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雾霾少了吗?雾霾和买房有什么关系?一千万条数据告诉你

图片:李赫 / 知识分子

北大最新报告:1000 万条数据背后的北京空气质量

知识分子,知识分子,为更好的智趣生活

文章来自机构帐号知识分子


渴望蓝天。图片来自 Pixabay

撰文 | 程莉 李赫

责编 | 李晓明

● ● ●

不得不面对的问题又来了……

抬头看看窗外的天

我们如梦初醒

原来我们还是在北京

霾还是帝都醇啊

两会期间,相信朋友们都会有这样的感觉:

word 天,我是生活在北京吗?

北京两会期间的蓝天。摄影:李赫

感觉自己在另一个城市旅游!

我们望着蓝天,和着春风,晒着太阳,创造着社会价值

觉得春天的北京真美好

然而我们的代表前脚离开北京

后脚灰霾就如鬼子进村一样悄悄来了

这无缝衔接的 也不知道谁给霾报的信儿

不禁想呼唤各位代表

留下您的神通吧!

两会蓝 vs 平常灰。(同一个地方同一个时间段)摄影:李斌

所以我们经历了奥运蓝、APEC 蓝、阅兵蓝、两会蓝……

北京蓝依旧没有成为“新常态”

北京霾污染到底治理的咋样了?

北大统计科学中心和光华管理学院

3 月 17 日新发布了

2013-2016 北京区域污染状况评估报告

报告集中研究分析了北京市 36 个空气质量监测站点

2013 年 3 月至 2017 年 2 月间的污染物浓度和气象数据

共一千多万条!

第一个问题:2016 年空气有改善吗?

——没有。

大气污染的根本原因是污染物的过量排放

但是气象条件不可控

在大气污染的可比性研究中是一个干扰因素

因此他们对污染物浓度的原始数据

进行了时间-空间维度上的气象调整

污染数据包括六种常规污染物

PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳和臭氧

以季节为时间单元

春季是 3 月到 5 月

夏季是 6 月到 8 月

秋季是 9 月到 11 月

冬季是 12 月到来年 2 月

优点是具有更好的时间稳定性和更大的数据量

缺点是……

有一个成绩差的“学生”因为不同的“分班”形式

造成了不同的结果

政府说——

2016 年空气质量总体向好

74 个重点城市细颗粒物(PM2.5)年均浓度下降 9.1%

北京市 2016 年 PM2.5 年均浓度为 73 微克 / 立方米

同比下降了 9.9%

创下《大气十条》实施以来最大降幅

但是

北大报告说

北京市 PM2.5 比 2015 年没有显著改善!

A. 2014 年减 2013 年

B. 2015 年减 2014 年

C. 2016 年减 2015 年

图 1:北京市 PM2.5 季均值浓度(微克 / 立方米)的年度变化及区域分布地图。图中数字代表浓度差值的平均值(标准差)。红色代表增加,蓝色代表减少。

中心区域(六环内以及昌平和顺义城区)全年均值浓度还比 2015 年增加了 1.4%

其中春夏两季持平

秋冬两季分别增加了 3.9%和 3.1%

哎哟 本来以为孩子成绩变好

原来是白高兴半天?

不过,先别激动——

因为北京的 PM2.5 浓度有很强的季节性

2016 年 1 月和 2 月的浓度非常低

拉低了 2016 自然年的数值

但按照“季节年”计算

这两个月属于 2015 年的冬季

而刚刚过去的 2017 年的 1 月和 2 月 PM2.5 浓度强力反弹

导致 2016 年“季节年”的原始浓度增加

但是课题负责人陈松蹊说

1.4%在统计学上意义不大

又但是,假如北大和政府说的都是真的——

那也至少说明了:北京 2016 年空气质量的改善非常脆弱

因为一个简单的时间上两个月的平移

就得到完全不同的结果

而且北京近两年春秋冬三个季节的平均浓度远高于夏季

北京要达到年均 60 毫克/立方米的目标

还要下大气力!

