气象专家解析气象条件与核污染扩散问题

2011-3-17 16:32 来源: 新华网
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  目前,日本福岛核事故成为全世界关注的焦点。就气象条件与核辐射污染扩散问题、气象服务在核事故以及环境应急响应中发挥的作用等问题,新华网和中国气象局网站专门采访了中国气象局专家,他们是中央气象台首席预报员、国家核应急协调委专家咨询组专家孙军,世界气象组织基本系统委员会核应急工作专家组成员、国家气象中心高级工程师宋振鑫。

  记者:日本福岛核事故事故发生以后,设立在中国气象局国家气象中心的世界气象组织和国际原子能机构北京区域环境紧急响应中心立即行动,在3月12日10时许,第一时间向国务院应急办等有关部门发出了“日本核电站核泄漏三天内对我国无影响”的专项服务材料,极大地缓解了我国公众的恐慌情绪。现在我们想向专家了解一下,针对核污染有关应急和预报服务,中国气象局发挥着怎样的作用?承担什么样的职责?中国气象局在日本地震后采取了什么具体措施?

世界气象组织基本系统委员会核应急工作专家组成员、国家气象中心高级工程师宋振鑫

  宋振鑫:1986年乌克兰切尔诺利核事故发生以后,对大气环境和人们的生命财产造成了非常大的影响。这种情况下世界气象组织和国际原子能机构就想了解一下核污染物长距离扩散的影响范围、传播路径怎么样。基于这个考虑,世界气象组织和国际原子能机构先后在全球认定了8个专业气象中心,这8个专业气象中心在亚洲有3个,分别是北京、日本东京、俄罗斯的奥布尼斯克,这三个中心主要负责亚洲地区的核放射性物质的应急响应工作,其他还有美国、加拿大、英国、法国等等。中国气象局国家气象中心在1996年世界气象组织第11届会议上,被确认为亚洲的三个中心之一,1997年7月1日开始履行职责。

  具体我们承担什么职责呢?有三个方面的职责。

  第一,对世界气象组织和国际原子能机构,一旦核事故发生以后,我们要向它提供规定的产品,包括72小时污染物扩散在不同高度上扩散轨迹,还有每隔24小时大气中核放射性物质浓度的分布,还有向地面沉降的分布。

  第二,对全面禁止核试验公约组织CTBTO,他们最近这几年主要想了解一下核爆发生在什么地方,它的全球观测点,这些数据实时传给我们,我们通过这些数据算一下核爆到底发生在什么地方,后向算原位置,这个工作全球8个中心都参加,把8个中心的产品汇集在一块儿,我们就形成一个综合的东西,由CTBTO做这个事。

  另外,国内的核应急主要是国家的核应急办针对国内的核电厂如果发生泄漏或者应急响应的服务,我们向向党中央、国务院提供一些决策服务材料,向国家核应急办和国家的有关部委提供服务材料。设立在中国气象局国家气象中心的北京区域环境紧急响应中心是世界气象组织和国际原子能机构认定的中心,我们这个中心在这次日本核泄漏事件发生以后反应非常迅速,3月11日以后我们收到国际原子能机构给我们发来的关于核电厂的位置、基本参数以后,迅速启动了我们的应急匡算模式,对未来3天72小时污染物可能扩散的影响范围、轨迹进行了预报。而且我们和日本、俄罗斯进行了沟通。因为2011年亚洲的三个区域中心刚好中国是负主要责任的国家,我们在预报数据发去以后,跟我们的预报员也进行了沟通,对日本核电厂周围未来几天的天气形势、高空低空的风向、风速进行了沟通,而且日本气象厅也是一个应急响应中心,与他们的气象专家就天气形势和我们的预报结果进行了讨论,最后我们联合形成了一个三家都认可的亚洲三个中心的联合公告,传给国际原子能机构和世界气象组织。而且也是形成一个决策材料,向国务院应急办第一时间发出去。现在北京区域环境紧急响应中心的人员24小时全天值班,每天两次运行模式,实时作未来几天的滚动预报。对未来核泄漏可能影响的区域、范围做出一个大气方面的评估。

  记者:核辐射污染主要依靠什么方式来传播和扩散?气象因素或者说天气条件对污染物扩散有着怎样的影响?

