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原文信息：Lutz Sager. 2019. “Estimating the effect of air pollution on road safety using atmospheric temperature inversions” Journal of Environmental Economics and Management 98.

 

简介及背景

 

道路交通事故会带来大量的物质和生命损失，英国交通部估计，仅在英国，2014年报告的交通事故总成本为163亿英镑。任何影响事故发生频率的因素都与社会福利密切相关。空气污染是否是导致交通事故增加的一个因素？最近有证据表明，短期内空气污染的波动会影响生产力和人们的行为，这似乎会对道路安全产生影响。本文假设空气污染可能损害安全驾驶性能，从而增加交通事故的数量。研究发现，暴露在污染环境中会导致认知能力下降、攻击性增强和急躁情绪加剧，这些研究结果为本文提供了支持。安全驾驶是一项复杂的任务,依赖于认知能力，侵略性或冲动行为在交通可能会增加参与事故的可能性。空气污染与交通安全之间的联系到目前为止在文献中被忽视，本文使用在2009-2014年英国153 NUTS3地区的日均PM2.5浓度和参与道路交通事故车辆的数量的数据，实证检验了空气污染和道路交通事故之间的因果关系。

 

数据及实证策略

 

本文数据主要分为以下四类：

 

第一，道路交通事故数据。道路交通表现的观察结果来自英国保存的道路安全数据。

 

第二，大气温度数据。数据来自NASA MERRA-2气候再分析产品的数据摘录。

 

第三，空气污染数据。数据来自英国自动城市和农村网络（AURN），其中包括测量各种空气污染物的自动空气质量监测站。

 

第四，其他气象数据。数据来自英国气象局综合数据档案系统（MIDAS）陆地和海洋地面站对天气状况的地面观测。

 

本文使用逆温作为空气污染的工具变量来估计空气污染对道路交通事故的影响，2SLS回归模型如下：

Yit表示i区域在t日涉及意外事故车辆数目的自然对数；Dit表示空气污染指标（主要是PM2.5）的日度平均浓度；Zit表示夜间的逆温强度；Xit表示其他天气控制变量；ηt和μt表示时间固定效应；θi和γi表示区域固定效应；τ和μ是常数项；νit和εit表示误差项。

 

主要结果

 

本文的基准结果见表3。2SLS回归结果表明，加入区域-年固定效应，一周中一天固定效应以及其他天气控制变量后，PM2.5对事故车辆数量具有显著的正向影响。另外本文提供了具有类似泊松模型的乘法误差的指数均值规范的估计值（第7列）、事故车辆数量可变的线性规范的估计量（第8列）以及包括PM2.5二次项估计值（第9列）。本文研究发现在2009年至2014年间，空气污染（以PM2.5衡量）对英国交通事故车辆数量产生了积极而显著的影响。

本文对主要结果进行了一系列的稳健性检验：

 

1.控制其他天气变量——雾、雪、雨

 

（1）包括温度、风速、降水、云量以及地面相对湿度，解决逆温可能通过其他天气变量影响道路安全。

 

（2）控制雾和冻雨，这是另外两种已知的与逆温现象有关的天气现象，它们可能会影响事故的数量。

 

（3）利用现场警察报告的个别事故的天气状况。

 

2.变换空气污染的衡量

 

3.考虑交通事故数量的衡量（交通量和事故率）

 

本文的结果依然稳健。

 

异质性分析

 

本文进行了非常详实的异质性分析，异质性分析结果见表5：

 

1.按车辆类型分为双轮汽车和其他类型汽车，不同类型的汽车暴露在空气污染下的方式不同。结果表明空气污染对其他类型汽车事故影响更大，进一步分析发现其他类型涉及意外的车辆所受的污染影响，在温暖期较寒冷期为高。一种解释可能是，在温暖的月份，其他车辆的司机可能会暴露在更高水平的污染中，因为他们更有可能开着车窗开车，而两轮车的司机则面临着相对不变的污染。

 

2.按区域分为高度城市化地区和其他地区。二者的回归结果很相似（0.4%和0.5%），这表明本文并不是仅在城市地区捕捉到影响。

 

3.按司机特征（性别和年龄）分类，空气污染对健康的不良影响往往不成比例地影响人口中更脆弱的群体，例如那些以前有健康问题（如哮喘）、婴儿或老年人。本文的研究结果表明，空气污染对男性和年龄较大的司机的影响更大，但本文并不认为这是支持性别或年龄组之间差别对待效应的有力证据。然而，空气污染对两轮车的低影响与对年轻司机的低影响是一致的，年轻司机更有可能使用两轮车。

 

4.按事故特征分为“肇事逃逸”和“死亡或严重伤害”，污染可能影响道路安全的一个潜在途径是根据暴力犯罪和不道德行为的证据增加攻击性驾驶。研究结果表明，没有发现证据表明“肇事逃逸”活动在事故中所占的比例会受到影响，但显著增加了涉及“死亡”或“严重”伤害的事故所占比例。

结论

 

本文基于多个来源的2009-2014年英国的数据，用逆温作为空气污染的工具变量使用2SLS回归估计表明空气污染对道路交通事故数量有积极和可能的因果影响，PM2.5日均浓度每增加1μg∕m3，NUTS3地区参与交通事故的平均车辆数量增加了0.3-0.6%。根据本文的估计结果和相关文献，在同一区域中PM2.5永久性减少1μg∕ m3的年度收益（由于已发生的事故）约为1000万英镑（或避免了约125宗涉及伤害的避免事故）。

 

本文的分析确定了污染对道路安全的因果关系，但只能推测所涉及的机制。本文使用流量统计数据提供其他分析，这表明此影响并非归因于流量的变化，而是与污染天的较高事故发生率相关。这与最初的假设是一致的，即污染可能通过损害驾驶员的认知能力或使驾驶员更具攻击性或急躁性而降低安全驾驶性能。 但是，本文不能排除其他可能的解释，例如造成物理干扰的污染（例如，由于呼吸道发炎）。其他需要进一步研究的领域是污染影响道路安全的传输渠道，以及个别污染物的作用。

 

Abstract

 

Does air quality influence road safety? We estimate the effect of increased air pollution on the number of road traffic accidents in the United Kingdom between 2009 and 2014. To address concerns of spurious correlation we exploit atmospheric temperature inversions as a source of plausibly exogenous variation in daily air pollution levels. We find an increase of 0.3–0.6% in the number of vehicles involved in accidents per day for each additional 1 μg∕m3of PM2.5. The finding suggests that less safe roads may present a large and previously overlooked cost of air pollution. The results are robust to a number of specifications and across various subsamples.