站在天安門廣場上當(dāng)空潑出半碗水，卻落下尼瑪一碗泥球；北京，想你到讓我無法呼吸...各種調(diào)侃北京霧霾的段子令人無奈。為什么昨兒好好的藍(lán)天，一覺醒來，今兒就霧霾了？

 

　　“APEC藍(lán)表明了北京的霾是可以治理的。限行確實(shí)起到了降低PM2.5污染的效果。課題組觀測了APEC期間顆粒物的增長過程，發(fā)現(xiàn)雖然也是靜風(fēng)情況，但增長過程明顯變慢。”

 

　　“知道”根據(jù)北大最新研究，為你揭示藍(lán)天下的“PM2.5長成記”。

 

　　北京，大風(fēng)，藍(lán)天。

 

　　你可知道，在迷人的北京藍(lán)天下，PM2.5的種子正悄然且迅速地成長。

 

　　北京市的機(jī)動車、周邊工業(yè)企業(yè)不斷排放污染氣體。污染氣體在半天時(shí)間就變成數(shù)百萬的小小顆粒物，這些只有頭發(fā)兩萬分之一大小的納米級顆粒物只在清潔的條件下生成，它們很輕，每立方米大氣中的顆粒物總重量不足50微克。你在手機(jī)上看到的空氣質(zhì)量顯示為“優(yōu)”。

 

　　可是接下來，如果氣象條件不利，風(fēng)向轉(zhuǎn)為從污染地區(qū)而來的南風(fēng)，或是沒有風(fēng)，污染難以擴(kuò)散出去時(shí)，這些納米級的小顆粒物會在2至4天后迅速長大，增至數(shù)百微克，形成重度污染。你打開空氣質(zhì)量的手機(jī)軟件，一片紅色。

 

　　這幕“PM2.5長成記”解釋了北京PM2.5的形成過程。

 

　　“北京霾的形成原因眾說紛紜，而我們基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)，終于揭示了北京灰霾形成的機(jī)制。”德州農(nóng)工大學(xué)大氣科學(xué)系博士后郭松說。11月24日，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)（PNAS）》發(fā)表了北京大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院胡敏教授課題組與美國德州A&M大學(xué)張人一教授的合作研究，郭松為論文的第一作者。

 

　　2013年9月26日-11月13日，利用北京大學(xué)校園的長期定位觀測站點(diǎn)和國際上最先進(jìn)的儀器，在北京最易形成灰霾的秋季，課題組對霾形成機(jī)制的研究發(fā)現(xiàn)，每隔4-7天，這一幕PM2.5長成記在北京輪番上演。

 

　　用專業(yè)術(shù)語來說，污染氣體變成小小顆粒的過程稱為“核化”，小小顆粒物長大的過程稱為“增長”。

 

　　課題組追蹤顆粒物“核化”與“增長”的過程，發(fā)現(xiàn)了北京的PM2.5和其他地方的異同。

 

　　北京PM2.5的獨(dú)特性在于顆粒物非常有效的核化以及快速和持續(xù)增長——這就是為什么昨兒好好的藍(lán)天，一覺醒來，今兒就霧霾了！

 

 

 

　　北京PM2.5的周期變化-質(zhì)量濃度變化（正是環(huán)保部門公布的PM2.5濃度）：每個(gè)周期內(nèi)，濃度從幾十微克/立方米迅速增到幾百微克/立方米。[顏色代表氣團(tuán)的來源：南方-黑色；西北-藍(lán)和紅色；東北-黃色] （PNAS-2014北大源解析研究報(bào)告/圖）

 

 

 

 

 

　　北京PM2.5的周期變化-平均粒徑分布：每個(gè)周期內(nèi)，顆粒物的粒徑從幾十納米迅速成長到幾百納米。[顏色代表氣團(tuán)的來源：南方-黑色；西北-藍(lán)和紅色；東北-黃色] （PNAS-2014北大源解析研究報(bào)告/圖）

 

　　“北京只要是清潔天，就會發(fā)生核化，而且核化的能力還很強(qiáng)，生成大量的小顆粒物。但是并不是每個(gè)清潔的地方都會形成核化。”郭松說，“舉個(gè)例子，亞馬遜和芬蘭都是森林地區(qū)，人為污染物很低，但亞馬遜完全觀測不到核化，芬蘭卻天天都有核化過程。”郭松還表示：“核化的機(jī)理在學(xué)術(shù)界也是個(gè)難題，目前誰都解釋不清為什么有些地方核化能力強(qiáng)，有些地方根本就不發(fā)生。”

 

　　除了有效快速的核化，北京的PM2.5最為獨(dú)特的，則是顆粒物的快速持續(xù)增長過程。“美國休斯敦污染相對嚴(yán)重，也有干凈天、也有污染天。但不是每次都能生成霾。”郭松說。

 

　　為什么北京顆粒物會如此快速持續(xù)的增長？郭松表示，最根本的原因是城市上空存在著大量氣態(tài)污染物，而且北京的大氣氧化性高，使得化學(xué)反應(yīng)變得非常迅速有效。但是具體的化學(xué)機(jī)制，現(xiàn)在還十分不清楚，目前已知的所有機(jī)制都很難解釋如此快速的增長，最有可能的情況是多種污染物的協(xié)作用，使得1+1>2，這也是接下來研究的重點(diǎn)。

 

　  至于北京跟世界上其他地區(qū)的PM2.5一樣的地方，你我都可以說出一二三四，例如北京PM2.5主要來自燃煤、機(jī)動車、工廠、揚(yáng)塵……

 

　　進(jìn)一步而言， PM2.5由一次和二次污染物組成：一次污染物包括黑碳和地殼元素等；二次污染物包括二氧化硫、氮氧化物和氣態(tài)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化而成的硫酸鹽、硝酸鹽和顆粒態(tài)有機(jī)物等。研究發(fā)現(xiàn)，在北京，二次污染物的比例更高。北京市區(qū)交通排放的氣態(tài)有機(jī)物和氮氧化物、整個(gè)區(qū)域工業(yè)排放的二氧化硫是形成霾的罪魁禍?zhǔn)住?/div>