□本期嘉宾：美国国家大气科学研究中心终身科学家、中国气象局特聘专家 铁学熙教授

臭氧具有双面性，对人类生活环境有着重要的影响。上海市气象局和世界气象组织共同开展了城市环境和气象国际示范项目，研究上海地面臭氧的形成机制和转化过程。在一系列观测的基础上，提出了对碳氢化合物排放的控制是减缓臭氧污染的关键途径。

两面性：

“有益”又 “有害”

臭氧是地球大气中的一种重要痕量气体。对人类生活环境有着重要的影响。如按其高度分布分，可划分为平流层臭氧和对流层臭氧。

平流层臭氧主要集中于10公里至30公里高度。由于其特殊的位置，形成了一层保护层，免除了伤害性极强的短波紫外线对地球生命的危害，使得人类和各种动植物能无忧无虑地沐浴阳光，科学家誉之为 “生命的内保护层”。因此，平流层臭氧又被称为 “有益”的臭氧。

然而臭氧，臭氧本身又是一种对人体有害的气体，较高的臭氧浓度会对人体健康产生危害，高浓度臭氧会刺激眼、鼻、喉咙的黏膜，对支气管及肺等呼吸系统造成影响，特别是会损伤儿童的肺功能，引发胸疼、恶心、疲乏等症状。在严重情况下，还会造成死亡事件。例如， 20世纪50年代发生在美国洛杉矶的一次光化学烟雾 （即高浓度臭氧）事件，导致洛杉矶400个65岁以上老人死亡。因此，近地层臭氧，即人类能够接触到的臭氧，又被称为 “有害”的臭氧。

除了对人类健康的影响外，近地层高浓度臭氧又可造成一系列环境影响，如使橡胶制品老化、建筑物受腐蚀而损坏等。研究证明，臭氧是毒害植物的罪魁祸首，美国植物因光化学烟雾污染每年减产12%至13%。对流层臭氧同时也是一种温室气体，其直接气候效应导致北极地区增温年均达0.3℃。地面臭氧浓度升高将对人类社会可持续发展产生巨大威胁。因此，研究臭氧具有非常重要的意义。正如有的科学家所言 “这是意义重大的研究，是在拯救我们人类自己”。

臭氧污染，

二次性的空气污染

近地面臭氧的生成非常复杂，是一种二次污染物，并非人类活动直接排放，而是由人类活动排放出的其他污染物，如氮氧化物（NOx）和碳氢化合物 （VOCs）经过一系列复杂的光化学反应所产生的气体，因此，也可将臭氧污染叫做二次性的空气污染。由此可见，进行臭氧污染研究比其他一次污染物的研究更为复杂。

从欧美国家的经验来看，臭氧背景浓度的增高与经济增长、能源结构转型有着直接的关系。汽车尾气排放的增加导致了臭氧前体物 （如NOx、CO和VOCs等）的增加。对颗粒物污染的治理会有效改善一次性的空气污染问题，但同时又会提高太阳辐射，增强大气中的光化学反应能力，造成臭氧污染的增加天然气报警器，即二次性的空气污染问题。欧美等发达国家于上世纪50年代经历了这种从一次性到二次性的空气污染转型，但由于对二次性空气污染的认识不足，转型后的臭氧污染极其严重。此后经历了近50年的艰苦治理，臭氧污染问题仍是欧美等发达国家所要面临的难题。

当前液化气检测仪，我国的经济社会发展模式与欧美等国家在其污染转型期极为相似。如汽车保有量急速增加，同时对颗粒物污染的治理力度逐渐加大，因此，我国空气污染治理面临着一个严重的问题，即臭氧污染会不会导致欧美等国家经历过的污染转型期发生的严重问题在中国上演。

上海作为超大城市

进行了大量臭氧研究

上海市气象局和世界气象组织共同开展了城市环境和气象国际示范项目臭氧，重点研究上海地面臭氧的形成机制和转化过程，并且与北京大学物理学院、美国国家大气科学研究中心等著名的科研机构建立了合作关系，共同研究和控制地面臭氧与光化学污染。现在，上海市气象局建立了 10个地面观测站，针对臭氧及其前体物开展了连续在线监测，对比试验表明数据的观测精度与世界先进水平相当。观测站点覆盖了上海中心城区和主要郊县，代表了不同功能区 （钢铁工业区、化工区等）的臭氧特征。

在一系列观测的基础上，上海市气象局从美国国家大气科学研究中心引进了国际先进的动力化学耦合模式WRF-Chem，率先开展了包括臭氧在内的化学天气数值预报业务，并从2007年起率先开展了上海和长三角地区的臭氧浓度预报，并以上海市气象局多灾种早期预警平台为依托，开展了城市臭氧气象灾害的预警业务。目前正在着手开发臭氧健康预报产品。

研究表明，上海城区目前地面臭氧的形成处于 “碳氢化合物控制”阶段，因此，对碳氢化合物的排放进行控制是减缓臭氧污染的关键途径。此项研究为如何进行上海市臭氧污染控制提供了关键的理论根据。

上海市政府对城市臭氧，包括对空气污染的治理非常关心，提出了 “BetterCity， Better Life”的城市理念。上海市气象局密切关注发达国家出现的城市光化学污染事件，根据超大城市环境气象以及气象公共卫生服务的需求，敏锐地预见了上海及长三角地区未来可能面临严重的臭氧问题。目前，上海地区的复合型污染特征日益凸显，尤其表现为臭氧和细粒子污染。 2007年和2008年的高浓度臭氧天数显著上升，未来如何控制并应对上海的臭氧污染，如何开展臭氧对人体健康的影响评估，如何指导市民采取有效的防护措施，都需要开展更加深入的研究，上海超大城市群的臭氧研究工作仍然任重道远。 （来源于2010年9月17日《中国气象报》 作者：王素琴）

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