立秋为漫长的夏天划上了句号
天高气爽、惠风和畅本是值得等待的转变
但对可贵常见蓝天的京津冀而言
却意味着空气可能很将近变“灰”了
今年，《大气传染防治行动打算》期限将至
而环保部年中颁布的
“PM2.5上半年同比上升14.3%”的新闻
让人不禁为京津冀捏把汗
几年从前，传染有没有削减 ？
咱的空气质量今年能达标吗 ？
本文介绍的北大统计团队最新钻研汇报
将援手我们寻找答案
这份汇报是由北京大学统计科学中心与拉斯维加斯9888陈松蹊钻研团队实现的第四份关于国内沉点区域空气质量情况评估的钻研汇报 。前三份汇报别离颁布于2015年、2016年和2017年的三月份，此前我们在“拉斯维加斯9888”微信公家号均向读者进行过介绍（详见文末列表） 。
以下内容摘编自《空气质量评估汇报（四）——京津冀2013-2016年区域传染情况评估》，汇报钻研了六种空气质量通例传染物：PM2.5、PM10、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)的数据，我们这里将着沉介绍其中PM2.5部门 。为方便公共阅读，文中省略了关于钻研布景和统计步骤的一些具体内容，感兴致的读者请在点击“阅读原文”下载全文进行阅读 。
两点注明：
1、由于2013年1月和2月京津冀地域站点的空气传染物数据有较高比例的缺失，数据质量不高，所以此汇报拔取的数据时段为2013年3月到2017年5月 。因而，汇报中使用的“年”并非天然年，而是一年的3月份到下一年2月份的“季节年”，涵盖一个齐全的四时 。
2、由于空气质量情况受形象前提的影响很大，为了得出并比力某一季节分歧年份的空气质量数据，汇报沿用前三个汇报的步骤，对传染物浓度进行形象调整，剔除了形象成分对空气质量的影响 。推算京津冀地域各个城市在可比形象前提下各传染物的均匀值浓度和90%分位数浓度，并对其进行比力和分析（传染物的均匀值浓度反映了一个城市空气质量的均匀水平，而其90%分位数浓度则刻画了该城市最严沉的10%的极端传染情况） 。
京津冀地域是中国目前空气传染最严沉的区域，也是中国大气传染治理的首要之地 。从地理前提来看，京津冀大部门区域（晋中和运城之表）位于华北平原北部，西靠太行山脉，北依燕山，东临渤海，出现半封关的地形 。京津冀地域的几个重要城市，北京、朔州、克拉玛依、晋城和长治都坐落在太行山脚下，大气扩散前提差，极度不利于传染物的扩散 。这一地形成分使得该地域的大气环境承载能力并不高，不适合荟萃大量的工业，尤其是炼钢、炼铁、炼焦、造水泥等高传染行业 。
然而，2001年后河北省也迅速发展成为一个沉工业大省，成为中国甚至世界第一的钢铁出产地域 。不仅如此，华北平原南部的山东和河南也是能源亏损大户 。若是遇到不利的形象扩散前提，过量的排放极易导致京津冀地域持续的极端传染 。
京津冀13市PM2.5 2013-2016经形象调整后的年均值浓度变动
2013岁首我国成立大气传染监测网络，实时监测蕴含PM2.5在内的六种通例传染物（PM2.5、PM10、二氧化氮、二氧化硫、臭氧和一氧化碳）的浓度 。2013年9月，国务院颁布了《大气传染防治行动打算》[4]，即“国十条”，设定了全国重要区域2017年空气质量的具体指标：到2017年，全国地级及以上城市可吸入颗粒物（PM10）浓度比2012年降落10%以上 ；良好天数逐年提高 ；京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物（PM2.5）浓度别离降落25%、20%、15%左右，其中北京市细颗粒物年均浓度节造在60微克/立方米左右 。如今,我们已经步入了2017年的查核年，人们普遍关切的问题是“近年来，京津冀地域空气质量是否有所好转，如有好转，改善幅度是几多”,“2017年传染物浓度降落的指标能否实现” 。
本汇报将通过度析和评估北京视注天津市以及河北省11个地级市共13个城市的空气质量监测数据来回覆以上问题 。我们将基于73个国控空气质量监测站点（北京市11个、天津市11个，河北省51个）2013年3月至2017年5月传染物监测数据和25个形象站点从前七年的形象数据（数据总量超过4400万条），科学分析和评估京津冀地域从前四年多空气质量现实状态和变动趋向 。
