以传播城市化专业知识为己任
2024年11月22日
星期五
设为首页 | 加入收藏
河北尝试科技治霾新试验——人工消减雾霾开始探路
时间:2014-03-27 13:51:42  来源:河北新闻网  作者:王成果 

   近日,印有“河北人影”标识的B-3766人工增雨(雪)飞机缓缓降落在石家庄栾城机场。这架刚刚完成设计改装的飞机,是河北省购买的第一架人工增雨(雪)作业飞机,它将投入到河北省人工消减雾霾的科学试验中来。

   “消减雾霾的原理其实是借助人工干预手段,借助一些科学机制,加快雾滴或霾滴转化、沉降或扩散,进而降低雾滴或霾滴的浓度,提高大气能见度。”省人工影响天气办公室主任李宝东介绍,根据这一原理,河北省已在人工增雨(雪)消减雾霾、播撒成冰催化物质消减纯雾、打破大气静稳结构消减纯霾方面开始了相关技术试验。

    目前常见的技术——人工增雨(雪)“冲刷”雾霾

   雾和霾都是一种低能见度天气,但两者又存在区别。“一种是水汽,一种是霾粒子,都可以通过雨(雪)‘冲刷’被带到地面,从而提高空气能见度和质量。”李宝东说,适时增加降水可以在一定程度上消减雾霾。

   3月20日,在石家庄栾城机场,记者看到了即将服役的B-3766人工增雨(雪)飞机,它的到来结束了河北省长期租用飞机开展作业和试验的历史。改装后的飞机两翼间装有碘化银增雨播撒器,机翼上安装的设备可实时采集显示环境温度、气压、相对湿度、液态含水量等重要气象数据。

   在高空有云且适合人工增雨(雪)的条件下,这架飞机将配合地面火箭、“37”高炮及高山地基碘化银发生器等地面装置,向云体播撒碘化银等催化剂,从而改变降水的发生时间、区域分布及强度。

   雾霾天气下的人工增雨(雪)使得降水强度增大,降水的“拖拽”和“冲刷”作用加强,对雾滴和霾粒子的吸附作用提高,促使雾霾“落地”。

   对于人工增雨(雪)作业的效果,李宝东表示,雾霾消减还受冷空气、风、污染物排放等多重因素影响,因此目前尚无法精确计算其影响程度有多大。

    小范围可用的技术——冰晶凝结水汽消减纯雾

   “纯雾分为冷雾和暖雾,国际上也有过一些消减尝试,但从目前来看,这些方法有一个通病,就是只能在短时间、一定范围内有效。”李宝东说。

   消减冷雾较为常见的试验是制造冰晶,即通过飞机、播撒罐车等从空中和地面向雾中播撒液氮等成冰剂,使冷雾中出现冰晶,雾中的水汽会迅速凝结到冰晶上,并发生状态变化,雾滴数量不断减少,而冰晶增长最终形成雪晶降落到地面。由于液氮安全无污染,催化阈温高,因此是目前消减冷雾试验中的首选催化剂。

   这一方法,河北省尚在研究准备阶段,还没有正式开展试验,但国内已有其他地方在此领域进行了尝试。例如北京首都机场曾出现过冷雾,能见度200米,两辆液氮罐车在机场喷洒液氮,作业后雾中出现冰晶,并有雪花落地,地面出现薄层积雪,机场能见度逐渐转好,消减雾效果明显。

   “尽管从技术原理上讲,这一方法会有效果,但是从经济成本和实际操作层面看,具有较强的局限性,影响半径较小,不适合消减大雾。”李宝东说。

   相对冷雾来说,消减暖雾则更为困难。经科学家反复试验研究,消减暖雾主要有三种方法:吸湿法,在雾中播撒盐粉等湿性催化物质,以消除雾中的水汽;加热法,在雾区安装能喷射高温气体的发动机系统,加热空气蒸发雾滴;扰动混合法,利用飞机螺旋桨搅拌,使雾顶以上干燥空气下沉,同雾混合使雾滴蒸发。但三种方法都还没有从实验室走向实际应用。

   目前,河北省拟开展相关试验,探究不同风速下消减雾播撒点与保护区之间距离,不同的雾强度下催化剂的播撒剂量等问题。

   刚刚开始试验的技术——打破静稳结构消减纯霾

   “针对消减纯霾,目前国际上还没有成功的案例,业内也还没有专门的人工消减技术,处于试验和探索阶段。”李宝东说,难就难在目前的认知水平,无论是物理方法还是化学手段,霾都是无法消灭的,只能尝试人工干预加快其扩散。

   人工干预的前提是了解霾的形成、消减机理。因此,加强与京津等周边区域的联合空间探测,掌握大量研究数据,是目前河北省必要的准备工作。今年,河北省已与京津等周边区域联合开展了两次空间探测试验,并掌握了一定的空间探测数据,例如不同区域、不同时段霾层的厚度、大气分界层的高度、空气能见度、零度层的高度等。

   抑制霾扩散特别是垂直扩散的重要原因之一是大气层结构过于稳定,因此,打破这一静稳结构将有利于霾的垂直扩散。实现这一目的,可利用飞机在大气边界层顶部播撒制冷剂,使高层大气降温,通过局部降温破坏稳定的大气边界层结构,使高层洁净大气向下输送,加速霾的垂直扩散。

   然而,这些试验除了需要较大的场地,更需要能够监测能见度及大气边界层结构变化、温度计流场变化等试验效果的系统和设备,这些河北省尚不具备。

   “通过人工影响天气消减雾霾基本仍处于科学试验范畴,距离实际操作还有一定距离,还需要不断摸索、试验研究。”李宝东表示,但人工消减雾霾无疑是一个努力方向。

相关新闻
友情链接:  国务院 住建部 自然资源部 发改委 卫健委 交通运输部 科技部 环保部 工信部 农业农村部
国家开发银行 中国银行 中国工商银行 中国建设银行 招商银行 兴业银行 新华社 中新社 搜狐焦点网 新浪乐居 搜房
中国风景园林网 清华大学 北京大学 人民大学 中国社会科学院 北京工业大学 北京理工大学 北京科技大学 北京林业大学 北京交通大学
城市化网版权所有:北京地球窗文化传播有限公司 service@ciudsrc.com