姜冬梅：从雾霾到多震（摘要）

作者：天大研究院研究员 姜冬梅

编者按：2009年量子信息与健康上海论坛，它的发起单位是上海市科协和上海科技发展基金会；承办单位是上海长三角人类生态科技发展中心、上海孙桥神农生态技术发展有限公司和北京谦益和中医药研究院上海分院（筹）；会议地点在上海师范大学。这之前，由于2008年汶川大地震，我们对统一强子地质力学预报地震之桥很感兴趣，受到上海论坛邀请到校开会。在会上我们报告了"拟大型强子对撞机"的大地震成因说，这涉及地震量子信息可利用从强子地质力学到全球地震预报设想的有关这类原理的研究。当时还没有雾霾天气问题，但实际强子地质力学和强子气象力学，说的是同一个问题：即隐藏着的额外维----这意味着强子地质力学和强子气象力学，隐藏着复杂的微小粒子的缠结、扭缠、洞穿、轨形拓扑等现象的操作问题。当然这属于弦论、卡拉比-丘流形紧致化、量子色动化学和夸克领域里的研究。这方面的专家很多人不主张跨出这种高能研究的领域。而我们是主张跨出的。例如大地震点源的高能从何而来？板块地缝能一劳永逸地解释吗？又如雾霾天气，能解释它的神出鬼没的隐藏现象吗？对此，弦论的隐藏着的额外维，能解释；而且大地震发生在板块地缝之外的地方，也能解释。例如中微子也许就带有额外维，所以可以在地球任意地方直线穿行。我们的思想也许太超前，不理解的人虽很多，但会后还是产生了一些影响：2013年2月，香港天大研究院研究员姜冬梅在今年第二期《天大报告》著文，文章观点认为，2013年以来覆盖中国130万平方公里的雾霾事件，不能简单归咎为"环境污染"。此次雾霾事件是潜在重大自然灾害的一个先兆，要务必警惕雾霾之后有可能发生的持续、大面积干旱，以及可能频繁发生并逐渐增强的地震等灾害。以下为原文：

雾霾本身既是人为灾害，同时它还是更严重自然灾害的"前兆"。我们务必警惕雾霾之后有可能发生的持续、大面积干旱，以及可能频繁发生并逐渐增强的地震等灾害。进入2013年，人们刚刚挣脱了2012世界末日的预言，就陷入了持续一个月的雾霾之中。2013年1月，雾霾覆盖了中国130万平方公里，涉及东北、华北、西南共十个省市。短短一个月时间，连续四次雾霾预警，北京地区1月份仅五天没有雾霾。2月份以来，雾霾依然笼罩着这些区域。

对于雾霾事件，不能简单地以环境污染视之。雾霾可能是潜在的重大自然灾害的一个先兆，受雾霾影响的地区在雾霾之后很可能将会出现大旱、多震，国家相关部门应当立即组织专家开展研究，制订针对雾霾之后更严重自然灾害的预警和应急预案。

中国雾霾"秒杀"史上烟雾事件

上个世纪中叶，欧美也发生过类似的空气污染事件，当时没有用"雾霾"这个词，而是称作"烟雾"事件和"光化学烟雾"事件。"20世纪全球十大污染事件"中有四件是烟雾事件，也就是我们今天所说的"雾霾"。但是相对于历史上这些烟雾事件，2013年初笼罩中国大地的这场雾霾影响范围大、时间长、反复频率高，影响的地理环境复杂，是污染史上前所未有的严重污染事件。

首先，这场雾霾影响面积之大，超过历史烟雾事件上千倍。欧美那些被载入世界污染事件史册的烟雾事件，其影响范围分别是：1930年比利时马斯河谷烟雾事件影响的是工业区一段24公里长的河谷地带，面积不到100平方公里；1948年美国宾夕法尼亚州多诺拉城烟雾事件影响的是一个面积仅百余平方公里的多诺拉城小镇；受1943年光化学烟雾事件影响的洛杉矶目前面积约1,200平方公里；受1952年烟雾事件影响的伦敦现在面积约1,500平方公里。1月30日当天，新华社公布在过去24小时雾霾笼罩了中国130万平方公里，这比当年烟雾事件影响面积最大的伦敦也高出了103倍，超出了3个数量级。130万平方公里这个数字还仅仅是当天雾霾所覆盖的东北、华北和华中的影响范围，尚未包括雾霾同样严重的西南地区。

其次，雾霾影响时间长、重复频率高，超过历史烟雾事件数倍。比利时马斯河谷烟雾事件时长五天；多诺拉烟雾事件时长五天；洛杉矶光化学烟雾事件，1955年一次和1970年一次，最严重的一次持续两天；伦敦烟雾事件在上世纪50年代和60年代共发生12次，1952年12月那次最严重，持续五天。我国仅2013年1月发出雾霾预警四次，每次持续时间在五天以上，2013年2月雾霾仍在继续。

第三，雾霾影响各种地理环境，复杂程度超过历史烟雾事件。比利时马斯河谷工业区在一条狭长的河谷中；多诺拉城座落在一个马蹄形河湾内侧，两边高约120米的山丘把小镇夹在山谷中；洛杉矶位于一面向海、三面环山的包围之中；伦敦是海洋岛国之都。与历史上的烟雾事件相比，中国雾霾影响从平原到山区，从滨海到高原，从城市到农村，从高速公路到乡间小路，从机场到高速铁路，各种自然环境和人工环境无不受到雾霾天气影响。

