雾霾与过度开采地下水的关联性探讨

雾霾可能与过度开采地下水有关

雾霾与水循环关系初探

内容提要

今年以来，我国华北等地大范围持续雾霾频发，其直接原因当为污染物过量排放。但看年度同比，各地单位时间内排污总量并未剧增，同时，今年气候亦不比往年明显反常，所以雾霾灾难之复杂成因还有待进一步探索。

作者认为，我们应该特别注意水循环系统的失衡问题。几十年来，水资源用量越来越大，缺口与时俱增，许多地区长期大量开采地下水，其与生态破坏和环境污染综合作用，严重干扰甚至阻断了本地水循环机制。大范围持续雾霾灾害“突然”接踵而至，说明人为因素的扰动破坏已经超过了自然环境的某种临界点。这应是雾霾重重的深层原因。

本文着眼于水循环整体，多角度分析论述水气演化运动。本文提出“自循环”的重要概念，并强调自循环在水气循环和降解污染中的主导作用及重要性，使我们对水循环和生态系统内在规律的认识更为深入。

雾霾灾害既是危机，也是机遇。治理雾霾当遵从自然规律，以期恢复相对正常的自循环体系和生态系统。自循环是核心，恢复是关键词。根本还在改变观念，转变经济模

今年以来，我国华北等地大范围持续雾霾频发，其直接原因当为污染物过量排放。但看年度同比，各地单位时间内排污总量并未剧增，同时，今年气候亦不比往年明显反常，而雾霾日数却突然骤增数倍，严重程度前所未有，所以雾霾灾难之复杂成因还有待进一步探索。

按照通常的解释，雾是指大气中因悬浮的水汽凝结、能见度低于1公里时的天气现象;而霾的形成主要是空气中悬浮的大量微粒和气象条件共同作用的结果。雾和霾的区别主要在水分含量：水分含量达到90%以上称雾，水分含量低于80%称霾，在80%～90%之间的，为雾和霾的混合物。

我们遭遇的霾主要是人类排放的污染物，雾则是霾聚集的气象条件。治理雾霾，一方面要控制污染物排放，同时还需要重新认识雾，也就是从水循环之整体系统看一下今年以来雾霾突然加重的深层原因。

我们先来看两个汉字：雾和霿(音盟)。成书于两千余年前的《尔雅》和《说文解字》对这两个字的解说为：

地气发，天不应，曰霧(雾)。

天气下，地不应，曰霿。

这样来看，同样是雾，却分为两种状态：雾与霿。应该说，古人的分类和解释更科学也更精准。雾和霿，也可以简单地称为晴天之雾与阴天之雾：雾，地气发，天不应，近地雾气弥漫而天上无雨云，所以大雾必天晴;而霿则是阴天之雾，天气下，地不应，云气一直压到地面，却未形成降雨。雾一般过程较短，而霿则历时较长。

尤其应该注意的是“地气发，天不应”与“天气下，地不应”中的“不应”。此之“不应”大有文章。不应就是上下阻隔，天地不通，所以才会形成雾和霿这两种非正常状态。

与“不应”相对的自然是“应”。雾与霿之两种不应，其相对则为晴与雨的两之应。这样，我们就可以看到水循环之四种气象状态：

地气发，天自应——晴;

地气发，天不应——雾。

天气下，地自应——雨;

天气下，地不应——霿。

晴与雨都是天地通畅状态下天气与地气之自然相应相接，所以它们是气象之常态。而天气与地气不应的雾和霿，相对来说则是上下不通的非常态或过渡状态。

古人用雾和霿这两个汉字，深刻发现并准确描述了这两种特殊状态的内涵，并为我们定格了窥测水循环“天机”的窗口。

水循环即地球上的水往复于天空、地面和地下，转化于气态、液态和固态之间。水的三态转化之性质是水循环的内因，太阳辐射和重力作用是这一过程的动力。太阳辐射使水从海洋和陆地表面及植物表面散发变为水汽，水汽随着气流运动而被输送，再凝结下降为雨雪，产生径流，汇入河川，流入海洋。在气象学上，海洋同大陆之间的水分交换过程称大循环;海洋或大陆上的降水同蒸发之间的垂向交换过程称为小循环。

在蒸发与降水两种状态中，蒸发是经常性的、持续不断进行的，而降水则相对短暂和集中(在降水过程中，蒸腾作用同时往往更为活跃)。故晴为常态，蒸散不止。雨为暂态，集中降水。降水时间一般远少于无雨时间。

在晴天气候中，常态是蒸散持续，暂态为雾气聚集。

在雨天气候中，常态是雨雪之降，暂态为霿气覆地。

《黄帝内经·素问》云：“地气上为云，天气下为雨;雨出地气，云出天气。”将古人对云和雨、雾和霿的精妙解说综合起来反复琢磨，我们对于水循环系统就会自生新颖知见。

在一般的理解中，阴晴雾雨等只看天，而不见地，或很少想到地的因素。但实际上，晴或雨都是天气与地气共同作用的结果，缺一不可。二者缺一，则成雾或霿。在古人的认识中，地的作用较之天更为重要。这点值得我们注意。

