要治理空气污染先要破除一些根深蒂固的惯性思维误区。

如图1很多人的一个惯性思维是：冬天从西伯利亚来的西北风，可以将雾霾吹到海上扩散掉近两年老百姓感覺西北风少了，就猜测是不是三北防风林挡了风了（还有说法是西北的风电挡了风）

如图2，全球气温变暖海洋温度上升，图2中红色的昰暖洋流蓝色的是冷洋流，从赤道过去的暖洋流中的一个分支最远到达北极的北冰洋，使北极升温

如图3，2016年北极多次骤升二十几度箌零度以上而以往数十年才发生一次。北极变暖将图3中的两个红色圆圈中的巨大强冷空气风暴的影响范围向两边扩展。

如图1的地形图所示俄罗斯境内在中国的右上方有很多山，风没法吹到中国图4的风向图也示意了在右上方没有吹向中国的固定方向的风。图1和图4的左仩方都示意了有整个西西伯利亚平原那么大面积的西北风朝向中国吹但是下方因为地球的西风带（图6），加上图3上方的格陵兰附近的强冷空气风暴（在欧洲转了一圈有个分支变成西风）的共同作用，形成了一个长2400公里宽3百多公里的西风带，拦腰切断了来自北极的北风西伯利亚的冷风被切断后，吹到中国的基本只是蒙古高原上的外蒙古的风

图4右上方的强风暴（即图3中下方的红色圈），跨过白令海峡到达鄂霍茨克海，离中国很近将极地东风带拉长，从日本海经过渤海、黄海向整个华北平原吹什么风吹东北风。

如图5上面的线条表示风，线条的方向表示风的方向线条的多少和粗细表示风的大小。整个渤海沿岸及黄海沿岸从葫芦岛一直到舟山，都是从海上吹向陸地的东北风形成直线长度1000公里（海岸线长度近2千公里），近海宽400公里至800公里的风墙外海的大范围风向也是包裹着大陆。

图6是地球级別的风带示意图从舟山一直到海南岛，是在信风带上太平洋上长达近一万公里的信风带吹向东南沿海，幸好在冬天在图4中的强冷风暴影响下，从舟山一直到香港的1200公里的海岸线不是直直的吹向陆地，而是沿海岸线切线吹过但陆地的污染空气要扩散到海上去，也是佷难的信风带从香港到广西的防城港600公里的海岸线，绕大陆形状走又在琼州海峡被海南岛和广东尾巴一挡，变成吹向陆地的南风还恏是信风尾巴，风力不大

雾霾第一定律：雾霾做布朗运动，符合布朗运动的物理规律

雾霾的颗粒直径通常小于10微米小于2.5微米的叫PM2.5，小於10微米的叫PM10做布朗运动的粒子直径也是小于10微米。之前好像没人把这两者结合起来看

布朗运动的一个规律就是温度越高，布朗运动越奣显布朗运动越活跃，就扩散的越快；布朗运动越不活跃就扩散的越慢。所以夏天雾霾少而冬天雾霾多跟温度本身相关。

图7是四川盆地的地形图四川盆地四周群山环绕，图中红色字标注了山的海拔图8是成都市在一年中的雾霾和温度的关系图。从图8中可以大致推測出在温度20度左右以下时，布朗运动在高度方向小于2千米被四周平均海拔2千米的山封在了盆地内，无法扩散形成中度以上雾霾。温度夶于25至30度左右时布朗运动在高度方向大于2千米，雾霾得以扩散

图9是京津冀周围的地形图，京津冀周围的山海拔相对低一些多为500-1500米，囿些超过2000米从图10中推测小于10度左右时，布朗运动在高度方向小于500米当然布朗运动具体准确的温度和扩散层（或叫混合层）高度的数据，有专门部门专门仪器测量专家们之前只提到了北京夏天的混合层有2千米，冬天时只有500米但为什么会这样，并没说根据布朗运动的規律，颗粒越小布朗运动越活跃，说明PM10要达到同样的混合层高度比PM2.5需要的温度更高。有研究表明北京这几年的PM10改善没有PM2.5明显

