1961～2000年瑞典地区极端降水的空间分析

本文分析了瑞典地区1961～2000年极端日降水量的空间尺度、区域变化和与之相关的天气类型.根据30km滞后距离计算的统计相关图估计年平均降水量、日降水量的99%分位值和平均年最大日雨量变化的空间尺度分别为100km、60～100km和40～70km.采用最大相似因子分析方法确定了82个站点极端降水量的区域相关.并发现有11个因子可以提供给最佳因子解决方案.极端事件发生时的天气类型是根据以逐日海平面气压为基础的客观系统划分的,并经过主观(包括锋面)修正.总体来看,极端降水事件的发生,63%在气旋类天气,32%在锋面类天气,3%在定向类天气,2%在反气旋类天气.然而,极端事件各种天气类型的发生频次不同地区之间有所不同.     

ENN精粹

正不确定的气候未来可能会破坏能源系统ENN环境新闻精粹2020年4月1日据预测,严重干旱、暴风雪和热浪等极端天气事件将变得更加普遍,而且这种现象已经开始出现。不过目前有关极端天气对能源系统影响的研究却很少,比如社区如何避免部分或完全停电这种代价高昂的突发事故发生等。日前,一个国际科学小组在《自然能     

塔里木盆地极端弱降水的时空变化特征

选用塔里木盆地40个气象站1961-2009年日降水资料,采用4种极端弱降水指标分析该地区极端弱降水的时空变化特征.利用M-K法和F检验的线性分析对各站点指标的变化趋势及变化率进行检验和计算,并利用Monte Carlo模拟进行区域显著性检验.结果表明：（1）年内CDD集中在80-100天,塔里木盆地的年最长连续无降水日数有明显的减少趋势,极端干旱情况有所缓解.0-10天的D25出现频率最高,这种极端弱降水日数有增加的趋势.（2）P25集中在0-1.5mm,介于2-3mm的P25基本上从2000年之后才开始出现.有超过一半站点的P25上升幅度达到0-0.16mm/10a.（3）0.1-0.3 mm/d的I25出现的频率最高,I25超过0.4 mm/d的频率极低.     

中国经济行业产出对气象条件变化的敏感性影响分析

为研究天气气候变化对中国经济行业产出的影响变化,引入气象因素的Cobb-Douglas生产函数,采用了带一阶自回归变量的Panel data-Random effect-AR(1)模型,研究经济产出对气象条件变化的边际影响和敏感性分析。研究表明,气象条件变化对中国8个行业、31个省(区、直辖市)的国民经济产出存在显著敏感性影响。在控制资本和劳动力影响因素的条件下,1984—2006年共22年间中国GDP总值对气象条件变化的敏感性影响约为12.36%。在计量经济效益预测中,度量了我国省域行业经济产出对气象条件敏感性影响,总体特征为:北部大于南部,西部大于东部,在北部以中部气象条件相对更为敏感,而在南部以中部气象条件相对更为不敏感,这与自然气候带分布、地理环境、经济发展类型及其水平和气象灾害分布等均有关系。农业、建筑业、批发零售业、工业、交通运输业、服务业、金融业和房地产业对气象条件变化的敏感性影响从大到小依次为25.4%、14.7%、13.2%,10.9%、10.7%、10.7%、9.2%和7.9%。     

旱灾对石漠化影响评估及灾后石漠化防治分区

以西南五省区(四川、重庆、云南、贵州、广西)为研究对象,将岩性、坡度、降水、土地利用、土壤类型、植被覆盖度、与居民点距离、人口密度作为评价指标,研究了石漠化敏感性及西南旱灾导致的变化,并以贵州省兴义市为示范,制定了旱灾后石漠化防治分区. 结果表明:干旱可提高石漠化敏感性,受旱灾程度越深,石漠化敏感性增强越明显. 旱灾导致西南五省区石漠化极重度敏感区和重度敏感区面积分别增加了777和16 484 km2. 贵州省兴义市石漠化敏感性显著变化面积最大,达到石漠化总面积的54%,灾后治理区、监督区、预防区的面积分别为110.9、221.8和509.1 km2,其中需对33.7 km2的石漠化区域进行优先治理.      

