蓝天在夏秋季再三出现 ，京津冀的空气似乎变好了 。简直 ，PM2.5、PM10、二氧化硫等多种传染物在空气中都有显著削减 ，然而另一风险性强的传染物——臭氧 ，却趁我们不备逐年加强 ，并且在高温气象下格表嚣张（看看今年夏季的数据就知路） 。好新闻掺杂着不太好的新闻 ，新情况总在一向出现 ，这就是防治空气传染面对的现实 。当我们对传染情况越多相识 ，就越知路不能毕其功于一役 。良知知彼 ，百战不殆 。那么 ，就让我们好好解析下臭氧这个新敌手吧 。
今天我们将持续为读者介绍北大统计团队《空气质量汇报》关于京津冀空气传染物的最新钻研 。上一期介绍了其中PM2.5部门 ，我们知路 ，经过四年治理 ，京津冀地域PM2.5和PM10传染已经有了显著改善 ，13市降幅别离达27%和31% ，今年京津冀有望实现“国十条”所设指标） 。
但与此同时 ，臭氧传染的改善情况令人忧郁 ，2017年夏季最新了局不容乐观:8幼时臭氧浓杜字创出新高 。京津冀13个城市经形象调整后的8幼时臭氧夏季均匀浓度均超过100微克/立方米 ，达到124微克/立方米 ，较2016年同期上升了12% 。简直 ，从数值上看 ，津京冀离“我国现行尺度划定的臭氧日最大8幼时均匀浓度160微克/立方米”还有些许距离 ，也远远低于蓬勃国度光化学烟雾事务频发时期的汗青水平（臭氧浓度可达1200微克/立方米以上 ，最高值甚至超过2000微克/立方米） 。但我们必要警惕和遏造的是 ，近几年京津冀的臭氧传染陆续恶化的趋向 。对于京津冀数据的分析和治理的探求 ，对我国沉点区域臭氧传染防控将有借鉴意思 。
以下内容摘编自《空气质量评估汇报（四）——京津冀2013-2016年区域传染情况评估》 ，汇报钻研了六种空气质量通例传染物：PM2.5、PM10、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO)和臭氧(O3)的数据 ，我们这里将着沉介绍其中8幼时臭氧部门 。为方便公共阅读 ，文中省略了关于钻研布景和统计步骤的一些具体内容 ，感兴致的读者请在文末“阅读原文”下载全文进行阅读 。
三点注明：
1、由于2013年1月和2月京津冀地域站点的空气传染物数据有较高比例的缺失 ，数据质量不高 ，所以此汇报拔取的数据时段为2013年3月到2017年5月 。因而 ，汇报中使用的“年”并非天然年 ，而是一年的3月份到下一年2月份的“季节年” ，涵盖一个齐全的四时 。
2、由于空气质量情况受形象前提的影响很大 ，为了得出并比力某一季节分歧年份的空气质量数据 ，汇报沿用前三个汇报的步骤 ，对传染物浓度进行形象调整 ，剔除了形象成分对空气质量的影响 。推算京津冀地域各个城市在可比形象前提下各传染物的均匀值浓度和90%分位数浓度 ，并对其进行比力和分析（传染物的均匀值浓度反映了一个城市空气质量的均匀水平 ，而其90%分位数浓度则刻画了该城市最严沉的10%的极端传染情况） 。
3、臭氧的天生极易受到光照影响 ，光照越强 ，臭氧浓度越高 。因而 ，一天24幼时中 ，各个幼时的臭氧浓度分歧且差距很大 。如下午3时通常是一天中臭氧浓度最高点 ，而凌晨3时是最低的 ，两者能够相差2到3倍 。由于人们的活动重要集中在光照较强的白日 ，若只分析蕴含夜间时段的24幼时浓度 ，则会低估臭氧对人体健全的影响 。因而本文拔取汇报中最具代表性的8幼时臭氧浓度来注明问题 。
