2020:蓝天之外
在这样一个独特的年份,蓝天雾霾已经算不上什么重要的事情了。更多的黑天鹅占据了生活的天空。从2015年起记录蓝天,这些年进办公室第一件事推开窗户拍照已经成为一个习惯,于是今年也就惯性地拍了下来。
闲话不说,先上图,2020年天津的天空蓝不蓝呢?
2020蓝天图
2020年全年AQI指数表
2020年优的比例大幅度提升,由前几年的13%左右增加了一倍。所以今年常常能连续沐浴在沁人心脾的蓝天之下。
—— ··· 六年蓝天两千天 ··· ——
从2015年起看2000多张同一视点的天津蓝天,还是让人很是感慨。先总体概括一下这六年的蓝天,那就是:
一五一六持续恶化
一七霹雳手段转折
一八反转快速改善
一九平台波动进退缓慢
二零叠加疫情分化明显
2015——2020蓝天拼图
从六年的整体拼图也能看出来,到达16-17年的那个雾霾最严重的冬天之后,空气质量明显改善,2018年有了质的飞跃,2019年和2020年在这个平台进行整固,小幅提升。从下面七年的PM2.5浓度图可以更好的看出趋势。
2014——2020PM2.5浓度拼图
2018年从视觉上感受提升的主要原因是大比例减少了重度和严重污染的天数,虽然优的天数增加不多,但感觉重度雾霾天迅速减少。2019年和2020年虽然优的比例提升较快,但重度以上的污染天数比18年又增加了近一倍,所以主观感受常常在连续的晴空和连续的雾霾间摇摆。
2015-2020年全年AQI指数对比
2015-2020年重度以上污染变化
—— ··· 雾霾成因终定案 ··· ——
◆◆ 成因报告
2017年两会后,李克强总理要求集中科研力量,专题攻关雾霾形成机理与治理。295家科研单位,20位院士在内的2903名科研人员经过3年多攻关,京津冀大气重污染成因与来源最终报告出炉,如果用一句话来说,就是“京津冀及周边区域的污染物排放超出环境容量,是重污染频发的根本原因。”——简称“超容”,和“超生”概念类似。
专题攻关从“污染物排放”、“化学转化”、“气象条件”、“污染传输”四个方面全面阐释了京津冀重污染的成因。
污染物排放——超出容量50%-150%。其中工业、民用散煤和柴油车是PM2.5排放贡献率前三名,接近70%的贡献率。冬季采暖比平时又增加了约30%的排放量。
化学转化——大气中氮氧化物和挥发性有机物VOC浓度高,是重污染期间PM2.5二次组分快速增长的关键原因。除了PM2.5的一次排放,还有光化学反应形成的二次转化PM2.5.
气象条件——不利气象条件大幅降低了区域环境容量。在太行山和燕山的半封闭地形中,弱风区+对流层暖盖结构,导致大气扩散条件先天不足。
污染传输——区域传输对各城市PM2.5贡献率可达35%-50%。
而重污染的治理,也可以用一句话,“大幅减少污染物的人为排放。”
逆温层示意图
拍天的第二年,2016年底我们公众号文章“2016,蓝天被埋(霾)藏起来”,也专门对雾霾成因提出了疑问和假设判断,在文章的结语中,当时给出的结论就是“工业、燃煤+柴油货车”是雾霾的核心原因,与报告不谋而合,我很欣慰。
2016年12月31日公众号截图
◆◆ 疫情+雾霾之谜
2020年1月22-29日,2月8-12日,疫情最紧急关头,城市马路上空空荡荡,工业商业大幅度停业,京津冀却是重度雾霾。这个谜团大家都想不通,为什么没有排放源,还是有雾霾?仔细分析,造成这种情况的原因有三方面:第一,重污染依旧来自重工业,疫情期间钢铁、火电产量和排放小幅下降,焦化、玻璃、有色等行业并未有下降;第二,那些天不利的气象条件造成环境容量下降,京津冀如果是一个房间,逆温层就等于降低了房间的屋顶高度,容积缩小,就算污染排放减少,也会超过环境容量;第三,摁下葫芦起了瓢,PM2.5大幅下降的同时,臭氧等二次污染物浓度上升,氮氧化物下降过快,自由基在光化学反应下反而促进了臭氧等二次污染物产生,抵消了低排放的效果。不过,疫情似乎证实了一个结论,那就是机动车对PM2.5的贡献远远小于工业排放。
2020年1、2、3月疫情期间AQI指数对比
2020年最好月和最差月对比图
天津的秋天依然是最美的季节,反之,冬天由于供暖和气象条件,依然常常带来肃杀萧瑟的北方霾天。
—— ··· 未来之路十八盘 ··· ——
抗疫今年逐渐成为常态,而环保在这几年也成为常态化的手段。今年是“打赢蓝天保卫战三年行动计划”的收官之年,回头看效果明显。
与2016年相比,2019年京津冀2+26城市的PM2.5平均浓度下降了22%,重污染天数减少了40%,2+26城市PM2.5浓度2019年为57微克/m³。北京PM2.5浓度由2016年的73微克/m³下降到2019年的42微克/m³。
而这三年在雾霾严重的秋冬季,京津冀PM2.5平均浓度从104微克/m³下降到70微克/m³;平均重污染天数由37.4天下降到14.1天,下降了60%。
2019年全国337个城市平均优良天数比例为82%,重污染天数比例1.7%,PM2.5浓度36微克/立方米,均同比持平。
2015-2020年全年AQI指数对比
但随着“大气污染防治行动计划”“蓝天保卫战”的推进,空气治理的难度也在增加,就像登泰山到了十八盘,后面都是硬骨头。这也是在2018年空气迅速好转之后,2019,2020两年并未更上层楼而是平台波动的原因。
