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气候变化的解决方法范文1
国外最热门的五大绿色职业
据国外媒体报道，2011年最热门的五种绿色工作，即太阳能安装、建筑改造、风力发电设备安装、公共交通、电动汽车制造五个方面的工作。太阳能板安装人员的平均起薪（年薪）为3.5万美元；建筑改造工作人员的平均起薪在3万至6万美元之间；风力发电设备安装人员的平均起薪在5.2万至6.2万美元之间；道路工程师的平均起薪为5万美元；电动汽车制造方面的从业者的平均起薪在5万至6万美元之间。
4个最具潜力的绿色创业领域
在新兴节能产业中，投资者可重点关注四大子行业：一是新能源汽车产业链，二是光伏发电和LED照明节能，三是智能电网，四是清洁能源技术、洁净煤技术等。预计今后的创业、就业新高点会在这些地方。新兴产业最大的风险就是估值比较高，技术变革的过程中大部分企业都会被淘汰。
最后一个热门职业
一份英国政府的报告显示，在接下来的20年里，由于受全球气候变化的影响，最热门职业列表将翻新，绿色农民、空间飞行员以及改良人体工程师将成为最热门的职业。
随着全球气候变暖和能源危机加重，垂直农业技术将逐渐得到发展和完善，能够使用和操作未来农业设备与管理绿色农业产业的人，将改变传统农业对人才的要求。
对于未来的医药与医学行业，由于科学技术和全球气候变化的影响，这两个领域的职业变化趋势非常明显。医药业将更多地依赖使用电脑和机器人，针对气候变化引起的疾病的研究将成为主流研究方向，相关的药物研究和基础研究都将围绕“人适应环境”这个主题。而医学界主要是向人体器官改造方向发展。可以预见：新器官和四肢制造技术将会成为现实，这就意味着需要“制造身体零部件”的工程师；随着攻克人体致命癌细胞的纳米技术的开发，纳米医疗工作者也会是人们梦寐以求的工作。
除了新类型工作外，老领域也会推出新种工作，这也是受到了环境和科技的影响。如：随着环境污染的加重，未来可能会出现给环境保险的职业；全球变暖导致瘟疫变种，检疫人员也会成为热门职业；地球环境最终不能适应人类生存，那么太空飞船飞行员就将成为“最后一个热门职业”。
欧盟绿色经济计划创造600万就业岗位
2011年2月，波茨坦气候研究所以及英国剑桥大学的一项调查报告表明，欧盟到2020年的绿色气体排放量将从20%增加到30%，这将增加近600万的职业机会，推动下一个十年大约5000万亿欧元的GDP增长。
气候变化的解决方法范文2
关键词:气候变暖；森林碳汇；碳源；科学管理
中图分类号] F326.25 ［文献标识码］ A 文章编号: 1673-0461（2011）04-0031-03
全球气候变暖是当前人类共同面临的严峻挑战，各个国家和地区为了积极应对气候变暖都加强了应对政策和解决方法的研究。世界公认的解决全球气候变暖问题的主要途径有两条:一是直接减排,又称工业减排,指通过工程措施减少温室气体的绝对排放量。直接减少排放源意味着减少国家工业、交通和运输部门的能源消耗,或者通过技术更新和改造提高能源效率。这样的做法,或者阻碍了经济发展,或者要付出高额的成本。二是间接减排,又称生物减排,即通过对以森林为主体的生态的保护和建设,发挥森林生态系统固碳的特殊作用,来抵消温室气体的排放。[1] 森林植物通过光合作用吸收CO2，放出氧气,把大气中的CO2以生物量的形式固定在植被和土壤中,这个过程和机制实际上就是清除已排放到大气中的CO2。因此,森林具有碳汇功能。而且,通过植树造林和森林保护等措施吸收固定CO2，其成本要远低于工业减排，并且还具有多种生态效益和巨大的经济、社会效益。
一、森林碳汇对应对全球气候变暖的重要作用
（一）森林与气候变化有着直接的联系
森林具有碳汇和碳源的双重特性。森林在生长过程中通过光合作用吸收大气中CO2合成有机质, 并以森林生物量的形式贮存有机碳, 从这个意义上讲森林是大气CO2的碳汇。同时森林植物的呼吸作用、枯枝落叶凋落后回归土壤, 经土壤动物和微生物分解后会向大气中释放部分CO2， 另外森林如果遭受火灾、病虫害和毁林等破坏后也会向大气释放出已经固定的碳, 成为大气CO2的源。即森林可以作为温室气体的储藏库和吸收源，又可能因毁林、森林退化、火灾等，成为温室气体的排放源。
20世纪70年代后期开始发表的大多数研究结论认为，由于全球森林受到破坏，森林正向大气释放它过去储存的碳，成为大气CO2的一个主要排放源。在过去20年中，全球森林资源锐减，全球森林吸收温室气体的能力已经下降40%，不但减弱了对大气中CO2的吸收，在引起全球气候变化的温室气体排放中，有15％至20％是毁林导致的碳排放，因此森林反而成为导致全球气候变暖的重要因素之一。
（二）森林碳汇在温室气体减排方面的优越性
森林吸收CO2投入少、成本低、简单易行，公众参与程度高，综合效益好，特别是具有保护生物多样性、涵养水源、保持水土、促进农民增收等优势。
1. 潜力大，见效快
森林经营、造林和森林更新均可以短期内大量增加生物固碳量，甚至增加森林土壤的固碳量。阻止全球现有森林减少趋势，就是较大量的减排，如果把全球每年毁林面积减少一半，就相当于每年减排CO2 24亿吨。造林就是固碳, 护林等于减排。
2. 森林碳汇技术简单，易传播应用
可持续的森林经营、造林和森林更新已是现成技术，也早已被广大的森林经营者和林业管理者掌握和应用，只需要简单的业务培训与技术推广，在森林碳汇政策支持下和市场机制作用下，森林碳汇的经营与管理技术就能够迅速在世界各个国家传播应用。
3. 成本低，对经济增长影响小[2]
研究表明，通过植树造林吸收、固定CO2，其长期单位成本远远低于通过工业产业升级、利用工业污染治理减排的成本。森林碳汇对经济增长影响小。采用森林碳汇减排对国民经济发展影响相对较小，甚至在局部地区有利于区域经济增长。这也是近些年森林碳汇日益受到国际社会普遍重视的一个主要原因。
二、影响森林碳汇的因素
（一）森林采伐和毁林对森林碳汇的影响
目前森林破坏（主要是毁林和采伐）已成为继化石燃料燃烧后致使大气中CO2浓度增加的第二大人为排放源。人类在经济社会发展过程中对森林资源的获取和利用最主要的手段就是采伐森林，获取木材资源。另外，毁林引起的土地利用变化，对森林生物量和碳储量的影响巨大。很多研究表明,当林业用地转化为农业用地或其他类型用地后,其植被和土壤碳库储量会显著减少，减少的强度和速度主要与转变的土地利用类型、面积、转变发生的时间及转变区域的气候特征有关。
（二）森林面积对森林碳汇的影响
森林固碳潜力的发挥主要是靠不断增加森林造林面积、提高经营水平，同时避免原有森林的破坏来实现的。但土地面积是有限的，迟早会面临土地资源紧张的困境。因此，当造林面积达到一定程度时，只能通过加强对现有森林的管理来增加森林碳储量，促进森林对大气中CO2的吸收、缓解气候变化和全球变暖。但这样也存在着一个瓶颈的问题，森林管理质量的提高也是有限度的，所以森林碳汇的作用也是有限的。
（三）森林灾害对森林碳汇的影响
森林由于自然或人为原因常遭受火灾、病虫害、风暴和雪崩等干扰。森林火灾是各种干扰中对森林影响最大的因子，有自然因素，也有人为因素。全球每年森林火灾面积约为0.1亿hm2，占全世界森林总面积的0.2%～0.3%，排放的CO2量约为3，135×106吨(碳)，占全球所有源排放量的45%。森林病虫害是继森林火灾后对森林资源危害的第二大干扰因子。
三、我国森林碳汇存在的问题
（一）森林经营管理水平低下导致森林碳汇潜力难以发挥
经过近10年的重点林业生态工程建设，我国的森林面积快速增加，从森林覆盖率、森林面积和活立木蓄积量等统计指标来看，在总体上均呈上升趋势。但我国森林科学经营管理水平不高，森林质量低下等问题仍然严重。天然林破损严重，人工林可持续经营管理不够，全国约有1亿亩人工林为低产林，生态脆弱、生产力低下，通过森林固碳减缓气候变化的潜力难以发挥。
（二）森林生态效益补偿偏低
在我国，针对不同所有权的森林，国家实行不同的森林生态效益补偿基金，而且无论是什么性质所有权的森林，森林生态效益补偿基金都较低，根本无法对森林保护产生积极有效的作用。根据地域、区位、地类和质量以及不同经营主体的公益林，其管护成本和生态价值是不相同的，在资金投入方面存在很大差异，而国家补偿标准却是统一的，难以适应实际情况，无法调动经营主体的积极性。
（三）公众对森林碳汇的了解还远远不够
气候变化已逐渐被公众所认识，并亲身体会着气候变化对我们每个人日常生活的巨大影响。但是森林碳汇、碳汇林业、《京都议定书》中的发达国家与发展中国家之间的碳贸易等诸多新名词和气候变化与森林的关系，还是鲜为人知的。虽然我国已经实行义务植树造林很多年了，但如果人们能更深地了解植树造林与应对气候变化、节能减排之间的密切联系，那么人们植树造林的积极性一定会高。
四、完善森林保护管理，增强我国森林碳汇能力
