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氣候變化的解決方法范文1
國外最熱門的五大綠色職業
據國外媒體報道，2011年最熱門的五種綠色工作，即太陽能安裝、建筑改造、風力發電設備安裝、公共交通、電動汽車制造五個方面的工作。太陽能板安裝人員的平均起薪（年薪）為3.5萬美元；建筑改造工作人員的平均起薪在3萬至6萬美元之間；風力發電設備安裝人員的平均起薪在5.2萬至6.2萬美元之間；道路工程師的平均起薪為5萬美元；電動汽車制造方面的從業者的平均起薪在5萬至6萬美元之間。
4個最具潛力的綠色創業領域
在新興節能產業中，投資者可重點關注四大子行業：一是新能源汽車產業鏈，二是光伏發電和LED照明節能，三是智能電網，四是清潔能源技術、潔凈煤技術等。預計今后的創業、就業新高點會在這些地方。新興產業最大的風險就是估值比較高，技術變革的過程中大部分企業都會被淘汰。
最后一個熱門職業
一份英國政府的報告顯示，在接下來的20年里，由于受全球氣候變化的影響，最熱門職業列表將翻新，綠色農民、空間飛行員以及改良人體工程師將成為最熱門的職業。
隨著全球氣候變暖和能源危機加重，垂直農業技術將逐漸得到發展和完善，能夠使用和操作未來農業設備與管理綠色農業產業的人，將改變傳統農業對人才的要求。
對于未來的醫藥與醫學行業，由于科學技術和全球氣候變化的影響，這兩個領域的職業變化趨勢非常明顯。醫藥業將更多地依賴使用電腦和機器人，針對氣候變化引起的疾病的研究將成為主流研究方向，相關的藥物研究和基礎研究都將圍繞“人適應環境”這個主題。而醫學界主要是向人體器官改造方向發展。可以預見：新器官和四肢制造技術將會成為現實，這就意味著需要“制造身體零部件”的工程師；隨著攻克人體致命癌細胞的納米技術的開發，納米醫療工作者也會是人們夢寐以求的工作。
除了新類型工作外，老領域也會推出新種工作，這也是受到了環境和科技的影響。如：隨著環境污染的加重，未來可能會出現給環境保險的職業；全球變暖導致瘟疫變種，檢疫人員也會成為熱門職業；地球環境最終不能適應人類生存，那么太空飛船飛行員就將成為“最后一個熱門職業”。
歐盟綠色經濟計劃創造600萬就業崗位
2011年2月，波茨坦氣候研究所以及英國劍橋大學的一項調查報告表明，歐盟到2020年的綠色氣體排放量將從20%增加到30%，這將增加近600萬的職業機會，推動下一個十年大約5000萬億歐元的GDP增長。
氣候變化的解決方法范文2
關鍵詞:氣候變暖；森林碳匯；碳源；科學管理
中圖分類號] F326.25 ［文獻標識碼］ A 文章編號: 1673-0461（2011）04-0031-03
全球氣候變暖是當前人類共同面臨的嚴峻挑戰，各個國家和地區為了積極應對氣候變暖都加強了應對政策和解決方法的研究。世界公認的解決全球氣候變暖問題的主要途徑有兩條:一是直接減排,又稱工業減排,指通過工程措施減少溫室氣體的絕對排放量。直接減少排放源意味著減少國家工業、交通和運輸部門的能源消耗,或者通過技術更新和改造提高能源效率。這樣的做法,或者阻礙了經濟發展,或者要付出高額的成本。二是間接減排,又稱生物減排,即通過對以森林為主體的生態的保護和建設,發揮森林生態系統固碳的特殊作用,來抵消溫室氣體的排放。[1] 森林植物通過光合作用吸收CO2，放出氧氣,把大氣中的CO2以生物量的形式固定在植被和土壤中,這個過程和機制實際上就是清除已排放到大氣中的CO2。因此,森林具有碳匯功能。而且,通過植樹造林和森林保護等措施吸收固定CO2，其成本要遠低于工業減排，并且還具有多種生態效益和巨大的經濟、社會效益。
一、森林碳匯對應對全球氣候變暖的重要作用
（一）森林與氣候變化有著直接的聯系
森林具有碳匯和碳源的雙重特性。森林在生長過程中通過光合作用吸收大氣中CO2合成有機質, 并以森林生物量的形式貯存有機碳, 從這個意義上講森林是大氣CO2的碳匯。同時森林植物的呼吸作用、枯枝落葉凋落后回歸土壤, 經土壤動物和微生物分解后會向大氣中釋放部分CO2， 另外森林如果遭受火災、病蟲害和毀林等破壞后也會向大氣釋放出已經固定的碳, 成為大氣CO2的源。即森林可以作為溫室氣體的儲藏庫和吸收源，又可能因毀林、森林退化、火災等，成為溫室氣體的排放源。
