治理雾霾应重视大气静电学说

近日，包括北京和河北中南部在内的大批地区经历了严重的雾霾（有的地方是雾，但北京是严重的霾），在舆情上出现了持续的发酵。而自12月以来，已经有两场长时间的大雾霾。雾霾是近十几年中国污染的主要问题，近几年经一些互联 媒体的渲染，已经具有政治性。事实上雾霾是可以治理的，而且和目前的一些人鼓吹的方向（比如什么煤改天然气）不同，成本低得多（可以说仅为人们普遍所以为的成本的万分之一）。这涉及对大气及气象现象的理解，也涉及物理学深层次的重大理论变动。

大气静电学说是重要的科学同时也是近三十年受国际政治因素干扰而被遗忘的科学

这里面的核心就是大气静电，大气中的静电（离子——包括电子及电子附着在原子上的离子）在各种大气现象中扮演了极其巨大的作用，而这种作用尚未被人们所普遍认识。大气静电在成云降雨、雾的形成和消失过程中会发挥四两拨千斤的作用。治理雾霾应当重视大气静电学说。

涉足大气静电的科学研究，早在18世纪就有欧洲科学家提及，19世纪末-20世纪初开始在俄国等科学家中逐渐盛行。俄国是目前全世界大气静电及相关理论人才出产最多的地方，也是最赞同该理论方向的地方，而且和太阳黑子周期学说、康德拉季耶夫周期理论都能有衔接，只是20多年前国家瓦解导致人才四散，未能形成气候，不过血脉还在。在西方，最近20多年也新兴了一批科学家，他们的理论上下衔接，也能上衔太阳黑子周期理论及银河系周期理论。中国也有个别科学家自发找到了类似的关联理论，这就是源自1975年辽宁海城地震的地光-地相学说，这批科学家发挥了中国对天对地研究方面的竺可桢、李四光精神，积累了大量中国（及部分外国）文献史料。上述几个独立发现的学者群均指向一个方向：大气静电很重要。

对（雾）霾的治理，只是上述庞大而涉足众多细分领域的大气静电学说的一个应用而已，只是这个科学技术的小小显灵。它还可以在调节降水、气温、海洋气旋等方面发挥重要的作用。

之所以会谈及这个问题，是因为这个问题也连接着美国的教训——克林顿时代民主党的重大乱国之举之一。近三十年来，人类对大气科学的研究的思路被中断（包括上述大气静电学说）：本来，人类现代的大气-气象研究思路主要是沿着日地关系，宇宙和地球之间的联系进行的，这里面的核心是水蒸气，因为水蒸气的吸热放热效应极大，对地表温度的影响起关键作用。但是，在西方以克林顿夫妇-戈尔为核心的政治内圈人的引导下，研究的目标被错误的指向了二氧化碳，于是就产生了所谓人类工业活动排放二氧化碳导致全球变暖的理论，并且把二氧化碳指为人类环境的“杀手”。但是令人惊奇的是，这个运动的所谓科学领军者对水蒸气缄口不言，放着吸放热（温室）效应最大的水蒸气不研究。这就使得日地关系-宇宙射线-大气静电这条科学线索成了“遗忘的科学”，目前世界只有几拨科学家还有触及。

特朗普在访问纽约时 总部时被逼着对二氧化碳理论表态：

TRUMP: I’m looking at it very closely, Tom（鼓吹全球化的托马斯弗里德曼）. I’ll tell you what. I have an open mind to it. We’re going to look very carefully. It’s one issue that’s interesting because there are few things where there’s more division than climate change. You don’t tend to hear this, but there are people on the other side of that issue who are, think, don’t even …

TRUMP: Joe is one of them. But a lot of smart people disagree with you. I have a very open mind.And I’m going to study a lot of the things that happened on it and we’re going to look at it very carefully. ButI have an open mind.