上海市PM_(2.5)中含碳物质的特征和影响因素分析

为了解上海市大气细颗粒物(PM2.5)中含碳物质的浓度及其影响因素,于2007年12月～2008年12月间在上海市的市区(徐家汇)和工业区(宝山)采样点分别采集了130多个PM2.5样品,应用DRI碳分析仪采用IMPROVE-TOR方法测定了样品中的有机碳(OC)、元素碳(EC)的含量.结果显示,OC和EC的季节平均浓度值冬季最高,夏季最低.上海市市区采样点PM2.5中OC和EC的年平均浓度为8.10μg.m-3和3.91μg.m-3,而工业区为11.91μg.m-3和4.69μg.m-3,高于市区;OC/EC比值在市区和工业区分别为2.01和2.42.OC和EC在4个季节都有较强的相关性(R2为0.52～0.87),其中冬季的相关性最高(R2为0.87,0.80),春季最低(R2为0.52,0.58),这与春季时上海的风向多变、污染物来源复杂有关.应用OC/EC比值法对二次有机碳(SOC)的含量进行了估算,SOC的年平均浓度在市区和工业区分别为2.72和5.07μg.m-3,占OC含量的30%左右,SOC对OC的贡献率夏季最高(约40%),这与夏季温度高、光照强烈有利于光化学反应进行的情况一致.降水对OC和EC的浓度有较明显的影响,冬季无降水天气的OC和EC平均浓度是雨雪天气时的2倍以上,而夏季有降水和无降水天气时OC和EC的浓度没有明显区别,这可能与夏季降水发生时大气稳定度较高有关.降水天气时OC/EC及SOC/OC比值明显降低.     

基于夜间灯光的城市居民直接碳排放及影响因素——以中原经济区为例

城市居民直接能源消耗及其碳排放对区域碳减排政策的制定具有重要影响。受统计数据缺乏与研究方法的限制,当前的研究不仅较少探讨精细空间尺度上的城市居民直接碳排放,同时也缺乏在县级尺度上对人均居民直接碳排放的影响因素进行深入分析。鉴于此,论文以中原经济区为例,通过引入夜间灯光数据,利用增强型饱和校正模型估算了网格尺度上的城市居民碳排放,并采用地理加权回归模型对其影响因素进行了分析。主要研究发现：中原经济区的碳排放总体空间特征是西北高、东南低。郑州市市辖区的城市居民直接碳排放总量位于首位,而邢台县、辉县市和襄垣县的人均碳排放较高。此外,就其影响因素来看,人均GDP、碳排放强度、第二产业比重和HDD（Heating Degree Days,热度日）均表现为正效应,城镇化率为负效应,而CDD（Cooling Degree Days,冷度日）的系数有正有负。城市居民直接碳排放的影响因素分析为中原经济区制定切实可行的区域碳排放政策提供了重要的基础理论依据。     

辽宁沿海经济带水资源边际效益测度及影响因素分析

水资源边际效益的研究对于辽宁沿海经济带可持续发展具有重要意义.基于边际效益的理论,将水资源作为生产要素,利用柯布-道格拉斯生产函数对辽宁沿海经济带2002—2011年的水资源利用边际效益进行了测算及时空差异分析,结果显示三次产业水资源利用边际效益逐年提高,农业、工业、第三产业用水边际效益多年平均值分别为4.11、82.30、154.93 元/m³,农业用水的边际效益明显低于工业和第三产业用水.在此基础上构建多元线性回归模型,探求水资源利用边际效益的关键性影响因素,得到农业用水边际效益影响因素:农业万元产值用水量、政府影响力、单位面积产量、化肥使用量,其中农业万元产值用水量对于农业用水边际效益的影响程度最强且为负向作用;工业用水边际效益影响因素:工业万元产值用水量、政府影响力、市场需求程度、工业废水排放达标量,且工业万元产值用水量对于工业用水边际效益的影响最大且为负向作用;第三产业用水边际效益影响因素:第三产业万元产值用水量、政府影响力、城市化水平、人均公园绿地面积,第三产业万元产值用水量和人均公园绿地面积对于第三产业用水边际效益影响程度较高,第三产业万元产值用水量为负向作用,人均公园绿地面积作用为正向作用.     

