓的“雾”，是指近地面空气中的水蒸气凝结而成的大气现象。其形成的主要原因是水蒸气本身。如果不含任何污染物，则无需担心。

雾霾中最令人担忧的是“霾”。这是一种空气中的水蒸气吸附在空气中漂浮的微小颗粒上的物质，以污染物为核心，水雾为外壳。在光线、温度和湿度不断变化的过程中，该物质还会发生内部反应，进一步增加污染物的危险。

品种丰富、变化无穷

据中科院大气物理研究所研究，构成华北灰霾核心的空气污染物主要是工业污染源排放、机动车尾气和散煤燃烧等。这些污染源造成的严重而深远的后果，与京津冀地区及周边省份的产业结构和人口密度有很大关系。

北京、天津、河北、河南、山西、山东六省市占全国面积7.2%，却消耗全国33%的煤炭（北京、天津、河北煤电机组占全国27%）占全国总量的%）。单位面积污染物排放强度是全国平均水平的四倍。

这是2017年全国能源消费的比重，煤炭仍然占绝对多数。

未经处理的煤炭是一种不清洁的能源。不仅在燃烧过程中会释放出飞灰等固体颗粒，而且在成煤过程中所含的硫、氮等元素还会形成二氧化硫、一氧化氮甚至一些致癌化合物，使污染程度更高。

特别是在监管权力难以触及的县级乃至下级行政单位，小锅炉和散煤的使用往往无序，洁净煤和天然气的使用水平不高，污染物从小工厂排放到私人供暖系统。只要有微量的水蒸气，就会出现雾霾，而且里面会含有可怕的污染物。

用卫星影像观察唐山工矿

重工业的形势也不容乐观。京津冀地区钢铁产量占全国43%（钢铁生产过程中使用的煤废气、渣尘是重要污染源），焦炭产量占全国47%（钢铁生产的一种钢铁）。通过煤的干馏）。由高浓度碳制成，生产过程中还会释放污染颗粒物和挥发性有机化合物），平板玻璃产量占全国的33%（生产过程中产生二氧化硅颗粒），水泥产量占全国19% %的国家（水泥粉本身就是固体污染源）。

河北一些较大的钢厂

还有汽车尾气的影响。京津冀地区机动车保有量占全国的28%，特别是重型汽车保有量占比接近30%（这与北京需要大量的外来车辆有关）资源投入和燕山以北交通不便，需要公路运输）。重型卡车的尾气排放量可以是标准汽车的几十倍。但大货车的环保措施往往不足，实际污染量更大。

油的质量也很重要

严重的山

华北平原是由北京、天津、河北西南部和东北部组成的广大平原地区，西北毗邻太行山-燕山山脉。这片山区的海拔在中国山区中并不高，只有几百米到一千多米，但与平原人类活动区相比，却相当高。

白天，山区接收太阳辐射的速度比城市平原更快升温。气温高、气压低，会导致污染物随着空气从城市流向山区而进入山区。如果您位于绿化程度较高的地区，例如西南部，那么这将是利用自然力量消除污染物的好时机。遗憾的是，冬季华北山区绿化水平不高，污染物无法吸附在植物上。相反，他们被困在山区。

现在还不是最干燥的季节

夜间山区海拔高，降温快，形成高压区；另一方面，城市地区由于热岛效应，热量散失缓慢，维持低压高温环境。污染物随后随气流流回城市空间。这种气流称为谷风大气环流，多发生在靠近山区的城市。但山谷间的大气环流携带空气污染物在城市和山区之间来回滚动，造成重复污染，这是华北地区所特有的。

另外，不少人认为华北地区有以天津为代表的沿海地区，因此雾霾应该能够向海扩散，减轻城市污染负担。但污染物向海扩散的先决条件是风力足够强，冲击高度与城市纵向空间一致。长三角地区的污染水平之所以低于华北地区，是因为从河南到上海的气流可以强大到足以吹走污染物，而华北地区则不行。