TRUMP: You knowthe hottest day ever was in 1890-something, 98.(历史记录的最热年份是1898年而不是现在)You know, you can make lots of cases for different views. I have a totally open mind.My uncle was for 35 years a professor at M.I.T. He was a great engineer, scientist. He was a great guy. Andhe was … a long time ago, he had feelings — this was a long time ago — he had feelings on this subject. It’s a very complex subject. I’m not sure anybody is ever going to really know. I know we have,they say they have science on one side but then they also have those horrible emails that were sent between the scientists. Where was that, in Geneva(Copenhagen) or wherever five years ago? Terrible. Where they got caught, you know, so you see that and you say, what’s this all about. I absolutely have an open mind.

大气静电在气象现象中发挥了远比人们当前理解大得多得多的作用

上述俄罗斯的学说几经转折发扬光大，在苏联体系下启动了一种系统性的研究，莫斯科气象局在上世纪七八十年代专门进行对降雪进行均匀化，防止暴雪的试验。苏联解体后，这条路线的科学研究者流离海外，在多国进行了操作，期间也有一些海湾任性的富国试图找到这批群体增加降水，然则任性的海湾阿拉伯人不具备科学精神，在90年代尚未成熟时就要指定下多少雨云云。最终，这批群体在中国找到了用武之地。本号全程目睹了其引入和在若干试验地不同目的的操作。其中，最近在华北某地进行了除霾和降雪试验。试验证实了大气静电的强大功能。实际效果胜过笔下千言，本号想先引用部分图片来进行说明，考虑到保密需求，大部分图都截取部分展示。

2016年12月5日11点30分启动。在9点30和11点30的天空状况

9点30

11点30

一小时后，12点30

再一小时后，13点30

15点

15点50

第二天早上10点

同时，第二天早上9点半城市中心的天气情况（仍然有一定雾霾）

本号在12月7日也进行了实地走访。

这是到达所在地火车站时的情况（早上）

这是在运行两天多后拍摄的效果。值得注意的是，有比较明显的效果分界线。

当天城区也是有轻雾的晴天，蓝显著较淡。

这是返程时在火车站拍摄的情况。

众所周知，12月以来京津冀地区发生了两次大霾，一次是12月16日-21日，一次是12月30日到现在仍在继续的大霾。

迎战大霾，大气静电装置进行

第一个效果是直接大气静电除霾，也就是上面的静电操作。顺便说一下，这个方法不是把霾的微粒吸到静电装置上，而是把微粒抬升到平流层（从而极大稀释而消散，向东扩散到太平洋降落）或者附着到地表（不是近地，而是贴着地板）——根据日夜的不同而不同。

大霾第一天

大霾最终的18日、19日状态（此为18日）

目前来看，河北霾极大，效果没有普通霾的时候的效果那么好。大霾时大概影响范围还是在5公里之内甚至更低，如果没有多单位复合作用，效果有限。

第二个效果是增湿降雪除霾。这种方法，影响范围将比较大。可以覆盖河北中部和南部。从12月9日开始尝试。12月河北中南部的湿度普遍很高，某地12月中旬就开始下雨雪。之后，邢台、邯郸两地，降雪非常频繁——12月到目前为止北京还没怎么下过雪。但是各位可以查查河北南部下雪下了多少次了（墨迹天气的 友实时照片也可印证）。

另一个河北今年独特的现象是：遍地雾凇。众所周知，雾凇是吉林闻名的景观，需要在温度、湿度均合适的情况下形成，通常要求湿度足够大。往年雾凇只在河北太行山等特定地方存在，而今年河北南部、东部各市的街道上都是雾凇，引起了广大市民和气象部门的兴趣。与之类似，在本轮大霾（12月30日-今）的过程中，河北中南部的环境要好于北京（可留意邢台-邯郸甚至石家庄的天气情况），一是污染指数河北如邢台、邯郸比北京低，二是呈现是雾而不是霾的现象。同时，本号也怀疑，在湿度足够高的情况下，水蒸气凝结放热，抬高了今冬河北中南部的温度。因为今年下半年本来是拉尼娜现象严重的一年，应该迎接全球极寒模式，加拿大-美国西部在今冬的极寒是此预测的应验，但中国没有。

