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2016城市空氣污染調(diào)查
北京大學(xué)光華管理學(xué)院的陳松蹊團(tuán)隊(duì)對(duì)北京、上海、廣州、沈陽(yáng)和成都五座城市2013–2015年的PM2.5濃度數(shù)據(jù)以及氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，全面展現(xiàn)這五座城市的空氣污染狀況，并揭示了制約城市空氣質(zhì)量的因素。近日，該研究發(fā)表在《地球物理學(xué)研究雜志——大氣》(Journal of Geophysical Research-Atmospheres)期刊上。
數(shù)據(jù)：“一枝獨(dú)秀”的北京
在過(guò)去的幾年間，中國(guó)環(huán)保部大氣污染數(shù)據(jù)的真實(shí)性屢屢受到質(zhì)疑。在2013年以前，當(dāng)PM10是空氣質(zhì)量的主要指標(biāo)時(shí)，中國(guó)一些城市的PM10數(shù)據(jù)在每立方米100微克處出現(xiàn)不連續(xù)的跳躍，統(tǒng)計(jì)學(xué)無(wú)法解釋大量出現(xiàn)的98、99，而唯一的解釋是：100正是藍(lán)天的界值，因此有關(guān)部門(mén)為了增加藍(lán)天數(shù)而對(duì)數(shù)據(jù)動(dòng)了手腳。
因此，在這項(xiàng)研究中，為了驗(yàn)證PM2.5數(shù)據(jù)的質(zhì)量，研究者將美國(guó)使/領(lǐng)館的數(shù)據(jù)與附近的環(huán)保部監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)學(xué)的對(duì)比。令人欣慰的是，不同站點(diǎn)之間的PM2.5數(shù)據(jù)表現(xiàn)出很好的相關(guān)性，因此研究人員可以通過(guò)所有這些站點(diǎn)的數(shù)據(jù)分析城市PM2.5濃度的影響因素。
城市的PM2.5濃度受到污染物排放和氣象因素雙重作用。人們常說(shuō)“霧霾靠風(fēng)吹”，這正反映了氣象因素對(duì)空氣質(zhì)量的影響。其中，風(fēng)和降水的影響最為顯著。在靜風(fēng)條件下，污染物難以擴(kuò)散，有利于污染物的累積。此外，每一種風(fēng)向?qū)Σ煌鞘械挠绊懸膊槐M相同。以北京為例，由于北京西、北方向臨山，東、南方向建有大量重工業(yè)企業(yè)，因此偏南風(fēng)出現(xiàn)時(shí)，來(lái)自工廠的污染物被傳輸至北京，并且受到太行山和燕山的阻礙而不易稀釋。除了風(fēng)以外，降水也起到了清洗空氣中污染物的作用。研究團(tuán)隊(duì)分析發(fā)現(xiàn)，風(fēng)向、累積風(fēng)速(只有在固定風(fēng)向下風(fēng)速的累積才是有意義的，因?yàn)槿绻L(fēng)向一直在變，其效應(yīng)就不明顯了)和降水量對(duì)PM2.5濃度均有顯著影響。
由于氣象因素的不可控性，陳松蹊更希望找出污染物排放對(duì)PM2.5濃度的影響，并提出相應(yīng)的解決策略。因此，研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用他們此前提出的統(tǒng)計(jì)方法，剔除了氣象因素對(duì)PM2.5濃度的影響。
利用排除了氣象因素的PM2.5濃度數(shù)據(jù)，陳松蹊團(tuán)隊(duì)對(duì)五城市的污染情況進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。在這五座城市中，廣州與上海的PM2.5濃度相對(duì)較低，年度均值分別在每立方米40~50微克和每立方米50~60微克之間，但也高于每立方米35微克的國(guó)家空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。而另外三座城市面臨的PM2.5污染狀況要嚴(yán)重很多。北京的年度均值在五座城市中排名榜首，達(dá)到每立方米80~100微克。其90%分位數(shù)濃度更是遠(yuǎn)高于其他四座城市，這反映出北京的重度污染天氣最為嚴(yán)重。而成都的中位數(shù)濃度在五座城市中是最高的，表明成都長(zhǎng)期處于中度污染狀態(tài)。
此外，研究團(tuán)隊(duì)分析了各城市年度平均指標(biāo)的變化趨勢(shì)。2015年，五城市的PM2.5濃度出現(xiàn)較為明顯的下降。陳松蹊認(rèn)為，導(dǎo)致空氣質(zhì)量有所改善的原因主要有二：政府實(shí)施了更嚴(yán)格的大氣環(huán)境監(jiān)管措施，且自2013年以來(lái)中國(guó)的經(jīng)濟(jì)增速放緩。但該趨勢(shì)能否在今年得到延續(xù)，陳松蹊表示，目前研究仍在進(jìn)行之中。
困境：解救被圍困之城
進(jìn)一步的分析揭示，導(dǎo)致北京、沈陽(yáng)和成都污染困境的原因各不相同。遼寧的經(jīng)濟(jì)發(fā)展倚重于重工業(yè)，其煤炭和柴油消耗量與成渝地區(qū)相近，高于其他3座城市所在區(qū)域。此外，每年11月至次年3月的燃煤供暖使得沈陽(yáng)冬季的空氣質(zhì)量雪上加霜。
