专家观点 | 薛文博：从气象条件及环境容量角度谈疫情期间的大气污染问题

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2020年第1期线上学术沙龙

“新冠疫情期间的空气质量”现场回顾

摘要

基于实测数据及模型模拟，生态环境部环境规划院研究团队对2020年第一季度（新冠病毒疫情期间）空气质量进行了分析，主要从气象条件及环境容量的角度对大气污染问题进行了探讨：利用空气质量模型估算了第一季度气象条件变化、污染减排分别对PM2.5的影响；解析了新冠疫情期间“2+26”城市一次重污染过程中的气象特征，提出了该过程期间最大允许排放量；针对4类不同气象条件，估算了京津冀及周边地区“2+26”城市大气环境容量，给出了达到“基本消除重污染天气”和“消除重污染天气”目标下的污染物减排量。

2020年第1季度空气质量显著好转

2020年第一季度（新冠病毒疫情期间）全国空气质量显著好转，除臭氧同比持平以外，其他污染物均达到近五年同期最低。全国PM2.5、PM10、SO2、NO2和CO-95th浓度分别下降14.8%、20.5%、21.4%、25.0%和6.2%，且存在三个特点：

一是粗颗粒物(PM10)降幅明显高于细颗粒物(PM2.5)，主要原因可能为施工和道路扬尘的大幅减少；

二是NO2浓度显著下降，主要归因于机动车活动量减少；

三是O3-8h-90th同比基本持平，但O3-8h在85-125μg/m³区间的中等浓度水平城市或时段明显增多，可能与NOx减排，导致滴定作用减弱有关，需要更进一步科学分析。

第一季度气象条件与污染减排估算

为了评估气象条件及污染物减排对空气质量变化的贡献，研究团队首先采用“固定排放清单、改变气象条件”的敏感性扰动分析法，定量解析了全国、重点区域、各省气象条件变化对PM2.5浓度的影响，研究发现2019年和2020年全国气象条件总体持平。随后依据实际观测浓度变化和气象条件的影响，推断出2020年1月、2月和3月全国排放量变化分别引起的PM2.5降幅为5%、25%和13%左右，这与“疫情防控力度”有较好一致性。

对疫情期间京津冀及周边“2+26”城市的一次重污染过程（1月底-2月初）进行分析，发现“2020疫情霾”的气象条件略差于“2016-2017跨年霾”、“2015年圣诞霾”，为近几年来最差。在“疫情霾”气象条件下，为基本消除区域性严重污染过程, “2+26”城市需在疫情期减排的基础上，进一步减排20%以上（相比正常时段减排35%以上）；为消除区域性、连续性重污染过程，需进一步减排40%以上（相比正常时段减排50%以上），如图1所示。尽管疫情期间活动水平、排放量显著下降，但 “2+26”城市实际减排力度依然小于减排需求，这也是疫情期间仍发生重污染过程的根本原因。

图1：新冠疫情期间重污染过程不同减排情景下的PM2.5浓度模拟

此外，通过研究重污染过程后的一次清洁过程发现，在极端有利气象条件下污染物排放量增10倍以上才会出现区域性重污染过程。由此可见，重污染天气是内因、外因相互耦合的结果，因为相邻时段“极端有利气象条件”与“极端不利气象条件”的环境容纳能力可相差几十倍。

北京市、京津冀消除重污染过程对应的环境容量

生态环境部环境规划院基于第三代空气质量模型自主研发了多污染物大气环境容量迭代算法，用于计算不同气象条件、不同PM2.5控制目标约束下的各种污染物环境容量（图2）。

图2：基于第三代空气质量模型的多污染物大气环境容量迭代算法

通过设定气象条件、控制对象和环境目标，研究团队测算了“2+26”城市区域大气环境容量及相应的减排目标。测算发现，若北京市要“基本消除重污染天气”和“消除重污染天气”，即区域大气环境容量测算值约为2019-2020年采暖季日排放量的65%和50%，需要实现35%左右和50%左右的减排量。若京津冀地区要“基本消除大范围、持续性重污染天气”和“完全消除大范围、持续性重污染天气”，即区域大气环境容量测算值约为2019-2020年采暖季日排放量的70%和50%，需实现30%左右和50%左右的减排量。可见，京津冀及周边“2+26”城市大气污染治理工作任重而道远。

【中国清洁空气政策伙伴关系 根据嘉宾演讲稿整理发布】

  以上图片来源：嘉宾演讲稿

专家简介

薛文博 研究员

生态环境部环境规划院

空气质量模拟与系统分析中心 主任

国家环境保护环境规划与政策模拟重点实验室 副主任

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