哈佛大学中国项目研究简报: 气候对北京空气质量的影响

April 7, 2020
Beijing - Winter

面向非专业人士的新研究摘要

出版物:高蒙等,2020年。China's emission control strategies have suppressed unfavorable influences of climate on wintertime PM2.5 concentrations in Beijing since 2002

该论文的主要作者是高蒙,香港浸会大学地理系助理教授。这项研究是他在哈佛大学应用科学与工程学院作为中国项目博士后研究员时的工作,现在他仍是该项目的客座研究员。合作作者包括中国项目的三位成员:Peter Sherman(地球和行星系博士生),宋少洁(助理研究员),Michael B. McElroyGilbert Butler环境学教授和哈佛大学中国项目主任)。该面向非专业人士的研究摘要由宋少洁撰写。

中国首都北京所在的华北平原经常会受到雾霾天气的困扰,特别是在冬季当大气因光照减弱而变得更稳定的时段。冬季雾霾天的主要污染物为直径小于2.5微米的细颗粒物(PM2.5),它不但能够降低能见度,还影响交通,更重要的是会造成人体呼吸系统和心血管系统的疾病。

据报道20131月是北京市近60年来雾霾最严重的月份,PM2.5最高的日均值超过了500微克每立方米,一些媒体当时称之为“空气灾难”。之后,中国国务院于20139月启动了空气污染防治行动计划。该计划明确了新的污染控制措施,并提出了2017年具体的PM2.5浓度目标。这些措施包括淘汰小型燃煤锅炉和高排放的小型工厂,安装挥发性有机化合物的控制设施,以及用电力和天然气替代煤炭燃烧等。

根据中国生态环境部的监测,从20132017年,京津冀地区的PM2.5年平均浓度下降了40%。仅根据测得的PM2.5浓度难以将空气质量的改善归因于这些控制措施的有效性,或者是气象或天的变化。如果排放没有变化,气象将对PM2.5浓度产生什么影响?这是本研究希望回答的问题。因此,我们使用空气质量模型来评估这两个因素的影响。建模实验的优点是,我们可以将PM2.5和生成PM2.5的气体污染物的排放量固定到特定的年份,从而使用模型的结果来回答这个问题。

通过在空气质量模型中固定污染排放量,我们发现在研究的时间段内气象条件会导致北京的雾霾天增加。严格的污染排放措施对空气质量的改善超过了气象的不利影响。空气质量模型还使我们能够探索不利气象条件的驱动因素。本研究发现不利气象条件的原因是东亚冬季风的减弱,特别是与北半球冬季白令海阿留申群岛附近的低压系统的大气压强增强有关。

完整参考文献:Meng Gao, Zirui Liu, Bo Zheng, Dongsheng Ji, Peter Sherman, Shaojie Song, Jinyuan Xin, Cheng Liu, Yuesi Wang, Qiang Zhang, Jia Xing, Jingkun Jiang, Zifa Wang, Gregory R. Carmichael, and Michael B. McElroy. 2020. “China's emission control strategies have suppressed unfavorable influences of climate on wintertime PM2.5 concentrations in Beijing since 2002.” Atmospheric Chemistry and Physics, 20, 3, pp. 1497-1505, doi.org/10.5194/acp-20-1497-2020.本期刊为开放获取期刊,全文可以在哈佛中国项目的网站上免费下载。