按照环境库兹涅茨曲线假说（EKC），人均温室气体排放与收入之间可能会出现近似倒“U”型曲线的关系，中国目前正处于这一曲线的爬坡阶段，而基于这一情景假设，即便选择“强化低碳”情景，中国的碳排放也需要在2030年～2040年始达到顶点。这意味着在应对全球气候变暖这一问题上中国将承受越来越大的国际压力。[3] 因此，在建设资源节约型、低能耗、低排放型社会的同时，增强我国的森林碳汇能力，是增加我国应对气候变化能力的有效手段之一。
（一）实施科学的森林管理措施, 提高森林资源质量
1. 碳保护
通过控制和减少森林采伐，加强自然保护区内森林资源保护，改变现有采伐收获方式，提高木材利用率，积极采取措施加强对自然或人为干扰如病虫害、火灾等的预测预报及应对，保护好现有森林的碳储量。
2. 碳吸收和贮存
通过造林再造林增加森林面积，延长轮伐期，改变疏伐方式和林分密度等措施增大森林植被和森林土壤的碳密度，保护和改造次生林及其他退化的森林，增加经久耐用的木材产品，从而增加森林碳储量。
（二）加强森林的可持续管理
在我国这样一个人口众多，人均森林资源较少的背景下，必须以可持续森林经营为指导，实施森林分类经营，加强从森林的培育、管护到采伐的过程管理，提高成林率和科学经营管理水平，实现森林管理的科学化和规范化。
实施森林可持续经营必须建立激励制约机制，提高森林经营单位的主动性。森林经营工作制约因素很多，资金、限额以及传统的观念等都是重要的制约因素，在争取国家支持的基础上，制定合理的政策措施，建立起激励制约机制，充分发挥森林经营单位和个人自身的能动性和积极性。
（三）建立林业保险制度降低生产风险
自然界中所发生的降雨、闪电、极端温度、火灾、病虫害、洪灾、旱灾、飓风、火山喷发、地震以及泥石流等自然灾害都会使森林的碳贮量部分或全部发生逆转。因此，从林业生产的长期性，自然灾害对森林影响的严重性，有必要通过建立林业保险制度来降低生产者需要承担的风险。林业保险实际上是一种促进林业发展的制度，有别于一般的商业保险，应走政府主导，强制性与自愿性相结合的发展模式。[4]
首先，政府要对林业保险制度给予大力的财政支持。对于参保的林业生产实体尤其是林农，政府应给予一定的财政补贴，而且参保标准越高，给予的补贴越多；对于从事林业保险的经营实体，政府除给予适当的补贴外，还应通过再保险业务对其提供必要的支持。
其次，实行强制保险与自愿保险相结合，提高参与率。在自愿保险的情况下，林业保险市场很可能会产生严重的逆向选择行为，造成林业保险市场的萎缩和政府财政负担过重。因此林业保险必须走强制保险与自愿保险相结合的道路。强制性表现在只要林业生产达到某一面积标准，林农或经营实体就必须参加保险。自愿性则体现为保费标准、赔偿方式的选择上是自由的。
（四）其他森林管理措施
通过森林管理措施增加森林生长量和碳密度,使森林表现为碳汇功能是新形势下对森林管理提出的新要求。通过延长森林的采伐作业周期,加强森林资源的抚育间伐管理,使森林具有合理的林分密度, 促进森林生长,可以增加森林的实际生物量和碳储量。加强林产品的循环再利用,延长各种木制品的使用寿命,从而减少对森林采伐的需求,也可间接增加森林的碳吸收,延缓空气中CO2浓度的升高。
加强森林火灾和病虫害管理,提高对各种自然和人为干扰的预测预报能力，减少对森林的破坏和损失,保护好现有森林资源,是增加森林碳汇的又一个重要途径。
基于我国生态功能区划，因地制宜，强化森林经营管理，科学地、有目的地调整森林的树种组成和龄组结构，运用科学的抚育措施，稳步提高森林质量，可以大幅度提高我国森林生态系统的固碳能力。
[参考文献]
[1]董培田，李 峰，杨素清，王立刚.发展碳汇林业，应对气候变暖[J].防护林科技，2010，1（1）：73-74.
[2]黄 东.森林碳汇：后京都时代减排的重要途径[J]. 林业经济，2008（10）：12-15.
[3]王 岩，李全修.后京都时代中国基于AFOLU活动的碳汇市场展望与政策建议[J]. 广东社会科学，2009（6）：57-63.
[4]王 见，文 冰.我国“非京都规则”森林碳汇市场建构研究[J]. 中国林业经济，2008（3）：27-30.
On the Relationship between Forest Management and Carbon Sink
Xie Jun'an， Wang Aixia
(Shijiazhuang University of Economics,Shijiazhuang 050031，China)
气候变化的解决方法范文3
【关键词】河流泥沙 水文方法 Mann-Kendall检验法 小波分析
1我国河流泥沙现状
我国是水土流失最严重的国家之一，水土流失面积占我国总面积的38%以上，大量的水土流失不仅造成土壤退化严重，而且也使得河流泥沙含量变大，全球多年平均输沙量大于100×106t的河流有25条，中国就有9条。这些泥沙在中下游江河湖泊的淤积与近年来频发的大范围洪涝有直接关系。
近年来.我国各流域洪水灾害普遍出现“小流量高水位”的现象，同流量下水位不断抬升，并呈逐年加重趋势。小水大灾、灾害频率加剧，损失重大。事实说明，除人类活动影响及防洪意识、防洪工程建设和防洪管理等方面依然欠缺外，泥沙问题是加剧洪水灾害的直接原因。河流具有输沙能力，水流、泥沙交织在一起，相互关联，相互依存，突出表现为大区域内泥沙输移规律改变引起不适当位置的累积性冲淤。人们通常只认识到洪水灾害的严重性，却常常忽视泥沙对洪水等自然灾害的影响，其实，泥沙输移是造成河道行洪能力恶化的主要因素。河流是一个动态的反馈系统，河床和水流以泥沙为中介互相作用，河流局部水沙条件变化时，容易导致泥沙输移状态的改变，从而引起河流内更大范围水沙状态的调整，甚至促成和加剧洪水灾害。而且，泥沙具有累积效应，由于近年来植被破坏、气候变化等影响，流域生态环境恶化，水土流失严重，使得泥沙输移状态更容易诱发并加剧洪灾。从目前来看，河道、水库泥沙已经成为制约经济发展的难题之一，是我们面临的一大科学难题，因此，要更近一步的揭示水沙关系的特征以及求相应的解决方法是泥沙研究的第一步。对水沙的时空演变特征的研究，对有效应对区域、流域水沙带来的灾害问题有着重要的意义。
2水文学研究水流沙的方法
水沙关系具有丰富的内涵和外延，涉及到水文学、水力学、地理地貌学及社会经济学等多学科的交叉问题。由于我国水土流失比较严重，近年来因泥沙输移变化引起江河水沙灾害加剧的现象也越发严重，开展水沙相关规律研究，无论在理论上还是在实际应用中，对保护生态环境、防洪减灾及河道科学利用都具有十分重要的意义。
20世纪后期以来，由于气候变化、大型水利工程修建、城市工农业生活用水的增加及水土保持措施等因素影响，对水资源利用迅速增加使得许多河道来水来沙变化过程更加复杂。研究河段水沙变化特征及原因，对于揭示该河段水沙变异和河床演变机理十分必要。
首先，使用Mann-Kendall检验法分析各站点水沙变化趋势及突变点，Mann-Kendall检验法是世界气象组织推荐并已广泛使用的非参数检验方法，该检验方法不需要样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，适用于水文、气象等非正态分布的数据，计算简便，可分析径流、输沙量等要素的趋势变化；利用线性回归法进行趋势分析，并进行显著性检验。
然后，对于变化周期的研究中，水文学研究的对象一般是与时间序列紧密相关的实际观测资料，如降雨、径流、蒸发等。水文资料本身具有复杂性和不确定性等特点，同时水文又是一种自然现象，所能观测搜集到的资料相对较少，信息量十分有限。常规方法很难对其发展变化规律进行细致入微的分析。小波分析的出现，以其多分辨率的特性，扩展了学术研究的范围，不仅可以大体上把握数据系列的变化趋势，而且能够对其细节进行深入分析，充分挖掘其蕴含的信息与规律。2005年，王文圣、黄伟军、丁晶提出水文时间序列分维数的估计方法，该方法以连续小波变换的理论基础，研究结果表明该方法是可行的。
总之，小波分析的出现及其与各种现论和方法的结合，从多方面揭示水文系统的变化规律，从而为水资源的合理配置、水库的运行调度、水文分析计算、水文循环规律等提供了更多的指导和依据。
3两种方法取得的成果
河流水沙关系的变化是反映流域的生态环境特征、水土流失的程度及人类活动变化的指标，河流水沙变化对流域经济、社会发展都具有十分重要的影响。通过Mann-Kendall检验法可以针对某一条河流分析出输沙率较大的地段，然后进行调整使水沙关系相协调以及输沙量的突变时间节点，小波分析方法的应用可以判断出河流是否有多时间尺度特，输沙量的长周期比径流量周期相比较，判断出水、沙周期的规律和关系，从而科学的处理径流和泥沙的关系。
总之，河道泥沙也需要从经济学和管理学方面研究，综合性的对河道进行科学有效分析，对水沙的时空演变特征的研究，对河道的治理开发意义重大。使河道实现可持续管理，使河道防洪、排涝、灌溉、供水等功能正常发挥，由此产生的经济效益、生态环境效益和社会效益将是不可估量的，人们的生产条件和居住环境得到有效改善，实现“水清，河畅，岸绿，景美”的美好愿望。
参考文献：
[1]李义天，邓金运，孙昭华，等.河流水沙灾害及其防治[M].武汉：武汉大学出版社，2004.3.
