Caratteristiche dell'evoluzione spaziotemporale e analisi di previsione della qualità dell'aria urbana in Cina

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 8907 (2023) Citare questo articolo

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Per descrivere le caratteristiche delle variazioni spaziotemporali e le tendenze future della qualità dell'aria urbana in Cina, questo studio valuta le caratteristiche dell'evoluzione spaziotemporale e i collegamenti tra l'indice di qualità dell'aria (AQI) e sei indicatori primari di inquinamento, utilizzando i dati di monitoraggio della qualità dell'aria dal 2014 al 2022. Stagionale Vengono creati modelli di media mobile integrata autoregressiva (SARIMA) e di foresta casuale (RF) per prevedere la qualità dell'aria. (1) I risultati dello studio indicano che i livelli di inquinamento e i valori dell'indice di qualità dell'aria nelle città cinesi diminuiscono ogni anno, seguendo uno schema a forma di “U” con una variazione mensile. I livelli di inquinanti sono alti in inverno e bassi in primavera, bassi in estate e in aumento in autunno (O3 mostra il contrario). (2) La distribuzione spaziale della qualità dell'aria nelle città cinesi è bassa nel sud-est e alta nel nord-ovest, bassa nelle zone costiere e alta nelle zone interne. I coefficienti di correlazione tra AQI e concentrazioni di inquinanti sono i seguenti: particolato fine (PM2,5), particolato inalabile (PM10), monossido di carbonio (CO), biossido di azoto (NO2), biossido di zolfo (SO2) e ozono ( I valori di O3) sono correlati rispettivamente a 0,89, 0,84, 0,54, 0,54, 0,32 e 0,056. (3) In termini di previsioni AQI a breve termine, il modello RF funziona meglio del modello SARIMA. Le previsioni a lungo termine indicano che il valore medio dell’AQI nelle città cinesi dovrebbe diminuire di 0,32 punti nel 2032 rispetto al livello di 52,95 del 2022. Questo studio ha un significato guida per l’analisi e la previsione della qualità dell’aria urbana.

Per più di 30 anni, dalla riforma e dall'apertura fino al primo decennio del ventunesimo secolo, l'economia cinese ha continuato a crescere a un ritmo elevato. Tuttavia, ciò è avvenuto a costo di problemi ambientali sempre più gravi. L’inquinamento atmosferico è uno dei problemi ambientali più significativi in ​​Cina. Ad esempio, nel 2010, le emissioni nazionali di anidride solforosa sono state di 21.851 milioni di tonnellate, le emissioni di ossido di azoto sono state di 18.254 milioni di tonnellate, le emissioni di fuliggine sono state di 8.291 milioni di tonnellate e le emissioni di polveri industriali sono state di 4.487 milioni di tonnellate. In questo contesto, il Ministero dell'Ecologia e dell'Ambiente della Repubblica Popolare Cinese ha pubblicato nel 2012 gli “Standard sulla qualità dell'aria ambiente” recentemente rivisti e nel 2013 il “Regolamento tecnico per la valutazione della qualità dell'aria ambiente (in prova)”. Le principali sostanze che incidono sull'aria La qualità include sia gli inquinanti di breve durata (come PM2,5 e O3) che i gas serra a lunga vita (come CO2 e CH4). Entrambi sono generati attraverso il consumo di energia e dovrebbero essere trattati in modo coordinato. Infatti, sin dall’enfasi iniziale sulla protezione ambientale nella Costituzione della Repubblica popolare cinese nel 1978, la Cina ha implementato una serie di misure per affrontare l’inquinamento atmosferico e migliorare le politiche di prevenzione e controllo dell’inquinamento atmosferico. Nel 2013 è stato pubblicato il “Piano d’azione per la prevenzione e il controllo dell’inquinamento atmosferico” (“Dieci articoli sull’atmosfera”), che fissa obiettivi di governance e fornisce indicazioni. Sono stati inoltre rafforzati i meccanismi di cooperazione regionale per coordinare la governance ambientale. Il governo ha successivamente emanato politiche come il “Piano d’azione triennale per vincere la battaglia per il cielo blu”, i “Punti chiave del lavoro nazionale di prevenzione e controllo dell’inquinamento atmosferico 2019”, il “Quattordicesimo quinquennio” Piano nazionale di attuazione di una produzione più pulita e l’obiettivo della visione per il 2035. Al 20° Congresso Nazionale del Partito Comunista Cinese (PCC), sono stati introdotti i concetti di coesistenza armoniosa tra uomo e natura e di sviluppo verde per rispondere alla crescente domanda pubblica di protezione ambientale. Questi obiettivi evidenziano la necessità di valutare la qualità dell’aria ambiente; studiare i cambiamenti della qualità dell'aria urbana e le caratteristiche di distribuzione spazio-temporale degli inquinanti atmosferici; e prevedere la futura qualità dell’aria ambientale. Le informazioni risultanti possono fornire indicazioni al pubblico per adottare misure preventive per evitare l’inquinamento atmosferico e possono fornire un’importante base teorica per i dipartimenti governativi competenti per condurre politiche di prevenzione e controllo. Questi passi aiuterebbero la Cina a rispondere attivamente all’inquinamento atmosferico, piuttosto che limitarsi a monitorarlo passivamente.