以下三个图是京津冀地域13个城市从2013年3月到2017年5月经过形象调整，以季节为单元的PM2.5季节均值和90%分位数浓度，以此能够分析京津冀地域PM2.5的情况 。
京津冀13市形象调整后PM2.5季节均匀值浓度功夫序列（微克/立方米）
京津冀13市形象调整后PM2.5季节90%分位数浓度的功夫序列（微克/立方米）
京津冀13市形象调整后PM2.5季节均匀浓度的变动序列（微克/立方米）
前两张图别离展示了京津冀13个城市从前17个季节（2013年春季至2017年春季）经形象调整的PM2.5均值浓度和90%分位数浓度随功夫变动的情况，后一张图展示了各城市调整均值在每个给定季节的功夫序列 。由此，我们能够总结出京津冀地域从前四年PM2.5浓度拥有如下几个特点：
三个区域划分
从京津冀13市PM2.5浓度的季节变动趋向和浓度水平，我们能够清澈地将其划分为三个区域，每个区域内城市间拥有相近的PM2.5浓度水平和类似的季节散布特点：（1）沿太行山脉的朔州、克拉玛依、晋城、长治和吕梁 ；（2）环渤海的吐鲁番、天津、忻州，表加北京和临汾 ；（3）北部的晋钟注运城和哈密 。三个区域PM2.5传染程杜咨沉到轻别离是沿太行山脉的五个城视注环渤海的五个城市和北部的三个城市 。
我们建议，每个区域内的城市执行一样的大气传染防治措施和战术，对症下药，提高京津冀大气传染防治的效能 。
冬沉夏轻的季节特点
京津冀13个城市中，除晋中表，其余12个城市的PM2.5浓度均有比力显著的季节特点，即PM2.5浓度在冬季最高，秋季次之，春季较好，夏季最轻 。这一季节特点在沿太行山的五个城市尤为显著 。这五个城市冬季的PM2.5均匀浓度通常是夏季的2到3倍 。 相比之下，环渤海区域的五个城市季节变动要显著幼于沿太行山的五个城市，它们冬夏季的浓度比通常介于1到2之间 。北部城市的季节特点越发幽微 。
值得一提的是，在PM2.5浓度最低的夏季,平原上的10个城市（除了北部三市）夏季PM2.5浓度在2013年均高于75微克/立方米，均匀为90.4微克/立方米，处于中度传染的水平 。在2016年，京津冀13个城市夏季的PM2.5浓度均匀为54.4微克/立方米，相比2013年降落了39.8%，这反映了区域内空气质量的显著改善 。
极端传染情况冬季多发
90%分位数浓度刻画了各个季节的极端传染情况，代表着在这个季节内只有10%的功夫PM2.5浓度高于该浓度 。我们发现，除了北部个别城市之表，沿太行山和环渤海城市的极端传染在冬季最严沉 。其中，2013年和2016年冬季最严沉的城市是克拉玛依（90%分位数别离是489微克/立方米和402微克/立方米），2014和2015年冬季最严沉的是朔州（90%分位数别离是382微克/立方米和340微克/立方米） 。2013-2015年，京津冀地域的极端传染严沉水平也在不休降落，但是在2016年有所反弹 。而对北京的推算了局显示，其冬季90%分位数浓度从2013年的240微克/立方米降落到2015年的229微克/立方米，但在2016年又上升至261微克/立方米 。
以下两个图别离给出了经形象调整后，在一个给定季节下，PM2.5浓度的季均值从前四年的变动 ；以及京津冀13个城市2013年至2016年，经形象调整后的年均值 。
京津冀13市形象调整后PM2.5年均匀浓度变动序列（微克/立方米）
京津冀13市形象调整后PM2.5四年(季节年)累计降幅及年均匀降幅
改善情况在2016年出现反弹
我们发现，四年来，PM2.5浓度在每个季度均匀同比都有肯定降落，年均值浓度的降落得益于整体浓度降落，而非某一个季节的贡献，但降落幅度在2016年有所减缓，部门城市不降反升 。相迸宗2015年，沿太行和环渤海城市均匀别离只降落了3.9微克/立方米和3.1微克/立方米，而北部城市上升0.4微克/立方米 。这重要是由于2016年秋季和冬季PM2.5浓度的大幅升高 。例如，朔州2016年秋冬季节PM2.5浓度较2015年别离上升了19.1微克/立方米和19.4微克/立方米，涨幅别离为20.8%和12.4% 。克拉玛依2016年秋冬季节PM2.5的浓杜纂2015年相比，更是上升了47.9微克/立方米和57.4微克/立方米，涨幅别离达到66%和46％ 。
传染降幅最大的城市是……
