我国SO2减排构想与经济分析

对我国未来燃煤SO₂排放数量进行了测算,设计了一个SO₂减排方案,并对减排成本进行了经济分析。据测算,2000年燃煤SO₂排放量将达到2163万t,减排44万t,减排成本为12.99亿元;2010年燃煤SO₂排放量将达到2613万t,减排1448万t,减排成本为285.10亿元。      

APEC期间北京及周边城市AQI区域特征及天气背景分析

利用环境监测总站公布的监测资料,分析2014年11月1日至15日,即北京举办亚太经合组织(Asia-Pacific Economic Cooperation,APEC)会议期间北京及周边地区空气质量演变及区域特征,结合中国气象局官方发布的同期气象要素和天气形势图,探讨天气背景对APEC期间空气质量改善的影响,结果表明:1强化减排措施实施期间,北京及周边地区良好和轻度污染的天数相对较多,而强化减排措施终止后,重度和严重污染的天数明显增多,表明强化减排措施对北京及周边城市局地空气质量的改善贡献明显;2强化减排措施实施初期,受逆温层的影响,北京及周边城市空气质量指数迅速上升,说明在不利的天气背景下,即便有强化减排措施,污染物也会累积升高,形成污染过程,可见天气背景对空气质量的影响不容忽视;3在强化措施实施后期,虽然受逆温层影响,北京污染物的浓度并没有累积到很高的程度,而天津、唐山、保定和邢台均出现中度和重度污染,进一步说明,强化减排措施的实施对改善北京空气质量的贡献明显.     

基于细模态AOT的中国PM0.5时空分布特征

利用2006—2011年PARASOL卫星细模态AOT(aerosol optical thickness,气溶胶光学厚度)的观测值,探讨中国PM0.5浓度的时空分布特征,并对中国与全球PM0.5的空间分布进行对比分析.结果表明:细模态AOT高值出现在中国、非洲中部和南美洲,分别为0.5～1.0、0.4～0.9和0.4～0.6,反映出这些地区PM0.5污染严重.在中国范围内,细模态AOT高值区主要分布在6个区域,包括重庆市、四川省成都市及其周边地区,华北平原地区,湖北省和湖南省的两湖平原地区,广西壮族自治区,珠三角地区,陕西渭河平原以及山西汾河河谷地区,各区域细模态AOT最大值分别为1.1、0.9、1.0、1.0、1.1和0.8,这些PM0.5污染严重地区的分布与SO2、OC、VOC、NOx等的污染源及其排放强度分布特征相一致,并且PM0.5浓度呈逐年升高趋势.2006—2011年,冬、春季细模态AOT平均值升高了18.09%,而夏、秋季平均值升高了9.00%,表明冬、春季PM0.5浓度显著高于夏、秋季.细模态AOT的多年月均值变化表明,其较高值出现在1月、3月,分别为0.37、0.36,最低值(0.18)出现在8月.但在局部地区,如华北地区(115°E～125°E、33°N～42°N),细模态AOT表现为夏季高于冬季.主要原因是华北地区受夏季副热带高压以及太阳辐射的影响,加强了南方污染物的长距离输送以及大气光化学反应,致使该地区夏季PM0.5浓度增高.     

区域低碳环保发展综合评价

低碳发展与环境保护两者之间相互促进、相互影响,共同构成人类发展重要约束性条件。在面临环境保护和温室气体减排问题的双重约束下,需要对低碳、环保、发展三者之间的相互影响关系进行定量评价,探究其内在规律,并找出促进三者协调发展的有效途径。通过构建低碳环保发展评价指数,分省份对区域层面的低碳、环保、发展进行了单项分析,在此基础剖析了低碳约束和环保约束分别对经济发展的影响。评价结果显示:①低碳、环保及发展区域间差异明显,并呈现"南优北劣"和"东优西劣"的空间特征;②在无约束下,环保指数的评价显示环保水平区域差异小;加入约束后的区域差异变化不大,说明经济发展是形成区域差异的主要原因;但与发展指数相比,约束下的发展指数离散系数变大,说明低碳与环保的约束扩大了区域的发展差距。据此提出了诸如坚持发展为第一要务,尊重区域差异性存在,主张实施总量减排和强度减排相结合的差异化政策。     

