原文信息
原文标题：
Recent PM2.5 air quality improvements in India benefited from meteorological variation
发表期刊：
Nature Sustainability
发表时间：
2023年
作者信息：
Yuanyu Xie, Mi Zhou, Kieran M. R. Hunt, Denise L. Mauzerall
原文链接：
https://www.nature.com/articles/s41893-024-01366-y
1. 摘要
随着快速工业化和人口增长，印度的空气质量改善面临着巨大挑战。为应对这一问题，印度政府实施了国家清洁空气计划（National Clean Air Programme），旨在减少空气质量未达标城市的PM2.5和PM10浓度。该文通过结合国家空气质量监测网络的数据和区域模型模拟，评估了国家清洁空气计划的有效性。研究表明，六个自2017年以来有持续空气质量监测的未达标城市的年均PM2.5浓度每年下降了8.8%。其中四个城市在2022年实现了相较2017年超过20%的污染减少，达到了国家清洁空气计划目标。然而，研究发现，大约30%的年均PM2.5空气质量改善，以及冬季期间约一半的污染减少，归因于有利的气象条件，这些条件在气候变暖的情况下可能不会持续。到2022年，57个持续监测的未达标城市中，仍有44个城市的年均PM2.5水平未能达到国家空气质量标准。该文强调，除了现有政策之外，仍需采取额外的减排措施以持续改善印度的空气质量
2. 研究背景
印度是全球空气污染最严重的国家之一，伴随着快速的工业化和城市化，其空气污染问题日益严峻。2019年印度的空气污染导致约167万人过早死亡，经济损失高达368亿美元。为应对这一危机，印度政府于2019年启动了国家清洁空气计划，目标是到2024年将102个空气质量未达标城市的PM2.5和PM10浓度相较于2017年降低20%~30%。然而，由于大气条件对污染物扩散和清除的复杂影响，仅依靠人为排放控制并不足够，气象因素也可能对空气质量产生重大影响。因此，量化政策和气象条件的各自贡献成为关键问题。
3. 研究内容
该研究通过整合地面监测、卫星观测和区域气象化学模型，分析了印度2017至2022年间PM2.5的变化趋势，评估了国家清洁空气计划政策的有效性，并探讨了气象变化对空气质量改善的贡献。具体研究内容包括：
使用印度全国500多个空气质量检测站点获取的连续空气质量监测数据，分析了2017至2022年间各大城市的年均和季节性PM2.5浓度变化。
利用气象-化学耦合模型（WRF-Chem），控制人为污染排放量不变，分析气象条件对空气质量改善的影响。
通过卫星数据验证了气象因素在污染扩散和清除过程中的重要性，并结合这些数据讨论了未来气候变化可能对空气质量的影响。
4. 研究发现
通过分析六个非达标城市的PM2.5浓度年均值变化趋势（如图2所示）。研究发现，在自2017年起六个非达标重点城市中，PM2.5的年均浓度每年下降了8.8%。其中四个城市在2022年达成了PM2.5下降超过20%的目标，提前达成了国家清洁空气计划目标。
文章利用全球排放清单评估了印度各主要污染物的排放趋势，展示了2010至2020年间，如黑碳、硫氧化物、氮氧化物等其他主要PM2.5前体物的排放变化（图3）。研究发现，虽然黑碳和有机碳的排放有所减少，但PM2.5前体物（如SO2和NOx）的排放没有明显下降，甚至在某些区域有所增加。
文章进一步通过模拟分析，比较了人为排放和气象条件在不同年份的作用（图4）。研究发现，尽管PM2.5的减少有一部分是由于政府的污染控制政策，大约30%的年均污染改善和冬季一半的污染减少实际上是因为气象条件有利，比如风力、降水等使得空气中的污染物被稀释或清除。然而，随着全球气候变暖，这些有利的气象条件可能会减少，因此未来空气质量的改善可能会变得更加困难。
图5比较了2017年和2021年冬季的PM2.5浓度及其相关的气象变量（温度、降水和风速），进一步评估气象条件变化对空气质量的影响。研究发现，2021年冬季的PM2.5浓度较2017年有所下降，这与温度反转和降水模式的变化高度相关。
此外，气象条件对不同城市的影响存在差异，例如海德拉巴和金奈的PM2.5减少中有50%以上的变化归因于气象条件，而瓦拉纳西空气质量的改善几乎完全依赖于人为排放的控制。
研究预测，随着气候变暖，冬季有利的气象条件（如较高的降水和较好的通风）可能减少，这意味着未来仅依赖气象因素的污染改善可能不会持续，印度将需要更严格的排放控制措施。
5. 启示
尽管印度的空气质量在国家清洁空气计划（NCAP）的推动下取得了一定改善，但其中大约30%的年均PM2.5污染减少是由于有利的气象条件，而这些条件随着气候变暖可能不会持续。这表明，仅依靠现有的污染控制政策无法确保长期的空气质量改善，未来需要更严格的排放控制措施。研究还指出，2022年仍有许多未达标城市未能达到国家空气质量标准，强调了现有政策的局限性。此外，气候变化可能导致冬季有利气象条件减少，进一步加剧空气污染问题。因此，未来的政策不仅需要加强污染控制，还要针对气候变化采取更多应对措施，如能源系统脱碳和减少农业废物燃烧。同时，研究还呼吁印度扩大监测网络，尤其是在农村地区和污染源密集的区域，以获取更可靠的数据用于政策制定和评估。
往期精选
气候变化减缓了地球的自转速度并可能会影响人类记录时间的方式
《自然·气候变化》：全球变暖已超过1.5°C
《自然》：太空中的太阳能电池板
内容：马婕
编辑：严萌
审核：夏银霜
图片来源于网络，侵删
欢
迎
加
入
我们建立了微信群：
气候变化经济学。
感兴趣的伙伴请加微信号：
climate_economics
备注“姓名-单位-职称/职位/学生”。