20世紀70年代后期開始發表的大多數研究結論認為，由于全球森林受到破壞，森林正向大氣釋放它過去儲存的碳，成為大氣CO2的一個主要排放源。在過去20年中，全球森林資源銳減，全球森林吸收溫室氣體的能力已經下降40%，不但減弱了對大氣中CO2的吸收，在引起全球氣候變化的溫室氣體排放中，有15％至20％是毀林導致的碳排放，因此森林反而成為導致全球氣候變暖的重要因素之一。
（二）森林碳匯在溫室氣體減排方面的優越性
森林吸收CO2投入少、成本低、簡單易行，公眾參與程度高，綜合效益好，特別是具有保護生物多樣性、涵養水源、保持水土、促進農民增收等優勢。
1. 潛力大，見效快
森林經營、造林和森林更新均可以短期內大量增加生物固碳量，甚至增加森林土壤的固碳量。阻止全球現有森林減少趨勢，就是較大量的減排，如果把全球每年毀林面積減少一半，就相當于每年減排CO2 24億噸。造林就是固碳, 護林等于減排。
2. 森林碳匯技術簡單，易傳播應用
可持續的森林經營、造林和森林更新已是現成技術，也早已被廣大的森林經營者和林業管理者掌握和應用，只需要簡單的業務培訓與技術推廣，在森林碳匯政策支持下和市場機制作用下，森林碳匯的經營與管理技術就能夠迅速在世界各個國家傳播應用。
3. 成本低，對經濟增長影響小[2]
研究表明，通過植樹造林吸收、固定CO2，其長期單位成本遠遠低于通過工業產業升級、利用工業污染治理減排的成本。森林碳匯對經濟增長影響小。采用森林碳匯減排對國民經濟發展影響相對較小，甚至在局部地區有利于區域經濟增長。這也是近些年森林碳匯日益受到國際社會普遍重視的一個主要原因。
二、影響森林碳匯的因素
（一）森林采伐和毀林對森林碳匯的影響
目前森林破壞（主要是毀林和采伐）已成為繼化石燃料燃燒后致使大氣中CO2濃度增加的第二大人為排放源。人類在經濟社會發展過程中對森林資源的獲取和利用最主要的手段就是采伐森林，獲取木材資源。另外，毀林引起的土地利用變化，對森林生物量和碳儲量的影響巨大。很多研究表明,當林業用地轉化為農業用地或其他類型用地后,其植被和土壤碳庫儲量會顯著減少，減少的強度和速度主要與轉變的土地利用類型、面積、轉變發生的時間及轉變區域的氣候特征有關。
（二）森林面積對森林碳匯的影響
森林固碳潛力的發揮主要是靠不斷增加森林造林面積、提高經營水平，同時避免原有森林的破壞來實現的。但土地面積是有限的，遲早會面臨土地資源緊張的困境。因此，當造林面積達到一定程度時，只能通過加強對現有森林的管理來增加森林碳儲量，促進森林對大氣中CO2的吸收、緩解氣候變化和全球變暖。但這樣也存在著一個瓶頸的問題，森林管理質量的提高也是有限度的，所以森林碳匯的作用也是有限的。
（三）森林災害對森林碳匯的影響
森林由于自然或人為原因常遭受火災、病蟲害、風暴和雪崩等干擾。森林火災是各種干擾中對森林影響最大的因子，有自然因素，也有人為因素。全球每年森林火災面積約為0.1億hm2，占全世界森林總面積的0.2%～0.3%，排放的CO2量約為3，135×106噸(碳)，占全球所有源排放量的45%。森林病蟲害是繼森林火災后對森林資源危害的第二大干擾因子。
三、我國森林碳匯存在的問題
（一）森林經營管理水平低下導致森林碳匯潛力難以發揮
經過近10年的重點林業生態工程建設，我國的森林面積快速增加，從森林覆蓋率、森林面積和活立木蓄積量等統計指標來看，在總體上均呈上升趨勢。但我國森林科學經營管理水平不高，森林質量低下等問題仍然嚴重。天然林破損嚴重，人工林可持續經營管理不夠，全國約有1億畝人工林為低產林，生態脆弱、生產力低下，通過森林固碳減緩氣候變化的潛力難以發揮。
（二）森林生態效益補償偏低
在我國，針對不同所有權的森林，國家實行不同的森林生態效益補償基金，而且無論是什么性質所有權的森林，森林生態效益補償基金都較低，根本無法對森林保護產生積極有效的作用。根據地域、區位、地類和質量以及不同經營主體的公益林，其管護成本和生態價值是不相同的，在資金投入方面存在很大差異，而國家補償標準卻是統一的，難以適應實際情況，無法調動經營主體的積極性。
（三）公眾對森林碳匯的了解還遠遠不夠
氣候變化已逐漸被公眾所認識，并親身體會著氣候變化對我們每個人日常生活的巨大影響。但是森林碳匯、碳匯林業、《京都議定書》中的發達國家與發展中國家之間的碳貿易等諸多新名詞和氣候變化與森林的關系，還是鮮為人知的。雖然我國已經實行義務植樹造林很多年了，但如果人們能更深地了解植樹造林與應對氣候變化、節能減排之間的密切聯系，那么人們植樹造林的積極性一定會高。