环境污染只是雾霾的表面原因

1月30日，新华社报道指出"环保部有关负责人昨天说，截至当日上午10时，在过去的24小时内，北京、天津、石家庄、济南等城市空气质量为六级，属严重污染；郑州、武汉、西安、合肥、南京、沈阳、长春等城市空气质量为五级，属重度污染。"

2月19日，中科院"大气灰霾追因与控制"专项组之"大气灰霾溯源"项目组报告执笔人、中科院大气物理研究所研究员王跃思接受新华社记者专访，就"1月份为何突然出现如此严重的持续灰霾污染天气？"这一提问解答说："今年1月，罕见的连续高强度大气灰霾污染席卷我国，涉及中东部、东北及西南共计十省区市，其中污染最严重是京津冀区域。究其原因，首先是天气过程少见。受大气环流影响，我国中东部偏北地区大气异常稳定，冷空气过程少且弱，湿度大但无降水，造成污染物极易积累叠加。这种天气过程非常少见，30年才发生五次。但内因还是人类污染排放量大，在特殊天气过程下就明显暴露出来，造成PM2.5爆发式增长。"

无论是环保部门，还是中科院雾霾归因研究的专家，不约而同地把中国持续雾霾的原因归结到环境问题上。中国的环境有问题，这如同"秃子头上的虱子"，是明摆着的现象。但是，环境污染问题只是加剧了雾霾的外在表现，并不是真正的"内因"！任何人为的污染物都不可能在同一时间段实现"影响的地理环境复杂到遍及湖海内陆高原山川、影响范围大到130万平方公里"，这不符合环境污染物的分散规律。雾霾公式显示环境污染之外另有"变量"

我们可用以下公式简要表明雾霾的形成：雾霾=雾+霾=（80%以上的湿度+污染物）*逆温层。

目前，我们已经认识到了污染物的存在，那么为什么近地面会有长达一个月的80%以上的湿度？为什么会有长达一个月而且仍在持续的逆温层？

如果我们不承认环境污染严重，那是我们愚昧；可是如果我们把130万平方公里的雾霾只归因到环境污染，那我们就是一叶障目。

中国持续的雾霾比历史上的雾霾事件扩大了3-4个数量级，也就是说成千上万倍！如果没有一个环境污染之外的更重要的"变量"（也就是其他导致雾霾的因素）参与进来，那么就不会发生范围如此大、持续时间如此长、反复频率如此高的雾霾事件！这个变量可能是潜在的重大的自然灾害，雾霾可能只是一个先兆。国家应当立即组织包括地球物理研究所在内的相关机构的专家参与研究雾霾的成因，同时要组织防灾减灾委员会的专家参与研究，制订针对雾霾之后更严重自然灾害的预警和应急预案。

雾霾的本质原因是地球软流层活跃

国家地震局地球物理研究所王健研究员在2012年4月期《天大报告》发表《地球内部深层次动因及其影响与气候变化》一文提出，软流层的涌动推动板块运动，进而引起地震和火山喷发以及干旱等现象频繁发生。借鉴王健此文提出的理论，我们可以"温床"的比喻来解释中国持续雾霾发生的机理：

地球内部活动进入活跃期，高温的软流层正在加热和推动着浮在上面的岩石层，如同东北老乡家烧火炕一样。岩石层被加热的同时，会释放出大量的水蒸气。这些水蒸气积聚在近地面，造成冬天里少有的近地面80%以上的湿度，持续从岩石层蒸发上来的水蒸气占据下层空间，形成稳定的大气，使横向和纵向对流难以发生。同时，由于这些湿热空气捕获了大量污染物，从而出现雾霾现象。

软流层在岩石层下活跃的时间越长，烧烤的时间就越长，从而持续地蒸发出水蒸气，导致雾霾天气持续。

警惕雾霾之后出现大旱和频繁地震

雾霾天气已经持续了一个多月，目前可以明确地预见：雾霾过后，所及区域将出现多年不遇的大旱！这些地区恰好都是中国的粮食主产区，要提前做好抗旱准备。

由于雾霾发生的区域位于中国东北、中东部，这个区域正好是西北太平洋俯冲带插入欧亚板块的所在位置；雾霾发生的另一个区域是中国西南部，这个区域正好是印度洋俯冲带插入欧亚板块的区域。活跃的软流层除了会导致岩石层的水分蒸发，同时也会推动板块运动，由此也可以大胆地预见：雾霾期间和过后，都有可能发生频繁的地震。

2011年3月11日日本9级大地震之后的这两年间，中国东部地区的地震活动也在逐步增多，目前还是以2级或3级地震为主，间或有4级或5级左右地震，如2012年5月28日河北省唐山市附近的4.8级地震，2013年1月23 日辽宁省辽阳市附近的5.1级地震，以及最近发生的2013年2月22日广东省河源市附近的4.8级地震。今后，地震数量会不断增多，震级会不断增强。地震的震级可能不会大，但是频繁的地震会引起群众的恐慌，必须提前做好宣传教育和提出应急准备方案。

按照上述王健文章的判断，地球内部活动已经进入了一个新的"百年时间尺度"的活跃期。他在文章中呼吁要高度关注我国东部地区遭受各种形态自然灾害的趋势，要充分认识其严重性和持久性。雾霾本身既是人为灾害，同时它还是更严重自然灾害的"前兆"。我们务必要警惕雾霾之后有可能发生的持续、大面积干旱，以及可能频繁发生并逐渐增强的地震等灾害。