APEC期间北京空气质量改善对比分析

为了评估APEC期间强化减排措施对北京空气质量的改善效果,利用2014年11月1~15日中国环境监测总站发布的奥体中心监测点空气质量监测数据,分析其空气质量演变特征,并与2013年同期监测数据进行对比研究.结果表明:1PM_(2.5)是当前北京最重要的污染物,APEC期间空气质量以优良为主,期间有3次明显的污染过程,与2013年同期相比较有所好转,显示出强化减排措施对北京空气质量的改善有显著的效果;2与世界卫生组织(WHO)的标准值相比,APEC期间PM_(2.5)有5d在WHO标准值(25μg·m~(-3))以下,而SO_2均小于标准值;3APEC期间,在空气质量为优时PM_(2.5)/PM_(10)小于0.5,且随污染浓度的增加比值逐渐增大,在严重污染情况下PM_(2.5)/PM10达到0.9以上;4与2013年同期相比,强化减排措施对PM_(2.5)的减少有一定的贡献,但与SO_2和CO的减少量相比,颗粒物的减少量又相对较少,NO_2减少量相对最小,实施强化减排措施对污染物减排的排序为SO_2COPMNO_2,说明北京空气污染中的PM_(2.5)的来源、影响和减排的复杂性,有待进一步深入研究.     

双视角下中国畜牧业甲烷排放的温室效应

准确评价甲烷（CH₄）的温室效应是制定有效减排路径的基础.首次采用新提出的、针对短寿命气候污染物（SLCP）设计的气候指标GWP-star （GWP^*）对中国畜牧业CH₄排放的温室效应进行定量评价,并与常用的GWP指标评价结果相比较.结果表明,GWP的视角下我国畜牧业CH₄排放的温室效应持续增加.因此,畜牧业实现碳中和需要完全消除排放,或以增加碳汇、增加资源化利用的形式抵消每年稳定的CH₄排放.在GWP^*的视角下,2015~2019年间畜牧业CH₄排放的温室效应较20年前有所减少,降低的热量相当于从20年前的大气中减少2.1×10⁴万t CO₂的热量,畜牧业只需每年有效降低0.3%的CH₄排放则可在短期内实现自身碳中和.在中国畜牧业持续采取有效减排措施的情况下,采用GWP^*的标准制定减排目标比用GWP制定的减排目标更早达到,但选择GWP还是GWP^*需要综合考虑评价的目的、评价的时间尺度和实际可操作性.     

CCSM4/WRF-CMAQ动力降尺度预估RCP8.5情景下京津冀地区空气质量的潜在变化

目前,针对气候变化对区域空气质量影响的研究相对较少,并且多采用统计降尺度方法对全球气候模式结果进行处理.采用WRF中尺度气象模式对CCSM4气候模式的CMIP5 RCP8.5情景预估结果进行动力降尺度处理,并为CMAQ空气质量模式提供气象场;在2012年清华大学MEIC大气污染物排放清单的基础上,选取2005年作为气候现状代表年、2049-2051年作为未来气候代表年,对京津冀地区典型月份（1月、4月、7月、10月）的气象及空气质量数值模拟结果进行对比,以此预估气候变化背景下京津冀地区空气质量潜在变化.结果表明,在排放情况不变及RCP8.5情景下,未来代表年与现状代表年相比,京津冀地区以典型月份为代表的年均气象因素整体呈现温度升高,风速、相对湿度及大气边界层高度均降低的趋势;年均大气污染物浓度整体呈现升高的趋势,其中,温度升高约0.8℃,风速降低约0.11 m/s,相对湿度降低约2%,大气边界层高度降低约8 m,ρ（PM_2.5）升高约2.4 μg/m3,ρ（SO₂）升高约1.8 μg/m3,ρ（NO_x）升高约1.0 μg/m3;此外,主要的气象条件（温度、风速、相对湿度、大气边界层高度）中,风速及大气边界层高度的降低可能是造成这些大气污染物浓度变化的主要气象因素,并且风速及大气边界层高度的降低与ρ（PM_2.5）降低的相关系数分别约为-0.44和-0.26.研究显示,气候变化会对京津冀地区造成污染物浓度升高的潜在风险,同时由于现阶段缺乏可用于空气质量模式的未来排放情景数据、在线耦合模式日臻完善,在我国气候-空气质量的研究领域亟待进行更深层次的研究.      