我们再看其他污染物数据

大家都知道 PM10 里包含 PM2.5

陈松蹊团队创了一个新概念——PM10-2.5

即空气动力学当量直径介于 2.5 微米到 10 微米之间的颗粒物

也会损害人体健康

在一定条件下可以进一步分解为 PM2.5

PM10-2.5 的浓度在过去几年没有改进

因此,北京市在减少沙尘、道路扬尘方面

还有很大的改进空间

北京市自 2013 年开始的“煤改气”措施

对二氧化硫的减排效果显著

2015 年以来 北京夏秋两季三个区域的二氧化硫浓度都已经进入个位数时代

但是(我也不想这么多但是)

2016 年与 2015 年相比 二氧化硫浓度下降趋缓

所以团队认为

北京市下一步“煤改气”、“煤改电”措施

应重点针对边缘地区的冬季供暖

嗯 知道很多同学不爱抓冬季供暖的小辫子

但是冬季的二氧化硫平均浓度在 19.6 微克/立方米

仍有相当大的下降空间

二氧化氮主要来源于汽车尾气排放

燃煤、炼钢铁、炼焦炭、秸秆燃烧也会生成二氧化氮

研究表明

机动车不只产生氮氧化物和颗粒物

还产生一氧化碳和挥发性有机物

这几种污染物都是二次生成 PM2.5 的主要推手

说到这里

常年摇不到号的同学有没有觉得很自豪?

不知不觉就对环保做出贡献了呢

但是(我是一出现就没好事的“但是”)

2016 年的二氧化氮浓度比 2015 年

不仅没有改善 反而增加了

其中北部和中心区域在 2016 年冬季、

南部区域在 2016 年春秋季

均有非常显著的增加!

一氧化碳主要来自燃煤、焚烧秸秆和汽车尾气

尤其是机动车低速行驶时的汽油不完全燃烧

所以说堵车不仅不利于身心健康

也不利于环境健康

一氧化碳的成绩也不算好

2016 年同 2015 年相比

除中心区域夏季、北部区域秋季、南部区域冬季

有显著下降外

其他季节持平或略有增加

一氧化碳和二氧化氮

在过去四年的浓度变化趋势和特征相似

因为在北京这两者的排放都主要源于机动车

这说明

两者成绩改善有限的主要原因

是对机动车减排还没有找到有效的方法

最后说下臭氧

低空臭氧是一种大气污染物

主要来自大气的光化学反应

已知的可以生成低空臭氧的一个重要路径是

二氧化氮经过光照生成臭氧和一氧化氮

所以光照强度最高的中午和下午时段臭氧的浓度最高

通常状态下 还存在以上化学反应的逆反应

氮氧化物是臭氧的重要前体物

大白话就是

机动车与臭氧浓度密切相关

分析结果是

近几年北京市臭氧排放的改善甚微

并在 2016 年有加重的迹象

尤其是浓度高的东北部和东南部地区的夏季

这意味着

北京目前在 PM2.5 污染相对较轻的夏季

臭氧浓度已经超标

六种污染物的情况都说完了

好像

没有一个值得开心的成绩

现在的我

需要一个好消息来清除我心中的阴霾

但是接下去看

我发现这报告还有点意思……

第二个问题:区域空气质量如何指导买房?

买北边的房子买北边的房子买北边的房子

(如果还买得起)

重要的事情说三遍

看到“买房”二字大家一定心痛到无法呼吸

这又掺和进来一个霾

来继续看这个厉害的报告怎么说

研究团队巧妙地将北京给分了三个区域

中心区域、南部区域和北部区域

中心和南部区域位于北京的平原地区

中心区域含有 25 个站点

包括六环内以及北六环外的昌平和顺义城区

南部区域指同河北交界的区域 有 3 个监测站点

北部区域包括延庆、密云、平谷和怀柔,共 8 个监测站点

图 2:北京市全部站点(A)及平原地区站点(B)分布。红色圆点代表污染物监测站点,蓝色三角形代表气象站点,右图中橙色曲线代表六环路。

所以北京的地域划分在经历了“房价划分”(由外及里)

以及“产业划分”(西金融东传媒北 IT 等等)之后

今天又喜迎“PM2.5 划分”

