大气斜学学报2020年3月第43卷第2期 其中：2019年和2020年月度1知数据来源于国家统 个月内有不少于5d缺测的站点被剔除。最终，分 计局(htp:/www.stats.gov.cn)。为了排除春节的 别有1025和1027个站点用于O,和PM2.5的分析。 影响，国家统计局每年只公布1一2月的累计值，不 遥感数据包括： 公布1月和2月的当期值。 1)两套卫星反演的月平均对流层NO,垂直柱 EF根据以下公式计算(Liu et al..,2012): 浓度，分别来自OM1和GOME-2的3级产品 总 (http:/www.temis.nl)。时间从2016年1月一 (2) 2020年3月，水平分辨率分别为0.125°×0.125°、 式中：1为电力排放因子；E为二氧化碳排放量；G 0.25°×0.25°。 为全年发电量。其中排放量E可进一步分解为： 2)2020年2一3月的TROPOMI对流层C0垂 E=∑IA:×1EmO (3) 直柱浓度数据(htp:/www.tropomi.eu)用来与 2019年2一3月数据对比，水平分辨率为0.5° 式中：Io为电力部门消耗的燃料类型i的消费量， ×0.5°。 包括20种燃料类型；I:为燃料类型i的排放因子 3)两套气溶胶光学厚度(AOD)数据，其一为美 (Liu et al.,2015;刘竹等，2018)。由于统计数据的 国TERRA太阳同步卫星上搭载的中分辨率成像光 公布有滞后性，本研究基于2017年能源平衡表中的 谱仪(MODIS)月平均反演产品(https://modis. 全年发电量和燃料消费量进行核算（国家统计局， gsfc.nasa.gov）,水平分辨率1°×1°，时间从2015年1 2019),并假设2017一2020年的排放因子保持不变。 月一2020年3月。另一个是日本葵花8静止卫星 排放因子在不同年份间有10%左右的差异（刘竹 的反演产品(Kikuchi et al.,2018;Shang et al., 等，2018)，在不确定性中予以考虑。 2019),水平分辨率10km,时间从2016年1月一 2019年交通、工业，居民消费和其他部门排放 2020年3月，分辨率为10min。 量，通过与2019年电力部门排放量的比例关系计算 4)晴空地表短波辐射数据，来自日本葵花8静 得出。本研究中，各部门排放占比来源于国际能源 止卫星的反演产品。该产品是利用Letu et al. 署(IEA)部门排放数据(International Energy (2019)和Ma et al.(2020)开发的葵花8高精度短 Agency,2019)。部门经合并为电力、工业、交通、居 波辐射产品，结合Shang et al..(2017)云检测算法结 民消费和其他部门，其排放分别占比49.41%、 果，只保留无云像素的辐射值，从而剔除云对太阳辐 33.16%、9.55%、5.78%和2.10%。2020年除电力 射的影响。 外的部门排放量，根据2020年各部门的同比增速推 大气污染物的变化研究选择历年2一3月平均 算得出。其中，工业部门增速依据国家统计局公布 结果进行对照分析。将2020年数据分别与预期值 的第一季度工业增加值估算：交通部门增速根据百 (多年线性外推得到)和2019年同期值对比，获得 度地图迁徙规模指数同比变化率计算得出：居民消 疫情期间大气成分浓度的定量变化。在比较时，重 费和其他部门因数据暂缺，假设其不变。在不确定 点关注四大城市群，包括京津冀、长三角、珠三角和 性中考虑由于默认的居民消费和其他部门的排放数 四川盆地，分别计算全国平均和地区平均，获得空间 据造成的排放误差。在综合考虑活动数据、排放因 分布信息。需要注意的是，地表观测数据大部分集 子假设和部分部门缺少后碳排放总的不确定性 中在我国东部和南部，因此全国站点平均主要反映 (90%置信区间)约为20%。 这两个地区的大气污染状况。 在大气污染方面，综合使用地面监测和卫星遥 感数据。地面数据采用生态环境部1580个站点 2人为碳排放的变化 2015年1月一2020年3月的逐小时大气污染监测 二氧化碳排放的来源按部门可划分为电力、交 数据(http:/www.mee.gov.cn)。大气成分的种类 通、工业、居民消费和其他等五个部门（表1）。根据 包括地表臭氧(O,)、细颗粒物(PM2)、二氧化硫 分部门核算结果，2020年电力部门1一2月排放量 (SO2)、二氧化氮(NO2)和一氧化碳(C0)。其中 为6.53亿吨二氧化碳，同比下降6.5%：3月排放量 O,浓度用8h滑动平均的日最大值表征，其他污染 为3.51亿吨二氧化碳，同比下降3.0%；第一季度合 物浓度用日均值表征。对站点数据质量进行控制， 计排放10.04亿吨二氧化碳，同比下降5.3%。2020 一天内超过12个时次无数据的定义为缺测，任意一 年第一季度交通部门排放同比下降43.4%，工业部 266!"!" 年 % 月 第 $% 卷 第 ! 期 其中!!")* 年和 !"!" 年月度 !F<数据来源于国家统 计局 % "##$! %%OOO+4#2#4+5/P+,-& ) 为了排除春节的 影响"国家统计局每年只公布 ),! 月的累计值"不 公布 ) 月和 ! 月的当期值) "#根据以下公式计算 %:;0 8#23+"!")