四、完善森林保護管理，增強我國森林碳匯能力
按照環境庫茲涅茨曲線假說（EKC），人均溫室氣體排放與收入之間可能會出現近似倒“U”型曲線的關系，中國目前正處于這一曲線的爬坡階段，而基于這一情景假設，即便選擇“強化低碳”情景，中國的碳排放也需要在2030年～2040年始達到頂點。這意味著在應對全球氣候變暖這一問題上中國將承受越來越大的國際壓力。[3] 因此，在建設資源節約型、低能耗、低排放型社會的同時，增強我國的森林碳匯能力，是增加我國應對氣候變化能力的有效手段之一。
（一）實施科學的森林管理措施, 提高森林資源質量
1. 碳保護
通過控制和減少森林采伐，加強自然保護區內森林資源保護，改變現有采伐收獲方式，提高木材利用率，積極采取措施加強對自然或人為干擾如病蟲害、火災等的預測預報及應對，保護好現有森林的碳儲量。
2. 碳吸收和貯存
通過造林再造林增加森林面積，延長輪伐期，改變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，保護和改造次生林及其他退化的森林，增加經久耐用的木材產品，從而增加森林碳儲量。
（二）加強森林的可持續管理
在我國這樣一個人口眾多，人均森林資源較少的背景下，必須以可持續森林經營為指導，實施森林分類經營，加強從森林的培育、管護到采伐的過程管理，提高成林率和科學經營管理水平，實現森林管理的科學化和規范化。
實施森林可持續經營必須建立激勵制約機制，提高森林經營單位的主動性。森林經營工作制約因素很多，資金、限額以及傳統的觀念等都是重要的制約因素，在爭取國家支持的基礎上，制定合理的政策措施，建立起激勵制約機制，充分發揮森林經營單位和個人自身的能動性和積極性。
（三）建立林業保險制度降低生產風險
自然界中所發生的降雨、閃電、極端溫度、火災、病蟲害、洪災、旱災、颶風、火山噴發、地震以及泥石流等自然災害都會使森林的碳貯量部分或全部發生逆轉。因此，從林業生產的長期性，自然災害對森林影響的嚴重性，有必要通過建立林業保險制度來降低生產者需要承擔的風險。林業保險實際上是一種促進林業發展的制度，有別于一般的商業保險，應走政府主導，強制性與自愿性相結合的發展模式。[4]
首先，政府要對林業保險制度給予大力的財政支持。對于參保的林業生產實體尤其是林農，政府應給予一定的財政補貼，而且參保標準越高，給予的補貼越多；對于從事林業保險的經營實體，政府除給予適當的補貼外，還應通過再保險業務對其提供必要的支持。
其次，實行強制保險與自愿保險相結合，提高參與率。在自愿保險的情況下，林業保險市場很可能會產生嚴重的逆向選擇行為，造成林業保險市場的萎縮和政府財政負擔過重。因此林業保險必須走強制保險與自愿保險相結合的道路。強制性表現在只要林業生產達到某一面積標準，林農或經營實體就必須參加保險。自愿性則體現為保費標準、賠償方式的選擇上是自由的。
（四）其他森林管理措施
通過森林管理措施增加森林生長量和碳密度,使森林表現為碳匯功能是新形勢下對森林管理提出的新要求。通過延長森林的采伐作業周期,加強森林資源的撫育間伐管理,使森林具有合理的林分密度, 促進森林生長,可以增加森林的實際生物量和碳儲量。加強林產品的循環再利用,延長各種木制品的使用壽命,從而減少對森林采伐的需求,也可間接增加森林的碳吸收,延緩空氣中CO2濃度的升高。
加強森林火災和病蟲害管理,提高對各種自然和人為干擾的預測預報能力，減少對森林的破壞和損失,保護好現有森林資源,是增加森林碳匯的又一個重要途徑。
基于我國生態功能區劃，因地制宜，強化森林經營管理，科學地、有目的地調整森林的樹種組成和齡組結構，運用科學的撫育措施，穩步提高森林質量，可以大幅度提高我國森林生態系統的固碳能力。
[參考文獻]
[1]董培田，李 峰，楊素清，王立剛.發展碳匯林業，應對氣候變暖[J].防護林科技，2010，1（1）：73-74.
[2]黃 東.森林碳匯：后京都時代減排的重要途徑[J]. 林業經濟，2008（10）：12-15.
[3]王 巖，李全修.后京都時代中國基于AFOLU活動的碳匯市場展望與政策建議[J]. 廣東社會科學，2009（6）：57-63.