[2]王文圣，黄伟军，丁晶.基于连续小波变换的径流分维研究[J].水利学报，2005.
气候变化的解决方法范文4
关键词：水文科学 机遇 挑战
水文科学的发展要结合我国全面建设小康社会的目标来发展，要基于我国社会经济的发现现状来发展，要借助于我国可持续发展的战略决策来发展。水文科学的研究是为了实现人口、资源、环境的协调发展。由于水是人类赖以生存的的自然资源，是国家经理建设与人民生活中不可或缺的基本资源，由此水资源的重要性可见一斑。水文科学是研究地球上一切与水有关的所有科学领域的学科，关系到社会经济发展与人类的生存发展问题，是一门涉及面广博且具有重要价值的科学性学科。然而水文现象复杂繁多且其在时间尺度与方向上都具有不重复性，有时还会有空间方面的变异性，这些问题使得我国相关部门对水文科学的研究要更加细致与全面。
1.水文科学的概况
1.1水文科学的基本内容
水文科学作为一门研究水的学科，对水的形成、循环、时空分布、化学性质、物理性质进行相关研究。不仅如此，水文科学还要对水资源的开发利用、水资源的保护、水旱灾害的形成等方面予以探索。水文学科的研究领域非常广泛，它不但涉及水量的研究，还还涉及水质的研究。不但涉及当前水情变化规律的研究，还涉及地球上水的生命史及其未来发展的研究。不但涉及生态环境方面的研究，还涉及水利工程方面的研究。
水文学科中最基本的两大基本规律是水文循环与水量平衡。在我们所生存的地球上，各种水体通过水文循环紧密地联系在一起，因而水文循环是水文研究的重要内容。
1.2水文科学的形成过程
水文科学是一门又古老又年轻的学科。其研究可以说从公元前三千多年前就有迹可寻，当时古埃及就在尼罗河畔勘测水位。在我国公元前一千四百年前后， 殷墟甲骨文中早已出现了有关降雨和洪水的相关记载，后来我国古代人民开始采用测雨器来观测雨量，绘制降水量的等值线图。法国文学家在一七七五年发表明渠均匀流公式。德国的水文学家沃尔特曼在一七九零年发明了流速仪。以上取得的成果都表现为水文科学的萌芽阶段。
水文科学的迅速发展时期是十九世纪牛顿力学的古典科学得到快速发展阶段，该科学的发展带动了水文科学的迅猛发展。作为一门涉及面广博的学科，水文科学逐渐形成了自身的一套系统。在二十世纪前半叶，由于生产力的不断发展，人们越发希望能够对洪旱的基本变化规律予以掌握，以此来建造水利工程造福百姓。直到一九五七年爱尔兰的水文学家纳西对瞬时单位线的物理机制进行了深入分析，并且用数学语言描述了流域的汇流过程，这些相关理论的提出使得许多水利工程的管理更加地科学化与合理化，同时也奠定了工程水文学的基本内容。当前很多工程水文学的许多内容就是因为该阶段优秀理论的提出而产生的，正因为这些优秀理论的影响使得许多的措施在工程水利中被普及开来。二十世纪后半叶，各国的经济水平都有了很大的提高，大多数国家对水文科学的重视度大幅度提升。因为计算机领域进行了信息技术的革命，对的现代科学技术飞速发展起到了极大的推动作用，与此同时，水文科学领域也得到了极大的发展。
引人注目的是在1965年启动了国际水文十年，并在十年之后全面实行国际水文计划。目前该计划已经进入了第七阶段，世界各国的水文学家进一步加强了合作，许多新的理论方法不断涌现。然而从学科的发展方向来看，近几十年来，正是因为各国经济社会的发展，与水资源有关的各类水问题不断出现并有加剧趋势，我们的生存环境受到了很大的威胁。针对这些现象的发生，产生了以研究水资源短缺问题为核心的水资源水文学、以研究水环境为核心的环境水文学、以研究生态问题为核心的生态水文学等等相关水文学。由于全球气候变暖，又产生了以研究气候变化对水循环的影响为核心的全球变化水文学，该文学而今已经成为了世界各国水文学界研究的热点。我国相关部门在政府的倡导下也积极参加各种关于水文学的国际项目与活动，在一些突出领域加大了工作量，并对其展开大量的深入研究，因此取得了比较不错的成果。
综合以上的阐述不难看出水文科学研究的领域正在不断扩大，与人类的关系越加亲密，在社会研究领域的地位也越发重要。这些正是印证了水是生命的起源，万物皆由水衍生而来。
1.3水文科学的发展情况
随着信息技术时代的到来和某些新理论及边缘学科的作用，水文科学的研究也在快步前进。尤其是人口问题、水资源短缺问题、水环境恶化问题和气候变化问题的催化作用，使得水文科学的研究问题更加被广泛关注。不但是我国开始重视这一方面内容，世界上的许多国家也在该方面大花心血，国际活动频繁起来，我国的水文学家及相关工作人员或专业人员也积极参与到国际活动的交流与合作中，展开了许多具有深远意义的研究工作，极大地促进了水文科学的变革与发展，进而推动水文科学的现代化进程。关于水文科学当前的发展状况，大致分为以下几点：
（1）国际交流合作越加频繁。
自国际水文计划实施以来，联合国教科文组织与世界气象组织就为此召开了许多水文国际会议。因此国际水文计划是围绕水文科学研究与教育的国际性的全球性计划，对水文学进行国际培训与知识传播，提高各个国家政府及相关人员抑或是人民群众对水文科学的认识。国际水文计划的重心在于应用水文学和水资源的调查评价、开发利用、管路保护及人类活动对水资源的影响，为的是帮助解决水资源问题和与水有关的社会经济问题。
水文科学的研究不仅仅局限于认识水文循环的物理过程，还需要研究对水文循环的生物控制及气候、水文和环境之间的相互作用，进而深化对陆面生态系统的影响，对全球气候变化的影响等，最终实现人类可持续发展的目标。目前生态水文学已经成为了近代水文学发展的一个重要方面，其内容涉及了土壤、大气、植被、河流等许多因素。二十一世纪初，关于水文科学的发展，国际水文科学协会组织并发起了全球范围内针对水文科学发展的大讨论，而后许多国家相继成立了相关研究机构来推进水文科学的研究工作。
（2）水文科学研究的相关领域。
首先，水文循环与生物圈的相互作用。以前的水文研究侧重于考虑水量的自然化，而今的水稳研究要侧重考虑生物圈与人类活动之间的相互作用，注重陆地生态水文环境与空间格局的变化规律的问题。
其次，气候变化与水环境的相互作用。以前的水文科学认为在陆地上整个体系中水文循环的平均值是不会改变的，对于年径流量的涨退现象则视为阶段性的波动。而今的水文科学的研究意识到一个系统中的水文过程并不总是处于平稳状态，是会出现不同程度的变化的，陆地上的生态系统对大范围的水文循环具有很大的反馈协调作用。
最后，人类活动与水环境的相互作用。随着社会经济的发展，土地利用、植被覆盖和碳循环的问题十分突出，水文循环与生态系统之间的联系与作用因为人为因素的干扰而受到了很大影响。因为土地利用变化十分剧烈，城市化进程加快，许多地方的河道遭到了围垦，湖泊也因为经济因素而受到填埋。河道、水域等许多自然生态屋被现代化改造，水文环境一下子就被迫改变。水文循环的过程是复杂交错的，不但与陆地表层的各种自然要素的分布密切联系，还与土地利用等关联密切。自然变化与人为因素双重影响下的水文循环开始变得紊乱无常，许多难以预料的灾害也因此而出现。
2.水文科学研究的趋势与特点
2.1研究领域趋向广泛
结合当前现状，当代水文科学的研究领域将会不断扩大，研究的问题也会越来越复杂，还会遇到来自各方面的确定与不确定因素干扰。研究规避水文循环过程中的基本规律与不可测的突发问题是一项艰巨而具有挑战性的任务，因而在研究的过程中要学会利用其他相关领域的理论知识或规律辅助，来帮助解决水文科学领域的相关疑难。
2.2注重研究的整体性与系统性