!& ! !HI0" $) %!& 式中!!HI为电力排放因子'"为二氧化碳排放量'$ 为全年发电量) 其中排放量 "可进一步分解为! !""# $23# %$45#) %%& 式中!!F<%为电力部门消耗的燃料类型 %的消费量" 包括 !" 种燃料类型'!HI%为燃料类型 %的排放因子 %:;0 8#23+"!")''刘竹等"!"),& ) 由于统计数据的 公布有滞后性"本研究基于 !")( 年能源平衡表中的 全年发电量和燃料消费量进行核算 % 国家统计局" !")*& "并假设 !")(,!"!" 年的排放因子保持不变) 排放因子在不同年份间有 )"J左右的差异 % 刘竹 等"!"),& "在不确定性中予以考虑) !")* 年交通(工业(居民消费和其他部门排放 量"通过与 !")* 年电力部门排放量的比例关系计算 得出) 本研究中"各部门排放占比来源于国际能源 署 % DHF& 部 门 排 放 数 据 % D-#81-2#;/-23H-815Q F58-,Q"!")*& ) 部门经合并为电力(工业(交通(居 民消 费 和 其 他 部 门" 其 排 放 分 别 占 比 $*+$)J( %%+)&J(*+''J('+(,J和 !+)"J) !"!" 年除电力 外的部门排放量"根据 !"!" 年各部门的同比增速推 算得出) 其中"工业部门增速依据国家统计局公布 的第一季度工业增加值估算'交通部门增速根据百 度地图迁徙规模指数同比变化率计算得出'居民消 费和其他部门因数据暂缺"假设其不变) 在不确定 性中考虑由于默认的居民消费和其他部门的排放数 据造成的排放误差) 在综合考虑活动数据(排放因 子假设和部分部门缺少后碳排放总的不确定性 %*"J置信区间& 约为 !"J) 在大气污染方面"综合使用地面监测和卫星遥 感数据) 地面数据采用生态环境部 ) '," 个站点 !")' 年 ) 月,!"!" 年 % 月的逐小时大气污染监测 数据% "##$! %%OOO+A88+5/P+,-& ) 大气成分的种类 包括地表臭氧 % B% & ( 细颗粒物 % KL!+' & ( 二氧化硫 %GB! & (二氧化氮 % MB! & 和一氧化碳 % ?B& ) 其中 B% 浓度用 , " 滑动平均的日最大值表征"其他污染 物浓度用日均值表征) 对站点数据质量进行控制" 一天内超过 )! 个时次无数据的定义为缺测"任意一 个月内有不少于 ' & 缺测的站点被剔除) 最终"分 别有 ) "!' 和 ) "!( 个站点用于 B% 和 KL!+' 的分析) 遥感数据包括! )& 两套卫星反演的月平均对流层 MB! 垂直柱 浓度" 分 别 来 自 BLD和 RBLH!! 的 % 级 产 品 % "##$! %%OOO+#8A;4+-3& ) 时间从 !")& 年 ) 月, !"!" 年 % 月" 水平分辨率分别为 "+)!'S1"+)!'S( "+!'S1"+!'S) !&!"!" 年 !,% 月的 ETBKBLD对流层 ?B垂 直柱浓度数据 % "##$! %%OOO+#1/$/A;+80 & 用 来 与 !")* 年 !,% 月 数 据 对 比" 水 平 分 辨 率 为 "+'S 1"+'S) %& 两套气溶胶光学厚度%FB<& 数据"其一为美 国 EHTTF太阳同步卫星上搭载的中分辨率成像光 谱仪 % LB<DG& 月 平 均 反 演 产 品 % "##$4! %%A/&;4+ 54@,+-242+5/P& "水平分辨率 )S1)S"时间从 !")' 年 ) 月,!"!" 年 % 月) 另一个是日本葵花 , 静止卫星 的反 演 产 品 % U;(0,";8#23+" !"),' G"2-5 8#23+" !")*& "水平分辨率 )" (A" 时间从 !")& 年 ) 月, !"!" 年 % 月"分辨率为 )" A;-) $& 晴空地表短波辐射数据"来自日本葵花 , 静 止卫星 的 反 演 产 品) 该 产 品 是 利 用 :8#0 8#23+ %!")*& 和 L28#23+% !"!"& 开发的葵花 , 高精度短 波辐射产品"结合 G"2-5 8#23+%!")(& 云检测算法结 果"只保留无云像素的辐射值"从而剔除云对太阳辐 射的影响) 大气污染物的变化研究选择历年 !,% 月平均 结果进行对照分析) 将 !"!" 年数据分别与预期值 % 多年线性外推得到& 和 !")* 年同期值对比"获得 疫情期间大气成分浓度的定量变化) 在比较时"重 点关注四大城市群"包括京津冀(长三角(珠三角和 四川盆地"分别计算全国平均和地区平均"获得空间 分布信息) 需要注意的是"地表观测数据大部分集 中在我国东部和南部"因此全国站点平均主要反映 这两个地区的大气污染状况) # 人为碳排放的变化 二氧化碳排放的来源按部门可划分为电力(交 通(工业(居民消费和其他等五个部门% 表 )& ) 根据 分部门核算结果"!"!" 年电力部门 ),! 月排放量 为 &+'% 亿吨二氧化碳"同比下降 &+'J'% 月排放量 为 %+') 亿吨二氧化碳"同比下降 %+"J'第一季度合 计排放 )"+"$ 亿吨二氧化碳"同比下降 '+%J) !"!" 年第一季度交通部门排放同比下降 $%+$J"工业部 !&&