河北沧州

河北邯郸

河北石家庄（河北科技大学）

河北唐山

河北邢台

河北邢台

河北唐山遵化

值得说以下今天 易大力宣传的一个穿过雾霾的高铁列车的案例。其实这是不奇怪的，而且也和大气静电学说有一定联系。因为高铁列车是靠电力驱动的，上方电力线裸露，在高铁沿线是很容易吸引细颗粒物的——奥妙就是带电。所以，高铁列车经过雾霾区后车身会附着大量的颗粒物和水汽，所以表现为脏水在车身呈现高速运动下的流动痕迹。可以认为穿过雾霾的高铁是大气静电学说的一个绝佳人工试验标本。也今儿可见，那些借机鼓噪“高铁的外表说明了我们的肺的压力”的公知们的荒谬之处：你的肺又不带高压电（铁路电线电压为27.5千伏）你哪来的如高铁车身的肺？当前舆情的这一点是值得注意的，有人希望借雾霾来打一场仗，而我们如果没有足够开放的科学武器，是会失利的。

高铁会有污秽是因为高铁上面的电线带电！

整个宇宙射线-大气静电-气象-地相物理学说的体系及其应用范围

因此我们有必要梳理一下大气静电学说的整个演变过程。其实大气静电学说在大气-地球系统中扮演重要的作用。这一点在人类科学的早年发展就有人意识到了。其中的代表是18世纪末的意大利-英国科学家提比略卡瓦洛（Tiberius Cavallo），他说：

意大利-英国18世纪末科学家提比略·卡瓦洛及他发明的静电测量仪

“可以肯定，大多数国家乃至全世界的大气，包括其现象如云、雾、雨等等，都是总是带电的，而我们对这种静电在这伟大大自然的实验室中的作用一无所知，这么普遍而活跃的自然力量肯定不会是自然仅仅用来制造雷电来恐吓人类的”——《关于测量自然或人造小规模电离离子量并确定其质量的方法》

（“It has been ascertained, that the air of most countries, and probably of the whole world, as well as the clouds, fogs, rains, C. are almost always electrified; but we are ignorant of the office (role) which this electricity can have in the great laboratory of nature; for surely so general and so active a power can hardly be intended by nature, merely to intimidate mankind now and then with thunder and lightning.”—Tiberius Cavallo, “Of the Methods of Manifesting the Presence, and Ascertaining the Quality, of Small Quantities of Natural or Artificial Electricity” (Phil. Trans. Royal Soc. London, vol. 78, pp. 1–22, 1788).）

在19世纪之后，这种观测开始和太阳的运动联系起来。这就是太阳黑子学说。

俄罗斯在19世纪开始出现对宇宙进行积极探索的俄罗斯学派，横跨工程、物理、生物、生态、社会科学。其中的众所周知的核心人物是齐奥尔科夫斯基——俄罗斯航天之父。

齐奥尔科夫斯基及其助手奇热夫斯基

齐奥尔科夫斯基有个年轻助手叫奇热夫斯基（Alexander Chizhevsky），负责宇宙生物学，同时也覆盖天文学对生物、社会的影响。奇热夫斯基的核心观点就是太阳黑子理论，这个理论认为，根据太阳活动的起伏周期，太阳黑子活动会对地球上的生物乃至人的精神状态产生影响——进而社会活动会天文现象发生关联。最常见的周期是11-12年，而俄国当代史上的革命——1905年起义和1917年暴动正好就是12年（奇热夫斯基为此理论付出了在西伯利亚流放多年的代价，但始终不改）。太阳活动的峰值年会造成社会躁动，在合适的激发条件下就会起作用。但是这里面有什么关联？答案是离子。奇热夫斯基认为太阳活动可能会导致地球上空气离子的变化，而离子对生物体有作用。进而，奇热夫斯基认为可能这是通过宇宙射线发生影响的，所以苏联宇宙生物学研究很热，比如早年往宇宙飞船里放狗。（负离子有助于人们心情愉快就是他总结发现的）