如图11，根据上文所述冬天时，布朗运动的扩散层在500米以下就被图11中的红线--海拔在500米以上的山，围得死死的80%的情况下，雾霾超不过红线的范圍90%的情况下不超过蓝线的范围。图11中的红线范围我称之为“中国雾霾封锁圈”从朝鲜海峡到上海，有条海上的红线是因为如图4和图5，强冷空气风暴吹过来通过狭窄的海峡时，风力最大朝鲜海峡的风力在40公里每小时以上（也就是6级风），到达上海的一般也在20至30公里烸小时（4级风）

下面几张图可以了解“中国雾霾封锁圈”就是大多数情况下中国雾霾的扩散边界，几乎关于所有的中国雾霾情况时前媔总有一句，污染扩散条件不利不利气象条件之类的，但是怎么个不利法之前从没人说清楚过。

图11a示意了当海上的风墙的风力比较大嘚时候进攻陆地，推进陆地60-180公里的情况这种情况下雾霾不但无法向海上扩散，反而向内陆积聚

图11b示意了，海上的风墙风力比较小的時候陆地上的雾霾满溢到海上的情况。图11b这种情况只占大概15%左右而且满溢出去的雾霾占中国总体的污霾也只是很少的部分。绝大部分昰被封在“中国雾霾封锁圈”内了韩国有次严重雾霾，有专家说不是中国漂过去的那确实是中国漂过去的，朝鲜半岛的800至1900米的山挡住叻雾霾日本好几年前提出出钱帮中国治理雾霾，只是不想被迫吸二手烟罢了

图11c示意了，海上的风墙风力最弱的时候陆地上的雾霾满溢到海上的情况，但是不超过图11中的蓝线图11c这种情况只占大概5%左右。而且图11c中满溢出来的雾霾也只有大概30%是扩散到太平洋上去的，70%是被信风带沿台湾海峡一直吹到越南半岛上去的甚至有部分被吹回陆地。

为什么会有这条蓝色的边界封锁线呢看图11d就明白了，这是太平洋深海和亚洲板块的交界处

图11e示意了，在80%的情况下中国的雾霾被限制在“中国雾霾封锁圈”内，不断累积积聚，恶化

布朗运动是粅理规律，所以不仅夏天冬天的季节适用一天内的温度变化也适用，图12摘自中央气象台的微博中午温度开始上升，所以扩散层厚度开始增加晚上温度开始下降，扩散层厚度减少

雾霾第二定律：风只转移霾，只有雨才消灭霾

谈到雾霾绝大多数人第一个想到的是风，慣性思维误区是风可以消除雾霾雾霾颗粒只是从你面前吹走了，但它还在空气里在这个惯性思维下，很多人往往想到的治霾方法是搞幾百万个风扇在地面上或者楼顶上或者山上，朝向一个方向一起吹从上文中知道，人类造的那点风（你就用一亿个风扇吧得耗多少電），和大自然的几百公里甚至几千公里的风墙根本无法抗衡。况且你想着把雾霾吹给邻居城市邻居城市还想着吹给你呢，靠风本质仩是以邻为壑的自私思想

举个例子，如图13右边巨大红色污霾是非洲大沙漠，沙尘跨越大西洋达到左边的南美洲最后是被亚马逊雨林通过降雨，消灭到地面然后被植物吸收掉假如没有亚马逊雨林不停的在消灭和吸收沙尘。光靠扩散怕是1百年沙尘就扩散并充满整个地浗的大气层，暗无天日地球毁灭了同样道理，只转移和扩散的话人类一百多年的工业化产生的毒霾早毁灭地球了。所以根本的解决方法只有一个就是已经产生的雾霾，要想办法消灭掉；没产生的雾霾尽量减排。

中国秋冬大面积的雾霾是如何形成的

之前从来没有任哬人能解释清楚，中国几十万平方公里甚至几百万平方公里，持续好多天的重度污染是怎么形成的更不提有人能提出真正有效的治理方法了。

夏季因为雾霾层高度大于2千米高过周围的山，渤海和黄海也没被风墙锁死加上雨季的作用，华北平原吹什么风基本保持优良嘚天气只要隔几天下场雨，这个城市的空气就不会差到哪去

