在我看来，《大气动力学》课程的精髓在于“尺度分析”，通过尺度分析才能认识复杂关系中最核心的规律。“尺度分析”也可以通用于其他复杂的事务，从数千年历史的发展脉络，到错综复杂的经济形势和国际关系等。对雾霾的成因做个“尺度分析”，结果连我自己都大吃一惊，原来散煤燃烧、餐饮业，甚至机动车都不是最大的问题，最大的问题来自于工业，其中最主要为电力热力企业，这些企业在脱硫脱硝上的弄虚作假和各种手段，成为目前最大的污染来源，说到底是腐败和管理的问题。
前5年，本人在中国科学院大学教两门《大气动力学》课程（导论和高等），每次在复习考试的时候，不免要对课程进行总结，这时候，我会把全年的课程总结为四个字，即“尺度分析”。
我给同学们说，如果你能理解尺度分析的精髓，不仅对这两门课程，而且对你的人生、人际关系都至关重要，也有助于你认识世界，认识我们千年的历史，甚至有助于你形成积极的三观。
这次，我尝试用尺度分析看看雾霾从哪里来的。
一、“尺度分析”是个什么鬼
这个尺度可不是“大尺度写真”等里面的尺度，而是指重要程度。
所谓尺度分析，就是对一个非常复杂的等式，进行重要程度分析，从而简化方程比如下面这个方程：
这个方程的特点就是复杂，左边第一项还可以进一步展开成偏微分，最后的摩擦力项还可以继续展开，方程左边一大堆，右边一大堆，等式里每一项意义不同，相互作用复杂多变。
气象学家恰尼(JuleGregoryCharney，-)于提出了“尺度分析”，对以上方程中的每一项的大小进行比较，一比吓一跳，原来这个方程里各项大小有数量级的巨大差别，比如自由大气里，对于天气系统而言，摩擦力的量级是10-13次，而气压梯度力和科氏力的量级是10-3次。如此巨大的差别，只要最大项稍微有哪怕一丁点的误差就远远超过那些小项，于是根据这种量值的差别，把方程里的小项逐一去掉，就可以得到最大项组成的方程组，获得大气运动里最主要的规律，方程式如下：
即“地转风”关系和“静力平衡”关系，这才是大气运动里面的终极规律。
总结起来，所谓“尺度分析”即使抓住事物里最最主要的主宰因子，从而把握核心。
比如某女孩子当天有很多事情：
1)上专业课
2)某帅哥要约会
3)宿舍有人看了我一眼，似乎对我有意见
4)中午吃哪家？
5)想起吃饭就想起减肥
6)想起减肥就想起健身
7)健美操协会
8)要给闺蜜电话
……
这些事情里，每件事情在人生中的价值并不相同，有些可能会影响一生，比如专业课很可能是未来安身立命之本，而和舍友的宫斗、中午吃什么饭等，基本上在几周或者几个月之后你都会彻底忘记，重要性完全不同，所以不可以颠倒轻重。
如果把“尺度分析”用到读历史，也许需要看几千年的大走向和现在所处的阶段；如果要认识现在中国，也许需要看占人口大多数的农村户籍人口的生活状态；如果用来看经济，可能需要看货币供应量（瞎猜的）……
总之，尺度分析来自于气象，但是有可能在其他行业有广泛应用。
雾霾“红警”期间，拿尺度分析一下雾霾，也许会让你大吃一惊。
二、关于雾霾解析
也许会有人疑惑，雾霾的来源分析不是已经有了很多源解析了么？比如年4月17日，北京市环保局发布了北京PM2.5来源解析的结果，最近成都市也发布了成都市的PM2.5源解析，对于这些结果，个人认为只是有借鉴价值，源解析的技术目前还有需要进一步完善之处，相信并非最终结果。
另外，个人认为源解析得到饼图失之笼统，并不能对决策提供很强的借鉴意义，比如说燃煤是重要原因，结果很有可能把执法力量指引到关停家家户户煤炉子去了，说餐饮有贡献，执法力量可能也全跑去餐馆封炉子去了，比如下面这张图可就是廊坊环保局干出来的事情，我只能说，面对长江决口，封堵门口的小溪流有什么用？
廊坊市环保局威武霸气！
三、污染物总量的尺度分析
不用特意找数据，随便找个环保部的《****年环境污染物排放量统计年报》，即可做个分析，比如以年为例。以下为对三种主要污染物的尺度分析：
1二氧化硫排放量
《年环境污染物排放量统计年报》二氧化硫排放量统计结果
工业二氧化硫排放量.2万吨，占全国二氧化硫排放总量的89.8%。城镇生活二氧化硫排放量.5万吨，占全国二氧化硫排放总量的10.2%。
调查统计的41个工业行业中，二氧化硫排放量位于前3位的行业依次为电力、热力生产和供应业，黑色金属冶炼及压延加工业，非金属矿物制品业，3个行业共排放二氧化硫.8万吨，占重点调查工业企业二氧化硫排放总量的68.2%。
结论1：二氧化硫污染物的主要排放源为工业生产，工业里最大两户为电力、热力生产
2
氮氧化物排放量
《年环境污染物排放量统计年报》各地区氮氧化物排放量统计结果
工业氮氧化物排放量.6万吨，占全国氮氧化物排放总量的69.4%。城镇生活氮氧化物排放量40.7万吨，占全国氮氧化物排放总量的1.8%。机动车氮氧化物排放量.6万吨，占全国氮氧化物排放总量的28.8%。
年，调查统计的工业行业中，氮氧化物排放量位于前3位的行业依次为电力、热力生产和供应业，非金属矿物制品业，黑色金属冶炼及压延加工业，3个行业共排放氮氧化物.3万吨，占重点调查工业企业氮氧化物排放总量的86.6%。
结论2：氮氧化物污染物的主要排放源为工业生产，工业里最大两户为电力、热力生产。
3
烟（粉）尘排放量
《年环境污染物排放量统计年报》各地区烟（粉）尘排放量统计结果
工业烟（粉）尘排放量.6万吨，占全国烟（粉）尘排放总量的85.6%。城镇生活烟尘排放量.9万吨，占全国烟（粉）尘排放总量的9.7%。机动车颗粒物排放量59.4万吨，占全国烟（粉）尘排放总量的4.6%。
年，调查统计工业行业中，烟（粉）尘排放量位于前3位的行业依次为电力、热力生产和供应业，非金属矿物制品业，黑色金属冶炼及压延加工业，3个行业共排放烟（粉）尘.6万吨，占重点调查工业企业烟（粉）尘排放量的70.7%。
结论3：烟（粉）尘污染物的主要排放源为工业生产，工业里最大两户为电力、热力生产。
工业在以上三种主要污染物的排放量都远超过一半，而居民生活和机动车等等都是分析中的小量。小量的含义在于如果要做减排和改善，只要最主要的排放源（工业排放）不改进，那么小量上的任何改进对总量而言都是微乎其微的。最大项哪怕只发生仅仅10%的变化，不仅有可能超过小量本身，而且也会远远大于小项上所有痛苦而艰辛的改善努力。
四、能源结构分析
对于以上污染物总量的分析，我们还可以从能源消耗结构上来进一步印证，
以下数据%来自于国家统计局公开数据和公开报道。
1全国能源消费构成