新问题的出现在于重点污染物有所变化,随着PM2.5的治理日见成效,臭氧的问题日益突出。新冠疫情期间的空气污染则提醒,一次污染物大幅降低之后,防控模式已进入深水区,要关注二次污染物。2019年,全国337个城市臭氧浓度上升6.5%,以臭氧为首要污染物的超标天数占总超标天数的41.8%,导致全国优良天数比例同比损失2.3个百分点。臭氧浓度上升成为仅次于PM2.5影响优良天数的重要因素。
在以二次污染为主的深水区,臭氧造成污染的光化学反应复杂性导致某一时段起作用的防控策略在另一时段可能会起反效果。根据季节气象的动态防控模式可能在未来追求蓝天的路上更有效。
EKMA曲线显示了氮氧化物和VOCs对于臭氧生成的复杂关系(梁淑怡/图)
大气十条以来,空气污染治理的关注重点是末端治理,即安装污染物减排设备,但随着空气改善,末端治理边际效应下降。中国大气污染治理在下一个十年的深水区,就是开展源头治理,也就是加速能源转型和产业转型。能源转型发展清洁低碳能源可以一箭三雕:降低大气污染、应对气候变化和增强能源安全。
未来的路,深圳也许可以给北方城市一些启发。深圳的雾霾天在2004年达到高峰,经过十年治理,2014年基本回到了90年代的水平,目前AQI指数是25。而这也和深圳城市的低碳能源发展、产业转型升级促进了碳排放强度下降和污染物的减排,同时推进了能源结构转型和经济高质量增长。
深圳雾霾天数从1980-2015年变化图
—— ··· 气候变化盼零碳 ··· ——
◆◆ 我们星球的现状
蓝天雾霾的空气污染只是我们生存地球环境的一个切面,联合国秘书长古特雷斯在“我们星球的现状”发表演讲说,“我们的星球出现了故障,我们面临着一场毁灭性的疫情大流行,全球变暖达到新的高峰,生态退化跌至新的低点,实现更加公平、包容、可持续发展全球目标的努力遭遇新的挫折。对于人类和地球,现在都是一个决定性的时刻,我们必须走一条更安全、更可持续和更公平的道路。”
在联合国“人类发展报告”30周年之际,开发计划署发布了纪念版报告,推出“地球压力调整后的人类发展指数”,在指数中增加了两个新指标:“各国二氧化碳排放量”和“物质足迹”。
人类发展报告30周年版
中国2019年发展指数位列“高人类发展水平”国家,经地球压力调整后,下降了11.8%,但还是低于“极高人类发展水平”国家的平均降幅,说明我国对环境作出贡献的同时,依然给地球带来压力,而发达国家对地球压力影响更大。
◆◆气候变暖
尽管有人不承认,气候变暖依旧是一个明确的科学结论。温室气体排放和地球温度上升在数据趋势图上一目了然。包括中国范围内对海平面上升和冻土解冻的记录,无一不证明着碳排放和气候变暖的趋势。
1990-2018全球大气二氧化碳月均浓度变化
(来源:世界气候组织)
1850-2019年全球平均温度距平
(来源:中国气候变化蓝皮书2020)
1980-2019年中国沿海海平面及青藏冻土层的变化趋势
(来源:中国气候变化蓝皮书2020)
甚至从身边的物候上也能亲身感受气温的变化,北京的玉兰三月底就发出了绿芽,春季植物的展叶期悄悄地提前。
1963-2019年中国不同地区代表性植物展叶期始期变化
(来源:中国气候变化蓝皮书2020)
可视化艺术家英国Hawkins教授甚至为气候变化做出了一幅可视化的全球升温视觉图,条纹颜色变化代表了1850-2018年地表相比1970-2000年平均值的变化。此图已经成为像蒙德里安构图一样的一种风格图案。
全球升温视觉图
(来源:C Team 气候行动)
◆◆ 迈向零碳
联合国秘书长古特雷 2020气候雄心峰会上呼吁全球领导人“宣布进入气候紧急状态,直到本国实现碳中和为止。”
中国宣布2030年碳达峰和2060年碳中和的目标,为中国的环境治理、气候改善、产业转型、社会发展提出了长期方向。习近平主席在峰会上提出绿色复苏的气候治理新思路。中国2030年碳排放强度比2005年降低65%,非化石能源占比达到25%,森林蓄积量比2005年增加60亿立方米。
根据世界资源研究所2016年的数据,温室气体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、建筑与工业。
全球温室气体排放来源比例数据图
(来源:VisualCapitalist绘制)
低碳城市和零碳建筑是减少温室气体排放,实现碳中和的重要路径。因此“奔向韧性Race to Resilience”和“奔向零碳Race to Zero”两个姊妹篇全球倡议也在峰会提出。
天友零舍
—— ··· 结语 ··· ——
今年这个独特的年份,感谢疫情期间物业大叔帮忙天天定点拍照,十月份搬离了原来的办公室,感谢许月华继续每天定时地记录,蓝天我会一直拍下去,明年换成那扇能看到天塔的窗户。
“我们不仅要吃喝要有质量,呼吸也要有质量”,三年前总理的话依然回荡。无论是疫情还是雾霾,期待明年我们的呼吸会更有质量。
相关链接:
2016:2016,蓝天被埋(霾)藏起来
2017:2017,蓝天除霾闪电战
2018:微蓝2018:从灰霾向深蓝的远行
2019:2018天好蓝 :2019天好南