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      2020:藍(lán)天之外

      2021-01-01 11:02:51 webmaster

      在這樣一個獨特的年份,藍(lán)天霧霾已經(jīng)算不上什么重要的事情了。更多的黑天鵝占據(jù)了生活的天空。從2015年起記錄藍(lán)天,這些年進(jìn)辦公室第一件事推開窗戶拍照已經(jīng)成為一個習(xí)慣,于是今年也就慣性地拍了下來。

      閑話不說,先上圖,2020年天津的天空藍(lán)不藍(lán)呢?

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      2020藍(lán)天圖

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      2020年全年AQI指數(shù)表

      2020年優(yōu)的比例大幅度提升,由前幾年的13%左右增加了一倍。所以今年常常能連續(xù)沐浴在沁人心脾的藍(lán)天之下。

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      —— ···  六年藍(lán)天兩千天  ··· ——


      從2015年起看2000多張同一視點的天津藍(lán)天,還是讓人很是感慨。先總體概括一下這六年的藍(lán)天,那就是:

      一五一六持續(xù)惡化

      一七霹靂手段轉(zhuǎn)折

      一八反轉(zhuǎn)快速改善

      一九平臺波動進(jìn)退緩慢

      二零疊加疫情分化明顯

      圖片

      2015——2020藍(lán)天拼圖

      從六年的整體拼圖也能看出來,到達(dá)16-17年的那個霧霾最嚴(yán)重的冬天之后,空氣質(zhì)量明顯改善,2018年有了質(zhì)的飛躍,2019年和2020年在這個平臺進(jìn)行整固,小幅提升。從下面七年的PM2.5濃度圖可以更好的看出趨勢。

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      2014——2020PM2.5濃度拼圖

      2018年從視覺上感受提升的主要原因是大比例減少了重度和嚴(yán)重污染的天數(shù),雖然優(yōu)的天數(shù)增加不多,但感覺重度霧霾天迅速減少。2019年和2020年雖然優(yōu)的比例提升較快,但重度以上的污染天數(shù)比18年又增加了近一倍,所以主觀感受常常在連續(xù)的晴空和連續(xù)的霧霾間搖擺。

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      2015-2020年全年AQI指數(shù)對比

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      2015-2020年重度以上污染變化




      —— ···  霧霾成因終定案  ··· ——


       成因報告

      2017年兩會后,李克強總理要求集中科研力量,專題攻關(guān)霧霾形成機理與治理。295家科研單位,20位院士在內(nèi)的2903名科研人員經(jīng)過3年多攻關(guān),京津冀大氣重污染成因與來源最終報告出爐,如果用一句話來說,就是“京津冀及周邊區(qū)域的污染物排放超出環(huán)境容量,是重污染頻發(fā)的根本原因?!?/strong>——簡稱“超容”,和“超生”概念類似。

      專題攻關(guān)從“污染物排放”、“化學(xué)轉(zhuǎn)化”、“氣象條件”、“污染傳輸”四個方面全面闡釋了京津冀重污染的成因。

      污染物排放——超出容量50%-150%。其中工業(yè)、民用散煤和柴油車是PM2.5排放貢獻(xiàn)率前三名,接近70%的貢獻(xiàn)率。冬季采暖比平時又增加了約30%的排放量。

      化學(xué)轉(zhuǎn)化——大氣中氮氧化物和揮發(fā)性有機物VOC濃度高,是重污染期間PM2.5二次組分快速增長的關(guān)鍵原因。除了PM2.5的一次排放,還有光化學(xué)反應(yīng)形成的二次轉(zhuǎn)化PM2.5.

      氣象條件——不利氣象條件大幅降低了區(qū)域環(huán)境容量。在太行山和燕山的半封閉地形中,弱風(fēng)區(qū)+對流層暖蓋結(jié)構(gòu),導(dǎo)致大氣擴(kuò)散條件先天不足。

      污染傳輸——區(qū)域傳輸對各城市PM2.5貢獻(xiàn)率可達(dá)35%-50%。

      而重污染的治理,也可以用一句話,“大幅減少污染物的人為排放?!?/span>

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      逆溫層示意圖

      拍天的第二年,2016年底我們公眾號文章“2016,藍(lán)天被埋(霾)藏起來”,也專門對霧霾成因提出了疑問和假設(shè)判斷,在文章的結(jié)語中,當(dāng)時給出的結(jié)論就是“工業(yè)、燃煤+柴油貨車”是霧霾的核心原因,與報告不謀而合,我很欣慰。