由于地球上的不同圈层之间都有着紧密的联系，因而改变其一就会影响到其他所有圈层的动态规律，所以在预测未来的发展情况时，要从水文循环和转化的物理关系上来分析气候变化与生物作用对人类活动的影响。针对水文科学的研究也不能局限于某一技术的应用，而要结合地理信息系统、卫星遥感等技联合起来术对其进行全方位的研究。
2.3与人类活动关系更为紧密
实际上说来，对水文科学进行深入研究的根本就是为人类服务的，是为了解决社会发展过程中的用水问题，是为了解决生存环境中的水循环问题，是为了更好地落实可持续发展的战略决策。
3.水文科学研究的问题与相应措施
水文科学的研究是由于社会需求的存在而产生的，人类的需求决定了其研究方向与进程。社会发展对水文科学的需求主要表现为防洪减灾、水资源的开发利用、生态环境的保护和社会经济可持续发展等方面。目前我国水文科学的研究领域还存在着诸多问题亟待解决，其中比较突出的有水旱灾害的监测与预报技术比较落后，可提供依据的水文研究资料比较稀少，区域性水文研究和关于不同水体的研究不平衡，水文基础研究薄弱，水文基础信息匮乏等等。
3.1水文科学研究中出现的相关问题
3.1.1防洪减灾中的问题
气候变化会造成水旱灾害更为频繁，防洪减灾已经成为了我国政府必须解决的社会环境问题。我国处于东亚季风区，大多数的地形自西向东倾斜，对洪水的形成与汇集具有促进作用。加之植被覆盖率小、水土流失严重等问题，使得我国的洪涝灾害严重而复杂。因为人类盲目追求经济的发展而忽视了环境的反作用，致使流域的水体分布不均、循环受碍。
3.1.2水资源的开发利用问题
水文科学的研究是为了促进水资源合理安排与利用，为了有效保障水资源的安全，进而保障粮食安全和生态环境。为了实现水资源的可持续利用，必须要保证水资源的开发利用的总量不得超过水资源的再生能力，相关部门必须要展开水资源形成与演化的研究。我国因为干旱而造成的农业方面的损失不容小觑，这些问题对于我国的可持续发展有着严重的威胁影响。虽然我国在干旱发生发展机理研究方面做了许多工作，但是却没有从根本上解决问题。因为我国将旱涝规律研究大多着眼于水文气象变化规律的研究方向上，难以解释干旱形成的物理机制，因而在针对干旱问题上还保留了大量的疑难残余。
3.1.3水资源的可持续利用问题
水资源的地区分布不平衡导致区域性水资源短缺，在水文科学研究的过程中，水资源合理配置与科学调度中的许多关键性问题至今仍未解决，我国当前还没有形成跨流域调水的规范技术体系。
3.1.4生态系统问题
我国的生态系统因为城市化进程的影响而遭受了很大的打击，各种生态问题因为难以得到良好而及时的解决而变得越发严重。人类活动促使水的分布及运动更加不合理与不规律，甚至导致了水土流失、土地荒漠化等。
3.1.5江河治理问题
针对江河治理的过程中，我国相关部门只是采取非常片面的手段，将目光局限于经济与工程上，专注于局部河段的治理，因此未能取得非常良好的效果。江河治理的地学基础是江河治理过程中人与江河互相作用的地学，包含了地质面貌、水文气候和流域自然地理等因素。人类根据自身意愿通过不同方式和不同程度作用给河流，这种影响渐渐将河流的相关特性改变。
3.1.6工程规划问题
社会发展的进程中，因为人类活动的不顾后果，使得水文系统严重受损，给水利工程方面数据采集带来极大难度。
3.2针对水文科学研究问题的解决方法
3.2.1为防洪减灾提供支撑
防洪减灾问题需要水文信息与知识的支撑。从理论的角度上讲，理应加深对洪水形成规律的研究。从技术的角度上讲，理应强化水文信息的采集、传输、预报、调度与决策。从实践的角度上讲，理应加大非工程措施的水文依据的研究。
3.2.2为水资源的可持续利用提供基础
水资源的可持续利用是推进社会发展的动力，是人民正常稳定生活的保障。从理论的角度上讲，理应加强水资源形成与演化机理的研究，加强全球变暖条件下对水资源的影响的研究。从实践的角度上讲，理应加强水资源评价与水资源开发利用的研究。
3.2.3为生态环境保护提供服务
生态安全与环境的保护需要提供相关水文知识的服务。从理论的角度上讲，理应揭示水对生态安全与环境保护的影响。从实践的角度上讲，理应根据自然条件下采用不同的研究方法。
3.2.4为江河治理提供依据
江河的治理过程需要提供具体的水文依据。从理论的角度上讲，理应揭示河流发育演变的地学基础。从实践的角度上讲，理应充分考虑江河的实际情况，制定合理可行的改进措施。
3.2.5为人类活动提供警告
根据人类活动给水文系统造成的剧烈影响，应当加强人类活动对水文条件的影响，加强水文分析计算途径与方法研究。
4.水文科学研究的机遇与挑战
水文科学对我国社会的可持续发展与人民安居乐业有着十分重要的作用，我国相关部门重视水文科学的研究与发展，在其中投入许多人力物力财力，并且引进先进的理论方法来支持水文研究。
从开始到现在，我国的水文科研已经与国际接轨，而且还适当地融入到教育事业中去，使得两相领域相辅相成共同发展。除此之外更重要的是，我国的水文科学发展将要在社会发展的进程中面临许多不可预测的事情。这些不可预测对于我国来说既是机遇又是挑战，因此我国应该及时抓住机遇，勇于面对挑战。
4.1充分利用国家相关资源
根据我国当前的水文科学研究现状，要充分发挥与利用我国先进的相关资源。我国已经设立了部级水文资源重点实验室，而且还实行了“211”工程建设。我国政府应当充分抓住该机遇，启用相关高技术人才，联合国际相关机构并结合我国发展的实际需要来开展水文科学规划的科学研究。重点对水文基础研究、水文应用基础研究和水文科学人才等教育与培养方面进行大规模的操作与规划，实行具有我国特色的水文科学研究。
4.2结合国家发展需求
我国制定了水文科学研究的发展规划，在该规划的引领下，结合我国“十五”的发展需要，利用全国水文研究机构共同协作，开展国家级重点基础项目研究。通过这些方式来促进我国水文研究人才的沟通交流，进而推动水文科研的进步。
4.3鼓励成果共享
从长远的角度来看，我国应当积极鼓励水文人才与水文成果的国际化交流，将我国研究出来的先进理念同世界上的其他国家进行交流合作，积极参与各国的合作性水文项目，促进我国水文学科基础与应用研究的发展。
4.4培养高技术人才
为了我国水文科研的进步与发展，要从相关研究人员的综合素质抓起，重视水文科研高层次人才的培养。
5.总结
社会科学技术的不断进步，生产实践的日益深化，水文科研涉及的领域已向多元化发展。在接下来的研究发展中，水文科研将在应用层面加大研究力度。健康可持续的水文循环是支撑社会不断前进的保障，是人类幸福生活的坚实基础。
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气候变化的解决方法范文5
作者简介：蔡博峰，博士，副研究员，主要研究方向为温室气体清单和低碳发展。
摘要
介绍城市温室气体排放特征和国际城市温室气体清单研究进展，研究了全球城市化和城市CO2排放的强正相关性，以及中国城市清单方法研究起步较早但发展缓慢的特点。分析了城市温室气体清单相对国家清单的特征，即城市清单编制往往采用消费模式，区别于国家清单的生产模式；国际城市清单中往往包括了由于外调电和供暖产生的CO2排放，同时城市温室气体清单编制灵活性和针对性更强。针对我国城市温室气体清单研究的不足，提出了我国城市温室气体清单方法，强调中国城市采用尺度1+尺度2的范围，暂不考虑尺度3的范围，即生产+消费的混合模式，并且在城市市域温室气体排放研究的基础上，加强狭义城市温室气体排放水平的研究。选择北京市和纽约市，对比分析了两个城市CO2排放特征，结果显示，在确定的清单体系下，北京市和纽约市具有较好的可比性。纽约市的总排放量(尺度1+尺度2)略低于北京市排放量，人均排放量略高于北京市。
关键词 城市；温室气体；清单；尺度；狭义城市