[4]王 見，文 冰.我國“非京都規則”森林碳匯市場建構研究[J]. 中國林業經濟，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)
氣候變化的解決方法范文3
【關鍵詞】河流泥沙 水文方法 Mann-Kendall檢驗法 小波分析
1我國河流泥沙現狀
我國是水土流失最嚴重的國家之一，水土流失面積占我國總面積的38%以上，大量的水土流失不僅造成土壤退化嚴重，而且也使得河流泥沙含量變大，全球多年平均輸沙量大于100×106t的河流有25條，中國就有9條。這些泥沙在中下游江河湖泊的淤積與近年來頻發的大范圍洪澇有直接關系。
近年來.我國各流域洪水災害普遍出現“小流量高水位”的現象，同流量下水位不斷抬升，并呈逐年加重趨勢。小水大災、災害頻率加劇，損失重大。事實說明，除人類活動影響及防洪意識、防洪工程建設和防洪管理等方面依然欠缺外，泥沙問題是加劇洪水災害的直接原因。河流具有輸沙能力，水流、泥沙交織在一起，相互關聯，相互依存，突出表現為大區域內泥沙輸移規律改變引起不適當位置的累積性沖淤。人們通常只認識到洪水災害的嚴重性，卻常常忽視泥沙對洪水等自然災害的影響，其實，泥沙輸移是造成河道行洪能力惡化的主要因素。河流是一個動態的反饋系統，河床和水流以泥沙為中介互相作用，河流局部水沙條件變化時，容易導致泥沙輸移狀態的改變，從而引起河流內更大范圍水沙狀態的調整，甚至促成和加劇洪水災害。而且，泥沙具有累積效應，由于近年來植被破壞、氣候變化等影響，流域生態環境惡化，水土流失嚴重，使得泥沙輸移狀態更容易誘發并加劇洪災。從目前來看，河道、水庫泥沙已經成為制約經濟發展的難題之一，是我們面臨的一大科學難題，因此，要更近一步的揭示水沙關系的特征以及求相應的解決方法是泥沙研究的第一步。對水沙的時空演變特征的研究，對有效應對區域、流域水沙帶來的災害問題有著重要的意義。
2水文學研究水流沙的方法
水沙關系具有豐富的內涵和外延，涉及到水文學、水力學、地理地貌學及社會經濟學等多學科的交叉問題。由于我國水土流失比較嚴重，近年來因泥沙輸移變化引起江河水沙災害加劇的現象也越發嚴重，開展水沙相關規律研究，無論在理論上還是在實際應用中，對保護生態環境、防洪減災及河道科學利用都具有十分重要的意義。
20世紀后期以來，由于氣候變化、大型水利工程修建、城市工農業生活用水的增加及水土保持措施等因素影響，對水資源利用迅速增加使得許多河道來水來沙變化過程更加復雜。研究河段水沙變化特征及原因，對于揭示該河段水沙變異和河床演變機理十分必要。
首先，使用Mann-Kendall檢驗法分析各站點水沙變化趨勢及突變點，Mann-Kendall檢驗法是世界氣象組織推薦并已廣泛使用的非參數檢驗方法，該檢驗方法不需要樣本遵從一定的分布，也不受少數異常值的干擾，適用于水文、氣象等非正態分布的數據，計算簡便，可分析徑流、輸沙量等要素的趨勢變化；利用線性回歸法進行趨勢分析，并進行顯著性檢驗。
然后，對于變化周期的研究中，水文學研究的對象一般是與時間序列緊密相關的實際觀測資料，如降雨、徑流、蒸發等。水文資料本身具有復雜性和不確定性等特點，同時水文又是一種自然現象，所能觀測搜集到的資料相對較少，信息量十分有限。常規方法很難對其發展變化規律進行細致入微的分析。小波分析的出現，以其多分辨率的特性，擴展了學術研究的范圍，不僅可以大體上把握數據系列的變化趨勢，而且能夠對其細節進行深入分析，充分挖掘其蘊含的信息與規律。2005年，王文圣、黃偉軍、丁晶提出水文時間序列分維數的估計方法，該方法以連續小波變換的理論基礎，研究結果表明該方法是可行的。
總之，小波分析的出現及其與各種現論和方法的結合，從多方面揭示水文系統的變化規律，從而為水資源的合理配置、水庫的運行調度、水文分析計算、水文循環規律等提供了更多的指導和依據。
3兩種方法取得的成果
河流水沙關系的變化是反映流域的生態環境特征、水土流失的程度及人類活動變化的指標，河流水沙變化對流域經濟、社會發展都具有十分重要的影響。通過Mann-Kendall檢驗法可以針對某一條河流分析出輸沙率較大的地段，然后進行調整使水沙關系相協調以及輸沙量的突變時間節點，小波分析方法的應用可以判斷出河流是否有多時間尺度特，輸沙量的長周期比徑流量周期相比較，判斷出水、沙周期的規律和關系，從而科學的處理徑流和泥沙的關系。
總之，河道泥沙也需要從經濟學和管理學方面研究，綜合性的對河道進行科學有效分析，對水沙的時空演變特征的研究，對河道的治理開發意義重大。使河道實現可持續管理，使河道防洪、排澇、灌溉、供水等功能正常發揮，由此產生的經濟效益、生態環境效益和社會效益將是不可估量的，人們的生產條件和居住環境得到有效改善，實現“水清，河暢，岸綠，景美”的美好愿望。
參考文獻：
[1]李義天，鄧金運，孫昭華，等.河流水沙災害及其防治[M].武漢：武漢大學出版社，2004.3.
[2]王文圣，黃偉軍，丁晶.基于連續小波變換的徑流分維研究[J].水利學報，2005.