中央气象台首席预报员、国家核应急协调委专家咨询组专家孙军

  孙军:因为目前主要是在日本福岛这一地区核电站发生了一些核污染物的泄漏,核污染物扩散主要有两个条件,一个是空气,核污染物进入空气当中,随着空气的流动扩散。另外一个条件,因为日本福岛处在海边,可能有一些污染物会进入到海里,随着海流和海浪向外扩散。但是主要还是通过空气的流动扩散。

  气象条件对污染物的扩散影响主要是两点,一个是风,风速对它的扩散影响是非常重要的一个条件。如果核辐射污染物泄漏到空气当中,这个地方的风比较弱,大气比较稳定,这样它的污染物基本上就不容易扩散,容易积聚在本地,它的扩散能力就比较差一些。但是如果风速比较大,风速的流动比较快,这样污染物排出来之后会随着风向下游扩散。而且扩散的速度跟风速是直接成正比的,风速越大,向外输送的距离越远。刚才提到是水平方向随着风速扩散。空气是三维的,并不是完全按照水平方向走,在大气中就有一些湍流运动,还有上下空气的流动,这样空气在向外扩散的时候,可能还会有一些上升或者下降,也就是说会有一些污染物的粒子发生一些沉降,降落到地面。还有一些污染物会随着空气的上升运动,从原地排放出来之后,基本上离地面比较近,随着它向外扩散的距离越远,它有可能会上升到比较高的高度,在比较高的高度随着风向外进一步的扩散。这是空气流动的扩散。

  另外一个影响比较重要的条件是降水。下雨之后,污染物会跟雨水混合在一起,并且随着雨水降落到地面,也不利于污染物进一步向外扩散。基本上如果出现降雨,污染到降落的区域。如果雨和风结合在一起,降雨的云系或者降雨的云团随着风向下游移动的时候,也可能把污染物带到下游一些地方。一个是风,一个是雨,对污染物的扩散都有比较大的影响。

  记者:中国气象局是否有一套完整的核应急响应预案?我们以前从事过这样的一些应急和服务工作吗?有什么样的经验吗?

  宋振鑫:北京区域环境紧急响应中心,在我们国家气象中心从1997年7月履行以来到今年已经有14年的时间了。14年时间我们参加了许多国际和国内关于核应急方面的响应工作。我们制定了一个非常完整的核应急响应预案。首先说一下国际方面的应急预案,国际方面的应急预案主要是针对国际原子能机构每个月、每个季度、每四年都要举行一些不同规模的核应急演练。每个月它定期会给我们发一些指令,比如说全球哪个核电厂假想发生核事故泄漏,让我们做产品传出去,每个季度又有一些演习,而且每四年有一些全球的非常大规模的演习,也主要是针对核电厂,全球选不同的核电厂来做演习。一旦我们收到国际原子能机构给我们发出来的核应急响应的传真或者邮件以后,我们就要根据它提供的一些参数,启动我们的模式、产品,算出72小时的轨迹、浓度和沉降以后,我们把这些产品按照它指定的要求,发到气象组织专门的一个联合中心的网页,把这些产品上载到网页上。而且我们要根据它规模的大小,要写联合的陈述报告,在亚洲我们和日本、俄罗斯商讨写这个报告。国际原子能机构和世界气象组织每两年都要开一次专家会,通过这一系列演习,报出一些问题,我们要商讨这些规则、产品的标准、产品的格式、传输的方式、网站,都有一系列的规定。所以,我们也是在不断的完善。

  另外一个,国内的核应急演习,我们国家气象中心专门制定了一个核应急响应的预案,我们有一个完整的流程,当我们收到国家核应急办、国际原子能机构和国家有关部委给我们发出请求应急响应的信号或者通知以后,首先通过中国气象局应急办公室通知,我们的值班人员会很及时启动这个数据预报模式,把我们的产品生成以后,要由中央气象台的天气预报员讨论一下天气形势的变化,针对天气形势和我们的预报结果结合起来,我们要写一份决策服务材料。这个材料形成以后,经过中国气象局有关部门的签发,汇报到国务院有关部委、国家核应急办等这些地方。

  第三个方面,全面禁止核试验公约组织,根据观测点反向源,我们也有一些程序,它也是有规范的产品,我们要根据CTBTO规定的产品格式,把我们每次演习的产品生成以后上传到它规定的网站上,它定期会给我们一些反馈的信息。

  这14年之间,我们确实做了不少演习任务。当然国际上真正核泄漏也就是日本这一次核电厂泄漏,以前大多数都是演练,像我们每个月做的应急演习,涉及到亚洲、欧洲、美洲,全球不同的核电厂,可能这个月是亚洲选哪个站,下个月演习从美洲或者欧洲,从全球不同的地方选择不同的假想的核事故。这样我们主要是提供一些常规的服务产品,还有一些分析报告。国内很多,首先最近我们参加了一个2009年国家核应急办举行的全国关于核事故泄漏的应急演习,我们针对我们国家5个特定的核电厂假想发生泄漏以后它的影响、范围、路径,人员怎么撤,我们要划出一个区域来,而且每隔一个小时浓度往哪儿扩散,风向怎么样,都做了这方面的工作。