中图分类号 X321
文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2012)01-0021-07 doi:103969/jissn1002-2104201201.005
城市温室气体排放的快速增长成为全球温室气体排放上升的重要原因[1-2]。城市不仅是温室气体排放的关键源和绝对主体，同时也受到气候变化的严重影响。由于城市人口、资源和基础设施相对集中，气候变化的不利影响最可能出现在城市地区[3-4]。城市是创新与技术的热点，也是制定许多世界性难题解决方法的地方。由于城市人口密集、经济发达，因而城市低碳发展具有很强的示范效应。城市在应对全球气候变化和温室气体减排方面发挥着决定性的作用。
发展低碳经济和低碳城市，是全球积极应对气候变化和城市可持续发展的必然选择。低碳城市的前提是清晰、准确地掌握城市各个领域的温室气体排放情况。因而，城市温室气体排放清单是城市低碳发展的基石和参考标尺，通过研究城市温室气体排放清单和排放水平，可以辨识温室气体排放量及其排放特征，跟踪其增减变化及发展趋势，预测未来排放情景，进而确定减排目标，制订和实施行动计划，提出切实、有效的温室气体减排措施和方案，有力推动城市向低碳化方向发展。
国内低碳城市规划和建设进展很快，然而城市温室气体清单研究却相对滞后，难以满足城市发展的需求。中国当前城市温室气体清单在方法体系和城市边界上尚存在诸多问题。本文试图综述国际温室气体清单研究进展，并探讨中国城市温室气体清单的问题和不足，提出中国城市清单方法，并且以典型案例对比分析说明。
1 城市温室气体排放
2010年，城市集中了全球50%以上的人口，到2050年，这一比例会达到70%[4]。城市占地球表面不到1%，却消耗世界约75%的能源。城市是人口、建筑、交通、工业、物流的集中地，也是能源消耗的高强度地区(见图1)，因此必然成为温室气体排放的热点和重点地区。大城市气候领导集团(C40)的研究报告认为，城市排放了世界80%的人为温室气体，尽管这一结论存在一定争议(IEA认为约为71%[1])，但是城市温室气体直接排放和受城市地区消费引发的间接排放总量无疑是非常巨大的。
全球城市化进程对全球温室气体排放有着显著影响。图2显示了全球CO2排放和城市化率的关系，两者之间有很强的正相关性。UNHABITAT认为全球温室气体排放增长和城市化快速进程的一致并非耦合，而是有着深刻的联系，城市聚集了大量人口，经济活动强度大，能源利用量大，因而城市发展对全球温室气体排放有着强劲的驱动[4]。O’Neill等人[5]研究认为城市化仍然会显著影响未来全球CO2排放。一些发展中国家，特别是中国和印度，城市人口增长可能导致高达25%的CO2排放量。这在很
大程度上是由于城市劳动力的高生产力和高消耗偏好导
致了高的温室气体排放。
2 城市温室气体清单研究综述
城市尺度上温室气体清单研究始于20世纪90年代，由于西方发达国家城市自治性很强，所以城市在碳减排方面非常活跃，清单编制越来越受到重视，并且成为城市积极应对气候变化和低碳发展的关键步骤。温室气体清单对于城市有如下作用：①准确掌握城市能源利用中的低效和不足，发现节能和碳减排空间；②明确自身城市在国际、国内城市低碳经济中的定位和优劣势，确定今后低碳重点发展方向；③制订清晰、明确的低碳城市路线图，确保城市实现碳减排的可测量、可报告和可核查(MRV)；④积极开展教育宣传，引导城市公众和温室气体排放涉及者认识自身活动对于城市温室气体的贡献，提高低碳意识。
早期城市温室气体清单方法都是沿用政府间气候变化专门委员会(IPCC)国家清单方法， 此后逐渐出现了专门研究城市温室气体清单的组织和机构。全球地方环境理事会(ICLEI)探索并建立了适合城市特色的温室气体清单编制体系和方法，经过不断完善，当前已经被国际上的城市广为接受，成为主流城市温室气体清单编制方法[8]。ICLEI成立于1990年，为城市温室气体排放清单和排放量计算建立了较为详尽和完善的研究体系。其发起的城市应对气候变化运动(The Cities for Climate Protection, CCP)主要协助城市核算温室气体和制定减排方案。WRI(世界资源研究所)/WBCSD (世界可持续发展工商理事会)提出了企业温室气体核算方法体系[9]，较为系统和全面，对许多城市产生了较大影响，许多城市的清单研究都对其有所借鉴[10]，但其主要是针对企业层次的，因而涉及温室气体排放链条很长，在城市尺度上很难操作。C40组织选择典型城市作为案例，研究其温室气体清单，并且选择典型的部门、行业进行深入研究，提出具有可操作性的政策和措施，分析措施的有效性。C40在建筑、交通等领域温室气体清单及减排方面具有很多成功经验，逐渐成为全球范围研究城市气候变化和温室气体的重要组织。中国北京、上海、香港等城市先后参加了2005年和2007年C40峰会。
不少研究者也对城市温室气体清单进行了研究和探索。以Kennedy为首的研究团队提出城市与外界物质、能量交换较大而需要采用独立的清单体系[10-11]。Kennedy的城市温室气体清单体系较为完整，不仅包括ICLEI建议的范围，而且包括水运和航空排放(这部分涉及大量的跨境排放)(见图3)，同时对城市道路交通的跨境排放问题提出了解决方案。此外，该清单体系还包括燃料的上游排放(即燃料生产导致排放)。Kennedy选择了10个典型城市进行实证分析，认为气候、资源可获取程度、电力、城市设计、废弃物处理等都对城市温室气体排放有着显著影响；城市的地理位置对其温室气体排放有着至关重要的作用[12]。Dhakal研究了东京、首尔、北京、上海的温室气体排放，采用的清单方法包括外调电力和采暖因素，和ICLEI的方法一致。研究发现4个城市的人均能源利用都有趋同表现(1990-1998年)，约1.3-1.6 t标准油/人，但是北京和上海的人均CO2排放量却明显高于东京和首尔[13]。Glaeser等采用了类似ICLEI的方法体系，核算美国66个大城市温室气体排放，发现城市汽油消费量和城市人口大小的对数有较强的线性相关性；家庭天然气消费量(采暖为主)和1月份温度有较显著的线性相关性；家庭用电量和7月份温度有较显著的线性相关性。温室气体排放量和土地利用政策之间存在很强的相关性，许多地区建立严格的政策限制一些产业的发展，使得排放朝向高碳排放地区聚集。城市排放水平明显低于城市郊区，城市-郊区之间的碳排放差异在老城市例如纽约更加明显[14]。Norman等认为城市温室气体清单还应该包括建筑材料使用等全生命周期的排放，发现城市交通是最重要的减排温室气体方向，而建筑是降低能耗的重要方向。同时，疏松型城区的人均能源消耗和温室气体排放是密集型城区的2.0-2.5倍[15]。
Ramaswami等人提出了混合型生命周期碳足迹清单体系，并对城市与周边的跨界交通(道路和航空)的温室气体排放分配问题做出了详细论述[16]。此后，Hillman等完善了混合型生命周期碳足迹清单体系，认为还应该包括4种必需品(食物、燃油、水和建材)生产而带来的温室气体排放。该方法体系核算的CO2排放包括了城市终端能源利用、跨界水运和航空运输，以及城市4种必需品内涵温室气体排放(由于生产这些产品而产生温室气体排放，一般不在城市边界内)，这种清单体系已经超过了Kennedy 等人的方法体系，接近WRI/WBCSD针对企业的清单要求(见图3)[17]。
