空气污染的国际溢出效应：来自死亡和健康数据的证据

美国国家经济研究局工作论文系列 空气污染的国际溢出效应：来自死亡率和健康数据的证据 SeonminHeoKoichiroItoRaoKotamarthi 工作文件30830http://www.nber.org/papers/w30830 国家经济研究局(NATIONALBUREAUOFECONOMICRESEARCH) 麻萨诸塞州大道1050号马萨诸塞州,剑桥021382023年1月 我们要感谢KeisukeIto和DavidXu的出色研究帮助，以及SeverinBorenstein，SusannaBerkouwer，JudsonBoomhower，MaureenCropper，OlivierDeschênes，DaveDonaldson，MichaelGreenstone，RemaHanna，DanaeHernández-Cortés，KelseyJack，RyanKellogg，ShanjunLi，KyleMeng，JoeShapiro，ShaodaWang，以及加州大学伯克利分校能源营，格里芬空气污染社会经济影响会议的研讨会参与者，和科斯项目会议，感谢他们的有益意见。我们非常感谢阿贡国家实验室和芝加哥大学能源政策研究所的全球能源挑战以及格里芬应用经济学孵化器对全球能源挑战的财政支持。本文表达的观点是作者的观点，不一定反映国家经济研究局的观点。 分发NBER工作文件供讨论和评论之用。它们没有经过同行评审，也没有接受NBER官方出版物随附的 NBER董事会的审查。 ©2023年由许善民、伊藤浩一郎和拉奥·科塔马蒂执导。保留所有权利。未经明确许可，可以引用不超过两段的短段文字，但须注明来源，包括©通知。 空气污染的国际溢出效应：来自死亡率和健康数据的证据许善民、伊藤晃一郎和拉奥·科塔马蒂 2023年1月美国国家经济研究局工作论文30830号 冻胶。Q53 摘要 我们通过开发一个框架来研究空气污染的国际溢出效应，该框架将大气科学的最新进展与计量经济学估计相结合，并提供有关死亡率和健康的微观数据。将跨境粒子轨迹数据与韩国个人水平的死亡率和急诊室就诊数据相结合，我们发现来自中国的跨境空气污染显着增加了韩国的死亡率和发病率。利用这些估计，我们表明，中国最近的环境政策“向污染宣战”产生了巨大的国际溢出效益。最后，我们研究了中国的战略污染减排，并提供了它们对潜在的Coasias讨价还价的影响。 Seonmin将Heo 加州大学圣芭芭拉分校 2127年北大厅 圣芭芭拉分校,CA93106sheo@ucsb.edu KoichiroIto 芝加哥大学哈里斯公共政策学院 1155东60街芝加哥 ，IL60637和NBER ito@uchicago.edu RaoKotamarthi 阿贡国家实验室 1介绍 空气污染是影响世界上许多人生活的最紧迫的全球挑战之一。在美国，空气质量在过去几十年中得到了大幅改善 ，这在很大程度上要归功于各种环境法规（ChayandGreenstone，2003年;夏皮罗和沃克，2018）。然而，最近野火造成的空气污染对经济成果产生了新的负面影响（Wang等人，2021年;博格舒尔特，莫利托和邹，2022年 ;Wen和Burke，2022）.1在发展中国家，严重的空气污染被认为是经济发展的最关键负担之一（Jayachandran，2009年;格林斯通和汉娜，2014年;陈，埃本斯坦，格林斯通和李，2013;格林斯通和杰克，2015;杰克，2017;伊藤和张，2020;伯库维尔和迪恩，2022年）。 空气污染的一个根本挑战是其国际跨界性质。一个国家的空气污染可能会越过该国边界并影响邻国。它还意味着一个国家的环境政策可能对其他国家产生国际溢出效益。包括世界银行在内的国际组织认识到，空气污染的国际溢出效应是经济发展的首要问题（WorldBank，2022）。然而，经济学文献在评估空气污染成本和环境监管效益时大多没有考虑这种溢出效应。