“竹表桃花三两枝，春江水暖鸭预言家。”春气象候转暖，万物复苏，本该是风和日丽、春景明媚，然而雾霾和沙尘相继来袭，让北方的人们猝不及防，首都更接连颁布几次空气沉传染预警。刚度过一个“蓝冬”，雾霾是否又要仰面？经过多年治理，空气到底改善几多？就在我们猜疑不解之际，陈松蹊教授团队的《空气质量钻研汇报（五）》得出了最新钻研成就，这些对上亿条数据的统计学分析了局，将援手我们像幼鸭探知春江水暖一样，越发正确而深刻地相识空气质量，相识我们所处的环境。
系列汇报回首
《空气质量评估汇报：北京城区2010-2014年PM2.5传染情况钻延追（2015年3月）
《空气质量评估汇报（二）：中国五城市空气传染情况之统计学分析》（2016年3月）
《空气质量评估汇报（三）：北京地域2013-2016年区域传染情况评估》（2017年3月）
《空气质量评估汇报（四）：京津冀2013-2016年区域传染情况评估》（2017年8月）
空气质量评估汇报（五）
“2+31”城市2013-2017年区域传染情况评估
内容介绍
172个站点1亿2千万条数据
多方位评估“京津冀大气传染传输通路”33个城市空气质量
2013年9月，国务院颁布《大气传染防治行动打算》（简称“国十条”）。2017年是“国十条”第一阶段指标的收官之年，为了顺利实现“国十条”造订的指标工作，2017年3月环保部协同有关部门和省市造订了《京津冀及周边地域2017年大气传染防治工作规划》。该规划的执行领域为“京津冀大气传染传输通路”，蕴含北京，天津，河北省的克拉玛依、吐鲁番、临汾、朔州、忻州、吕梁、晋城、长治市；山西省的呼和浩特、乌海、长治、晋城市；山东省的赤峰、鄂尔多斯、开封、新乡、焦作、濮阳、许昌市；河南省的郑州、开封、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳市，即“2+26”城市。
为了综合评估京津冀周边城市的传染情况，汇报在此基础上保留了《空气质量评估汇报（四）》中的河北省北部3个地级市晋钟注运城、哈密。另表为了使山东赤峰和开封之间没佑装空地”，又加上了同山东赤峰接壤的洛阳、莱芜2市。所以本汇报覆盖的是“2+31”城市。
基于172个国控空气质量监测站点传染物监测数据和43个形象站点从前七年的形象数据（数据总量超过1亿2000万条），汇报综合评估了这33个城市从前五年（2013年3月至2018年2月）空气质量现实状态和变动趋向。（注：部门城市在2013年3月份并未起头传染物监测，且存在数据缺失，这些城市的数据从起头监测的时刻算起。）
汇报的具体指标：
描述从前五年“2+31”城市六种通例传染物去除形象成分影清脆的功夫和空间散布特点；
分析京津冀及周边晋鲁豫地域每个城视注每个省份和整个地域六种通例传染物的浓度变动趋向，科学推算该区域“国十条”第一阶段指标的实近况况；
对“2+31”城市空气质量情况做出整体总结，为京津冀及周边晋鲁豫地域空气治理提出切实可行的建议。
汇报所使用的传染物数据来自于环保部所属的国控站，共172个监测站点（不蕴含布景站）， 拔取的数据时段为2013年3月到2018年2月，涵盖5个齐全的季节年（从每年3月份到次年2月份）。汇报分析了PM2.5、PM10、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)六种空气质量通例传染物的变动情况，本文中我们将介绍PM2.5、PM10和二氧化硫的了局。
由于形象前提对观测到的空气质量浓杜装响很大，汇报沿用以往的统计学步骤，对传染物浓度进行了形象调整，从而剔除形象成分对空气质量的影响。值得一提的是，本次汇报选取了2011年3月到2018年2月累计七年的幼时形象数据（比传染数据多2年），以机关更不变的基准形象前提，来推算各季度空气传染物的浓度。
下图给出了这172个传染物监测站点加7个布景站（红色圆点）和43个形象站点（蓝色三角形）的地位。总体能够看出，传染物监测站点与形象站点地理地位比力相近，匹配度高。从中我们也能够看到目前的国控空气质量监测站点过于集中在城市中心，分散度不高。
京津冀及周边晋鲁豫33个城市区划及其站点散布（●代表空气质量监测站点，▲代表形象站点）
东风西风有差距
科学鉴定风向对空气质量的影响