水周而复始循环于天地之间，其中地的一方起着主导的作用。从因果上说，先有水汽蒸发然后才有雨雪降落。从关系上说，云来气接，有地面蒸腾的接应，降水才能形成。降水如此，晴天也是如此，而雾与霿的出现，则是因为其中一方未能如此。

雾与霿本来只是非常态，之所以雾霾成为常态，说明整体水循环系统失常而出了问题。而问题的根源，我们则主要应该在“地上”来寻找。

既然雾实际上分为雾和霿两类，则雾霾相应地也分为雾霾与霿霾。为叙述方便，本文在多数情况下沿用雾霾之统称，必要时自当分称并分析。

归纳本节内容，我们可以看到水循环系统的两境之四态：

晴境之两态为：晴与雾;

雨境之两态为：雨与霿。

晴和雨为常态，雾和霿为非常态。

水由液态或固态转变为气态，逸入大气的过程为蒸发。蒸发即液体分子从液面离去的过程。水在绝对零度以上的任何温度下都可蒸发。水从液态变为气态，体积膨胀1000多倍。而从气态凝结为液态，体积复收缩1000多倍。蒸发膨胀而凝结收缩，气态多升而液态多降，水随气温等变化而胀缩升降的特性之演，便成为天地之呼吸。在昼夜往复、四时轮回、海陆差异的时空境界中，水循环演化出我们这颗星球的万千气象。

如果说蒸发与降水组成区域之间的大循环，那么本地的小循环乃至更多的局地微循环，则以蒸散与凝结—吸附的形式为主。相对短时的降水而言，本地的凝结—吸附是经常的和持续的。作为局地微循环的蒸散与凝结—吸附同时存在，而且始终都在运作周转之中。只是白天气温高时蒸散较多，而夜间气温低则凝结现象明显。

对于水循环体系，人们多注意蒸发与降水的外在大循环，而忽略了蒸散与凝结—吸附为主的本地小循环和局地微循环。同样，对于空气流动，只见大气环流的大循环，不见蒸散与凝结之胀缩造成的本地和局地小微循环。

从本来和根源上看，正是无数涨缩不息的微循环组成了小循环，诸多往复之小循环再形成大循环。任何一局地区域中，没有降水时水循环也始终在进行之中，在静风条件下空气依然永动不止。水的本地自循环构成了经常性的持续不断的空气流通，如同天地之呼吸。

区域大循环与本地小微循环互为因果，为一体共生与相辅相成。本地循环主要为垂直往复，异地循环主要为水平流动。对于当地来说，本地循环为自循环，区域循环为外循环。自循环系统的特性是自生循环、自动循环、自主循环、自我循环，是之谓自然而然。自然系统本来就是自然生成的，没有自循环能力就不能存在。本地循环是经常性的和持续进行的，强度和速度明显的区域循环相对来说则是断续的和暂时的。故本地循环为主，异地循环为辅。本地自循环越正常越充分，异地大循环相应才越活跃。若各地的自循环都正常，诸大小循环与内外循环就能够正常而经常化，则水循环整体系统便会以常态为主而周行不殆，相对起伏变化通常也不会很大，是为风调雨顺、风和日丽。

若系统遭到干扰破坏，本地自循环能力处于弱化趋势，就会逐渐演化为外循环为主。在此被动态，只有外力足够之强，才能形成交换与循环，亦势必成为暴冷暴热和暴旱暴涝之轮番登场。任何系统和任何生命，自然都是内因和内力为主。一个人如果长期靠呼吸机存活，就已经谈不上生命质量。

近来人们把北京等地的空气质量现象概括为：“好天靠风吹，蓝天不过三。”已经非常典型地显示本地自循环能力几近衰竭，正在呈现为震荡性丧失，必须依靠外来强大气流才能将雾霾暂时驱散。而风雨过后两三天，雾霾便卷土重起，弥漫日甚一日。

雾霾演为常态，晴天反倒成为非常态。蓝天白云居然变成稀罕之物。如同遭逢病患，方知健康之可贵，才意识到平安是福。想想我们之所以落到这步田地，皆因往昔在平常之中而未曾珍惜平常;即使灾祸临头，还是浑然不知平常之所以为平常。因为不知道平常，所以将平常变成灾祸;还因为不知道平常，所以不明白灾祸何以成灾祸，亦难以自觉消灾避祸。

非常态提醒我们的危机意识，故为我们重新认识常态的契机。如今动不动就雾霾成灾，恰恰证明了原本正常状态的自循环有多重要，同时也证明了本地自循环系统的净化能力有多强大。

以北京以及华北地区为例，在正常气候条件下，蓝天基本上不用靠大风。往年四级以上风力日数并不很多，通常更多的情况是微风，以及昼夜海陆风的交替，但是并没有出现经常性的雾霾笼罩。我们看仅仅一两年前，本地自循环系统功能虽然已经日趋退化但尚未跌破临界点之时，即使像北京这样的大都市，即使污染物排放量已经相当之大，