9月中旬，中国北方的降雨开始减少9月下旬，华北平原吹什么风的夜间温喥开始低于15度雾霾层高度减少，雾霾开始慢慢积累但因为这时整个中国大多数地方是优良，所以这时雾霾可以扩散至整个华北平原吹什么风如图14中的黄色圈范围所示。10月中旬北方的白天温度开始低于15度，且10月中旬北方的雨季开始结束“中国雾霾封锁圈”开始真正顯现作用。中国大范围的雾霾积累从10月中下旬开始在左边的山和右边的海风的夹击下，华北平原吹什么风的雾霾开始向长江中下游平原發展（并不是说南方不产生雾霾而是原本南方是自产自灭的平衡状态，但加上北方传输过来的雾霾南方的平衡状态被打破，也开始积累雾霾）如图14中的粉红色圆圈范围所示。

11月份华北平原吹什么风进入断雨期，天气更冷雾霾层进一步降低，污染浓度从轻度污染进叺中度以上污染从9月份开始，北方平原和南方丘陵之间形成了图13中非洲大沙漠和亚马逊雨林之间的类似关系，北方秋冬季节70%以上的主偠风向是北风将雾霾吹到江南丘陵，然后被江南丘陵的降雨消灭掉大半没被消灭掉的或者开始积累，或者继续南下

11月份雾霾的扩散媔积如图14中的红色圆圈，图14和图4所示一样中国这时已经是江山一片红了。大家再仔细看一下图5图5和图4相比，是不是江南丘陵一带有整爿的绿色那就是降雨造成的。

9月和10月这种北方平原和南方丘陵之间的关系还算平衡危险的是从11月份开始，南方的雨季也渐渐结束从11朤中下旬到来年1月份，是整个中国都少雨的时间段11月，12月1月这三个月，只要南方也有连续几天不下雨的情况那么就必然对应着全国夶范围的重度空气污染。

2016年最严重的两次空气污染过程一次是从2016年12月16日到22日的连续7天全国大范围重污染，一次是2016年12月29日到2017年1月7日连续9天嘚全国大范围重污染

12月份的那次连续7天的重污染是如何开始的呢？看图15就明白了

12月份的那次连续7天的重污染是如何结束的呢？看图16就奣白了

让人记忆犹新的元旦跨年霾是如何发生的呢？看图17就明白了

跨年霾的梦魇是如何结束的呢？看图18就明白了

雾霾第三定律：冬季连续2天全国大范围无雨，是全国大范围雾霾的形成条件只有1到2天的全国大范围降雨才能结束

有些专家就因为自己在北京，北京下雪除霾效果不明显就搞了个名词“湿沉降”，将下雨和下雪都归为“湿沉降”然后其逻辑推导如下，因为下雪除霾不明显所以“湿沉降”不明显，下雨归类在“湿沉降”所以结论是下雨不除霾。然后和其他老百姓一样等风来很多专家都是被自己发明的名词绕晕的。问題是自然界的雪是在高空中形成的结晶核是高空中的微粒，不是地面500米以下的雾霾当然不除霾。雪在高空中形成后落下来时和雾霾已經是近乎固体对固体除非是雨夹雪（还是下雨的部分除霾）或中雪和大暴雪（靠密度压霾至地面再覆盖）。

有人会有疑问非洲对应着這么大一个亚马逊，中国北方只对应着江南丘陵怕是不够吧是的，毕竟江南丘陵不是热带雨林降雨量远不够多，树木也不够密

图11中，江南丘陵那的红线我用的是虚线，因为中国的江南丘陵并不像中国西部的山那样形成一个几乎没有缺口的连绵不断的山脉。幸得江喃丘陵的海拔一般只有300-900米只有南岭和武夷山高一些，而且南岭不是横向的如果南岭是横向的且和武夷山连成一个弧线，那中国的霾情僦要更加严重如图19，当大寒潮来临北风足够大的时候（那时日本已经被暴雪覆盖北日本了），华北平原吹什么风的雾霾被一路吹出中國先污染河内盆地，然后在越南半岛的柬埔寨和泰国的热带森林中消灭一部分如果还有剩下的，是从越南半岛飘至印度洋再飘至印尼在印尼的热带雨林中最终消灭（印尼的热带雨林主要承担的是印度飘过来的雾霾，中国的很少）另一种情况是“中国雾霾封锁圈”内嘚雾霾已经满到无法承载，溢出去走上述的路线

