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感觉今天空气变好了?用科学的姿势解读“晴霾指数”

2015-06-26 13:584090能源大嘴

就在几天前,北京人都快把微信朋友圈刷成蓝色的了。尽管这两天北京的PM2.5浓度又回到三位数,但想必多数北京人仍会说:和往年比已经不错了!

大嘴君计算了北京2015年1-5月的数据,月均PM2.5浓度约为82微克/立方米。这相比2013年同期的102微克/立方米和2014年同期的98微克/立方米,确实有不小的下降。

国家已经向污染宣战了两年多,北京空气终于迎来了阶段性告捷,蓝天是否真能发展成“新常态”呢?还有哪些数据值得我们进一步挖掘?

今天大嘴君邀请了两位小伙伴——来自美国保尔森基金会的研究专家Anders Hove和“黑云笔记”的数据分析师Lauri Myllyvirta做个简明扼要的远程问答。

北京的空气是否正在逐步变好?这是得益于政府的治霾政策吗?

Anders Hove:仅从北京暂时的相对低浓度空气污染很难直接得出长期趋势的判断。首先,官方从2013年才开始对北京PM2.5浓度进行监测和公开,因此要对于 该数据的长期比较还很困难。这一点相当关键,因为几天的极好或极差天气也许就会影响整年的数据趋势。例如,2013年和2014年初几个月的重度雾霾天气 就拉升了该年读数的整体平均值。

Lauri Myllyvirta:季度空气质量也会受到风向、湿度、温度和其他因素的影响,例如北风常常使得北京的PM2.5浓度偏低。现阶段要说空气改善在多大程度上是来自大风或者政策,还值得商榷。

风向对北京PM2.5浓度的影响

难道说,我们就完全无法判断"大风,政策,和空气好转"之间的关系吗?

Anders Hove:关于历史数据缺失的问题,我们也有一些弥补的办法。例如可以将美国驻华使馆自2008年以来的监测数据作为参照从而建立相对长期的比较(尽管美国使馆仅有一个监测点,而北京自2013年以来建立的国控站已有数十个)。

以下这幅图,我们可以看到2015年的状况要比2014年提高了不少:

2015年每个月的PM2.5浓度都比2014年同期要低,且截止2015年6月15日的前5个多月平均浓度(82微克/立方米)也比过去几年(直至2008年的97微克/立方米)的年平均浓度要低。

美使馆公布的北京PM2.5浓度图

Lauri Myllyvirta:为了应对关于有利风向和气象因素影响的分析,我们建立了一个关于北京每小时PM2.5浓度的回归分析模型。

气象因素对北京PM2.5影响的回归分析

通过回顾分析,我们发现,在2010年、2012年、2013年和2014年,北京的气象因素和空气质量之间,是有强相关的。但是在2015年北京的实际PM2.5浓度,与基于气象因素的空气预测值相比明显偏低,也就是说今年的空气质量和气象因素的关联性没有以往那么高。

“这样看起来2015年开局不错,那么中国其它地区的情况如何呢?从全局上看,什么因素对空气质量的改善更为关键?

Lauri Myllyvirta:我们将中国政府发布的2015年和2014年数据做了对比,发现总体上来说全国各地的空气质量都有所改善,但是有一个问题就是改善的分布不均(如下图)。

2014年与2015年PM2.5浓度减小对比图

我们注意到PM2.5浓度减小的地区主要集中在污染较严重的中国北部平原,从河北延伸至山东、江苏等地。相比之下,长江流域的改善幅度较小,且有个别地区甚至出现浓度升高,但是总体来说全国范围内的改善是显而易见的。

Anders Hove:第二个问题是根本性的,虽然并不好回答,但是至少有一部分原因是工业生产和煤炭消费的变化。

保尔森基金会在其一份题为《气候变化、空气质量和经济》的报告中详细指出,煤炭消费是PM2.5等污染物排放的罪魁祸首,而众所周知重工业和电力行业会大量耗煤。因此,想要减排PM2.5,降低煤耗和调整重工业生产应是重中之重。

Lauri Myllyvirta:的确如此。2015年前四个月,煤炭消费量已经比上年度同期大幅下降,约为8%,主要原因是电力行业的煤炭消费急剧下降。如下图所示,2015年前四个月中国的大型采煤企业销售总体来说都与2014年同期持平或有所降低。

主要采煤企业煤炭销售1月至4月对比图

与此同时,多数省份的重工业部门已经开始减少产量。钢铁产量(经常被认为是空气污染的罪魁祸首之一)在2015年前四个月与2014年同期相比已普遍持平或下降。

全国钢铁产量1月至4月对比图

这些迹象也许可以说明,空气污染的普遍改善与降低煤耗和工业排放量之间有一些联系。

如果我们挖掘更深层的原因,是什么造成煤耗和工业排放的降低?是应该感谢空气污染防治计划的成功实施?还是更要归功于中国经济的结构性变化?我们注意到今年第一季度居民和第三产业用电量同比增长,而重工业用电量持平或有所下降。

总 体而言,大嘴君发现不少外国分析者也认为,“解决空气污染必须以中国简单地放慢其经济增长为代价”这种论调是站不住脚的。彭博社的首席经济学家Tom ORLIK在其最新的研究中指出,如果中国到2020年PM2.5的浓度要比2014年下降9%,仍然可以保持6.5%的年均GDP增长。这里的关键是实 施正确的一揽子改革方案。

大嘴君在这里列出一些彭博社的PM2.5减排建议:

1.经济重心从工业过渡到服务业并重新平衡(照常情景下时可减排8%)

2.提高能源效率(可比照常情景减排16%)

3.减少煤炭的使用(可比照常情景减排6%)

4.继续污染末端治理(可比照常情景减排17%)

换句话说,只要改革政策合理,保持经济增长和解决环境问题之间并没有矛盾。

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