  另外,因为对国际上,我们做的是全球的长距离扩散研究,对国内,我们做的主要是精细尺度,分辨率比较高,15公里可以做它的区域预报。再配合一些比较精细的系统做一些工作,像我们做的一些应急服务,最近广州亚运会,当然是非核应急响应,比如氯气爆炸泄漏怎么扩散。北京奥运会、上海世博会等等都做了一些服务。一些突发性的,比如高速公路上运输危险物品的车突然爆炸,发生翻车,物品泄漏,对当地造成扩散,很小尺度的我们也做。另外,在国内,在一些省里,气象局接到当地放射性物质,放射性物质比较少,主要是非核化学有毒的扩散,我们也做这样的服务。

  通过这十多年的服务工作,我们积累一些国内国际经验,主要是我们的预报模式越来越精细,预报的产品也比较符合世界气象组织和国际原子能机构的要求,而且我们的行动非常迅速,我们接到指令以后,十几分钟启动模式以后就能算出结果,半个小时就能形成我们的决策服务产品。北京区域环境紧急响应中心经过十几年的建设,在这方面也是积累了比较丰富的经验。

  记者:还有一个网友比较关注的问题,我国公众对日本核辐射污染表示担忧,请专家谈一谈核事故地区未来的一些天气情况,以及核辐射污染的发展走向和趋势,对我们国家有没有影响。

  孙军:公众对日本核辐射的污染表示担忧,这是可以理解的,因为我国和日本是邻近。直线距离就是1000公里左右。因此,它的核电站发生事故出现核辐射泄漏污染,尤其是我国的老百姓对这方面表示非常关心,污染物能不能影响到我国,能不能影响到自身。

  关于北京区域环境紧急响应中心,刚才宋振鑫也做了介绍。他们从地震以来就开始做核电站泄漏可能产生的放射性污染物的扩散,针对这个方面开始做一些分析预报产品,一天制作两期,在每次的产品上也都指出了未来三天核污染对我国没有影响。网友可能有一些误解,我们写未来三天没有影响,是不是三天以后就会有影响?因为我们是作预报的,预报肯定有一个时段,在三天这个时段,预报的可靠性比较高一些,三天以后可靠性就会逐渐下降。因此,目前的短期预报就给出三天的预报。三天之后我们会每天逐渐滚动更新预报,不断发布最新预报的产品。

  从目前的情况来看,我用这几张图可能说明一下,网友会理解得更加清楚一些,为什么我们每天发布的预报产品,都说污染物对我国没有影响。因为污染物主要是通过空气的流动扩散为主。

  首先看一下日本上空对我国上空大气环流的情况,这是今天早上最新的实况形势大概的描述。这是日本岛,福岛在这一带地区,在日本岛东侧画了一个蓝色箭头,表示在今天早晨的风向基本上偏北风,东京在福岛的西南方,这个风向基本上是向东京这个方向吹,昨天网上也有一些信息,说东京也见到了一些核污染,这可能跟风向有些关系。再看一下我国和日本海这一带的风向,蓝箭头表示地面的风向,整个这一代地区都是西北风或者是偏西风,这是近地层,大概是100米以下是这个风向。往高看一些,红色的双向的箭头表示更高一层,100―1500米大概风向的趋势,整个这一层基本上都是偏西气流。因此,即使这一块有一些污染物的扩散,它从低层向偏南扩散,如果污染物到了比较高的层次,基本上是向日本东部的北太平洋地区扩散,根本就不会扩散到我国这一带地区,这是今天。

  我们再看一下明天大概的形势,刚才提到这一块地区有一些偏北风,到了明天这一带地区随着冷空气开始影响日本这一带地区,这一带地区从地面到高空都转为西北气流,这样更不利于污染物向偏西方向扩散,而且从低到高,风向还是比较一致,都向太平洋这一带地区扩散。这是明天的形势。

  再看一下18日的形势,跟前两天稍微有些变化,前两天基本上是向这一方向扩散,到了明天这一地区风向有所转变,由西北偏西风转为西北风,这样污染物的扩散方向向东南太平洋这一带地区扩散,也不会影响到我国的沿海地区。

  因此,从这张图的演示情况来看,这一带地区的风都不是向我国方向吹,因此大家不必担心污染物会随着风向影响到我国。