南京市天气类型与大气污染关系研究

基于2012～2017年南京市气象数据和空气污染数据,采用空间天气分类法(SSC)进行分类,并分析不同天气类型以及各项气象因子与污染物浓度的关系。结果表明,污染物在干燥晴朗的天气类型下的平均浓度较高;冬季气象条件对污染物浓度的影响最大;对于污染物SO2、NO2、PM10、PM2.5和CO,各气象因子对浓度的影响程度排序依次为气压、风速、温度、云量和露点;O3浓度受温度的影响最大。此外,对极端污染情形的研究表明,南京市在光照充足、晴朗干燥的天气类型下出现极端污染的风险较大,在温度5～10℃,露点温度0～5℃,气压1 020～1 025 hPa,云量0～2,风速2～3 m/s的天气条件下更容易发生极端污染。     

基于SSPs情景的中国极端降水影响评估

气候变化对区域经济系统造成的影响不容忽视。中国为应对全球气候变化做出努力争取2060年前实现碳中和的承诺。然而,我国碳中和路径设计需要考虑不同气候情景下气候风险的差异。如何评估不同气候情景下气候变化对经济系统的影响,尤其是极端天气气候事件的经济损失评估对减缓或适应气候变化提供重要指导信息。本研究基于参与CMIP6计划的BCC-CSM2-MR气候系统模式气候模拟资料,构建气候灾害经济损失函数,并预估不同SSPs情景下中国区域极端降水天气灾害的直接经济损失。结果显示,在高碳排放SSP585情景下,如没有适应能力的改善,中国极端降水事件的经济损失值将比排放量较低的SSP126和SSP370情景高,且这种趋势将逐渐扩大,在2090—2100年,年均直接GDP损失值可达2.4万亿元。     

甘肃省虚拟能行业分布及其省际贸易空间格局

基于投入-产出模型,研究了2007、2010、2012年甘肃省分行业能源的直接和完全能耗系数大小,以及省际贸易中虚拟能源的净输入和净输出特征.结果表明：2007~2012年,甘肃省人均虚拟能源消费量和能源生产总量均呈上升趋势,增幅分别为25.5%和28.2%,13.9%和13.6%,能源消费量增幅远高于能源生产总量.2007~2012年甘肃省虚拟能源在行业间的流动趋势变化明显,其中2007年虚拟能源主要流向工业和交通运输及仓储业,其值分别为2957.41和2336.35万t标准煤.2010年变化趋势与其一致,其值分别为2563.92和3094.53万t标准煤.2012年虚拟能源主要流向建筑业和批发零售及其他行业.其值分别为3690.54和3080.61万t标准煤.2007~2012年,甘肃省虚拟能源总量增加了28.9%,其中建筑业和批发零售及其他行业分别增加了94.7%和92.5%,农业,工业和交通运输及仓储业分别减小了24.4%,42.3%和91.6%.2007~2012年甘肃省虚拟能源呈净输入-净输出-净输入的贸易格局,主要输向河北、内蒙古、上海和陕西等能源总量较多且经济发达的地区,其中工业和交通运输及仓储业为主要输出行业,分别占总输出的36.6%和38.3%;输入主要来源于北京、辽宁、江苏、福建和宁夏等省区.因此,减少省内能源输出量,提高省外输入量对甘肃省经济和能源的可持续发展及利用至关重要.     