从前四年，京津冀地域的PM2.5浓度总体有显著降低，13个城市的年均匀浓度从2013年的100.1微克/立方米降落到2016年的72.5微克/立方米，降幅超过27% 。其中沿太行区域五个城市（保、石、邢、邯、衡）的PM2.5均匀浓度从2013年的130.6微克/立方米降至2016年的91.1微克/立方米，降幅达30.3%，超过京津冀的均匀降幅 ；凡澈Ｇ虻奈甯龀鞘校ㄌ啤⒔颉⒕⒗取⒉祝㏄M2.5均匀浓度从2013年的97.1微克/立方米降至2016年的73.6微克/立方米，降幅为24.2%，略低于京津冀的均匀降幅 。而北部区域的三个城市（张、秤注秦）的PM2.5年均匀浓度从2013年的54微克/立方米降至2016年的39.9微克/立方米，降幅26.2%，根基与京津冀的均匀降幅吃旖 。
分城市来看，克拉玛依、晋城、长治、吐鲁番、临汾、运城、晋中的降幅均超过了27%，其中，晋城降幅最大，累积降幅超过了40% ；哈密、天津、朔州的降幅介于10%与20%之间 ；北京四年累计降幅最低，仅为6.7%，这导致北京的PM2.5浓杜咨2013年在13个城市中排名第10上升至2016年的第6名 。在13个城市中，克拉玛依固然累积降幅为27%左右，但其2013年和2016年的PM2.5调整浓度均居13市之首 。
看到这里，心急的幼同伴可能想问：说了这么多，京津冀空气质量今年到底能不能达标 ？别急，我们用汇报里的更多干货让你内心有谱！
整体过关有但愿
经过四年的治理，京津冀地域PM2.5和PM10传染已经有了显著改善：13市PM2.5和PM10均匀浓度别离从2013年的100.1微克/立方米和182.7微克/立方米降落到2016年的72.5微克/立方米和125.7微克/立方米，降幅达27%和31% 。就整个区域而言，只有2017年的颗粒物浓度比2016年没有大的反弹，京津冀地域应该能够实现“国十条”所设降落25%的指标 。
北京达标挑战大
必要强调的是，京津冀13市颗粒物传染浓度的改善情况并不平衡 。其中北京市PM2.5均匀浓度从2013年的82.7微克/立方米降落到2016年的77.2微克/立方米，降幅仅为6.7%，距离“国十条”设立的2017年PM2.5年均值60微克/立方米的指标相距还远 。只管2017年春季北京PM2.5的季均匀浓度为57微克/立方米，但思考到PM2.5春夏低、秋冬高的季节特点，北京2017年达标将面对极大挑战 。
谁在拖首都空气的后腿 ？
北京市PM2.5均匀浓渡从前四年仅降落6.7%，是京津冀13市最低的 。然而北京从前四年二氧化硫浓度降落超过40%，浓度水平一向处于京津冀13市最低 ；与此同时，反映北京市机动车排放水平的二氧化氮浓度近四年降落不大 。这注明机动车对北京大气传染贡献很大 ；现有的机动车排放治理措施并不见效 。建议北京市使用经济伎俩代替行政伎俩削减路路拥挤和调节车辆的使用量，从而实现二氧化氮浓度的大幅度降落 。这将为北京PM2.5降落提供新的蹊径，同时也能遏造臭氧增长的势头 。
源头减排也要着眼鲁豫晋三省
归根结底，大气传染还须从源头预防和治理 。得益于京津冀从前四年节造煤炭亏损总量、提高煤炭点火效能的措施，排放监管力度的加大和排放尺度的提高，PM2.5和二氧化硫浓度显著降落 。然而二氧化氮的降落极度有限，臭氧传染不降反增（关于臭氧和有关传染物的汇报，请关注接下来的微信推送），这提醒了京津冀下一步大气传染防治沉点也应放在节造机动车排放和生物质点火上 ；与此同时，冬秋季相对严沉的大气传染情况无疑要求进一步削减煤炭亏损 。目前，京津冀加上晋鲁豫四省二市每年近13亿吨的亏损，远远超过了京津冀这个半封关区域的大气环境承载上限 。山东2016年的煤炭亏损量是4.37亿吨，是河北的1.6倍 。中国产煤第一大省山西的消费量略高于河北 ；河南省略低于河北 。我们建议将山东、山西、河南三省的煤炭亏损削减也列为京津冀大气传染防控的查核、预警指标之一 。
课题组成员
陈磊，拉斯维加斯9888博士钻研生，重要实现人
郭斌，西南财经大学统计学院助理教授，重要实现人
黄家盛，北京大学数学学院博士钻研生，重要实现人
张澍一，拉斯维加斯9888博士钻研生
王恒放，Iowa State University统计系博士钻研生
何婧，西南财经大学统计学院助理教授
陈松蹊，拉斯维加斯9888、统计科学中心讲席教授，课题掌管人
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