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      2016年12月31日公眾號截圖


       疫情+霧霾之謎

      2020年1月22-29日,2月8-12日,疫情最緊急關(guān)頭,城市馬路上空空蕩蕩,工業(yè)商業(yè)大幅度停業(yè),京津冀卻是重度霧霾。這個謎團(tuán)大家都想不通,為什么沒有排放源,還是有霧霾?仔細(xì)分析,造成這種情況的原因有三方面:第一,重污染依舊來自重工業(yè),疫情期間鋼鐵、火電產(chǎn)量和排放小幅下降,焦化、玻璃、有色等行業(yè)并未有下降;第二,那些天不利的氣象條件造成環(huán)境容量下降,京津冀如果是一個房間,逆溫層就等于降低了房間的屋頂高度,容積縮小,就算污染排放減少,也會超過環(huán)境容量;第三,摁下葫蘆起了瓢,PM2.5大幅下降的同時,臭氧等二次污染物濃度上升,氮氧化物下降過快,自由基在光化學(xué)反應(yīng)下反而促進(jìn)了臭氧等二次污染物產(chǎn)生,抵消了低排放的效果。不過,疫情似乎證實了一個結(jié)論,那就是機動車對PM2.5的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于工業(yè)排放。

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      2020年1、2、3月疫情期間AQI指數(shù)對比

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      2020年最好月和最差月對比圖

      天津的秋天依然是最美的季節(jié),反之,冬天由于供暖和氣象條件,依然常常帶來肅殺蕭瑟的北方霾天。

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      —— ···  未來之路十八盤  ··· ——


      抗疫今年逐漸成為常態(tài),而環(huán)保在這幾年也成為常態(tài)化的手段。今年是“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃”的收官之年,回頭看效果明顯。

      與2016年相比,2019年京津冀2+26城市的PM2.5平均濃度下降了22%,重污染天數(shù)減少了40%,2+26城市PM2.5濃度2019年為57微克/m3。北京PM2.5濃度由2016年的73微克/m3下降到2019年的42微克/m3。

      而這三年在霧霾嚴(yán)重的秋冬季,京津冀PM2.5平均濃度從104微克/m3下降到70微克/m3;平均重污染天數(shù)由37.4天下降到14.1天,下降了60%。

      2019年全國337個城市平均優(yōu)良天數(shù)比例為82%,重污染天數(shù)比例1.7%,PM2.5濃度36微克/立方米,均同比持平。

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      2015-2020年全年AQI指數(shù)對比

      但隨著“大氣污染防治行動計劃”“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”的推進(jìn),空氣治理的難度也在增加,就像登泰山到了十八盤,后面都是硬骨頭。這也是在2018年空氣迅速好轉(zhuǎn)之后,2019,2020兩年并未更上層樓而是平臺波動的原因。

      新問題的出現(xiàn)在于重點污染物有所變化,隨著PM2.5的治理日見成效,臭氧的問題日益突出。新冠疫情期間的空氣污染則提醒,一次污染物大幅降低之后,防控模式已進(jìn)入深水區(qū),要關(guān)注二次污染物。2019年,全國337個城市臭氧濃度上升6.5%,以臭氧為首要污染物的超標(biāo)天數(shù)占總超標(biāo)天數(shù)的41.8%,導(dǎo)致全國優(yōu)良天數(shù)比例同比損失2.3個百分點。臭氧濃度上升成為僅次于PM2.5影響優(yōu)良天數(shù)的重要因素。

      在以二次污染為主的深水區(qū),臭氧造成污染的光化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜性導(dǎo)致某一時段起作用的防控策略在另一時段可能會起反效果。根據(jù)季節(jié)氣象的動態(tài)防控模式可能在未來追求藍(lán)天的路上更有效。

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      EKMA曲線顯示了氮氧化物和VOCs對于臭氧生成的復(fù)雜關(guān)系(梁淑怡/圖)

      大氣十條以來,空氣污染治理的關(guān)注重點是末端治理,即安裝污染物減排設(shè)備,但隨著空氣改善,末端治理邊際效應(yīng)下降。中國大氣污染治理在下一個十年的深水區(qū),就是開展源頭治理,也就是加速能源轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。能源轉(zhuǎn)型發(fā)展清潔低碳能源可以一箭三雕:降低大氣污染、應(yīng)對氣候變化和增強能源安全。

      未來的路,深圳也許可以給北方城市一些啟發(fā)。深圳的霧霾天在2004年達(dá)到高峰,經(jīng)過十年治理,2014年基本回到了90年代的水平,目前AQI指數(shù)是25。而這也和深圳城市的低碳能源發(fā)展、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級促進(jìn)了碳排放強度下降和污染物的減排,同時推進(jìn)了能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量增長。

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      深圳霧霾天數(shù)從1980-2015年變化圖