Dodman等对ICLEI的清单方法提出异议，尤其对电力和供热的归属问题提出异议，并且提出了不同的清单方法，其结果是全球城市温室气体排放还不到人为排放的一半，许多城市人均排放量低于其国家人均排放量[18]。Satterthwaite认为城市温室气体排放占人类活动排放的75-80%的比例有些过高，农业、毁林、重工业、火电等都绝大部分都不在城市，因而全球城市温室气体排放仅占到人为排放30.5-40.8%，许多城市人均排放量低于其国家人均排放量。Satterthwaite认为虽然城市作为终端消费了很多能源，但把产品生命周期的排放归结城市有可能形成误导。因为并不是城市这一地理概念造成了高能耗、高排放，而是高收入水平国家中的个别高收入群体的高消费导致了城市消费生命周期的高排放[19]。
从上述学者的研究可以看出，对于城市碳排放问题，不同的研究方法，研究结果相差很大，尤其城市是一个高度开放的实体，其与外界的能源、物品交换强度很大，因而对于城市排放的不同界定，会导致城市排放水平的很大差异。对比当前国际城市主要采用的方法体系（见图3），总体趋势是，绝大部分城市在核算自身温室气体排放时，都考虑外部电力和热力供应所导致的温室气体排放，即世界地方环境理事会(The International Council for Local Environmental Initiatives，ICLEI)提出的主要考虑尺度1+尺度2+外部垃圾填埋的温室气体排放。全球已经有68个国家的1 200个城市采用ICLEI方法编制了城市温室气体清单。许多研究基于这种清单方法提出了较为系统的
城市碳预算方案[20]。
中国城市温室气体清单研究起步较早，但发展缓慢。1994年，中国与加拿大政府开展了北京市温室气体排放清单研究，并较为全面地核算了北京市1991年温室气体排放清单[21]，但此后一直缺乏城市清单的研究文献。近几年城市清单研究逐渐增加，蔡博峰等人初步提出了城市温室气体清单研究方法，并且针对重点排放领域推荐了排放因子[22]。张晚成等人利用城市清单体系核算了上海CO2排放[23]。陈操操等人对城市温室气体清单方法做了较为详细的评价和总结，并且对比了城市清单和国家清单的异同[24]。蔡博峰探讨了中国城市温室气体清单研究存在的不足和困难，并提出了初步建议[25]。
3 城市温室气体清单研究特点
城市温室气体清单相比国家温室气体清单而言，从编制模式、覆盖领域和针对性等方面都具有自身特色，这些特色也意味着国家清单方法体系（IPCC方法学指南）并不能适用城市温室气体清单编制的需要。
城市温室气体清单方法学早期借鉴了大量国家温室气体清单编制的方法，尽管后期在清单基础方法学、排放因子等方面很难有突破和创新，但在原则、技术路线和方法体系上却体现了城市的自身特点。当前，城市温室气体清单方法学和国家温室气体清单方法学的差异主要体现在如下几点。在编制模式上，由于城市和外界有着大量的能量和物质交流，城市往往采用消费模式，区别于国家清单的生产模式。国际城市清单中往往包括了由于外调电力和供暖带来的间接排放，即发生在城市地理边界以外生产城市用电和热力的温室气体排放。在覆盖范围上，城市清单往往比较简单，特别是发达国家城市，几乎没有农业问题，工业比例也很小，所以能源供应、建筑和交通以及废弃物处理往往是城市清单的主要内容。在针对性和灵活性方面，城市温室气体清单编制灵活、针对性强。国家温室气体清单编制的一个重要目的是为国家宏观制定减排政策提出科学支持和国际温室气体排放对比与谈判，因而国家清单相对比较规范和严格。而城市清单为了提高针对性，往往在组织结构上更加灵活。其提出的政策直接到技术层面，可核查性、可测量性和可报告性都很强，其温室气体减排的实现依赖于城市公众的参与和监督[25]。但城市清单的灵活性某种意义上影响了国际城市之间温室气体排放的可对比性。
4 国内城市温室气体清单研究的不足
中国当前的低碳城市发展很快，但城市温室气体排放清单研究却相对滞后，主要是存在着两个核心问题。其一是城市排放清单方法体系不完善，其中边界、范围等关键问题尚未解决。绝大部分城市尚未编制较为全面的城市温室气体排放清单。许多城市依然沿用IPCC的方法核算温室气体排放，而IPCC方法不适用于城市尺度已经是国际共识。此外，发达国家城市排放清单都包括尺度1和尺度2水平，而我国当前已经编制的城市清单基本相当于尺度1水平，城市清单内容相比国际规范有较多残缺。由于核算方法的混乱，导致中国同一城市出现多种温室气体排放量，极不利于科学研究和政府决策。其二，无法核算真正城市意义的温室气体排放水平。中国城市和西方国家城市有较大差别，后者是专为城市而设立的一种建制类型，同行政区划并无必然联系。它突出了人口聚集点的概念，核心部分是城市建成区。而中国城市是一种行政区划建制，包含大量的农村、林地等非城市建设用地。因而中国城市更类似一种区域概念。对中国城市的特征，Montgomery也提出其不同于西方城市，并且建议将以建成区为核心的地区作为城市加以重点研究[26]。这种城市排放清单很大程度上失去了城市特色，变为与省/区域排放清单性质一致，因而无法有效支持中国低碳城市的积极发展。同时也使得中国城市温室气体排放水平很难直接与发达国家城市排放做直接比较，也不利于最大限度地借鉴西方城市低碳化发展的成功经验。发达国家估算的城市温室气体排放占国家排放比例约在70-80%，而在我国当前的情况，城市温室气体排放总量等于全国排放总量，城市这一极为重要的低碳发展因素无法突出其应有特色。
中国城市温室气体排放清单的不足严重制约了我国低碳城市发展，甚至可能误导城市低碳发展方向。研究解决上述两个中国城市碳排放清单核心问题，有利于规范我国城市温室气体排放核算方法，准确把握我国真正城市意义的温室气体排放水平和特征，澄清城市温室气体排放的一些误区和错误观点，并为低碳城市发展和政府决策奠定坚实基础。同时，清晰、明确的城市温室气体排放清单方法体系，便于城市之间以及城市自身时序上的比较分析，支持政府出台有效的政策措施，并建立相应的核查机制。
5 中国城市温室气体清单编制方法
鉴于中国城市温室气体清单存在的问题和不足，以及当前的研究现状，本研究提出中国城市温室气体清单编制方法，以供研究者和决策者参考。方法介绍侧重城市清单的特色内容，排放因子等技术要素与IPCC一致，所以不作介绍。
5.1 清单边界
中国城市清单边界问题是城市清单体系中较为重要的一个问题。主要原因是中国城市地理边界不明确。西方城市的核心和主要部分是城市建成区，其强调的是城市自治，而不是行政区划等级。由于中国城市的特殊性，本文提出狭义城市的清单边界，以区别于我国当前城市市域范围(城市行政区域)的清单。狭义城市是指包括城市建成区90%面积的最小市辖区/县范围。许多研究城市的学者把市辖区作为狭义城市的概念，但县升区的参考标准主要是整体经济水平，因而会把一些经济体量很大的农业县包括进来，例如北京市怀柔、平谷、门头沟、房山等区，其包括了大量的农村地区和非城市建成区。所以依据市辖区很容易高估狭义城市的面积。事实上，城市建成区是城市的最佳表征，然而城市建成区同城市行政区划并不完全重合，导致数据口径无法统一，难以完成数据收集和积累。
中国城市温室气体清单体系中，可以同时核算城市市域范围内(城市行政区域)的温室气体排放，和狭义城市温室气体排放。我国地级以上城市基本都有较为完整的市域范围内的公开统计数据，因而可以支持城市市域排放清单的编制。着重考虑狭义城市温室气体清单，可以突出城市意义和特色，真正指导中国城市低碳发展，同时也提高中国城市与西方城市温室气体清单的可比性，有利于中国最大限度地借鉴西方城市低碳化发展的成功经验。