氣候變化的解決方法范文4
關鍵詞：水文科學 機遇 挑戰
水文科學的發展要結合我國全面建設小康社會的目標來發展，要基于我國社會經濟的發現現狀來發展，要借助于我國可持續發展的戰略決策來發展。水文科學的研究是為了實現人口、資源、環境的協調發展。由于水是人類賴以生存的的自然資源，是國家經理建設與人民生活中不可或缺的基本資源，由此水資源的重要性可見一斑。水文科學是研究地球上一切與水有關的所有科學領域的學科，關系到社會經濟發展與人類的生存發展問題，是一門涉及面廣博且具有重要價值的科學性學科。然而水文現象復雜繁多且其在時間尺度與方向上都具有不重復性，有時還會有空間方面的變異性，這些問題使得我國相關部門對水文科學的研究要更加細致與全面。
1.水文科學的概況
1.1水文科學的基本內容
水文科學作為一門研究水的學科，對水的形成、循環、時空分布、化學性質、物理性質進行相關研究。不僅如此，水文科學還要對水資源的開發利用、水資源的保護、水旱災害的形成等方面予以探索。水文學科的研究領域非常廣泛，它不但涉及水量的研究，還還涉及水質的研究。不但涉及當前水情變化規律的研究，還涉及地球上水的生命史及其未來發展的研究。不但涉及生態環境方面的研究，還涉及水利工程方面的研究。
水文學科中最基本的兩大基本規律是水文循環與水量平衡。在我們所生存的地球上，各種水體通過水文循環緊密地聯系在一起，因而水文循環是水文研究的重要內容。
1.2水文科學的形成過程
水文科學是一門又古老又年輕的學科。其研究可以說從公元前三千多年前就有跡可尋，當時古埃及就在尼羅河畔勘測水位。在我國公元前一千四百年前后， 殷墟甲骨文中早已出現了有關降雨和洪水的相關記載，后來我國古代人民開始采用測雨器來觀測雨量，繪制降水量的等值線圖。法國文學家在一七七五年發表明渠均勻流公式。德國的水文學家沃爾特曼在一七九零年發明了流速儀。以上取得的成果都表現為水文科學的萌芽階段。
水文科學的迅速發展時期是十九世紀牛頓力學的古典科學得到快速發展階段，該科學的發展帶動了水文科學的迅猛發展。作為一門涉及面廣博的學科，水文科學逐漸形成了自身的一套系統。在二十世紀前半葉，由于生產力的不斷發展，人們越發希望能夠對洪旱的基本變化規律予以掌握，以此來建造水利工程造福百姓。直到一九五七年愛爾蘭的水文學家納西對瞬時單位線的物理機制進行了深入分析，并且用數學語言描述了流域的匯流過程，這些相關理論的提出使得許多水利工程的管理更加地科學化與合理化，同時也奠定了工程水文學的基本內容。當前很多工程水文學的許多內容就是因為該階段優秀理論的提出而產生的，正因為這些優秀理論的影響使得許多的措施在工程水利中被普及開來。二十世紀后半葉，各國的經濟水平都有了很大的提高，大多數國家對水文科學的重視度大幅度提升。因為計算機領域進行了信息技術的革命，對的現代科學技術飛速發展起到了極大的推動作用，與此同時，水文科學領域也得到了極大的發展。
引人注目的是在1965年啟動了國際水文十年，并在十年之后全面實行國際水文計劃。目前該計劃已經進入了第七階段，世界各國的水文學家進一步加強了合作，許多新的理論方法不斷涌現。然而從學科的發展方向來看，近幾十年來，正是因為各國經濟社會的發展，與水資源有關的各類水問題不斷出現并有加劇趨勢，我們的生存環境受到了很大的威脅。針對這些現象的發生，產生了以研究水資源短缺問題為核心的水資源水文學、以研究水環境為核心的環境水文學、以研究生態問題為核心的生態水文學等等相關水文學。由于全球氣候變暖，又產生了以研究氣候變化對水循環的影響為核心的全球變化水文學，該文學而今已經成為了世界各國水文學界研究的熱點。我國相關部門在政府的倡導下也積極參加各種關于水文學的國際項目與活動，在一些突出領域加大了工作量，并對其展開大量的深入研究，因此取得了比較不錯的成果。
綜合以上的闡述不難看出水文科學研究的領域正在不斷擴大，與人類的關系越加親密，在社會研究領域的地位也越發重要。這些正是印證了水是生命的起源，萬物皆由水衍生而來。
1.3水文科學的發展情況
隨著信息技術時代的到來和某些新理論及邊緣學科的作用，水文科學的研究也在快步前進。尤其是人口問題、水資源短缺問題、水環境惡化問題和氣候變化問題的催化作用，使得水文科學的研究問題更加被廣泛關注。不但是我國開始重視這一方面內容，世界上的許多國家也在該方面大花心血，國際活動頻繁起來，我國的水文學家及相關工作人員或專業人員也積極參與到國際活動的交流與合作中，展開了許多具有深遠意義的研究工作，極大地促進了水文科學的變革與發展，進而推動水文科學的現代化進程。關于水文科學當前的發展狀況，大致分為以下幾點：
（1）國際交流合作越加頻繁。