      —— ···  氣候變化盼零碳  ··· ——


       我們星球的現(xiàn)狀

      藍(lán)天霧霾的空氣污染只是我們生存地球環(huán)境的一個切面,聯(lián)合國秘書長古特雷斯在“我們星球的現(xiàn)狀”發(fā)表演講說,“我們的星球出現(xiàn)了故障,我們面臨著一場毀滅性的疫情大流行,全球變暖達(dá)到新的高峰,生態(tài)退化跌至新的低點,實現(xiàn)更加公平、包容、可持續(xù)發(fā)展全球目標(biāo)的努力遭遇新的挫折。對于人類和地球,現(xiàn)在都是一個決定性的時刻,我們必須走一條更安全、更可持續(xù)和更公平的道路?!?/span>

      在聯(lián)合國“人類發(fā)展報告”30周年之際,開發(fā)計劃署發(fā)布了紀(jì)念版報告,推出“地球壓力調(diào)整后的人類發(fā)展指數(shù)”,在指數(shù)中增加了兩個新指標(biāo):“各國二氧化碳排放量”和“物質(zhì)足跡”。

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      人類發(fā)展報告30周年版

      中國2019年發(fā)展指數(shù)位列“高人類發(fā)展水平”國家,經(jīng)地球壓力調(diào)整后,下降了11.8%,但還是低于“極高人類發(fā)展水平”國家的平均降幅,說明我國對環(huán)境作出貢獻(xiàn)的同時,依然給地球帶來壓力,而發(fā)達(dá)國家對地球壓力影響更大。


      氣候變暖

      盡管有人不承認(rèn),氣候變暖依舊是一個明確的科學(xué)結(jié)論。溫室氣體排放和地球溫度上升在數(shù)據(jù)趨勢圖上一目了然。包括中國范圍內(nèi)對海平面上升和凍土解凍的記錄,無一不證明著碳排放和氣候變暖的趨勢。

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      1990-2018全球大氣二氧化碳月均濃度變化

      來源:世界氣候組織

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      1850-2019年全球平均溫度距平

      (來源:中國氣候變化藍(lán)皮書2020

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      1980-2019年中國沿海海平面及青藏凍土層的變化趨勢

      (來源:中國氣候變化藍(lán)皮書2020

      甚至從身邊的物候上也能親身感受氣溫的變化,北京的玉蘭三月底就發(fā)出了綠芽,春季植物的展葉期悄悄地提前。

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      1963-2019年中國不同地區(qū)代表性植物展葉期始期變化

      (來源:中國氣候變化藍(lán)皮書2020)

      可視化藝術(shù)家英國Hawkins教授甚至為氣候變化做出了一幅可視化的全球升溫視覺圖,條紋顏色變化代表了1850-2018年地表相比1970-2000年平均值的變化。此圖已經(jīng)成為像蒙德里安構(gòu)圖一樣的一種風(fēng)格圖案。

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      全球升溫視覺圖

      (來源:C Team 氣候行動)


       邁向零碳

      聯(lián)合國秘書長古特雷 2020氣候雄心峰會上呼吁全球領(lǐng)導(dǎo)人“宣布進(jìn)入氣候緊急狀態(tài),直到本國實現(xiàn)碳中和為止?!?/span>

      中國宣布2030年碳達(dá)峰和2060年碳中和的目標(biāo),為中國的環(huán)境治理、氣候改善、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、社會發(fā)展提出了長期方向。習(xí)近平主席在峰會上提出綠色復(fù)蘇的氣候治理新思路。中國2030年碳排放強度比2005年降低65%,非化石能源占比達(dá)到25%,森林蓄積量比2005年增加60億立方米。

      根據(jù)世界資源研究所2016年的數(shù)據(jù),溫室氣體排放源中能源占到了73.2%,接近四分之三,而能源中包括交通、建筑與工業(yè)。

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      全球溫室氣體排放來源比例數(shù)據(jù)圖

      (來源:VisualCapitalist繪制)

      低碳城市和零碳建筑是減少溫室氣體排放,實現(xiàn)碳中和的重要路徑。因此“奔向韌性Race to Resilience”和“奔向零碳Race to Zero”兩個姊妹篇全球倡議也在峰會提出。

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      天友零舍



      —— ···  結(jié)語  ··· ——


      今年這個獨特的年份,感謝疫情期間物業(yè)大叔幫忙天天定點拍照,十月份搬離了原來的辦公室,感謝許月華繼續(xù)每天定時地記錄,藍(lán)天我會一直拍下去,明年換成那扇能看到天塔的窗戶。

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      “我們不僅要吃喝要有質(zhì)量,呼吸也要有質(zhì)量”,三年前總理的話依然回蕩。無論是疫情還是霧霾,期待明年我們的呼吸會更有質(zhì)量。




      相關(guān)鏈接:

      2016:2016,藍(lán)天被埋(霾)藏起來

      2017:2017,藍(lán)天除霾閃電戰(zhàn)

      2018:微藍(lán)2018:從灰霾向深藍(lán)的遠(yuǎn)行

      2019:2018天好藍(lán) :2019天好南


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