例如，美国环境法规的收益通常是根据国内效益来估计的。同样，中国和印度最近雄心勃勃的环境政策的好处可能会对周边国家的环境质量产生重大影响，但这些溢出效应通常不会纳入这些政策的评估中。 在本文中，我们研究了空气污染的国际溢出效应，并研究了传统经济分析在多大程度上低估了空气污染的成本以及环境监管的好处。我们的框架将大气科学的最新进展纳入计量经济学估计和死亡率与健康的微观数据。我们使用混合单粒子拉格朗日综合轨迹模型（HYSPLIT）来获取从中国到南方的每小时粒子轨迹数据。 韩国.2将这些粒子轨迹数据与每小时PM相结合2.5中国和韩国的数据，我们估计了如何跨境PM的2.5来自中国的影响点2.5在韩国。然后，我们将这些数据与韩国的个人水平死亡率数据和急诊室就诊数据联系起来，以量化 1除了空气污染外，野火本身的蔓延还对生命和财产造成了重大损害（Baylis和Boomhower，2023年）。 2虽然不是在国际溢出效应的背景下，但最近的越来越多的经济学研究使用HYSPLIT来分析空气污染（Hernandez-Cortes和Meng，2023年;福利、鲁宾和赖特，2021年）。 跨界空气污染的死亡率和健康影响。 我们首先提供描述性和视觉证据，证明来自中国的跨境空气污染在PM水平中起着重要作用2.5在韩国。在东亚，秋冬季节是被称为“西风”的盛行西风持续存在的季节，因此，韩国从中国持续接收西风。在这些季节，我们发现PM2.5韩国西北地区远高于东南地区。相比之下，PM是2.5在这些地区，春季和夏季相似。我们使用HYSPLIT通过识别从中国到韩国的每小时粒子轨迹来定量确认这种关系。在我们的采样期内，仁川和首尔等西北城市的轨迹超过一半来自中国。相比之下，釜山等东南部城市从中国出发的轨迹频率要低得多。 我们通过回归每小时PM来统计估计这种关系2.5在韩国城市每小时一次的跨境下午2.5从中国到每个城市。我们发现1µg/米3增加跨界点2.5在0.122µ来自中国的结果g/米增加3点2.5平均在韩国城市。对于固定效应和控制变量的选择 ，该估计是稳健和稳定的。此外，我们的分箱散点图表明，无论是在原始数据和残差数据中，这两个变量之间都存在强而稳健的关系。 将这些数据与个人层面的死亡率数据相结合，我们估计了跨界空气污染对死亡率的影响。我们的简化形式估计表明1μg/米3增加跨界点2.5在过去70天内，来自中国的导致韩国每小时死亡率增加3.56/十亿人（年死亡率增加31.2/百万人）。这种效应意味着死亡率每增加0.6%，1μg/米3增加跨界点2.5，相对于该人群的基线死亡率。 除了总体人口外，我们还为老年人（65岁及以上），婴儿（1岁以下）以及患有呼吸道和心血管疾病的死亡原因提供结果。婴儿对死亡率的边际影响更高（死亡率增加2.1%，1μg/米3增加跨界点2.5在过去70天内）以及以呼吸道和心血管疾病为死因的人（死亡率增加1.1%）。我们的分析还表明，同时期和滞后的跨界PM都2.5影响死亡率，但滞后效应在70天左右减弱。 使用跨界点2.5来自中国作为当地PM的工具变量（IV）2.5在韩国,我们也确定点的影响2.5关于韩国的死亡率。 我们的IV估计表明 1µg/米增加3点2.5在过去70天内，总人口每小时死亡率每10亿人增加9.09人。这意味着每百万人的年死亡率将增加79.7人 死亡率相对于平均值增加1.5%。婴儿（增加5.5%）和以呼吸系统和心血管疾病为死因的人（增加2.9%）的死亡率增加幅度更大。 除了对死亡率的影响外，空气污染还会增加发病率（Barwick，Li，Rao和Zahur，2018）。特别是，空气污染的短期和中期增加被认为会影响哮喘和鼻炎的急性症状（Eguiluz-Gracia等人，2020年;柯伊伯等人，2021年）。因此， 增加跨界点2.5从中国到韩国可能会增加韩国的此类症状 人口。为了调查这个问题，我们收集了数据，包括2013年至2017年间韩国因特应性皮炎、鼻炎或哮喘入院的患者的急诊室（ER）就诊情况。