大气污染咋预警？画个格子算计死你

预警中心主任王晓利向大家介绍情况

分析仪器中的颗粒物采样膜

分析大气污染成因

　　1月21日，由中央网信办与国家环境保护部联合主办的“治霾·京津冀在行动”网络主题活动在北京、天津、河北三地同时启动。

　　河北由于其产业结构和地理位置，一直以来承担着很大的空气污染压力，近年来也出台了许多防霾治霾的举措。当天，我们走访了河北省环境应急与重大污染天气预警中心，了解了一下河北省如果利用动态源清单等技术，选择最佳应急或保障方案，避免地方大气污染防治走入管理误区。

　　重污染天气，来与不来，到底咋预报？

　　首先需要做的，是调研收集污染源。

　　据预警中心工作人员何文杰介绍，前期工作中，会通过调研，把污染物的排放情况收集得很详细。比如哪个地方有哪家企业，会排放哪种污染物。

　　何文杰告诉我们，空气质量预报需要结合污染物的排放条件和气象条件综合判断，在污染物收集层面，希望将来可以做到数据的时时收集，但污染物的收集不可能在短期内迅速完成，目前还无法做到，但气象条件可以进行时时监测。目前，污染物排放数据是通过调研所得，排放清单每年都会更新。

　　经过调研，确定了需要考察的18类排放源、6项污染物。

　　接下来就是画小格子——这一步乍一看有点儿像画样方，但其实是在做空间分割。

　　预警中心的主任王晓利介绍到，首先把污染物分摊到地面。河北省把辖内地面划分成一个个3km×3km的网格——顺便说一句，这个网格尺寸是更加严格和精密的，因为国内其他地区在进行划定时，均采用9km×9km的网格尺寸；而据介绍，河北省在将来还希望做得更细致，比如1km×1km——然后统计所有的网格里18类排放源、6项污染物的分布情况——某一个网格里，有多少散煤、有多少机动车……

　　然后是垂直层面，把空气从地面到高空分成20个层。这样可以视为把空间分成了一个个底面积为3km×3km的小箱体。

　　“暴力计算”：超级计算机登场

　　之后就是计算了，这一步其实很好理解。在某种已知的气象条件下——前面说了气象条件是可以随时获取到的，箱体里的污染物如何从一个“箱子”往另一个“箱子”里传输，这其中有什么物理过程和化学过程，都可以通过建立好的模型计算出来。比如像高空扩散，就需要考虑垂直温差等因素；水平扩散，就需要考虑风向风速等因素；两个相邻的网格里分别获产生二氧化硫和氨气，就需要计算它们会在哪里形成硫酸铵。

　　河北省18万公里土地，从水平方向就被分成了2万个网格，再算上垂直的分层，一共是40万个“小箱子”；再加上向全国的拓展，这中间的计算量是非常巨大的。这就要靠预警中心的超级计算机发挥作用了——这里的一台超算计算峰值可达每秒92.16万亿次，相当于2.5万台计算速度最快的台式机同时计算。

　　不仅预报污染物往哪儿去，还会找到打哪儿来

　　啊，你注意到了前面说了一句“向全国的拓展”？没错，大气污染物是流动的，不可能只计算河北或者北京一个地方，实际上，甚至是要把全国算进来。这样可以计算出污染物的来源和流向。一次重污染天气过程，其污染物并不一定都是本地产生，可能其中有40%是外源输入。

　　显而易见，这种分析对于设计应对方案是极有意义的。可以选择最佳应急或保障方案，启动多地联防联控措施，让污染源头地区尽快采取方案。