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谢绍东:架起科学与公众的桥梁

2014-10-31

“矮马全国空气质量预报系统”由北大环境科学专家谢绍东教授、王雪松副教授联合胡泳涛博士打造,自上线以来引起了广泛关注。团队成员之一的谢老师热情地接待了北京大学微信平台的记者,他深入浅出地介绍了系统背后的运作机制,并不时在电脑上演示。通过谢老师严谨而不失风趣的讲解,记者充分了解到这个系统对公众生活的裨益,同时希望有更多人能够了解“矮马”、受益于“矮马” 。

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问:矮马团队的三位老师建立矮马预报的初衷是什么?希望得到怎样的效果?

答:我们希望通过建立空气质量预报,架起科学与公众的桥梁,使公众了解空气污染的形成与未来的变化趋势,直观形象地看到污染物在一定区域内的分布态势。大家不仅能关注重点污染区域的情况,还可以看到全国的污染形势。

其次,我们希望这个预报对大气污染的区域控制有所贡献。我国各地经济发展不均衡,京津冀、长三角、珠三角和成渝地区正在粗放性发展经济,污染源排放量比较大,当气象条件不利时就容易出现严重空气污染。基于多重利益的考虑,很多地区可能会把空气污染归因于远距离输送,互相推卸责任。但是如果领导和公众通过预报能够了解到空气污染具有区域性特征,认识到区域污染控制的重要性,那么开展联防联控就相对容易一些。

同时,公众还可以根据预报的结果合理安排自己的活动,在重污染时期减少活动或绿色出行有利于降低污染物排放量,从而减轻不利气象条件下空气污染的程度。

我们还希望借此逐步建立环境咨询产业。比如有些小城镇缺乏人力物力,暂时没有能力去构建空气质量预警预报体系,但是他们又需要某个时期的污染预报,我们就可以为这些地方的环保部门提供某个时期的空气质量预报产品,并有专业人员提供分析服务。

问:“矮马预报”这个名字很有趣,它背后有什么故事呢?

答:尽管我们做空气质量预报的难度很大,但社会需求是存在的,我们不能因为有困难就不去做这件事,因此我们希望率先走一步。北大人都有这个思想,就是要敢于向新事物挑战。年轻人对新鲜事物更容易理解、接纳,我们希望有更多的年轻人关注这个事情,所以想有个活泼欢快的名字。此外,还希望大家能够包容它、让它健康成长,不要因为有一点错误就不让它发展。

基于以上考虑,我们首先想到的就是动物,动物有各自可爱的地方,也有缺点。很多人喜欢养宠物,并且对宠物很爱护、很包容。矮马在西方国家是个可爱的动物,我们预报系统首页的图案就是矮马,这个图案是胡泳涛(矮马团队成员之一)正在上小学的小侄儿画的。小孩画的图案经过简单的美术加工便成了现在的样子,背景选用了一张雾霾情景的照片,用于营造震撼的效果。

谢绍东02

问:您刚才提到空气质量预报的难度很大,主要体现在哪些方面呢?

答:做空气质量预报,首先需要有气象参数,气象预报如果不准确,空气预报就是错的。所以第一个难点就在于,我们现在的气象预报并不是太准,因为天气结构的变化形式多端,人类对它的认识还不是太清楚,尽管有了卫星以后准确率已经提高了,但现在气象预报只有70%左右的准确率。

预报空气质量的第二个参数是空气中目标污染物的浓度,这需要可靠的全国空气污染物排放源清单,但排放量的统计是非常困难的。排放源清单如果有200%的误差就很不错了,这个清单如果放到每个月、每一天,难度就更大。

第三个难点是无法获得实地观测的数据。预报的准不准需要用实际数据来检验,而中国对PM2.5的观测是近一两年的事情,观测数据有限,可获取的数据就更有限。另外,我们只能在环保部网站上看到即时数据,无法查询历史数据;只知道有哪些城市,不知道它监测点具体的位置。由此来看,做空气质量预报的难度是很大的。

问:有相关领域的人说,当空气质量变化特别大时,容易预报不准,“矮马”有这样的情况吗?它的系统是怎样运行和维护的?

答:目前做空气质量模拟遇到的都是这个问题,比如今天空气质量很好而明天很差,就难以模拟出来。但是矮马可以预报大起大落的空气污染现象,而且报得还比较好。不过北京十月份的情况比较特殊,由于气象条件变化复杂,难以模拟得很好。一旦过渡到冬季,天气比较稳定,预报就会很准。我们的系统考虑了近地面气象场的变化,这是决定模拟结果好坏的关键技术。我们团队中的胡泳涛把这个技术建立起来了,这是矮马预报的核心技术,是我们自己的实实在在的东西。

我们从两三年前开始建立这个系统,今年六月下旬开始运行。在正式上线之前经过了很长时间的测试,现在运行比较稳定,每天早上6点计算机自动更新数据。同时,我们还用现场数据反演源清单,不断调整系统中的参数。十月份北京的源排放和气象条件都十分复杂,因此十月是重点关注对象。我们逐渐积累了经验,就可以为明年十月的预测提供借鉴。人类活动和污染物排放受季节、气温的影响很大,情况复杂,所以后台需要经常进行调整。

问:矮马预报可以报告未来五天的空气质量情况,为什么选择五天呢?

答:气象预报一般在七天内比较有把握,而且它是空气质量预报的基础,为了提高空气质量预报的准确性,我们选择五天。五天是一周工作日,因此预报五天的意义在于,人们可以对生活做预先安排,包括交通工具的选择,以及是否外出远行等。如果看到气象条件不利,建议人们尽量选择公共交通或者减少用车时间。如果每个人都愿意这样做,那么通过公众力量达到的减排效果就要比我们想的好很多。而且这些行为都是自发的,政府不需要宣传和额外的开销。如果实际的空气质量比我们预测的要好,那我们的目的就达到了。

问:矮马预报如何与用户交流?为了更方便民众查询空气状况,是否考虑开发手机App?

答:我们的系统里有矮马博客,会在污染严重、预报结果与实际有出入时进行分析解释,也会分析空气质量变化和气象条件的关系、污染物的形成机制及并给出理论解释,这与前面的预报、历史评估相结合,很方便用户查阅和交流。目前矮马博客的编委会由专业相关人士和北大学生组成,采用自行投稿的方式。今后我们想进一步扩大范围,欢迎更多有想法的学生加入。相关的手机应用正在开发中。

问:APEC会议马上要在北京召开了,会议期间是否会出现雾霾是公众关注的焦点,最后想请您谈一谈对雾霾的预测和治理的看法。

答:分析北京十月初的重污染过程可以发现,北京周边地区的生物质燃烧加重了这次空气污染。总结过去多年十月份的数据也会发现,北京常常在国庆前后这个时期出现空气污染。因此,相关部门应该在这个时期严格控制大面积的生物质燃烧,从而减少污染物排放。另外,如果城市露天烧烤被禁止,也会减少很多排放。在工业上,可以对排放污染物比较多的项目做适当的产量限制。

APEC会议期间,除了车辆单双号限行之外,公众也可以根据预报选择更合理的出行方式。建议公众根据空气污染预报结果,在可能出现重污染的天气时减少活动,这样也能减少大气污染物的排放。其实很多人已经认识到了这个问题,到重度污染的时候,工地该停工的停工,输送垃圾的在那几天也可以减少或者不做,大型货运车可以选择提前或延后运输。这就是矮马预报的作用:致力于科普宣传,架起科学与公众的桥梁。