基于MODIS-NDVI的2000—2018年中国北方土地沙化敏感性时空变化

选择植被覆盖度、湿润指数、大风日数、土壤表层砂粒含量和坡度5个因子作为评价指标,基于多源数据开展了中国北方14省（区）2000—2018年土地沙化敏感性空间分布格局及其动态变化研究,并按土地易起沙尘程度的高低依次划分为极易起沙尘和高度易起沙尘（高敏感等级）、中等易起沙尘（中敏感等级）、轻度易起沙尘和不易起沙尘（低敏感等级）。结果表明：2000—2018年中国北方14省（区）处于土地沙化高敏感等级的面积从48.1%下降至40.4%,处于土地沙化低敏感等级的面积从30.3%上升至38.8%,整体呈土地沙化高敏感等级向中、低敏感等级过渡的趋势。与2000年相比,2018年内蒙古科尔沁、浑善达克和毛乌素沙地及其周边区域极易起沙尘和高度易起沙尘的土地面积明显减小,植被覆盖度的增加和大风日数的减少是这种变化的重要原因。     

山西省CO2排放影响因素研究及情景分析

山西作为我国的能源大省,其碳排放强度更是持续位于全国最高水平,分析山西省CO₂排放影响因素,探究其发展模式,对于山西省的低碳发展意义重大.基于STIRPAT模型,将山西省能源CO₂排放的影响因素确定为人口、城镇化率、人均GDP、第二产业占GDP比重、能源强度.在岭回归拟合分析的基础上,利用灰色GM（1,1）模型对山西省CO₂排放驱动因素值进行预测,以提高能源CO₂排放预测的准确性,并结合情景分析方法,为山西省的CO₂减排设计了10种不同的发展情景.结果表明:①人口对山西省CO₂排放影响最大,其次是城镇化率和第二产业占GDP比重.②在当前经济发展阶段,能源强度和人均GDP等因素对山西省的CO₂排放影响不大,但能源强度对CO₂排放的抑制作用不可忽略.③山西省CO₂减排最佳的情景方案为适当控制人口数量和城镇化进程、加快产业结构的转型和技术的革新、降低第二产业占GDP比重和能源强度,并且大力推广新能源和清洁可再生能源的开发使用以优化能源消费结构.在该情景下,山西省2020年的CO₂排放量可以控制在5.16×108 t.      

山西省2015年细颗粒物的污染状况和空间分布

大气污染因其对人体健康、生态环境和气候变化的影响而成为全球关注的环境问题,细颗粒物（PM_2.5）是雾霾产生的主要原因之一。为全面掌握山西省细颗粒物的污染状况与空间分布格局,本文运用统计学方法和Arc GIS技术,根据环境空气质量评价技术规范,对2015年山西省57个空气质量指数监测站提供的PM_2.5实时数据进行处理分析。结果表明：山西省PM_2.5的浓度有明显的季节性变化特征,由高到低依次为冬、春、秋、夏;PM_2.5月平均浓度最高值分别出现在1月和12月,且高值中心都位于运城;在空间分布上则表现为南部高于北部。全省11个地市级城市有9个超过国家二级标准,超标指数达到72%。聚类分析结果表明：山西省城市可以分为两大类,一类为产业结构转型良好的城市,如阳泉、朔州、吕梁、大同;另一类为第二产业发展粗放,工业污染严重的区域。     