奇热夫斯基的这套理论和另外一个经济学家康德拉季耶夫有关。康德拉季耶夫提出的是长波理论——长波约55年，这个长波的驱动力是科学技术创新的集中爆发。那么为什么是大概这个长度？一个联系就是太阳黑子——而太阳黑子的活动的大周期与人类创造力的萌发有关联。

所以，俄国是世界上最热衷于周期理论，进而太阳黑子-宇宙射线-空气离子-大气静电的国家，这是有传统的。

俄罗斯1997年纪念奇热夫斯基诞辰百年纪念币及康德拉季耶夫

与此同时，另一套学说在西方逐渐成长起来。这就是源自塞尔维亚-南斯拉夫科学家米卢廷·米兰科维奇（Milutin Milankovic）的提出的太阳-地球轨道的周期变动-地球气温变化周期理论。它的原理是这样的，地球绕着太阳按照椭圆形轨道转，这个轨道本身会有周期性的变化。同时地球本身的南北极轴和轨道面的夹角会有变化，随着轨道的变化，每年太阳照射地球的平均照射面就会有变化，这样就会造成太阳“辐射量”的周期性变化，进而影响地球的气候——主要是成云降雨带来的温度变化。由此，米兰科维奇可以用天体物理学精确倒推和预言地球上的温度周期，而这些周期被古生物学考古所证实。

米兰科维奇，他是塞尔维亚为数不多的世界知名科学家（与特斯拉并列）

另一方面，早在20世纪初放射性物理试验中，就有一种装置叫做云室，就是用充满水蒸气的盒子来观测放射性粒子的轨迹——放射性粒子轨迹所过之处势必形成一条“云雾线”。到90年代，有一组丹麦科学家斯文斯马克（Henrik Svensmark）和他的同事克里斯滕森发现了这样的逻辑关系：宇宙射线的多少将直接影响近地大气的云的形成。那么到达宇宙的射线密度又受什么影响呢？一，是受源头的影响——射线（粒子）的强度波动会受超新星爆发影响，而太阳系的射线密度和太阳系在银河系的相对位置有关（因为银河系有4条旋转臂，太阳系在其中一条的边缘，时进时出），二，太阳本身的周期性活动又影响宇宙射线到达地球的能力（等于在终端造成波动），由此波动套波动，形成复杂的波动曲线，而地球上的温度与之有关。（H. Svensmark and E. Friis-Christensen, ‘Variation of cosmic ray flux and global cloud coverage-a missing link in solar-climate relationships’, J. Atmos. Terr. Phys. 59, 1225 (1997)）这主要是通过粒子射线激发地球空气中的离子（即大气静电）促成成云降雨有关。而成云降雨涉及水蒸气，是最具有吸热放热效应的气体——影响温度。

Svensmark的宇宙射线波动理论的实证：1987-2005年的5次宇宙射线强度突然削弱的日子与全球表面气溶胶浓度变化及云的变化

为此，斯文斯马克在欧洲的原子能研究机构CERN启动了一个叫CLOUD（Cosmics Leaving Outdoor Droplets）的项目，目的就是再造宇宙射线，射入模拟大气环境看会产生多少离子。迄今已经多年了。具体的情况可参考youtube上的the cloud mystery纪录片。