排放源的归属问题在西方城市比较显著，因为西方城市中的私人公司或者是私人入股公司占据绝大多数。因而西方城市处理排放源归属问题往往分为运行控制(Operational Control)和金融控制(Financial Control)两类。运行控制是受市政府各项政策法规直接管理的，但其经营和财务关系未必完全受当地市政府控制。而金融控制符合国际财务会计标准，即对于一个排放源实体具有完全的金融管理权利。中国城市温室气体清单可以以行政管辖为边界，即相当于西方城市的运行控制，符合我国城市对企业的管理和统计口径。此外，由于西方城市的行政自治和民主管理的特点，城市温室气体清单都分为全市排放清单(Citywide Inventory)和政府排放清单(Government Inventory)，后者属于前者，但单独列出。政府排放清单主要包括政府部门的用电、采暖、用水、交通、废弃物等，之所以单独列出，是因为全市和政府部门减排的措施有很大不同。对于政府部门的温室气体排放，完全可以采取强制手段进行减排，而对于城市水平的排放，政府只能通过政策鼓励或者财税刺激等市场方法，要想采取强制手段，必须通过地方立法，其操作和实施都较为困难[25]。这一点和我国倡导和实施的绿色政府比较相近，可以充分借鉴。
5.2 清单范围
清单范围是指清单所包括的温室气体排放过程，主要指本地排放和异地排放，即直接排放过程（本地排放）和间接排放过程（异地排放）。具体可分为三个尺度(见图3)。①尺度1：所有直接排放过程，主要是指发生在清单地理边界内的温室气体排放过程。②尺度2：由于电力、供热的购买和外调发生的间接排放过程。以用电为例，大部分城市的电力依靠购买或外调，所以并不直接产生温室气体排放，但可能所购电力来自火力发电，而火力发电产生温室气体，所以这部分温室气体算为城市间接排放。③尺度3：未被尺度2包括的其他所有间接排放。这一尺度所包括的范围很广，包括城市从外部购买的燃料、建材、机械设备、食物、水资源、衣物等等，生产和运输这些原材料和商品都会排放温室气体[25]。
建议中国城市温室气体清单需要同时包括尺度1和尺度2，暂不考虑尺度3排放。这样中国城市编制清单相当于采用了生产+消费的混合模式，即在核算清单时，首先核算城市直接排放（生产模式），然后将外调电力和供暖导致的温室气体排放计入城市本身排放（消费模式）。国际上绝大部分城市都是采用这一“混和”模式编制温室气体清单。
6 案例对比研究
选择北京市和纽约市，基于前文所述的城市温室气体清单原则和方法体系，对比分析两个城市的温室气体排放特征。根据前面所述的狭义城市，北京市包括城市建成区90%面积的区/县共6个，分别为东城区、西城区、海淀区、朝阳区、石景山区和丰台区。
本研究对比了2个城市的CO2排放水平。北京市市域的碳排放清单可以基于能源统计年鉴核算，但狭义城市的碳排放清单却缺乏数据支持，没有公开出版的北京市各区县的能源利用情况。因此，只能采用其它数据途径。欧盟和荷兰环保局联合开发了全球0.1°×0.1°(中纬度地区约10 km)温室气体排放空间网格数据库，当前已经更新至EDGAR version 4.1版本(2005年)，该数据库是迄今为止全球水平上空间精度最高的温室气体排放数据库。EDGAR排放源数据主要来源于IEA的排放点源数据库，比较全面地核算了区域空间CO2排放信息，非常有利于我们利用该数据计算狭义城市CO2直接排放水平。因此，基于EDGAR数据库，直接核算北京市2005年狭义城市的直接(尺度1)碳排放量为4 473万t。然而北京市狭义城市间接(尺度2)排放量的估算较为困难，只能基于北京市市域直接排放和间接排放的比例来推算。
根据中国能源统计年鉴[27]、北京市统计年鉴[28]和IPCC排放因子[29]，2005年北京市域CO2排放量为1.413亿t，其中直接排放1.012亿t，间接排放(电力调入量为357.69亿KWh时，2005年无热力输入)0.401亿tCO2，间接排放占直接排放的39.62%。其中，外调电力排放因子取值为1.120 8t CO2/MWh，该值来源于国家2007中国区域电网基准线排放因子中的华北区域电网电量边际排放因子OM(其计算数据基于2004-2006年《中国能源统计年鉴》)。根据北京市市域间接排放和直接排放的比例关系，以及北京狭义城市直接排放量，可以推算北京市狭义城市的间接(尺度 2)碳排放量为1 772万t。北京市和纽约市的温室气体排放对比见表1。
从表1可以看出，狭义城市的温室气体清单体系下，北京市和纽约市具有较好的可比性。纽约市的总排放量(尺度1+尺度2)略低于北京市排放量，人均排放量略高于北京市。较为显著的一点是，纽约市尺度2排放占总排放比例明显高于北京市的这一数值，这主要是因为纽约市内工业很少，主要能源消耗是电力和交通燃料。这也是西方发达国家城市的典型特征，即其低碳发展的主要方向都是建筑、交通、城市废弃物处理等明显具有城市特色的方向。北京市尽管在逐渐搬迁市内的重工业，但2005年依旧存在着不少工业企业。
7 结 论
城市温室气体清单体系的不完善和无法核算真正意义的城市温室气体排放，是我国城市温室气体排放研究的重要不足，直接影响我国低碳城市的积极、健康发展。借鉴和对比分析当前国际城市排放清单研究的主要方法，并对其进行梳理和筛选。选择主流和较为全面的方法体系，结合我国城市实际情况，确定我国城市温室气体排放清单的方法体系，是我国城市温室气体排放清单研究的首要工作。同时，考虑当前数据的可获取性，基于城市市域排放和理论模型，研究狭义城市的温室气体排放水平是一个重要的研究方向。
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Research on Greenhouse Gas Emissions Inventory in the Cities of China
CAI Bofeng
(Center for Climate and Environmental Policy, Chinese Academy for Environmental Planning, Beijing 100012, China)
气候变化的解决方法范文6
关键词：高压变电设备；污闪放电；防污监测；等值盐密测量法；泄漏电流在线监测法
中图分类号：TM85 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）27-0061-03
1 户外高压设备污闪情况概述
户外高压设备在湿润的气候当中非常容易发生设备污闪事故，从而影响设备的正常运作，增加了企业的运营成本和工作难度。近几年来，由于大气污染的日益严重及极端气候的不断出现，户外高压设备的污闪问题比以往更为严重。据调查报告显示，全国各地均有出现大面积的污闪事故，尤其是在沿海城市，户外高压设备常年被海风侵蚀，空气湿度高且盐分重，污闪现象十分严重。
除此之外，由于技术人员的忽视和缺乏重视，户外高压变电设备的绝缘配置并未随着环境的变化而调整，导致高压绝缘设备的抵御能力与气候要求不匹配，从而增加了事故发生的几率，需要受到电力企业和技术工作人员的重视。
2 污闪放电的机理
污闪指的是在一定气候条件下，电气设备外绝缘表面由于积污而产生闪络现象。在潮湿的沿海地区，当电气设备绝缘表面附着尘埃、盐分等污秽物时，湿润且盐分较高的海风使污秽物的可溶物质逐渐在水分中溶解，并在绝缘层表面形成一层导电膜，大大降低绝缘子的绝缘水平，在电力场作用下出现强烈放电的现象。污闪一般是由绝缘子表面积污、污秽层湿润和电压作用三大因素所引发的，污闪的形成是一个长期演变的过程，主要包括积污、潮化、电弧和闪络4个阶段，下面对沿海地区污闪的形成过程结合实际情况进行详细分析。