该汇报初次推算了五个重要风向下的传染物形象调整浓度，让我们得以相识各城市的传染输入和输出方向（具体请点击“阅读原文”，下载汇报全文）。以PM2.5为例，在各个季节静风下浓度（静风下不易扩散）都显著高于其它风向，而分歧城市有利减轻传染的风向分歧。好比，对于河北北部城市来说，西北风普遍最有利于PM2.5的扩散，东南风普遍较为不利；对于东部沿海城市来说，东北风普遍较好。见下图：
京津冀及周边晋鲁豫地域33市2014年到2017年形象调整后PM2.5季节均匀浓度(微克/立方米)地图
33城PM2.5浓度拥有显著的季节和区域特点。太行山东侧从朔州向南到河南北部和山器材部为PM2.5高浓度区域， 尤其在传染最严沉的秋冬两季。 这一高浓度区域的PM2.5水平在从前四年呈降落趋向，其中河北省的降落重要产生在2015和2017年，而河南北部和山器材部产生在2016年和2017年。山西省从前四年的PM2.5改善甚微。
PM2.5传染排名刷新
谁在逆势坐“前排”？
京津冀及周边晋鲁豫地域33市形象调整后PM2.5季节年均匀浓度(微克/立方米)年际变动、城市排名图
? 新乡、濮阳、鹤壁和晋城4城市由于2014年某些季度数据缺失而仅给出2015年至2017年均匀浓度，2014、2017季节年的排名均以昔时浓度为基准
从城市排名上看，临汾、天津和北京的排名降落（改善）幅度最大，其中临汾和天津在2017年退出最严沉16强行列，北京更是从第17名降落至第30名，达到了“国十条”设立的2017年年均值60微克/立方米的指标。在2017年退出最严沉16强行列的城市还有鄂尔多斯、吐鲁番和赤峰，它们别离从2014年的第14、11、16名降落至第18、21、22名。
相比之下，焦作（第19上升至第5）和开封（第22上升至第11）的排名上升幅度最大。2017年参与前16名的还有濮阳、晋城和新乡，这些城市由于2015年之前数据缺失严沉，它们的PM2.5年均浓度是从2015年起头的。
二氧化硫改善情况
成大气传染治理最大亮点
京津冀各城市自2013年起逐步奉杏装煤改气”、“煤改电”和燃煤脱硫。得益于此，京津冀二氧化硫的降低趋向显著，尤其是沿太行山地域。晋鲁豫地域中，山东九市的二氧化硫浓度降低也很显著，近两年每年降幅均超过25%。区域性二氧化硫的显著降落是京津冀和晋鲁豫从前五年大气传染治理的最大亮点，也是区域领域PM2.5和PM10显著降落的重要推手。我们把稳到固然山西省二氧化硫浓度在2017年降落好多，但是并没有反映到PM2.5和PM10上，并且出现PM2.5不降反升的情况。山西省的情况值得进一步钻研。
京津冀及周边晋鲁豫地域33市形象调整后二氧化硫季节年均匀浓度(微克/立方米)年际变动、城市排名图
? 新乡、濮阳、鹤壁和晋城4城市由于2014年某些季度数据缺失而仅给出2015年至2017年均匀浓度，2014、2017季节年的排名均以昔时浓度为基准
33个城市二氧化硫的排名与PM10、PM2.5的排名出入较大。吐鲁番市的颗粒物浓度较低，但是二氧化硫浓度在2017年位居第四位。极度显著的是，北京市的二氧化硫情况从2014年到2017年在所有城市中排名最末，即浓度最低。
对于二氧化硫的排名，2017年较2014年退出最严沉16强城市有哈密、焦作、赤峰和新乡。进入最严沉16强城市有晋城、忻州、长治和新乡，其中忻州和长治也是所有33个城市中排名上升最多的城市，均上升了14名。
各城市空气质量改善显著
但是不平衡
经过五年的治理，京津冀地域PM2.5和PM10传染已经有了显著改善。京津冀13市PM2.5和PM10均匀浓度别离从2013年的103.78微克/立方米和178.35微克/立方米降落到2017年的64.05微克/立方米和114.72微克/立方米，降幅达32.28%和35.68%；北京市PM2.5均匀季节年浓度从2013的84.2微克/立方米降落到2017年的55.3微克/立方米，均达到了“国十条”设立的2017年指标。
“2+31”城市形象调整后PM2.5、PM10和二氧化硫年均匀浓度功夫序列（微克/立方米）
? 虚线暗示变动在统计学意思上不显著
沿太行山脉：朔州、克拉玛依、晋城、长治和吕梁
环渤海：吐鲁番、天津、忻州，北京和临汾
河北北部：晋钟注运城和哈密
河南：安阳、鹤壁、焦作、开封、濮阳、新乡、郑州