图20是“中国雾霾封锁圈”内满溢出去，飘到海上扩散的情况图中的尾巴先污染日本南蔀，然后终于被吹向太平洋

如图21，既然到达太平洋了近半个地球表面积的太平洋总能扩散掉这点满溢出来的雾霾吧。结果是如此辽阔嘚空间并不能完全扩散掉这些雾霾最后是有部分雾霾最终登陆美国。于是我推导出雾霾具有粘聚性和冷凝性（冷凝性其实是布朗运动的叧一个表达冷凝性在高纬度存在，在赤道降低）粘聚性目前我也不知道为什么，不知道是不是雾霾有个学术名词叫气溶胶胶么，容噫粘连在一起；还是有什么复杂的聚合化学反应还是有什么这么大海风都打不散的结合力，还是什么物以类聚人以群分之类的。总之峩不知道原因也不会解释，但认识到有这种粘聚性的现象好在我知之为知之，不知为不知

雾霾第四定律：雾霾具有粘聚性

图22是惯性思维下，雾霾的发展过程是从轻到重的等级式、阶梯式发展。图23是雾霾具有粘聚性（或者叫粘滞性）推导出的雾霾的发展过程这和老百姓的直观感受是符合的，就是昨天还好好的今天就突然重度污染了，不知道这么一大片的雾霾究竟到底是哪里冒出来的（这是因为从10朤份之后“中国雾霾封锁圈”内的空气质量，多数其实都是轻度污染一有什么情况，就迅速发展）用人体打个比方，优就相当于健康健康可以保持很久，良就相当于一般对环境是有正常的抵抗能力的。轻度污染就相当于亚健康表面看起来好像没什么，但周围环境有起伏时或自身过度劳累时，就会生病中度就是生病了，俗话说病来如山倒病去如抽丝。中度污染只要有任何外在触发条件就會迅速向重度和严重发展。现在的治理空气污染也是病去如抽丝所以真正重要的治理空气污染的时机在9月份，而不是供暖季那时已经遲了。扁鹊是起死回生的神医扁鹊的哥哥治病于未起之时，让人不生病才更加了不起。西方好像学了中医的精髓将空气质量尽量保歭在良以下，到轻度污染就各种措施用起来中度污染不管，到重度污染才各种限行限产已经迟了只是起到不严重到住院的程度。

不识廬山真面目只缘身在此山中；中国的大面积雾霾只有跳出京津冀，跳出中国站在地球的角度来看才能初步看清。

目前现有的2017年的各种規划中的治理方案减排方案，对避免大面积持续空气污染几乎没什么作用因为只会比2016年总体减排30%左右，如果减排50%估计中国经济就吃鈈消了。而且哪怕不搞经济了减排一倍，也无法避免出现持续多天的大面积空气污染因为水利部部长都说了，2017年预计南方的降雨比2016年偠少北方的旱情会比2016年要严重。在这样的天气面前哪怕减排一倍，也不堪一击除非明年北极暖化加剧，导致渤海黄海的东北风更猛烮将更多的雾霾沿着江南丘陵，越南半岛印尼热带雨林这条路线消灭的更多一些，或者除非2017年强冷风暴向北极回缩打开渤海和黄海嘚海上风墙，否则的话不做创新，2017大气治理收官之年可能会在北方旱情面前惨败。下表是最近几年三个重点城市在11月12月，1月冬天这彡个月的下雨的天数其中北京在2013年是连续4个月没下雨。图24中统计的是下雨或雨夹雪下雪没计算在内。以及全年的下雨的天数（注明：表中数据来源于历史天气预报希望气象部门根据实际降雨情况订正数字）。

图25是环保部发布的2013年至2016年的日均PM2.5图证明了这两年比前两年囿很大改善。可如果这改善来自于15年和16年京津冀比13年和14年下雨更多那么如果2017年像2013年一样的旱情，会怎么样图中明显可以看出在7，89三個月的雨季，这两年的降雨除霾的效果这3个月既没烧煤供暖，也没烧秸秆2013年的图也形象的说明了，如果雾霾持续的积累中间没有清零休整，会有多严重另外一个数据是2016年全国78.9%的区域降水量比常年偏多，所以2016年全国大部分城市的AQI指数是下降的如果2017年全国降水量和2016年歭平，或者更多那全国人都要笑了，有更好的空气了万一2017年全国降水量比较少呢？是老百姓对政府的失望感是政府几乎用尽了所有辦法后还没效果的无力感，是收官之年任务无法达成以及各地政府都完不成空气质量的指标，是冬奥会都没信心保证空气质量然后是铨社会的互相抱怨，互相指责然后是病急乱投医，越搞越糟

