Modeling urban solar energy with high spatiotemporal resolution: A case study in Toronto,Canada

This research presents a method to determine the maximum potential for the capturing of solar radiation on the rooftop of buildings in an urban environment. This involves the modeling of solar energy potential and comparison to historical building energy demand profiles through the use of 3-D solar simulation software tools and geographic information systems (GIS). The objective is to accurately identify the amount of surface area that is suitable for solar photovoltaic (PV) installations and to estimate the hourly PV electricity generation potential of existing building rooftops in an urban environment. This study demonstrates a viable approach for modeling urban solar energy and offers valuable information for electricity distributors, policy makers, and urban energy planners to facilitate the substantial design of a green built environment. The developed methodology is comprised of three main sections: (1) determination of suitable rooftop area, (2) determination of the amount of incident solar radiation available per rooftop, and (3) estimation of hourly solar PV electricity generation potential. A case study was performed using this method for Ryerson University, located in Toronto, Canada. It was found that solar PV could supply up to 19% of the study area’s electricity demands during peak consumption hours. The potential benefits of solar PV was also estimated based upon hourly greenhouse gas emission intensity factors as well as Time-of-Use (TOU) savings through the Ontario Feed-in-Tariff (FIT) program, which allows for better representation of the positive impacts of solar technologies.     

中国工业CO_2排放的行业间传导网络及协同减排

工业是碳排放的主要部门,科学识别工业CO_2排放的行业间传导并揭示其联动结构对于跨行业协同减排具有重要的理论和现实意义。本文基于1991-2012年中国工业36个两位数行业数据,在VAR模型框架下,利用Granger因果检验方法对CO_2排放的行业间传导关系进行了识别,并从关系视角出发,借助社会网络分析方法(SNA)揭示工业CO_2排放行业间传导的整体和个体网络结构特征,研究发现:工业CO_2排放的行业间传导呈网络结构形态,网络密度在1-6期的滞后阶数下呈先升高后下降的趋势,并且在滞后2期达到最高;燃气生产和供应业、电力热力生产和供应业、服装业、造纸及纸制品业、木材加工业具有较高的度数中心度、中介中心度、接近中心度,在网络中处于核心位置,并发挥中介和桥梁作用;在CO_2排放的行业传导网络中,煤炭采选业、黑色金属矿采选业、有色金属矿采选业等10个行业属于经纪人板块,医药制造业、饮料制造业、化学纤维制造业等9个行业属于净受益板块,金属制品业、塑料制品业、农副食品加工业等11个行业属于双向溢出板块,烟草加工业、石油加工及炼焦业、燃气生产和供应业等6个行业属于净溢出板块。基于上述结论,本文提出了工业CO_2排放的跨行业协同减排思路。     

中国经济发展方式的转变动力及其作用途径

以全要素生产率增长动力作为经济发展方式的转变动力,本文采用1989-2013年4组省际面板数据经由可行广义最小二乘法实证估计了10个动力因素对全要素生产率增长率的贡献水平与作用途径。研究发现:技术创新水平、市场化水平、人力资本存量水平、异质性企业集聚水平和对外开放度的综合指数对中国全要素生产率增长率的回归估计系数分别为0.575 7,0.212 5,0.136 8,0.064 4和0.018,表明技术创新、市场化改革、人力资本积累、异质性企业集聚和对外开放是促进中国经济发展方式转变的直接动力因素。进一步的研究结果显示:技术创新和异质性企业集聚通过提高前沿技术进步率和生产效率变化率以及规模报酬收益率途径,市场化改革通过提高前沿技术进步率途径,人力资本积累与对外开放通过提高前沿技术进步率和规模报酬收益率途径,促进了中国全要素生产率增长。虽然产业结构变迁、城市化、基础设施建设、区域经济政策实施和金融发展对中国全要素生产率的增长表现为负向或拖累作用,但是,产业结构变迁与城市化能够提高前沿技术进步率,基础设施建设和区域经济政策能够提高规模报酬收益率,金融发展能够提高生产效率增长率和规模报酬收益率,这5项动力因素对促进中国全要素生产率增长的正向贡献有待提高。依据上述研究结论,本文提出尽快攻克制约生产率增长的核心技术,统筹考虑产业结构升级、城市化、基础设施建设和区域经济政策实施以及加快金融领域改革等政策建议,以期加快我国经济发展方式转变进程。     

明清苏浙沿海台风风暴潮灾害序列重建与特征分析

在系统搜集、整理明清苏浙沿海潮灾记录基础上,建立风暴潮频率辨识方法,复原台风风暴潮灾害750次,据此建立逐年风暴潮频率序列。分析显示,1460~1480年、1570~1595年、1715~1745年、1785~1810年、1880~1890年为风暴潮活跃期。明清苏浙沿海风暴潮存在45 a、25 a、14 a三种时间尺度周期,其中45 a周期最为显著。气候跃变分析表明,1402年、1457年、1566年、1624年、1652年、1711年、1846年、1880年风暴潮活动趋于活跃;1444年、1477年、1543年、1634年、1799年、1856年风暴潮趋于平静。与1470年以来温度距平曲线对比显示,气候冷暖与风暴潮发生频率有一定正相关性,全球变暖背景下苏浙沿海可能面临更为严重的风暴潮威胁。苏浙地区明清时期风暴潮灾害空间分布差异明显,大部分风暴潮记载集中于长三角、杭州湾地区,苏北地区风暴潮数量少但影响范围广,浙东地区受地形和经济发展程度影响,风暴潮记载数量少且集中于滨海。     