2013-2016年天气形势对北京秋季空气重污染过程的影响

我国北方秋冬季节的空气重污染过程已经成为影响人们生活的重大环境事件，不仅受到公众和科研工作者的广泛关注，也已成为各地各部门政策制订者最为重视的关键问题之一.针对众说纷纭的空气重污染过程的形成机理、治理方案、控制对策等，利用2013-2016年秋季（9-11月）中国环境监测总站公布的逐时空气质量监测数据，重点对北京奥体中心站的空气重污染过程的演变进行了分析.结合中国气象局发布的天气形势分析图，系统地分析了我国4 a来秋冬季节出现大范围空气重污染过程的气候背景.结果表明:秋季我国东北和华北地区出现持续时间长、影响范围广的空气重污染过程，除了排放源的影响之外，天气形势同样起着重要作用. 2013-2016年秋季北京奥体中心的PM_2.5污染状况仍以优良天气为主，其间中度及以上污染的持续时间虽然不长，但其影响[高ρ（PM_2.5）]也不容忽视.秋季北京奥体中心ρ（PM_2.5）日均值超标（二级）日数占25.8%，其中2014年最为严重，超标日数达44 d，占37.4%.通过对空气重污染过程与我国传统节气的对比分析发现，入秋后我国北方首次出现持续48 h以上的空气重污染过程分别是在秋分和寒露两个节气，而最严重的空气重污染过程则出现在寒露和霜降两个节气.从时间序列来看，4 a来北京奥体中心ρ（PM_2.5）没有特别显著的改善，优良时数占60%左右，而中度以上的污染时数则维持在25%左右，但严重污染事件[ρ（PM_2.5）≥ 250 μg/m3]的有效时数则有明显的变化.此外，白天污染物的浓度明显低于夜晚.研究还发现，西伯利亚高压指数的异常偏低往往会导致持续时间长、影响范围广和污染强度强的重度污染事件.      

我国环境生态系统演变趋势

本文在对气候变化与环境生态系统现状进行了广泛调查的基础上，结合国内学者的研究，对近五年我国环境生态系统的演变趋势作了系统的回顾，并提出了保护我国生态系统的对策。     

空气污染对气候变化影响与反馈的研究评述

气候变化和空气污染都是人类面临的重要环境问题,其影响与反馈已成为空气污染和气候变化领域的研究热点. 总结了空气污染与气候变化相互作用机理,系统梳理了国内外有关空气污染对气候变化影响及反馈的研究成果,并且重点评述了黑碳和硫酸盐气溶胶辐射强迫及其气候效应、气候变化对近地面臭氧和颗粒物影响等领域的研究进展. 分析指出,现阶段尚没有一个能够综合考虑气象条件、排放源、下垫面等诸多因子对空气污染的影响机理过程模型,无法定量描述大气组分在不同气象条件作用下的演变过程等. 提出未来研究中应深化对机理机制的认识,减少模式的不确定性,加强在排放清单的编制、立体观测网的构建、互馈机理的试验、模式的集成耦合等方面的研究.