自國際水文計劃實施以來，聯合國教科文組織與世界氣象組織就為此召開了許多水文國際會議。因此國際水文計劃是圍繞水文科學研究與教育的國際性的全球性計劃，對水文學進行國際培訓與知識傳播，提高各個國家政府及相關人員抑或是人民群眾對水文科學的認識。國際水文計劃的重心在于應用水文學和水資源的調查評價、開發利用、管路保護及人類活動對水資源的影響，為的是幫助解決水資源問題和與水有關的社會經濟問題。
水文科學的研究不僅僅局限于認識水文循環的物理過程，還需要研究對水文循環的生物控制及氣候、水文和環境之間的相互作用，進而深化對陸面生態系統的影響，對全球氣候變化的影響等，最終實現人類可持續發展的目標。目前生態水文學已經成為了近代水文學發展的一個重要方面，其內容涉及了土壤、大氣、植被、河流等許多因素。二十一世紀初，關于水文科學的發展，國際水文科學協會組織并發起了全球范圍內針對水文科學發展的大討論，而后許多國家相繼成立了相關研究機構來推進水文科學的研究工作。
（2）水文科學研究的相關領域。
首先，水文循環與生物圈的相互作用。以前的水文研究側重于考慮水量的自然化，而今的水穩研究要側重考慮生物圈與人類活動之間的相互作用，注重陸地生態水文環境與空間格局的變化規律的問題。
其次，氣候變化與水環境的相互作用。以前的水文科學認為在陸地上整個體系中水文循環的平均值是不會改變的，對于年徑流量的漲退現象則視為階段性的波動。而今的水文科學的研究意識到一個系統中的水文過程并不總是處于平穩狀態，是會出現不同程度的變化的，陸地上的生態系統對大范圍的水文循環具有很大的反饋協調作用。
最后，人類活動與水環境的相互作用。隨著社會經濟的發展，土地利用、植被覆蓋和碳循環的問題十分突出，水文循環與生態系統之間的聯系與作用因為人為因素的干擾而受到了很大影響。因為土地利用變化十分劇烈，城市化進程加快，許多地方的河道遭到了圍墾，湖泊也因為經濟因素而受到填埋。河道、水域等許多自然生態屋被現代化改造，水文環境一下子就被迫改變。水文循環的過程是復雜交錯的，不但與陸地表層的各種自然要素的分布密切聯系，還與土地利用等關聯密切。自然變化與人為因素雙重影響下的水文循環開始變得紊亂無常，許多難以預料的災害也因此而出現。
2.水文科學研究的趨勢與特點
2.1研究領域趨向廣泛
結合當前現狀，當代水文科學的研究領域將會不斷擴大，研究的問題也會越來越復雜，還會遇到來自各方面的確定與不確定因素干擾。研究規避水文循環過程中的基本規律與不可測的突發問題是一項艱巨而具有挑戰性的任務，因而在研究的過程中要學會利用其他相關領域的理論知識或規律輔助，來幫助解決水文科學領域的相關疑難。
2.2注重研究的整體性與系統性
由于地球上的不同圈層之間都有著緊密的聯系，因而改變其一就會影響到其他所有圈層的動態規律，所以在預測未來的發展情況時，要從水文循環和轉化的物理關系上來分析氣候變化與生物作用對人類活動的影響。針對水文科學的研究也不能局限于某一技術的應用，而要結合地理信息系統、衛星遙感等技聯合起來術對其進行全方位的研究。
2.3與人類活動關系更為緊密
實際上說來，對水文科學進行深入研究的根本就是為人類服務的，是為了解決社會發展過程中的用水問題，是為了解決生存環境中的水循環問題，是為了更好地落實可持續發展的戰略決策。
3.水文科學研究的問題與相應措施
水文科學的研究是由于社會需求的存在而產生的，人類的需求決定了其研究方向與進程。社會發展對水文科學的需求主要表現為防洪減災、水資源的開發利用、生態環境的保護和社會經濟可持續發展等方面。目前我國水文科學的研究領域還存在著諸多問題亟待解決，其中比較突出的有水旱災害的監測與預報技術比較落后，可提供依據的水文研究資料比較稀少，區域性水文研究和關于不同水體的研究不平衡，水文基礎研究薄弱，水文基礎信息匱乏等等。
3.1水文科學研究中出現的相關問題
3.1.1防洪減災中的問題
氣候變化會造成水旱災害更為頻繁，防洪減災已經成為了我國政府必須解決的社會環境問題。我國處于東亞季風區，大多數的地形自西向東傾斜，對洪水的形成與匯集具有促進作用。加之植被覆蓋率小、水土流失嚴重等問題，使得我國的洪澇災害嚴重而復雜。因為人類盲目追求經濟的發展而忽視了環境的反作用，致使流域的水體分布不均、循環受礙。
3.1.2水資源的開發利用問題
水文科學的研究是為了促進水資源合理安排與利用，為了有效保障水資源的安全，進而保障糧食安全和生態環境。為了實現水資源的可持續利用，必須要保證水資源的開發利用的總量不得超過水資源的再生能力，相關部門必須要展開水資源形成與演化的研究。我國因為干旱而造成的農業方面的損失不容小覷，這些問題對于我國的可持續發展有著嚴重的威脅影響。雖然我國在干旱發生發展機理研究方面做了許多工作，但是卻沒有從根本上解決問題。因為我國將旱澇規律研究大多著眼于水文氣象變化規律的研究方向上，難以解釋干旱形成的物理機制，因而在針對干旱問題上還保留了大量的疑難殘余。