基于GEV干旱指数和DFA方法的苏北地区季节性干旱研究

为分析近年来江苏省苏北地区季节性干旱灾害特征,利用苏北五市1989~2013年的逐月降水量资料,建立月降水量的广义极值分布函数,通过分析广义极值干旱指数(GEVI),研究苏北五市近25a的季节性干旱分布和干旱等级的时空变化特点。在此基础上,利用去趋势波动分析方法(DFA)对苏北五市月平均降水量的周期性规律进行研究。结果表明,苏北五市的月降水量均服从广义极值Fréchet概率分布,且具有从西北(徐州)地区向东南沿海(盐城)地区递增的空间分布特征,整体上属于干旱灾害频发的地区,且以轻旱为主且季节性特征明显。苏北五市的月降水量存在幂律相关性,即降水量具有较强的正长程相关性,因此,未来苏北地区干旱的总体趋势将与过去特征正相关。     

近60a长三角地区极端高温事件变化特征及其对城市化的响应

基于长三角地区1951~2014年56个国家级气象站点逐日气温记录资料,通过计算极端高温事件相关指标(极端最高温TXx,极端最低温TNn,高温日数Htd和低温日数Ltd),利用GIS空间分析技术和Mann-Kendall时间趋势分析方法分析了长三角地区近60 a极端高温事件的空间分异特征和时间变化趋势,并探讨了城市化发展对区域极端高温事件时空变异的影响。结果表明:(1)长三角地区极端高温事件指标均表现为一定的上升趋势,极端低温指标(TNn和Ltd)线性变化趋势比极端高温指标(TXx和Htd)更为显著,变化趋势最显著的地区集中在经济和城市化水平较高的城市及周边地区(如上海、杭州等)。(2)极端高温指标(TXx和Htd)多年平均总体表现为南高北低,西高东低的趋势,而极端低温指标中TNn多年平均为由中部向南北两侧降低,Ltd多年平均呈现自中部向南北南侧增多的趋势。(3)从1990~2000到2000~2010年,城市化对极端高温事件的影响增强,快速城市化对北部城市极端高温事件的影响高于南部城市。     

基于灰色模糊理论的流域水电规划环境影响综合评价

结合模糊优选理论和灰色关联分析方法,提出灰色模糊综合评价法,该方法将灰色关联分析作为优属度确定的隶属度计算方法;提出理想环境序列建立遵循的原则,引入梯形模糊数实现定性指标量化并采用变异系数法确定评价指标权重.应用灰色模糊综合评价法对黄河流域河段水电规划的高坝方案和多级开发方案进行了比选研究,计算了两个方案的优属度及其开发性因子、稳定性因子、保护性因子、经济活力因子、社会可接受因子、环境风险因子等6个指标层优属度,结果表明,多级开发方案总体优于高坝方案;多级开发方案的保护性远好于高坝开发方案,而高坝方案的开发性略好于多级开发方案,稳定性、经济活力、社会可接受、环境风险等因子两种方案比较接近.评价结果与流域实际情况比较符合,证明该方法是一种有效的方法.     

汉江堵河流域地表水质时空变化特征

对汉江堵河流域9个点位为期1年的地表水水质理化特性进行时空特征分析,应用〖WTBX〗t〖WTBZ〗检验进行水质季节性变化分析,聚类分析进行空间相似性分析以确定空间尺度的分类情况,判别分析识别显著性指标,并以此反映上述空间聚类分析结果的差异性。结果表明:①Cl-、总溶解性固体（TDS）及浊度（Turbidity） 3项指标没有表现出显著的时间差异性;②温度、pH、NO-3、TP表现为丰水季显著大于枯水季,而SO2-4、HCO-3、NH+4、 DO则表现出相反的变化趋势,即枯水季显著大于丰水季;③空间聚类分析将采样点分为4类;④判别分析体现出良好的指标降维能力,仅需4个指标（NO-3、TDS、SO2-4、HCO-3）即可反映整体水质的空间差异性。     

Design considerations for environmental sustainability in high density development: a case study of Hong Kong

This study has indicated that there is close relationship between development density and environmental quality; therefore, it is necessary to decide the form of development carefully beforehand. The form of development is shaped either by new development or urban renewal which is a major tactic nowadays adopted by the Hong Kong Government to improve the living condition of the citizens and the quality of the built environment. This study is limited to urban renewal and aims to find out the major urban design considerations for sustaining the environment. Through a questionnaire survey carried out in Hong Kong, the opinions of architects, planners, property development managers, and local citizens were sought and evaluated, and critical design factors for enhancing environmental sustainability of urban renewal projects are highlighted. The results derived from factor analysis indicated that certain design considerations should be incorporated for sustaining the urban environment. “Land Use Planning”, “Quality of Life”, “Conservation & Preservation”, “Integrated Design”, “Provision of Welfare Facilities”, and “Conservation of Existing Properties” were believed to be the significant underlying factors for achieving environmental sustainability of local urban renewal projects. Readers should send their comments on this paper to: BhaskarNath@aol.com within 3 months of publication of this issue.