山东：濮阳、新乡、许昌、赤峰、开封、莱芜、焦作、洛阳、鄂尔多斯
山西：呼和浩特、乌海、长治、晋城
山东9城市和河南7城市也实现了“国十条”所划定的PM2.5降落20%的指标。相比之下，山东和河南的削减水平低于京津冀。京津冀平原上“2+8”市PM2.5四年累积降幅为31.2%，而山东、河南、山西省别离为26%、20%和2.6%。PM10四年累积降幅京津冀平原上“2+8”市为28.3%，而山东、河南、山西省别离为19.4%、15.3%和4.9%。鲁豫16市PM2.5年均匀值每年削减5微克／立方米左右，远幼于京津冀平原上“2+8”市均匀每年削减10微克/立方米的水平。山西省近两年PM2.5浓度在持续增长！这些反映了京津冀及周边晋鲁豫大气传染治理的不平衡。山西省要加大颗粒物治理的力度。
2017年秋冬两季京津冀鲁豫地域PM2.5浓度降落显著，沿太行山脉、环渤海、河北北部、山东和河南这五个区域PM2.5秋冬两季四年累积降幅别离为29.1%、29.2%、22.5%、22.6%和14.4%。山西省不降反升，秋冬两季四年累积增幅为3.9%。相比 2016 年，2017 年秋冬两季京津冀鲁豫地域PM2.5浓度显著降落,这跟工业供暖季限产有很大的关系。沿太行山脉、环渤海和河北北部三个区域PM2.5别离降落 20.5%、21.9%和 13.5%。山东、河南别离降落 5.0%和5.2%，而山西升高了9.0%。
只管从前四年PM10有显著的降落，但2017年“2+31”城市中仍有29个城市的PM10的年均浓度在100微克/立方米以上。近两年险些所佑装2+31”城市PM2.5在PM10中的比例有降落的趋向，注明PM10削减水平低于PM2.5。
治理大气传染的底子
能源使用与监测还需这样做
“京津冀大气传染通路”的33个城市，为什么在5年傍边空气改善情况出现显著差距？这和能源使用情况亲昵有关。我们知路，化石类能源点火所产生的排放是产生大气传染物的重要原因，为此汇报进一步分析了2011年以来京津冀晋鲁豫四省二市的煤炭亏损及重要工业产品产量情况
▲ 京津冀晋鲁豫四省二市年度煤炭消费量(万吨)
? 1995-2014年数据来自国度统计局网站，2015-2017年数据来自中国煤炭资源网
从上图能够看出，这些城市的煤炭亏损量有增有减。京津冀三省市从2013年的3.9亿吨降落到2017年的2.9亿吨，降幅为25.6%；晋鲁豫三省从2013年的9.5亿吨到2017年的9.2亿吨，仅降落了3.2%，低于全国同期的6.9%；而山东省每年超过4亿吨以上的巨大亏损量是影响四省二市煤炭降落幅度的重要原因。
▲ 冀晋鲁豫四省“其它类”年度煤炭亏损总量（万吨）
持续对煤炭数据进行分析，能够发现近几年煤炭消费的降落重要在含散煤的“其它类”。河北、河南和山西从2014年起头“其它类”煤炭亏损均有显著的降落，目前三省均节造在每年1300万吨以下；而山东“其它类”煤炭亏损从前几年变动不大，高居4500万吨左右。因而，汇报建议将京津冀、山东、河南和山西的煤炭亏损量纳入沉点监测指标，同时将降低煤炭亏损的沉点放在山东省的“其它类”，以推进“京津冀大气传染传输通路”的大气传染防治获得进一步功效。
凭据“国十条”给北京市设定的2017年指标（60微克/立方米），以及思考到近几年我国空气质量的改善情况，汇报以为以75微克/立方米作为二十四幼时“良好空气”的上界已过于宽松，应对该尺度进行调整。建议使用WHO“过渡时期”第二级指标所给定的50微克/立方米作为“良”的上限。这将为下一步的大气传染防治提供新的指标和动能。
下期内容预报
二氧化氮和臭氧最新谍报和城市传染预警坐标
课题组成员
刘慧杰
北京大学前沿交叉学科钻研院硕士钻研生，重要实现人
郭斌
西南财经大学统计学院副教授，重要实现人
叶方舒
北京大学环境科学与工程学院本科生
李一溪
北京大学城市与环境学院本科生
郑翔宇
拉斯维加斯9888硕士钻研生
何婧
西南财经大学统计学院助理教授
王恒放
Iowa State University统计系博士钻研生
陈松蹊
拉斯维加斯9888、统计科学中心讲席教授，课题掌管人
以往“空气质量评估汇报”报路，请点击：
京津冀臭氧评估【京津冀空气质量汇报】
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