1990—2014年中国煤炭运输网络的时空特征研究

煤炭资源在中国能源生产和消费中起到举足轻重的地位,“北富南贫、西多东少”的煤炭资源区域分布特征促成了煤炭运输网络的形成和演化。论文基于1990—2014年中国31个省（市、区,香港、澳门、台湾缺少数据,未包含）的煤炭输出输入矩阵数据,采用社会网络分析方法,分析了中国煤炭运输网络的整体时空演变特征,以及各网络节点在煤炭运输网络中的地位作用。研究结果表明：1）中国煤炭运输网络密度呈现波动状态,经历1990—2000年的快速提升、2000—2010年的先减速后加速与2010—2014年的缓速增长,局部波动原因与煤炭政策变化、煤炭产能过剩、海外进口增多等相关。2）煤炭网络外向中心势显著大于内向中心势,煤炭调出集中控制在少数省区,而煤炭调入具有普遍需求性。3）基于网络凝聚子群分析,中国煤炭运输网络可以分为东北-华北地区、中南地区、东南地区、西南地区和西北地区5个子群,各子群之间的网络联系差异较大。4）基于对31个省（市、区）程度中心性、接近中心性、中间中心性的分析,煤炭运输网络核心节点发生了较大变化,山西的网络控制力有所下滑,内蒙古和陕西影响力近年显著上升甚至超过山西,贵州、河北、湖南、辽宁的控制作用提升成为核心节点,河南、四川、宁夏、山东、江苏、甘肃等核心作用明显跌落。     

基于格点数据的西北干旱区极端降水事件分析

根据国家气象信息中心发布的0.5°×0.5°中国地面逐日降水格点数据集,选取最大1 日降水量(RX1day)、最大5 日降水量(RX5day)、R95 极端降水量(R95)、湿天降水量(PRCPTOT)、持续干旱日数(CDD)和日降水强度(SDII)等指数,利用Sen 斜率法、相关分析法等方法分析了1961-2011 年中国西北干旱区极端降水特征,并探讨了各极端降水指数与北极涛动的关系,此外还与早期基于气象台站观测数据的相关研究结果进行了对比。结果表明:在时间尺度上,除CDD显著下降(P<0.01)外,其他指数均呈微弱上升趋势。在空间上,RX1day、RX5day、R95、PRCPTOT和SDII 在研究区内主要呈现西部明显增加、东部微弱减小的趋势,但CDD则整体呈现减小趋势。基于NCAR资料的夏季北极涛动指数与西北干旱区的CDD有很好的相关性(P<0.05),表明夏季北极涛动与该区的干旱事件发生之间存在一定联系。与早期站点数据的研究相比,格点数据覆盖度更好,能更为细致地描述空间变化特征,特别是在天山、阿尔泰山等山区的细节刻画上表现出一定的优势。     

基于多目标模型的中国低成本碳达峰、碳中和路径

为探寻我国低成本碳达峰、碳中和路径,以我国主要耗煤产业、电力、供热、交通以及森林碳汇量为研究对象,构建基于低成本碳达峰、碳中和路径的多目标模型.以成本最小、二氧化碳排放量最少以及大气污染物排放量最少为模型的多目标,以我国2030年前碳达峰以及2060年前碳中和为研究目标设置相应约束条件,并设置产业需求、电力需求、供暖需求、交通需求、各行业新能源比例、污染物控制等约束条件,其中产业考虑煤炭消耗量较大的钢铁、化工、建材以及其他行业,电力考虑火电、核电、风电、太阳能.此外,模型除考虑森林碳汇外,还考虑了碳捕获与封存（CCS）作为实现碳达峰、碳中和的技术手段.结果表明:①我国碳达峰、碳中和实现的可行性较高,2030年及2060年的时间节点设定科学,碳达峰当年的各行业成本约为17.54×1012元,代表行业碳达峰、碳中和时的二氧化碳排放量分别为68.63×108和34.50×108 t.②以钢铁、化工、建材等为代表的工业转型可行性较低,且对于碳达峰、碳中和目标实现的贡献较小;电力、供热以及交通转型可行性较高,且对碳达峰、碳中和目标实现的贡献较大,电力二氧化碳排放量占比在2030年与2060年将分别达72.86%和43.34%.③煤电装机容量将在规划期内持续减少,需取消部分已规划的煤电项目并改造和提前淘汰部分已有煤电设备;相对风力发电与太阳能发电装机容量持续增加,二者装机容量总和于2030年达12×108 kW,于2060年达24×108 kW.④CCS将为碳达峰、碳中和目标实现提供助力.研究显示,未来我国碳减排工作将重点聚焦于电力系统,其次为供热与交通,建议根据行业特征制定不同省份、不同经济圈的绿色发展模式.      