與此相反，在這五座城市所在的區(qū)域中，成渝地區(qū)的各項(xiàng)能源消耗指標(biāo)均處在較為靠后的位置，然而，成都仍長(zhǎng)期處于中度污染狀態(tài)，導(dǎo)致這一局面的是成都的先天劣勢(shì)——地形條件。四川盆地由青藏高原、云貴高原、大巴山等高山環(huán)繞而成，因此盆地中產(chǎn)生的大氣污染物難以擴(kuò)散。
相比之下，北京所面臨的空氣問(wèn)題更加復(fù)雜而嚴(yán)峻，這里幾乎聚集了所有不利條件：北京所處的華北平原北靠燕山、西鄰太行山，不利于污染物擴(kuò)散;其次，華北地區(qū)的單位能源消耗量?jī)H次于長(zhǎng)三角地區(qū)，并且擁有大量重工業(yè)產(chǎn)業(yè);此外，這項(xiàng)研究顯示，北京具有十分顯著的供暖效應(yīng)，這項(xiàng)因素共同導(dǎo)致了北京的高PM2.5濃度。
在陳松蹊看來(lái)，目前華北平原的空氣污染狀況本不應(yīng)該如此嚴(yán)重。本世紀(jì)初，在北京獲得2008年夏季奧運(yùn)會(huì)的主辦權(quán)后，首鋼集團(tuán)被搬遷至河北唐山。包括首鋼在內(nèi)，河北聚集了大量由首都遷來(lái)的重工業(yè)企業(yè)。管理者試圖借此改善北京的空氣質(zhì)量，但是，“這些搬遷措施是缺乏遠(yuǎn)見(jiàn)的，”陳松蹊說(shuō)，“在進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，規(guī)劃者沒(méi)有考慮到污染物在華北平原半封閉地形中的積累。”最終的結(jié)果是，不僅北京的PM2.5濃度居高不下，華北平原更是成為中國(guó)空氣污染最嚴(yán)重的區(qū)域。
“基于各地的地理環(huán)境和氣象條件，每一座城市都有不同的能源消耗和工業(yè)活動(dòng)承載的上限，”陳松蹊說(shuō)，“在進(jìn)行投資、布局時(shí)，都應(yīng)該考慮并尊重各地的承載上限。例如在華北平原，其地理?xiàng)l件不利于污染物擴(kuò)散，因此應(yīng)盡量避免布局高排放的重工業(yè)。”
挑戰(zhàn)：距藍(lán)天還有多遠(yuǎn)?
2014年，陳松蹊教授首次將目光投向空氣污染問(wèn)題。運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)手段，研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)發(fā)布了兩份空氣評(píng)估質(zhì)量報(bào)告。目前，團(tuán)隊(duì)正在對(duì)京津冀地區(qū)多個(gè)站點(diǎn)的空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致分析，研究報(bào)告預(yù)期于2017年春季出爐。
陳松蹊說(shuō)，在空氣污染的研究中，最大的問(wèn)題是可靠數(shù)據(jù)的獲取。雖然該研究涉及的監(jiān)測(cè)站的數(shù)據(jù)比較可靠，但無(wú)法推斷所有的環(huán)保部站點(diǎn)數(shù)據(jù)的可靠性都有保障。在接下來(lái)的研究中，他們也會(huì)進(jìn)行更多的數(shù)據(jù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作。此外，氣象數(shù)據(jù)與能源消耗數(shù)據(jù)的不公開(kāi)也為研究設(shè)置了障礙。
在這份研究報(bào)告發(fā)布后，陳松蹊在環(huán)保部做了報(bào)告，并且提出了相關(guān)建議。盡管找出各地的癥結(jié)，但是距解決方案的最終落實(shí)仍有很長(zhǎng)的路要走。
采訪結(jié)束時(shí)，陳松蹊在辦公室內(nèi)指著遠(yuǎn)處隱約可見(jiàn)的輪廓說(shuō)：“你看，新的一輪霧霾又來(lái)了。天氣好的時(shí)候遠(yuǎn)處的西山能看得很清楚，現(xiàn)在你仔細(xì)看，只剩一點(diǎn)輪廓了。”空氣污染的治理和預(yù)防，注定是個(gè)持久戰(zhàn)。曾任中國(guó)氣象局局長(zhǎng)的氣候變化專(zhuān)家秦大河院士曾經(jīng)提到，當(dāng)年倫敦治理霧霾用了30到50年的時(shí)間，希望我們可以在一二十年的時(shí)間內(nèi)解決這個(gè)問(wèn)題。關(guān)于具體的時(shí)間，可能不同的學(xué)者有著不同的看法，但有兩點(diǎn)是可以確定的：頻繁出現(xiàn)的重度空氣污染不會(huì)立即消失，它還將伴隨我們很長(zhǎng)一段時(shí)間;而決定倒計(jì)時(shí)要走多久的，是我們的行動(dòng)：大到政府的城市布局和工業(yè)監(jiān)管，小到個(gè)人習(xí)慣，每一項(xiàng)導(dǎo)致空氣污染的因素都需要被研究透徹，每一項(xiàng)控制污染的舉措都不應(yīng)被放過(guò)。
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