让我们看看哪边的房子空气更清新

给各位准备买房的同学一个空气质量参考

A. 2013 年

B. 2014 年

C. 2015 年

D. 2016 年

图 3:北京市 PM2.5 季均值浓度(微克 / 立方米)在不同年份的空间分布地图。图中数字代表平均浓度(标准差)。

图 4:北京市三个区域 PM2.5 浓度(微克 / 立方米)的季节平均值变化曲线。

从中我们分析得到一个惊人的结论——

(在北京买房这么严肃的事情,要一本正经地胡说八道)

如果从空气质量的角度考虑

靠近北部区域的昌平区绝对在此加分

也许会打破北京房价的环形区域划分趋势

当然

这里还有一个槽点是

目前南部的房山、大兴、通州三个区站点布局过于稀疏

本报告中定义的南部区域只有 3 个

在六环内站点虽多 但分布不均匀

据报道北京市计划将站点数量增加到 70 个

报告提醒说

要防止新增加的站点

多放在区县空气质量相对较好的地点

(噗呲——放公园里,绝对符合国家技术规范)

第三个问题:下一步如何治理大气污染?

北大报告称

过度的化石类能源消费

是造成我国正在面临的大气污染困境的根本原因

所以从这一困境解脱的有效方法

应该是减少化石类能源(尤其是煤)的消耗

同时报告认为

北京的空气污染受周边地区传输的影响很大。

此外,报告分析称

促成北京 2015 年空气质量显著好转的原因大致有二

一个是由于 2015 年初开始实施的更严格的大气环境监管

另一个是中国自 2014 年开始的经济放缓

这两个因素一起导致京津冀近几年煤炭消耗显著下降

但是最新的京津冀煤炭消耗和钢铁产量数据显示

河北省 2016 年秋季煤炭消耗

在经历 3 年下降后首次开始反弹增加

2016 年河北钢和铁的产量均创出历史新高

具体数据见即将发布的

《京津冀 2013-2016 年空气质量报告》

这是 2016 年秋冬两季北京 PM2.5 呈现增加趋势的原因

体现了经济回升对污染的贡献

所以根据报告显示

北京霾污染严重也并不全是北京市(长)的锅

在北京二氧化硫浓度已经显著下降

无法控制污染物从外部输入的前提下

要进一步降低北京的 PM2.5 浓度

必须在氮氧化物和一氧化碳减排上下功夫

也就是说

北京下一步治理 PM2.5 应重点放在

对机动车排放的管控方面

每年消耗 2.6 亿吨煤的河北省

并不是华北地区煤炭消费量最多的

同处于华北地区的晋鲁豫三省也都是煤炭消费大户

山东 2015 年和 2016 年消耗量均超过 4 亿吨

其中 2016 年上升到 4.37 亿吨,是河北的 1.6 倍

中国产煤第一的山西省的消费量略高于河北

河南略低于河北

加在一起,晋鲁豫三省的煤炭年消费量

是京津冀的 3 倍以上

北京能怎么办?也是很绝望啊

环北京的华北地区每年消费 13 亿吨的巨量燃煤

是北京乃至华北地区大气污染的主要症结

展望 2017 年

在经济进一步回暖的背景下

作为中国重工业的首要区域

大华北(含晋鲁豫)大气环境治理将如“逆水行舟”

更严格的环境监管和更有效的减排措施

无疑将是唯一可靠的手段

本文数据及图表来自北京大学统计科学中心和光华管理学院环境统计课题组

成员:

张澍一,北京大学光华管理学院博士研究生,主要完成人

郭斌,西南财经大学统计研究中心,统计学院助理教授,主要完成人

王恒放,Iowa State University 统计系博士研究生

董安澜,北京大学统计科学中心博士研究生

许子平,北京大学元培学院三年级本科生

何婧,西南财经大学统计学院助理教授

林伟,北京大学数学院概率统计系,北京大学统计科学中心助理教授

陈松蹊,北京大学光华管理学院、统计科学中心讲席教授,课题负责人

制版编辑: 李 赫


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