天公作美？戮力同心？中国重点地区PM2.5质量浓度下降原因探析

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2月1日，中国气象科学研究院张小曳研究员和徐祥德院士研究团队在《中国科学：地球科学》在线发表了题为“2013~2017年气象条件变化对中国重点地区PM_2.5质量浓度下降的影响”的研究论文，对“天帮忙”在近年来空气质量改善过程中发挥的作用进行了定量分析。

为解决严重的大气污染问题，2013年9月，国务院发布实施了《大气污染防治行动计划》（简称《大气十条》），明确了大气污染防治总体思路，提出了一系列重点任务措施，对2017年全国及重点区域、重点城市的空气质量改善提出了具体的要求。《大气十条》实施以来，重点地区PM_2.5污染明显改善，空气质量显著提升。在这一过程中，气象条件变化对空气质量改善起到了多大的作用，一直是政府和公众特别关心的问题。

针对这一问题，中国气象科学研究院的徐祥德院士、张小曳研究员研究团队综合各类气象要素的地空观测资料、结合污染-气象条件指数，深入分析了2013~2017年间气象条件变化对京津冀、长三角、珠三角等重点地区PM_2.5污染的影响，量化了PM_2.5变化中的气象因素贡献。

研究发现，2013~2017年间各重点区域的PM_2.5下降成效均主要来自减排的贡献，“人努力”在空气质量改善过程中发挥了主导作用。《大气十条》实施后2014~2015年中国重点地区的气象条件相较2013年变差，2016年和2017年的气象条件转好；京津冀、长三角地区2017年相较2013年PM_2.5浓度下降的39.6%、34.3%中，分别有5%和7%来自气象条件转好的贡献，约占PM_2.5总降幅的13%和20%；珠三角地区气象条件影响相对不显著（图1）。2017年冬季京津冀和长三角区域的气象条件相较2013年分别转好约20%和30%, 在两区域冬季的PM_2.5污染改善中起到了明显的“助推”作用；京津冀2016年冬季气象条件较2017年仍好转14%，但2017年冬季PM_2.5降幅仍大于2016年，显示出2017年更大力度减排措施的重要作用。

图1  京津冀、长三角、珠三角等重点地区2013-2017年逐月、冬季和全年PLAM指数分布及中值变化，以及2014-2017年同比2013年的变幅

图中百分比数字所示, 正值表明气象条件转差, 仅统计PLAM中值超过80阈值的数据

研究对比了2013~2017年间北京冬季相同气象条件下的持续性重污染过程，发现减排导致的PM_2.5降幅逐年增加，在2016和2017年更为明显（图2），表明《大气十条》实施五年后北京空气质量改善的根本原因在于各项控制措施取得了实质性进展, 特别是2017年冬季污染物排放量得到了有效削减。

图2  北京气象条件相同的重污染事件中PM_2.5的变化情况

研究进一步指出，中国的PM_2.5持续性重污染主要发生在冬季，与冬季到达地面的太阳辐射下降、青藏高原大地形“背风坡”效应导致的下沉气流和“弱风效应”、气候变暖导致的区域边界层结构日趋稳定有关；污染形成后不断累积的PM_2.5污染与不断转差的气象条件间的“双向反馈”则将进一步导致PM_2.5的“爆发性增长”。在重污染形成初期大幅降低区域污染排放, 是消除和减少持续性重污染事件的关键手段。当前我国大气污染物总体排放水平依然较高，空气质量还处在对气象条件比较敏感的阶段，在遇到不利气象条件时仍易出现重污染天气。只有持续大幅度减少污染物排放，才有可能彻底消除重污染天气，使得空气质量实现根本性改善。

该研究是生态环境部委托中国工程院开展的“大气十条”终期评估工作的重要组成部分，研究同时受到国家大气重污染成因与治理攻关项目和科技部重点研发计划项目支持。中国气象科学研究院张小曳研究员为论文第一作者，徐祥德院士为论文通讯作者。

出版信息

张小曳, 徐祥德, 丁一汇, 柳艳菊, 张恒德, 王亚强, 仲峻霆. 2019. 2013~2017年气象条件变化对中国重点地区PM_2.5质量浓度下降的影响. 中国科学: 地球科学, 49, doi: 10.1360/N072018-00303

责任编辑｜崔  红

中国科学地球科学

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