臭氧（O3）是一种有强氧化性的气体 。距离地面约30公里的高空臭氧层 ，可能吸收紫表线、X射线、伽马射线等短波射线 ，因而被称为地球的“；ど 。但近地面的臭氧则是一种大气传染气体 ，它重要起源于人类的出产和生涯 ，产生于氮氧化物和挥发性有机物之间的光化学反映 。低空臭氧会严沉影响人类健全 ，它会影响人体呼吸系统和神经系统 。此表 ，由于臭氧是氧化性极强的催化剂 ，对金属、资料等均会产生侵蚀作用 ，还会降低植物光合作用 ，造成农作物减产 。同时 ，臭氧可促使空气中的大量气体传染物转化为颗粒物 ，进而转化为PM2.5 。因而 ，近地面臭氧浓度超标 ，其风险水平不亚于PM2.5超标 。蓬勃国度的大气问标题前重要是臭氧传染 ，如美国洛杉矶的光化学传染 。中国这几年臭氧传染问题日益凸起 ，臭氧和PM2.5已成为中国大气传染的两个首要传染物 。
低空臭氧的天生重要来得意气的光化学反映 。此刻已知的能够天生低空臭氧的一个沉要蹊径是二氧化氮经过光照天生臭氧和一氧化氮的反映：
这一反映注明二氧化氮在白日光照下会推进臭氧天生 ，同时也意味着在光照强度最高的中午和下中午段臭氧的浓度会最高 。在通常状态下 ，上述反映还伴有逆反映：
这个反映不必要光照作为前提 ，在白日和夜晚城市产生 ；敌惺 ，尤其是低快行驶时燃料的不齐全点火 ，会产生氮氧化物（NOx） 。从上述两个反映中能够看到 ，二氧化氮是臭氧的沉要前体物 ，而一氧化氮又能中和部门臭氧 。
我国关于臭氧的尺度基于最高的8幼时均匀浓度 。其中 ，一级尺度限值是100微克/立方米 ，二级是160微克/立方米 。美国环境；な鸸赜诔粞醯南拗党叨任0.07ppm（约为140微克/立方米） ，但要求一年间第四高的最大8幼时均匀浓度值的三年均匀不超过以上限值 ，这现实上是极度严格的 。
思考到国度尺度是基于臭氧最高8幼时的浓度 ，因而 ，我们这里分析中午12时到晚上20时共8幼时的臭氧浓度数据 ，并推算其形象调整后的均匀浓度 。
臭氧成夏季空气传染罪魁
京津冀13市形象调整后24幼时和8幼时臭氧季均匀浓度的年度变动序列（微克/立方米）
上图展示了24幼时（实线）与8幼时（虚线）的经形象调整的臭氧季均匀值 Ｄ芄幌灾目吹 ，基于中午12时到晚上8时的臭氧浓度做调整所得的臭氧季均匀浓度显著高于基于24幼时的观测所得的数值 。这种差距在冬季最幼 ，通常在4~10微克/立方米左右；然而在光照较强的夏季 ，8幼时的臭氧浓度会显著逾越24幼时的20~40微克/立方米左右 。同时 ，能够看到 ，京津冀地域8幼时臭氧浓度整个夏季的均匀值根基都超过了中国和世卫组织100微克/立方米的尺度 Ｄ芄凰 ，夏季臭氧传染已经成为京津冀大气传染的一个凸起问题 。
作为顶峰期 ，春夏季臭氧传染到底有多么“浓烈”？我们通过下图感触一下：
京津冀13市2013-2016春夏季8幼时臭氧调整年均值
近年有改善吗？刚好相反
值得警惕的是 ，近几年京津冀的臭氧传染有陆续恶化趋向 ，每个城市的8幼时臭氧浓度近四年来一向在升高 。
京津冀13市形象调整后8幼时臭氧四年累计降幅及年均匀降幅
京津冀13个城市2013年8幼时的臭氧浓度大多散布在60~70微克/立方米之间 ，而到了2016年 ，大部门城市的年均浓度升高到70微克/立方米左右 ，其中三个城市（张家口 ， 衡水和沧州）超过了80微克/立方米 。
