人為熱排放對于地表氣溫的影響課件

1、人為熱排放對地表氣溫的影響李琰 趙昕奕北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院2011.7.24內(nèi)容簡介1.研究背景2.研究目標(biāo)3.能源消費(fèi)量的降尺度4.氣溫?cái)?shù)據(jù)的OMR方法5.能源消費(fèi)與OMR關(guān)系6.結(jié)論與討論1.研究背景人為熱排放是局地氣候變化的重要因素，特別是在城市區(qū)域。人為熱排放的主要來源是交通工具，工業(yè)生產(chǎn)過程，建筑以及人體熱量。由于國內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)的缺乏，用能源消費(fèi)量做為人為熱排放的指代。2.研究目的建立中國能源消費(fèi)量的空間分布數(shù)據(jù)，以能源消費(fèi)量作為人為熱排放的指代。研究人為熱排放對地表氣溫影響的程度和范圍。3.能源消費(fèi)量降尺度擬解決的問題：利用已有1km高分辨率GDP數(shù)據(jù)得到高分辨率的能源消費(fèi)量空間數(shù)

2、據(jù)，作為人為熱排放的指代。己有研究表明能源消費(fèi)量與GDP，人口數(shù)量等變量高度相關(guān)。思路：這里建立GDP與能源消費(fèi)量之間的關(guān)系。利用GDP空間柵格數(shù)據(jù)將能源消費(fèi)量降尺度。3.能源消費(fèi)量降尺度數(shù)據(jù)年鑒數(shù)據(jù)： GDP數(shù)據(jù)：各省的GDP 總量 19952009中國統(tǒng)計(jì)年鑒 能源消費(fèi)量：各省的能源消費(fèi)總量 19952009中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒GDP柵格數(shù)據(jù)：2003年 1km柵格數(shù)據(jù)，中國地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)3.能源消費(fèi)量降尺度理論假設(shè)GDP與能源消費(fèi)量是非線性的關(guān)系 選擇GDP單位能耗建立GDP與能源消費(fèi)量的關(guān)系 GDP與單位能耗： 1.中國各省經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度和結(jié)構(gòu)的不同，其GDP與能源消費(fèi)的關(guān)系也不同。

3、2.經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的時(shí)空差異可用單位GDP能耗來反映，表現(xiàn)為： 區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)程度與單位GDP能耗在時(shí)空上負(fù)相關(guān)。4.單位GDP能耗在空間尺度上且有一致性。GDP與單位能耗的空間關(guān)系GDP與單位能耗的時(shí)間關(guān)系3. 能源消費(fèi)降尺度方法利用19952009各省統(tǒng)計(jì)年鑒的GDP與能源消費(fèi)數(shù)據(jù)，建立各省的GDP與單位能耗的關(guān)系。 在GDP柵格上 可得到能源消費(fèi)量。將關(guān)系用于柵格需校正總量校正2003中國能源消費(fèi)量2003年北京GDP2003年北京能源消費(fèi)3.能源消費(fèi)量降尺度結(jié)果4.氣溫?cái)?shù)據(jù)與OMR方法數(shù)據(jù)中國580個(gè)氣象站點(diǎn)月平均氣溫（ 1979.12007.9 ）NCEP/NCAR Reanalysis

4、2m再分析氣溫（ 1979.12007.12 ）去掉氣溫年變化得到氣溫距平，計(jì)算氣溫變化率。得到OMR趨勢。氣象站點(diǎn)的分布以每個(gè)氣象站點(diǎn)為中心，建立30km半徑的圓形緩沖區(qū)。統(tǒng)計(jì)每個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)能源消費(fèi)量。與站點(diǎn)的OMR趨勢對應(yīng)起來。4.氣溫?cái)?shù)據(jù)的OMR方法觀測減再分析ObservationNCEP/NCAR ReanalysisObservation minus reanalysis (OMR)觀測資料中包含了所有輻射強(qiáng)迫因素。GHGs，LUCC等再分析資料中包含了大尺度的大氣變化，對局地因素不敏感OMR中包含了局地因素的作用，如城市化，土地利用變化等2003年，Kalnay提出觀測減再分析法（

5、OMR）來估計(jì)地表因素對氣溫的作用。5.能源消費(fèi)與OMR關(guān)系方法采用（de Laat,2004）研究CO2對流層低層氣溫影響的閥值法。即從高到低設(shè)定不同的能源消費(fèi)量閥值，統(tǒng)計(jì)超過閥值的OMR變率，可得到OMR變溫率與能源消費(fèi)量的關(guān)系。5.能源消費(fèi)與OMR關(guān)系結(jié)果能源消費(fèi)量在中國的空間分布，分三級：1000t100050t50tENERGY(t)OBSREOMR( )HEIGHT (m)Station number1000 0.52 0.330.199895750-10000.44 0.320.121398337500.53 0.280.2524551865.能源消費(fèi)與OMR關(guān)系結(jié)果6.1結(jié)論能源消費(fèi)量與地表氣溫間存在明顯的負(fù)相關(guān)。能源消費(fèi)高的區(qū)域，尤其是城市區(qū)域，人為熱排放對氣溫的影響十分明顯。人為熱排放不能完全解釋OMR變溫率，尤其是在能源消費(fèi)低的區(qū)域。其它一些如海拔，地形，下墊面等地表因素包含在OMR的信號中，可能是造成人為熱排放低區(qū)域上較高OMR變溫率的原因。6.2 討論以能源消費(fèi)總量作為