我们发现跨界颗粒物2.5导致哮喘和鼻炎的急诊就诊次数增加。我们没有发现对特应性皮炎的这种影响。简化形式的结果意味着1μg/米3增加跨界点2.5从中国到韩国导致每日急诊室访问量增加了50.0和哮喘和鼻炎分别为每十亿人482.6人（或百万人每年急诊就诊18.3和176.1），相对于平均数增加0.5%和3.4%。 我们的实证结果表明，来自中国的跨境空气污染对韩国的死亡率和发病率有重大影响。这些发现的一个关键政策含义是，一个国家的环境监管可能会对其他国家产生国际溢出效应。这种国际溢出效应尚未纳入经济学文献中对环境法规的常规成本效益分析。为了强调这一点，我们考虑了中国最近实施的一项重要环境政策的含义，即“向污染宣战”（Greenstone，He，LiandZou，2021）。自那以后，中国政府推出了一项全国性的空气污染减少计划 2014.我们的数据表明,点2.5在我们的样本期间，中国有长期下降。我们的数据还显示，这种减少导致跨界PM的下降2.5从中国到韩国。根据我们从HYSPLIT模型获得的数据，我们发现跨界PM是2.5从中国到韩国下降了9.63µg/米3在样本期间从2015年到2019年。 我们使用我们的估计值和文献中估计的统计寿命的价值来量化中国环境法规对韩国的溢出效益。我们发现9.63μg/ 米3减少跨界点2.5从中国到韩国意味着每年26.2亿美元的溢出效益 韩国基于避免的死亡率。这一结果表明，环境监管的国际溢出效益在经济上是巨大的。 最后，我们研究了中国战略性地减少空气污染及其对亚洲谈判的影响。对于水污染，以前的几项研究发现，县或地方政府可以利用水污染的溢出效应，战略性地分配跨境河流中的污染流量（Sigman，2002年;利普斯科姆和莫巴拉克，2016年;王和王，2021;何、王、张，2020）。据我们所知，这种污染的战略分配尚未针对空气污染进行研究。从理论上讲，有可能观察到空气污染的这种现象。如果中国在“向污染宣战”期间就减少空气污染的地方做出这样的战略决定，中国可能会优先减少其公民的空气污染，因此生活在邻国的人的空气污染可能会减少。这一战略决定可能会降低潜在的国际溢出效应。 我们确实发现了中国在战争期间战略性减少空气污染的经验证据 污染。我们发现,减少点2.5在我们的样本期间为9.29µg/米3在空气污染最多的中国城市，大部分空气污染已经流向境外。PM的减少2.5低于全国平均降幅（14.07μg/米3）远低于中国空气污染最多的中国城市的减少量（18.32μg/米3）.这种战略性污染减少意味着，我们分析中发现的国际溢出效益可能低于没有这种战略决策或中国和韩国通过Coasia讨价还价来解决这个问题的反事实情景。我们表明，污染战争的额外国际溢出效益可能高达每年对韩国23.6亿美元。 相关文献和我们的贡献——我们的研究建立在文献的四个方面之上，并为之做出了贡献。首先，我们提供了一个新的框架，将大气科学的最新进展与死亡率和健康的微观数据相结合，将大气科学的最新进展整合到计量经济学估计中，以研究空气污染的国际溢出效应。以前的经济学研究使用跨界空气污染的间接测量，例如风向和空气污染之间的相互作用项或特定事件的虚拟变量，例如黄尘或野火（SheldonandSankaran，2017;贾和顾，2019;张和潘，2020）。这是因为人们认为很难获得越境空气污染的直接测量结果。例如，Jia和Ku（2019）描述说：“从中国广大地区追踪到韩国特定地区的风是困难的，这样的数据不存在。我们通过以下方式应对这一挑战 获取特定地点的每小时跨境PM2.5数据使用HYSPLIT并将数据与韩国的死亡率和急诊室访问数据相结合。其次，我们的研究为最近的研究增加了新的发现，这些研究使用了有关空气污染、死亡率、 和健康，以估计空气污染的死亡率和健康影响。例如，Deryugina，Heutel，Miller，Molitor和Reif（2019）估计了PM的死亡率影响2