比如门头沟几乎被包围了

刚才提到的太行-燕山山脉线与其他地方的山脉不同。其最大的特点就是长而连续。这里曾经是中央王朝保护京城、阻止北方少数民族南迁的防线。它还可能阻碍大气的流动。

中国秋冬季节盛行西北风。流经蒙古高原向东南流动的气流，会沿着太行山-燕山山脉被阻挡并抬升，从数百米的高度经过。华北地区很多城市，尤其是北京、保定、石家庄、唐山等重点城市，背山面水。城市内气流还没来得及下降到人类活动区就继续南移，气流集中在城市内。雾霾更难散去。

昌平山脚下

相反，它是由于海洋和陆地之间加热速率不同而自然形成的气流。白天从海洋吹向陆地，晚上从陆地吹回海洋。它与山谷风环流的效果相同，都是去除污染物的。它被循环输送回城市空间，难以扩散。

无法平息的愤怒

除了地形造成大气流动不畅外，华北城市本身造成的气流影响也是造成这种情况的原因之一。

北京大学刘树华等引用国家气候中心研究成果显示，2016年11月以来，京津冀地区冷空气过境次数减少，强度普遍减弱，平均风速风速有所下降，无风日数多于常年同期。这就造成了所谓的平静天气，不利于空气中污染物的扩散。

造成这种平静天气的原因有很多，每一个都与华北城市的发展水平有关。

一是京津冀城市群快速发展，大量建筑拔地而起。虽然这些建筑物最多只有几百米高，不能影响大气对流层上层的气流，但对建筑物高度以下的人类活动区域的风确实有影响。过多的高层建筑会对吹过的强风产生障碍和摩擦，从而显着降低风速。再加上西北山区的阻挡，大气污染物的扩散更加困难。

北京城区面积不断扩大

华北平原秋冬季节也容易出现气象逆温现象。

一般情况下，海拔越高，气温越低。靠近地面的空气最温暖，密度较低，并且倾向于向上扩散，与上方的冷空气形成对流。但到了秋冬季节，冷空气经过后，由于地面的辐射降温作用，近地面的空气变得异常低沉、稠密，无法与上方的空气进行交换。雾霾与冷空气一起长期停留在地面附近，覆盖人类生活区域，一再放大污染对人类造成的危害。

在这两种宏观气象现象的背后，还有一种污染自我强化的小气候现象，也在京津冀城区形成，是大气中悬浮颗粒物形成的大气稳定区。

悬浮颗粒物颜色较深，能吸收大量阳光辐射能并升温，在城市污染区形成稳定的边界层。就像农业大棚一样，它们覆盖了下层的空气和污染物，加剧了它们的积累，加强了雾霾的稳定性。

降雨是打破大气形成的这些污染物的独立密封的好方法。然而，华北地区似乎最缺乏的就是降水。去年一个漫长的冬天，全国下了大雪，却成功绕过了北京。 （后来证明是有点……）

啊，我需要一场雪

降水的两个必要条件是暖湿气流和干冷空气。两者相遇的地方，暖湿气流中的水蒸气会被冷空气凝结成水滴，从而产生降水。如果有气流单方面控制局势，就不会出现降水。近年来，入冬后我国北方地区迅速受到乌拉尔山脉和北太平洋形成的高压冷空气的控制。黄海、渤海的水汽无法北移，导致降雨和降雪稀少。

此外，城市热岛效应在城市上空形成了一道金钟，阻挡了云层（实际上是暖湿气流的特征）接近城市，将所有降水推向周边地区。因此，在北京降雨不足的那些年里，张家口和延庆的居民并没有太多抱怨。

从工业和供暖排放的污染物，到华北特殊的准盆地地形，再到恶劣的大气条件，所有因素综合在一起，造成了华北令人心碎的雾霾。

参考

刘淑华，苗玉聪.京津冀雾霾成因及治理[J].中国经济报告，2017（2）：18-20。

安俊林，王月思，李鑫，等。北京大气中NO、NO2、O3浓度变化的相关性分析[J].环境科学，2007，28(4)：706-711。

彭应登.北京市近期雾霾污染成因分析及治理对策[J].工程研究：跨学科视角的工程，2013，5(3)：233-239。

李振宇，黄格胜，李定杰，等。能源消费结构视角下北京雾霾天气成因及防治措施分析[J].当代石油石化，2013（6）：11-16。

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