“APEC蓝”是北京市民心中温存的美好记忆，更是全国公众对优良环境的共同期待。APEC蓝是如何实现的？各种应急减排措施成效几何？若要留住“APEC蓝”，又有哪些经验值得借鉴？
2014年北京APEC会议前后，中科院组织实施了“京津冀区域灰霾综合外场实验”，综合运用地面观测、激光雷达探空、车载走航、卫星遥感和数值模型预报等多种手段，对“APEC蓝”一探究竟，为上述问题提供了答案。
2014年11月5—11日，亚太经济合作组织（APEC）会议在北京召开。为保障会议期间北京的空气质量，北京、天津、河北、山西、内蒙古、山东等省区市采取了不同程度的减排措施，确保北京各类主要污染物减排比例在40%以上，其他省区市污染物减排比例在30%以上。多方努力之下，加上相对往年较为有利的气象条件，APEC会议期间，北京空气质量优良，仅1天为轻度污染，实现了“APEC蓝”。
为阐明AEPC期间减排措施的效果，并以此深入认识京津冀区域大气复合污染成因和秋冬季重霾污染的形成机制，中科院组织实施了“京津冀区域灰霾综合外场实验”，以毗邻怀柔雁栖湖的中国科学院大学超级大气观测站为核心实验区，采用地面观测、激光雷达探空、车载走航、卫星遥感和数值模型预报等多种手段，构建了由2个超级站、15个立体观测站、6辆移动观测车和20多个气象站组成的“京津冀大气污染综合观测研究网络”，对2014年10—11月期间，京津冀区域的数次灰霾污染形成过程进行了全方位观测。
APEC期间的区域大气污染特征及成霾过程减排措施与天气形势。APEC期间，京津冀区域大气污染格局为南重北轻，并随时间从南向北蔓延，具体表现为当北京地区南部由轻度转为中度、重度污染时，市区和北部空气质量依然保持优良。主要原因是京津冀区域污染源得到了有效控制。
APEC空气质量保障期间，各地区采取重污染工业企业停产、限产、机动车限行、严控施工扬尘等控制措施后，污染物得到大幅削减。
APEC期间，北京天气条件主要受华北区域稳定高压中心影响，弱西南风主控，存在近地层浅逆温，不利于污染物扩散，但过程相对较弱。加之北京北部受局地山谷南北风切变的影响，一定程度上稀释了本地污染。APEC期间的天气形势与之前2014年10月17—20日的过程类似，属于弱累积天气型，表现为持续风向时间较短，日夜山谷风切换频繁，湿度略低。
在同类天气形势控制下，APEC期间PM2.5仅为54 μg/m3，而在同年10月17—20日期间，PM2.5高达133 μg/m3。如果APEC期间受“强累积天气型”控制，模式模拟计算表明，PM2.5将从54 μg/m3上升至75 μg/m3以上，北京地区空气质量将从良好下降到轻度污染。因此，除减排的贡献外，相对有利的天气过程使北京地区大气污染下降了一个级别。气态污染物区域分布特征和变化规律。
NO2和SO2是致霾的主要气态污染物，前者以燃煤工业和机动车排放为主，后者主要来自燃煤工业排放。京津冀区域的地基MAX-DOAS遥感观测表明，10月份北京NO2柱浓度高于周边地区，说明北京NO2主要来源于本地源排放；而北京南部各城市SO2柱浓度明显高于北京，由此可见，在偏南风场下，区域SO2输送对北京市空气质量有较大影响。采取控制措施后，北京市NO2柱浓度降低了58%，SO2柱浓度降低了41%。
颗粒物区域分布特征和变化规律。11月6—12日，北京地区的PM1、PM2.5和PM10质量浓度变化显示，北京地区的空气质量良好，相对污染时段和对照时段PM2.5的平均值分别为54μg/m3和11 μg/m3，均低于空气质量国家二级标准（75 μg/m3）。与10月下旬相比，APEC期间北京地区PM1及PM2.5浓度显著降低，污染时段PM1、PM2.5和PM10分别下降了77%、72%和68%。
反映出APEC期间的减排措施显著降低了北京大气细颗粒物浓度。北京地区能见度变化规律及颗粒物成分消光贡献。APEC期间，北京地区能见度（平均约20 km）比10月下旬（平均能见度3 km）显著好转，其中11月7—10日的平均能见度为18.4 km，11月6、11日两天平均能见度高达27.2 km，显示出污染源减排措施明显改善了大气能见度。以PM2.5为代表的细颗粒物是造成大气能见度下降的重要因子。