京津冀13市形象调整后8幼时臭氧年均匀浓度变动序列（微克/立方米）
与PM2.5等其它五种传染物的显著削减分歧 ，京津冀地域臭氧传染近三年在不休加沉 。13个城市24幼时臭氧的年均匀浓度四年来上升了6.7微克/立方米 ，升幅为13.3% 。其中北部地域浓度水平最高 ，增长幅度也最快 。三个区域整年8幼时臭氧浓度在2016年均超过70微克/立方米 ，其中夏季均超过107微克/立方米 。
2017年情况不容乐观
在2017年春季 ，8幼时臭氧浓度比2016年同期在三个区域均升高了7.5%以上 。而在刚刚从前的夏季 ，8幼时臭氧浓杜字创出新高 。京津冀13个城市经形象调整后的8幼时臭氧夏季均匀浓度初次超过120微克/立方米（国度一级尺度为100微克/立方米） ，达到124微克/立方米的新高 ，较2016年同期上升了12%；相比2013年夏季区域均匀浓度102微克/立方米 ，8幼时臭氧夏季区域均匀浓度5年中累计上升了21.6% 。
必要警惕的是 ，固然2013年京津冀整个区域夏季的8幼时臭氧均匀浓度超过了国度一级尺度 ，但是 ，仍有承德、廊坊等5个城市切合这一尺度 。但到2017年夏季 ，京津冀13个城市的8幼时臭氧夏季均匀浓度初次全数超过了100微克/立方米的国度尺度 。北京今年夏季的8幼时臭氧浓度为121微克/立方米 ，根基与去年同期吃旖 。
京津冀三个区域形象调整后五种传染物年均匀浓度功夫序列（微克/立方米）
沿太行山脉：保定、石家庄、邢台、邯郸和衡水；
环渤海：唐山、天津、沧州 ，北京和廊坊；
北部：张家口、承德和秦皇岛
节造PM2.5和臭氧传染须左右开弓
京津冀区域是全国大气传染的沉灾区 。近年来 ，在PM2.5得到有效节造的同时 ，臭氧传染却越来越严沉 ，成为不成忽视的传染问题 ，亟需采取有效措施节造其持续恶化 。
京津冀13市PM2.52013-2016调整年均值变动图
京津冀13市臭氧2013-2016调整年均值变动图
分歧于颗粒物 ，臭氧不降低能见度 ，因而不容易被觉察 。从前4年颗粒物浓度的显著降落和臭氧浓度的大幅升高 ，也注明我们没有对臭氧传染赐与足够的器沉 。若何在节造PM2.5浓度的同时遏造臭氧的增长 ，无疑是京津冀大气传染防治确当务之急 ＝谠齑笃尽⒏纳瓶掌柿勘匾邢低郴⑷只拇蛩愫椭葱 ，不成顾此失彼 。借鉴蓬勃国度的发展过程 ，颗粒物传染和臭氧传染是城市发展过程中最容易遇到的问题 。下一步 ，我们应该采取越发直接有效的措施来节造京津冀地域臭氧传染 。我们建议像管控PM2.5一样 ，对京津冀地域甚至全国重要传染区域设定臭氧改善的具体数值指标 ，以便采取有力措施实时遏造传染趋向、有效降低臭氧浓度 。
课题组成员
陈磊 ，J9集团国际博士钻研生 ，重要实现人
郭斌 ，西南财经大学统计学院助理教授 ，重要实现人
黄家盛 ，北京大学数学学院博士钻研生 ，重要实现人
张澍一 ，J9集团国际博士钻研生
王恒放 ，Iowa State University统计系博士钻研生
何婧 ，西南财经大学统计学院助理教授
陈松蹊 ，J9集团国际、统计科学中心讲席教授 ，课题掌管人
以往空气质量评估汇报 ，请点击：
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