2.1 积污
积污指的是空气中的污秽物如尘埃、颗粒、盐分等通过自然界的力量积累于高压绝缘设备的表层并逐渐累积增多的过程。尽管绝缘子上的积污会被风力和雨水冲刷，但长期的设备运行，绝缘子上不可避免地会累积陈年污垢，并随着时间的推进而不断增加。
户外设备的积污是难以避免的，大部分的变电设备都暴露在户外，沿海地区比内地气候湿润，此地变电设备更是长年累月经受外界的侵蚀，加上海风和雨水的冲刷，使得污垢牢牢地依附在设备表层，给设备的运行带来了安全隐患。
2.2 积污表层潮化
干燥的积污表层对绝缘子的影响并不大，因为干燥的污垢并不会导电。所以处于户外运作的变电设备，在沿海地区潮湿湿润的气候影响下，很容易积污受潮，形成导电设置，发生事故。事实上，雨水的冲刷容易带走污秽物，并不是造成导电形成的主要原因。大气污染的日益严重和极端气候的不断出现，少量的雨水、常年的雾露浸润、积雪黏着与消融等都容易湿润污垢，使得电解质电离后在设备表层形成导电膜，从而引发事故。例如，近几年，东南沿海地区工业化的发展使工业和生活污染日益严重，加上近年来气候变化无常，气候变化本身就携带有一定量的污秽颗粒，在一定的湿润气候下，能够使原来干净的绝缘子顷刻间发生污闪，从而造成设备损坏和损失。
2.3 干区与局部电弧
当污秽处于长期潮湿的环境条件之下，沿绝缘子表面泄漏的电流便会大大增加。绝缘子表面污秽层和绝缘体棚形状的导电性决定了漏电流的大小。潮湿污染层会被漏电流产生的焦耳热逐渐干燥，干区会首先在大电流密集地区出现，干区的高阻力能够明显地减少漏电流，从而使得其他区域会继续受潮，因此其他地区所承担的压降也会逐渐降低，在干旱地区承担的压降增加，直到部分的弧线越过干区，再沿表面电流急剧上升，从而提高了电力事故发生的几率。
2.4 闪络的发生
当越过干区的整个干带电弧的弧根具有较高的湿度时，会导致干旱面积不断扩大，如果整个干区的压降不能有效维持电弧的燃烧，电弧便会发生自熄。同时，当干燥的污染层弧熄灭，泄漏电流不断降低，从而逐步使得设备重新暴露在潮湿的条件下受潮，设备便会产生新的干区和局部弧。电弧在向前发展的过程中，当每单位长度的电弧电压降低到小于弧的涂抹层单位长度比时，就会造成电弧的自动和迅速发展，直到两端的电极通过绝缘子发生闪络。
3 盐密对绝缘子污闪电压的影响
绝缘子表面污秽中可溶物主要指的是具有导电性的各种可溶盐类，一般用等值盐密度（，）表述，广泛用于表征外绝缘的污秽程度，是外绝缘选择的重要参数之一。对污秽绝缘子闪络电压的影响一般用下式表示：
式中：为闪络电压，单位为kV；A为与绝缘子形状有关的系数；为对的影响。由上式可知，随着盐密的增加，绝缘子的污闪电压下降。由图1可知，在不同（灰密）情况下，绝缘子污闪电压随着呈现明显的下降趋势。
4 防污监测手段
高压绝缘设备的防污检测手段有很多，如等值盐密法、泄漏电流在线监测法两种主要方法，这两种方法在沿海地区经常使用。
4.1 等值盐密测量法
这是很多沿海变电站都会实际采用的方法，通过定量测量可电离物质的电导性能来完成。其方法为：把实际污秽物、NaCl溶解于固定赋值的容积和温度下的同样两份蒸馏水中，通过适当的仪器分别测出这两种溶液的电导率。通过不断地改变溶液的量，找出NaCl溶液的电导率与污液的电导率相等时的容量，并把此NaCl的量（毫克数）除以绝缘子的表面积，即可得出所求的等值盐密。通过实验和理论推导得出，污闪电压U50%和等值盐密SE具有幂关系：U50%=KSE-P，，公式中K、P为常数，与绝缘子型号有关。
等值盐密法方法简单且效果直观，可操作性很强，但这种方法有很多的缺点。首先使用该法通常要拆卸绝缘子来完成实验，绝缘子表面的污秽物质容易在拆卸和运输的过程中因摩擦、颠簸等而造成部分损失，从而影响到测量结果的准确性；其次，此法是一种破坏性试验方法，需要清洗和采集绝缘子表面的污秽，这样就造成了结果具有孤立性，无法长期监测同一绝缘子的积污特性；再次，进行等值盐密法测量盐密时，需暂时停止线路或变电站的运作，人力、物力耗费较大，影响到电力企业的正常运作；最后，这一方法存在等价性问题，数据结果不够
精确，误差偏大，需要技术人员斟酌使用。
4.2 泄漏电流在线监测法
泄漏电流的在线监测法是指通过特殊的引流装置卡采集绝缘子沿表面的泄漏电流，在线实时测量输电线路上绝缘子串的泄漏电流，经计算求得一段周期内泄漏电流的峰值平均值、峰值最大值及大电流脉冲数，从而起到防污监控的作用。
多次试验研究表明，泄漏电流可以全面地反映气候条件、作用电压、绝缘子表面污染程度等因素的影响，并且闪络电压梯度EC和临闪电流IC之间有确定的关系，即使绝缘子表面污秽成分和结构形式不同，EC和IC的关系亦无很大差别，其关系表达式可用幂函数表示：
EC=AIC-b
式中：A、b为常数，此处IC是临闪前的最大泄漏电流，表示将要闪络的临界污秽度，其所对应的电压就是运行电压。此外，泄漏电流法对监测环境要求非常高，主要表现为相对湿度要求超过75%，不得在雨中进行测试以防止脉冲电流的产生，无法监测到实时准确的盐密数据，故而泄漏电流在线监测法较适用于南方地区和少雨地区。
5 变电站实际情况及可采取的应对措施
广东沿海地区位于海边的变电站，像避雷器、CVT及各种高压套管等户外高压设备，常年遭受夹杂着水分、盐雾、灰尘以及大量混凝土结晶的海风的吹袭和腐蚀，导致盐分在绝缘子表面逐渐累积，这种情况在湿润的气候下经常发生大面积的污闪事故。在一些盐碱地或工业、生活污秽严重的沿海地区，大量的风沙会夹杂着成分复杂的污秽以及碱性很强的红土，使电器设备的运行条件更加恶劣，污闪频发。
然而，污闪并非完全不可避免，我们可以通过采取措施来预防污闪的发生，下面我们介绍几类沿海地区常用的预防污闪方法。
5.1 喷涂憎水性涂料
采用防水涂料方法先进且成本较低，有比较明显的优越性。由于绝缘设备由亲水性材料制成，污秽物本身也吸收水分，根据这一特性，憎水性涂料具有憎水性并能够包容污秽物，污秽物落上后会被分解包围，避免污秽物被湿润，从而能有效地扼制泄漏电流，极大地提高绝缘子的防污闪能力。
5.2 清洗绝缘子表面
由于沿海地区的高污染环境使绝缘子表面附着大量污秽，所以对失效涂层用专用室温硫化硅橡胶（RTV）清洗绝缘子表面，能够有效恢复外绝缘抗污闪能力，防止设备外绝缘污闪。变电站应当定期清洗运行的绝缘子表面，用盐水冲洗户外绝缘子表面。在冲洗后，还要清抹绝缘子表面，除去一些大雨或者消防水冲洗难以去除的积污，从而提高沿海地区用电设备的抗污闪能力。另外就是带电清洗绝缘子，广东电网公司汕尾供电局也开展了绝缘子的带电清洗。绝缘子带电清洗装置主要由洁净水、绝缘水管、水泵、环形喷头、竖杆、横杆、升降机构与小车组成，其具有绝缘性能好、安全系数高、清洗效果好等优点，适合对棒型或柱型支柱式绝缘子在不停电的情况下用水进行带电清洗。
5.3 采用合成绝缘子
合成绝缘子具有轻巧、强度高、拉力强等特点，可媲美高强度钢材和高强度瓷，经常在沿海地区的基建设施当中使用。这种新型材料还具有较优的抗污闪性能和憎水性，在湿润气候下伞形波纹表面不会沾湿形成水膜，而是呈水珠状滴落，降低构成导电通道的渠道。此外，合成绝缘子具有自洁性，可4～5年清扫一次，非常实用。
6 结语
本文通过分析沿海地区高压变电设备发生的机理和成因，有针对性地提出管理策略和解决方法，旨在保证设备的安全平稳运行，提高沿海地区电力企业的运营能力，降低损失，从而提高电力企业的利润水平。
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