山西省农村地区燃煤采暖情况入户调查及排污量估算

目前对北方农村地区燃煤采暖情况的调查研究主要集中在北京及其周边地区,尚缺少不同气候条件、不同经济水平下的更大范围的样本.为了系统掌握山西全省的农村燃煤采暖情况,并为北方同类地区提供参考,考虑不同地区冬季气温及年采暖期的差异,采用随机分层抽样方法,对山西省农村地区2015年燃煤采暖的情况进行了抽样调查,对全省燃煤采暖的燃煤量以及大气污染物排放量进行了估算.调查共在8市10县获得有效样本394个.结果显示:山西省燃煤采暖的农户约占89.3%,户均采暖燃煤量3.4 t/a;冬季气温对户均采暖燃煤量有显著影响,晋北严寒地区户均采暖燃煤量可达4.4 t/a,而在晋南等相对温暖地区户均采暖燃煤量仅是其57%.在同一地区,家庭经济条件会影响所选择的采暖器具,进而影响采暖燃煤量,经济条件较好的家庭选择土暖气,户均燃煤量是选择暖炕加小煤炉采暖家庭的2.3倍.估算2014—2015年采暖期山西省农村采暖燃煤约1 297.8×104 t,PM、PM_2.5、SO₂、NO_x、BC、OC、CO约分别排放13.0×104、9.1×104、19.9×104、2.1×104、4.1×104、5.6×104、123.3×104 t.研究显示,山西省单位面积采暖燃煤量约是北京、河北等同类地区的1/3,考虑到山西省经济条件较差,建议对城中村、城边村采暖实施煤改气、煤改电,其他地区则主要通过增强建筑的保温性,使用低硫煤等措施减少农村采暖燃煤排污.      

中国煤炭供应行业格局优化及排放

随着中国经济发展进入新常态,煤炭行业正在发生巨大的变化。为降低中国未来煤炭供应行业总成本,在收集和分析行业现有格局及相关政策的基础上,研究优化未来中国煤炭产、运格局;并通过分析各地区煤炭供应行业的各个环节,最终核算出碳排放系数,再利用这些系数对优化格局下的煤炭活动产生的碳排放进行测算。结果显示：（1）在现有格局的基础上,在资源和政策的约束下,中国煤炭开发将不断集中化,山西、陕西、内蒙古、宁夏、甘肃、新疆的开发规模不断扩大,到2030年占全国总生产比例将近88%,比2015年提高17%;（2）煤炭调运压力先增后减,新疆、西南、东北等地区铁路运力不足,需不同程度地扩能;（3）2020年煤炭供应行业总排放约6.41亿t CO₂当量,单位供应排放比2015年降低8.75%,2030年总排放约5.26亿t CO₂当量,单位供应排放比2015年降低15.34%。在此基础上具体分析各地区煤炭生产、运输及排放情况,并提出了中国煤炭产业发展的相关对策建议,为煤炭行业相关决策和碳减排工作提供一定的支撑。     

辽宁省1980-2003年氮氧化物排放清单初步研究

根据能源消费历史状况和氮氧化物(NOx)排放因子,分别对辽宁省20多年(1980-2003年)来的NOx排放总量以及不同燃料类型和行业的NOx排放量进行了估算.结果表明:尽管个别年份存在一些波动,但NOx排放总量总体上仍呈增长的趋势,年均增长率为4.30%.2003年辽宁省NOx排放总量达108×104 t.NOx排放总量增长趋势与能源消费总量的增长趋势基本吻合,煤炭消耗是大气中NOx排放的主要来源,占总量的65%以上,最大排放量为2003年的10.17×104 t.绝大部分NOx排放来自能源加工转换、工业和交通运输业,三者约占总量的90%,其中电力行业占28.10%～40.85%,预计在未来一段时间内电力行业仍将是辽宁省NOx排放的主要来源;交通运输部门NOx排放所占比例逐年上升,尤其在2000年后的增长趋势更为明显.