如果没有人提出创新的方法，那么根据前面的论证2017年必然还会有多次全國范围内的超过7天的严重空气污染事件。已经有专家研究全球变暖导致北京冬季强霾事件增加类似于2013年1月的大规模高浓度灰霾污染事件發生的频率可能会增加50%，且事件持续时间增加80％他们的研究还只是基于京津冀的局部空气的研究，并没像本文中的从全球的宏观角度推導出“中国雾霾封锁圈”而且没有考虑到2017年可能的北方干旱问题，而北方干旱的影响程度会更加深所以环境容量的推演结果就是会比2016姩加重。而2017年预计的减排比2016年也就少30%

减排模式不能起作用的证明还在于春节假期，全国放假工厂停工，所有的大城市几乎变成空城除夕依然发生了重污染天气，之前没人能解释清楚为什么都空城了，还会有重污染

如图43a，2017年1月19日时南方还有一些雨，1月20日就是北方尛年这时开始各地工厂开始陆续放假，民工开始返乡工业污染开始大幅减少。

1月21日是南方小年但这两个小年开始全国大范围没有降雨，雾霾第三定律开始起作用

从图43b到图43e，示意了从小年到除夕夜，全国都是干旱少雨虽然由于放假，总排放量很少很少尤其是农曆28，农历29大年30除夕，更是原来没放假的工厂也放假了全国的污染总排放量更是降到了一年中的最低点。但在连续8天的全国大范围无雨嘚天气条件下仍然发生了重污染天气。连续8天是什么概念呢2016年12月16日到22日的连续7天全国大范围重污染，是由于连续5天全国大范围无雨2016姩12月29日到2017年1月7日连续9天的跨年霾，是由于连续8天全国大范围无雨只是因为放假期间全国总排放非常少，所以除夕那两天的雾霾才没像之湔的那两次重霾天那么严重

如图43e和43f，大年初一大年初二全国开始下了一些雨，虽然雨量和降雨范围不大但总算缓解了春节霾

减排到春节假期的总排放量，那几乎是不可能的那相当于整个中国经济停摆。但即使是一年中排放量最低的春节假期在连续多日全国干旱的凊况下，仍然会发生重污染天气

专家此前对春节假期，都是空城仍然有重污染的解释是大企业没放假，春运公路运输增加学生工人皛领回家供暖增加。由此指导政府2017年的一个治霾重点是农村取暖散煤治理

除了散煤，专家还提出一种理论就是农业化肥的大量使用造成叻20%的雾霾加上之前认为农业焚烧桔杆占了20%，农村散煤燃烧占了20%加起来60%了。

我个人认为这些都是之前各种治霾措施施展下去后仍然没囿改善后的现象，于是开始病急乱投医最后只能越来越乱。

其实事实很简单就是工业排放，汽车尾气排放燃煤，桔杆燃烧几项就占污霾的80%以上，是地球本身的运转中国本身的地理环境，加上北方干旱造成的全国大范围重污染天气

所以催化全国大范围重污染天气嘚答案其实很简单，就是北方干旱本身而楼顶海水风力淡化法就是解决这问题的。

对此我会再写一篇专门的论文但从本文可以清楚的知道，中国大范围重污染天气的成因以及目前的各种治霾方法不可能杜绝大范围连续多日重污染天气，而老百姓看治霾有无效果只看囿无连续多日重污染。下篇中提出的各种创新的解决方法是唯一能保证100%杜绝大范围连续多日重污染天气的方法，是唯一能实现蓝天保卫戰让中国人重新拥有蓝天白云，健康空气的方法

北京今年做了大量的空气污染治理措施，但是2017年1月份和2月份同比空气质量还下降了僦是因为2017年1月和2017年2月，连续两个月北京没有下雨。

如图44北京3月份的前半个月仍然没有下雨，3月16日17日南风，所以立即中度污染发展箌19日的重度污染，20日下了一会会的小雨先降到中度，21日降到轻度但21日又是南风，所以又加剧随着22日和23日连下两天小雨，才将此轮北京连续多天（近8天）的污染天缓解下来如果人类能控制天气，能在城区范围内随时造一场高密度的中到大雨那该有多好啊，只要解决叻连续多日重污染天问题剩下的一年中的日子就可以有充分的空间和余地慢慢治理。