3.1.3水資源的可持續利用問題
水資源的地區分布不平衡導致區域性水資源短缺，在水文科學研究的過程中，水資源合理配置與科學調度中的許多關鍵性問題至今仍未解決，我國當前還沒有形成跨流域調水的規范技術體系。
3.1.4生態系統問題
我國的生態系統因為城市化進程的影響而遭受了很大的打擊，各種生態問題因為難以得到良好而及時的解決而變得越發嚴重。人類活動促使水的分布及運動更加不合理與不規律，甚至導致了水土流失、土地荒漠化等。
3.1.5江河治理問題
針對江河治理的過程中，我國相關部門只是采取非常片面的手段，將目光局限于經濟與工程上，專注于局部河段的治理，因此未能取得非常良好的效果。江河治理的地學基礎是江河治理過程中人與江河互相作用的地學，包含了地質面貌、水文氣候和流域自然地理等因素。人類根據自身意愿通過不同方式和不同程度作用給河流，這種影響漸漸將河流的相關特性改變。
3.1.6工程規劃問題
社會發展的進程中，因為人類活動的不顧后果，使得水文系統嚴重受損，給水利工程方面數據采集帶來極大難度。
3.2針對水文科學研究問題的解決方法
3.2.1為防洪減災提供支撐
防洪減災問題需要水文信息與知識的支撐。從理論的角度上講，理應加深對洪水形成規律的研究。從技術的角度上講，理應強化水文信息的采集、傳輸、預報、調度與決策。從實踐的角度上講，理應加大非工程措施的水文依據的研究。
3.2.2為水資源的可持續利用提供基礎
水資源的可持續利用是推進社會發展的動力，是人民正常穩定生活的保障。從理論的角度上講，理應加強水資源形成與演化機理的研究，加強全球變暖條件下對水資源的影響的研究。從實踐的角度上講，理應加強水資源評價與水資源開發利用的研究。
3.2.3為生態環境保護提供服務
生態安全與環境的保護需要提供相關水文知識的服務。從理論的角度上講，理應揭示水對生態安全與環境保護的影響。從實踐的角度上講，理應根據自然條件下采用不同的研究方法。
3.2.4為江河治理提供依據
江河的治理過程需要提供具體的水文依據。從理論的角度上講，理應揭示河流發育演變的地學基礎。從實踐的角度上講，理應充分考慮江河的實際情況，制定合理可行的改進措施。
3.2.5為人類活動提供警告
根據人類活動給水文系統造成的劇烈影響，應當加強人類活動對水文條件的影響，加強水文分析計算途徑與方法研究。
4.水文科學研究的機遇與挑戰
水文科學對我國社會的可持續發展與人民安居樂業有著十分重要的作用，我國相關部門重視水文科學的研究與發展，在其中投入許多人力物力財力，并且引進先進的理論方法來支持水文研究。
從開始到現在，我國的水文科研已經與國際接軌，而且還適當地融入到教育事業中去，使得兩相領域相輔相成共同發展。除此之外更重要的是，我國的水文科學發展將要在社會發展的進程中面臨許多不可預測的事情。這些不可預測對于我國來說既是機遇又是挑戰，因此我國應該及時抓住機遇，勇于面對挑戰。
4.1充分利用國家相關資源
根據我國當前的水文科學研究現狀，要充分發揮與利用我國先進的相關資源。我國已經設立了部級水文資源重點實驗室，而且還實行了“211”工程建設。我國政府應當充分抓住該機遇，啟用相關高技術人才，聯合國際相關機構并結合我國發展的實際需要來開展水文科學規劃的科學研究。重點對水文基礎研究、水文應用基礎研究和水文科學人才等教育與培養方面進行大規模的操作與規劃，實行具有我國特色的水文科學研究。
4.2結合國家發展需求
我國制定了水文科學研究的發展規劃，在該規劃的引領下，結合我國“十五”的發展需要，利用全國水文研究機構共同協作，開展國家級重點基礎項目研究。通過這些方式來促進我國水文研究人才的溝通交流，進而推動水文科研的進步。
4.3鼓勵成果共享
從長遠的角度來看，我國應當積極鼓勵水文人才與水文成果的國際化交流，將我國研究出來的先進理念同世界上的其他國家進行交流合作，積極參與各國的合作性水文項目，促進我國水文學科基礎與應用研究的發展。
4.4培養高技術人才
為了我國水文科研的進步與發展，要從相關研究人員的綜合素質抓起，重視水文科研高層次人才的培養。
5.總結
社會科學技術的不斷進步，生產實踐的日益深化，水文科研涉及的領域已向多元化發展。在接下來的研究發展中，水文科研將在應用層面加大研究力度。健康可持續的水文循環是支撐社會不斷前進的保障，是人類幸福生活的堅實基礎。
參考文獻：
[1]徐宗學. 水文科學在北京師范大學：回顧、機會與挑戰[J]. 北京師范大學學報（自然科學版），2009，Z1：463-468.
