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你知道还有“地下霾”吗?

2016年05月29日

核工业北京地质研究院研究员杜乐天参加光明科学沙龙第11期

很荣幸能参加这个沙龙。根据本人的研究,霾有两个来源:一个是地上的,这是不言而喻,大家都认识到、感觉到、注意到的。另外还有地下的霾不可忽视。

地上的霾源包括工厂、矿山、行车、取暖、烧荒等等(大体只产生PM2.5变动在100左右)。地下的霾源包括土层霾、地下水中盐类以及深源霾,特别是重金属微粒。根据我的初步研究结果,地下霾源可高達100到1000。今天我着重谈重霾的来源。

一、重霾具有突发性的特征。如果重霾全部都是人为的,那应当是逐渐积累的渐变过程。所以我对此重霾全部来自地上人为活动表示怀疑。

二、从历史上讲,以山东地区为例,很多年前就有霾,而且是重霾。1799年12月蓬莱整天的大雾竞日、气如硫黄。1852年二月,蓬莱昼晦,白天就像夜晚一样。1853年正月平度天气昏日,有火药味。1856年二月栖霞黄雾四塞。那时候基本没有工业污染,为什么仍有重霾天气?

三、通过分析卫星资料,我发现,EOS卫星2011年11月气溶胶光学厚度分布图与MOPITT卫星同期CO浓度分布有关联性,CO浓度高的地区恰恰就落在我国京津冀地区雾霾严重地区。

为什么华北地区容易发生重度霾?我认为,这与华北盆地、南阳盆地的地质构造有关。盆地是气盆,到处向上排气,地质学是上凹、下拱,拱出来的是软流体,它是巨大的气源体。

四、地球向上不仅排气,而且还排热、排盐、排碱、排硝等。盐碱皆易溶于水,气流也可以带上来此溶液微珠,在空气中水蒸发,就会出现众多盐、碱微粒。

气象学家们多年持有固体地球观,不考虑地球内部排气作用对大气环流的异常作用。

五、从全球范围来看,地球有多个大鼻孔出气或者“哮喘中心”,如黑海、里海,再一个就是渤海。我们曾经立项测过,渤海氢气浓度特别大。这个“哮喘中心”是地震、霾以及山火、海难发生的中心。

下面我具体分析一下“地下霾”的来源。

首先是土层霾。土层指10米左右厚的土壤层。此土层包括几十万平方公里含有大量农药、化肥、杀虫剂的农田;工厂、矿山废渣;各地因大兴土木带来的大量渣土以及铺路沥青;数以万千的大小垃圾场,光北京市的垃圾填埋场有上千个;环渤海湾到处是盐碱地等。

此土层极为疏松多孔,高度吸附微颗粒。另外,充满大量的饱和含霾气体,向地表扩散。地温升高就更易挥发。重霾天都有共同的特点:气温高,这决定于地温升高;而地温升高源于地球排气(热气流)。上述气温一高,于是就没风(改为垂直上升气流,感觉不出有风。在气象上叫静风)。大气水平运动才感到有风。静风实际上是没风,刮不走,所以积累成重霾。

其次,地下水层中溶解大量的各种硫酸盐、碳酸盐、硝酸盐、NaCl盐等,水温一高强化蒸发带上盐类微颗粒到空中。

地球深部气流向上携带几十种元素微颗粒,这在地球化学深穿透(Deep Penetrating)早有几十年的找矿成功实践。

另外再讲一下地球的排气作用。现在很多人只知道地球有一个大气圈。但事实上,地球内部还有四个气圈(上地壳、中地壳、上地幔、外地核各一个)。地球内部至少还有500个大气圈没有排出来,这个过程进行了46亿年,至今仍未停止。我们的进一步研究证明大气圈和水圈都是地球排气的产物。

值得一提的是,根据研究,地震的频率和全球的气温曲线是一致的。所谓的全球变暖不是人为所能,人为可以局部变暖。然而全球规模变暖只有多发地震排气和排热能够造成。

最后我想说,这个沙龙搞的非常好,最主要特点就是不同专业的跨界交流。我今年已经83岁了,在学术界多年我深感吃了大亏,西方自然科学存在把我们害了的一面,为什么?因为它把学科分得太细、太碎、太窄、太偏、太散,使我们的知识和理论严重地碎片化,解决综合性难题的能力大大退化!

这里再次强烈呼吁,科学研究一定要拓宽思路,要跨越专业和学科的界限来考虑问题。要独立思考,告别洋教条。特别是自然灾害,这个东西不是单一物理、化学、生物、数学能够解决的,那个老分类已经不行了。(整理/战钊 经杜乐天研究员审核)


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