APEC期间，有机质、硝酸盐、硫酸盐和铵盐对大气的消光贡献分别为35%、17%、16%和15%，有机质仍对大气消光起主要作用；PM1有机气溶胶对大气能见度下降的贡献达41%，硝酸盐、硫酸盐和铵盐三种无机成分的贡献达40%，与有机物贡献相当。黑炭气溶胶由于其吸收作用，对能见度衰减的贡献达12%。区域污染输送。
在京津冀区域部署了15套激光雷达观测颗粒物时空变化，通过颗粒物消光特性和边界层高度演变对比，以及水汽廓线探测，实现对颗粒物污染过程、输送通道及区域污染的监控。从激光雷达11月1—11日观测结果来看，11月4—5日和11月8—10日出现了2次以细粒子为主的污染过程。11月3—5日，发生了APEC期间的第1次输送过程。
结合气象条件和气流后向轨迹，在第1次的污染输送过程中，弱南风及小尺度的气象场无法形成长距离的西南输送，但处于北京边界地区的西南方向却对北京存在21.2%输送贡献率；5日中午以后，弱南风带来的输入开始减弱，转而表现为东南方向上北京对周边区域的输出。11月8—10日是APEC期间的第2次输送过程。
北京依然主要受南风影响，但西北风场已开始逐渐北移至东北，西北风所带来的污染清除力度减弱且此次污染持续时间较长，东南方向上又无明显输出，北京的污染特征表现为更为典型的局地污染，从而输送贡献率下降，西南区域对北京的输送贡献为11%。
APEC减排措施的效果评估。对应急措施影响PM2.5浓度超标情况进行的统计分析显示，在当时气象条件下，如果不采取应急减排控制措施，会期10天中，轻度污染天数将由1天增为6天，中度及以上污染天数将增加1天。考虑到模式对持续多天累积过程的污染浓度存在低估，实际在11月8—10日连续污染过程中，将可能出现重度污染。这说明空气质量应急减排等保障措施具有明显效果。控制措施对区域污染水平分布的影响。
利用模式模拟可以分析控制措施对京津冀区域APEC期间平均PM2.5、SO2和NO2的影响，若不采取控制措施，京津冀区域的SO2、NO2和PM2.5都将显著增加。其中，北京地区SO2的增幅将达4 ppb—12 ppb（40%—60%），NO2的增幅达4 ppb—12 ppb（40%—80%），PM2.5的增幅达15 μg/m3—30 μg/m3（40%—60%）。
从总体上看，北京南部的增幅将大于北部地区。因此，控制措施对北京APEC期间的空气质量改善起到了十分重要的作用。
APEC期间机动车限行的影响。APEC期间的污染时段，北京气态前体物NOx和VOCs浓度比10月下旬污染时段（102.7 ppb 和60.4 ppb）分别下降了40%和52%。北京机动车单双号行驶可大幅降低VOCs排放、限制NOx增加可对大气PM2.5浓度起到有效抑制作用，降低霾污染爆发的潜势。京津冀区域大气容量及承载力评估。
结果表明，当考虑PM2.5达标时，京津冀区域SO2的总容量为92.6 万吨，NOx为126.5 万吨，一次PM2.5总容量为59.5 万吨。京津冀区域各污染物容量月变化表明，污染物容量较大的季节主要集中在夏季，采暖期容量较小，污染物减排措施应更集中于采暖期。
若要留住“APEC蓝”（京津冀区域实现各污染物日均浓度达到国家二级标准），年需削减SO2 82.7万吨，NOx 138.4 万吨，一次PM2.5 46.1 万吨，分别占2013年排放量的约47%、52%和44%，减排任务十分艰巨。
留住“APEC蓝”的政策建议。（1）在京津冀区域分地区分阶段实现“APEC蓝”。（2）严格落实大气污染防治“国十条”，并建立动态调整机制。（3）进一步加强京津冀区域的联防联控，做好钢铁、冶金、建材等高污染企业的调整。积极参与“21世纪海上丝绸之路”建设，支持国家经略南海战略，有计划地实现产能转移，不仅可避免在国内梯次转移造成更大范围污染，而且可达到控制CO2排放和治理大气环境污染的双重效果。