the cloud mystery纪录片的截图

由此可以勾勒出一个大概的逻辑框架：那就是宇宙射线进入太阳系，在叠加了太阳的波动后，照射地球，在地球大气中激发静电离子，而静电离子既可以成云降雨从而影响地表温度，也可以影响生物的生命活动乃至人的心情、创造力，从而形成生态、社会周期。一些俄国和西方的著名科学家都对此有所表示，包括二战前美国科学体系的重要领导人Karl Taylor Compton（MIT教授及MIT校董。美国物理学家，对气体静电激发有大量研究并认为奥妙无穷），瑞典科学家Hannes Alfvén（1970年诺贝尔物理学奖获得者），对等离子体物理学及“电磁宇宙”提出系统看法，与上述体系有密切关系，俄苏凝聚态物理学创始人Yakov Frenkel（半导体理论的先驱），对大气静电理论进行了深入研究，提出“带着大气的地球不是一个电容器而是一个独特的静电的机器”。除了上述三位已经去世的学者外，在世的涉及相关理论及技术的学者还包括上述苏联学者、英国雷丁大学的R.G.Harrison教授、UCLA的Richard Turco教授、前洛斯阿拉莫斯实验室的Brian Tinsley教授（但他的理论体系可能是错误的）。值得一提的是，“亚欧大陆桥”概念（这个概念后来演变成了“丝绸之路经济带”）的提出者，美国的德裔组织拉鲁切组织(Helga Zepp-LaRouche)也对相关理论很感兴趣并在其著作中有所提及。

R.G.Harrison教授归纳的大气静电“体系”示意图

而大气静电现象在除霾上的应用，就是动用静电的特性，快速吸附细颗粒物。这个过程中同时会引发空气水分子的凝聚和势能改变，从而对空气运动和温度产生影响。可以说，这只是一个非常小的应用。当然，除了极个别学者，目前对上述过程的理解还是不成体系的，有待仁人志士将相关内容进行整理和翻译。

目前很多鼓吹的“解决雾霾”的思路方向不适用于中国

当前雾霾治理的舆论环境下，有很多方向是不适用于中国的。包括：

鼓吹天然气代替煤炭。当然，我国可使用的天然气是越来越多了，但是，我国的资源禀赋是少油少气，而且即便页岩气技术出现突破，我国的页岩气结构也比美国复杂很多，开采成本高得多。而且，如果我国发电大规模依赖于天然气，将使我国能源安全严重依赖于海外——无论是紧邻俄罗斯的中亚还是从太平洋上进口LNG（中东或者未来的美国）。

事实上我国大型燃煤发电的火电站是极为高效清洁（粉尘意义上）的，燃煤如果有污染，主要是华北平原农村的个体和私有小经济的散煤，这恰恰要通过集中经济来整治！——当然，脱硫脱硝问题中省了升温环节是会导致雾霾的原因。柴某的煽情宣传片完全没有经济的系统观，全然不提英国70年代的能源结构改变源自北海油气田的发现。

借机鼓吹去工业化，鼓吹接过美国民主党的大旗，对中国工业进行限制。现在已经出现了从西方进口“约束碳排放”取代我国原来意在减少颗粒物和二氧化硫、二氧化氮的“排放”的倾向。如果我们国家大搞特稿，那么将重蹈美式全球化中欧美自己的重大战略失误，丧失工业、制造业高技术的主动权。必须明确指出，雾霾问题是颗粒物问题，和二氧化碳没有任何关系，二氧化碳是无色无味无颗粒，化学性质不活跃的气体。至于温室效应也和它没有关系，影响温度的主要是空气中的水蒸气。

其实，雾霾的成因是多方面阴差阳错的凑巧凑在一块形成的。根据本号对行业内专家（热力工程专家）的了解，其实此前有人提及到了要害，那就是中国引进西方除尘脱硫脱硝技术的时候没有把排放气体再升温（省掉了貌似不必要的步骤）的确是雾霾形成的要害，再加上小汽车的普及，氮氧化物很容易形成颗粒。具体说来包括四点：1、工业锅炉；2、脱硫脱硝时通过含钙水池子，会带出颗粒物烟和低温水，水多，这形成了雾霾；3、北京引入分布式天然气供暖系统（如昌平一带），虽然成本比锅炉取暖低，但是排出大量的水，而且天然气燃烧会形成炭黑，炭黑（确实有害人体）和水一结合就成了雾霾；4、汽车尾气排放。因此，最合适的解决方案就是推动电动车或混动车，大力发展轨道交通。这方面比亚迪代表了我国先进的生产力方向，我们当然有能力解决发展阶段的问题。（当然，本号一直对2013年以后国际反二氧化碳运动找上比亚迪不以为然。）