10月14日,北京地區發布霾黃色預警、空氣重污染藍色預警、大霧黃色預警仨預警共存狀態,空氣相對濕度已接近飽和,全市大范圍能見度在1公里左右,局地不足500米,出行務必注意交通安全及健康防護。北京城區被霧霾籠罩能見度低,不少市民佩戴口罩出行。

連續幾天,北京霧霾已是黃色預警,10月14日依然不見好轉。而這幾日,“中國軍方介入治霾”成為一個熱點新聞。

新聞緣起是:解放軍防化學院院長呼小平少將在中國國際展覽中心,發布了“全國空氣質量高分辨率預報和污染控制決策支持系統(NARS,簡稱吶思系統)”。這個系統在對“閱兵藍”進行實例模擬后得出結果,北京舉辦大型活動,北京及周邊省市排放企業并非都要停工、停產,只需要控制相關區域不多的可控排放源,就可以得到與“閱兵藍”同樣的效果,大幅降低控制代價。呼小平說,吶思系統是探索軍民融合發展路子的有效嘗試,它的精準治霾技術方法體系,是在防化學院核生化危害預測與控制理論、方法和技術基礎之上開展的,因此提出“軍民融合、精準治霾”。

分析認為,在很多治理辦法都不見大成效的情況下,這或許為我國治霾提供了一個新的思路。

隨后,科技日報記者采訪了這一系統研發團隊領軍人物黃順祥研究員。據他介紹,吶思系統團隊由解放軍防化學院牽頭,中國科學院大氣物理研究所、北京大學、國家氣象中心和北京一家科技公司等單位聯合組建。

近年來,防化學院在新理論和新技術的創新性研究中取得了突破性成就,特別是在核安全、化學安全和生物安全領域,很多研究均代表了中國最高技術水平。“吶思系統的核心技術,來源于核生化危害預測與控制技術。”黃順祥說,“大氣污染控制與核生化危害控制在理論上是相通的。”當治霾成為中國公眾關注的焦點后,長期研究核生化的黃順祥發現,其實核生化的一系列預測和控制通用技術,可以用來突破霧霾防控的難點。

今年,黃順祥團隊成功申請了我國首批國家重點研發計劃“大氣污染成因與控制技術研究”重點專項 “大氣重污染綜合溯源與動態優化控制研究(青年項目)”,結合前期研究成果,發展建立起了吶思系統。

“你是科技日報記者,我就從技術層面給你們講講。讓更多讀者能從專業上理解。”黃順祥介紹說,大氣污染應急控制的核心問題,是如何在不利擴散的天氣條件下采取恰當的調控措施,使其在到達控制目標的前提下控制代價、環境效應和社會效益整體效果最佳;本質問題是在擴散條件約束下提出一套對污染源的調控方案,涉及到排放源、氣象場預報、空氣質量預報、污染溯源、污染控制的經濟代價、社會效益和環境效應等內容。其中,排放源又可分為常規污染源和非常規污染源兩類。常規污染源可以通過更新排放清理實現;而非常規污染源(突發大氣環境污染事故和非法排放污染源),通常需要通過源項反演得以實現。

黃順祥告訴科技日報記者,目前,吶思系統除了可以提供數據綜合管理、氣象場預報、空氣質量預報等常規功能外,首次實現了大氣污染高分辨率網格化溯源和動態優化控制兩大功能。應用伴隨算子原理,計算造成目標區域大氣污染的各排放源貢獻率,從而實現從受體到源的逆向溯源?;诖髿馕廴舅菰唇Y果,對污染源貢獻的敏感性分析,給出基于網格化(分辨率1—3km)的不同區域、不同時段各種排放源對控制點的污染貢獻比例和主要污染源貢獻率排序清單,為大氣污染動態優化控制提供基本依據。

大氣污染動態優化控制,一方面受氣象過程、污染過程等自然規律的約束,另一方面要將污染控制這一人類活動反映到對污染過程的影響中,而自然控制論正是自然環境的自控行為與人工調控的機理以及人工調控的理論、方法和技術。黃順祥說,吶思系統應用自然控制論指導思想, 通過空氣污染控制的經濟代價、社會效益和環境效應評價模型,建立重污染形成條件、調控和效應三者之間的關聯機理,實現了天氣尺度重污染調控定量化。通過大氣環境監測、排放源管理、敏感性分析、大氣污染調控成本和社會環境效益等多項技術和方法,形成天氣尺度重污染動態調控優化方案。

黃順祥強調,要實現具體區域污染天氣的精準溯源和動態優化控制,還需要將該區域的排放源、社會、經濟等相關數據與吶思系統進行融合,通過管理部門制定對應的調控措施,并在重污染天氣過程中執行這些措施才能取得良好效果。

另據科技日報記者了解,吶思系統團隊以成員單位中的青年為骨干,黃順祥就是這一批青年科學家的代表;而著名氣象學家、中國科學院院士曾慶存全程參與研究指導,并擔綱技術顧問。