氣候變化的解決方法范文5
作者簡介：蔡博峰，博士，副研究員，主要研究方向為溫室氣體清單和低碳發展。
摘要
介紹城市溫室氣體排放特征和國際城市溫室氣體清單研究進展，研究了全球城市化和城市CO2排放的強正相關性，以及中國城市清單方法研究起步較早但發展緩慢的特點。分析了城市溫室氣體清單相對國家清單的特征，即城市清單編制往往采用消費模式，區別于國家清單的生產模式；國際城市清單中往往包括了由于外調電和供暖產生的CO2排放，同時城市溫室氣體清單編制靈活性和針對性更強。針對我國城市溫室氣體清單研究的不足，提出了我國城市溫室氣體清單方法，強調中國城市采用尺度1+尺度2的范圍，暫不考慮尺度3的范圍，即生產+消費的混合模式，并且在城市市域溫室氣體排放研究的基礎上，加強狹義城市溫室氣體排放水平的研究。選擇北京市和紐約市，對比分析了兩個城市CO2排放特征，結果顯示，在確定的清單體系下，北京市和紐約市具有較好的可比性。紐約市的總排放量(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。
關鍵詞 城市；溫室氣體；清單；尺度；狹義城市
中圖分類號 X321
文獻標識碼 A
文章編號 1002-2104(2012)01-0021-07 doi:103969/jissn1002-2104201201.005
城市溫室氣體排放的快速增長成為全球溫室氣體排放上升的重要原因[1-2]。城市不僅是溫室氣體排放的關鍵源和絕對主體，同時也受到氣候變化的嚴重影響。由于城市人口、資源和基礎設施相對集中，氣候變化的不利影響最可能出現在城市地區[3-4]。城市是創新與技術的熱點，也是制定許多世界性難題解決方法的地方。由于城市人口密集、經濟發達，因而城市低碳發展具有很強的示范效應。城市在應對全球氣候變化和溫室氣體減排方面發揮著決定性的作用。
發展低碳經濟和低碳城市，是全球積極應對氣候變化和城市可持續發展的必然選擇。低碳城市的前提是清晰、準確地掌握城市各個領域的溫室氣體排放情況。因而，城市溫室氣體排放清單是城市低碳發展的基石和參考標尺，通過研究城市溫室氣體排放清單和排放水平，可以辨識溫室氣體排放量及其排放特征，跟蹤其增減變化及發展趨勢，預測未來排放情景，進而確定減排目標，制訂和實施行動計劃，提出切實、有效的溫室氣體減排措施和方案，有力推動城市向低碳化方向發展。
國內低碳城市規劃和建設進展很快，然而城市溫室氣體清單研究卻相對滯后，難以滿足城市發展的需求。中國當前城市溫室氣體清單在方法體系和城市邊界上尚存在諸多問題。本文試圖綜述國際溫室氣體清單研究進展，并探討中國城市溫室氣體清單的問題和不足，提出中國城市清單方法，并且以典型案例對比分析說明。
1 城市溫室氣體排放
2010年，城市集中了全球50%以上的人口，到2050年，這一比例會達到70%[4]。城市占地球表面不到1%，卻消耗世界約75%的能源。城市是人口、建筑、交通、工業、物流的集中地，也是能源消耗的高強度地區(見圖1)，因此必然成為溫室氣體排放的熱點和重點地區。大城市氣候領導集團(C40)的研究報告認為，城市排放了世界80%的人為溫室氣體，盡管這一結論存在一定爭議(IEA認為約為71%[1])，但是城市溫室氣體直接排放和受城市地區消費引發的間接排放總量無疑是非常巨大的。
全球城市化進程對全球溫室氣體排放有著顯著影響。圖2顯示了全球CO2排放和城市化率的關系，兩者之間有很強的正相關性。UNHABITAT認為全球溫室氣體排放增長和城市化快速進程的一致并非耦合，而是有著深刻的聯系，城市聚集了大量人口，經濟活動強度大，能源利用量大，因而城市發展對全球溫室氣體排放有著強勁的驅動[4]。O’Neill等人[5]研究認為城市化仍然會顯著影響未來全球CO2排放。一些發展中國家，特別是中國和印度，城市人口增長可能導致高達25%的CO2排放量。這在很
大程度上是由于城市勞動力的高生產力和高消耗偏好導
致了高的溫室氣體排放。
2 城市溫室氣體清單研究綜述
城市尺度上溫室氣體清單研究始于20世紀90年代，由于西方發達國家城市自治性很強，所以城市在碳減排方面非常活躍，清單編制越來越受到重視，并且成為城市積極應對氣候變化和低碳發展的關鍵步驟。溫室氣體清單對于城市有如下作用：①準確掌握城市能源利用中的低效和不足，發現節能和碳減排空間；②明確自身城市在國際、國內城市低碳經濟中的定位和優劣勢，確定今后低碳重點發展方向；③制訂清晰、明確的低碳城市路線圖，確保城市實現碳減排的可測量、可報告和可核查(MRV)；④積極開展教育宣傳，引導城市公眾和溫室氣體排放涉及者認識自身活動對于城市溫室氣體的貢獻，提高低碳意識。
早期城市溫室氣體清單方法都是沿用政府間氣候變化專門委員會(IPCC)國家清單方法， 此后逐漸出現了專門研究城市溫室氣體清單的組織和機構。全球地方環境理事會(ICLEI)探索并建立了適合城市特色的溫室氣體清單編制體系和方法，經過不斷完善，當前已經被國際上的城市廣為接受，成為主流城市溫室氣體清單編制方法[8]。ICLEI成立于1990年，為城市溫室氣體排放清單和排放量計算建立了較為詳盡和完善的研究體系。其發起的城市應對氣候變化運動(The Cities for Climate Protection, CCP)主要協助城市核算溫室氣體和制定減排方案。WRI(世界資源研究所)/WBCSD (世界可持續發展工商理事會)提出了企業溫室氣體核算方法體系[9]，較為系統和全面，對許多城市產生了較大影響，許多城市的清單研究都對其有所借鑒[10]，但其主要是針對企業層次的，因而涉及溫室氣體排放鏈條很長，在城市尺度上很難操作。C40組織選擇典型城市作為案例，研究其溫室氣體清單，并且選擇典型的部門、行業進行深入研究，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、交通等領域溫室氣體清單及減排方面具有很多成功經驗，逐漸成為全球范圍研究城市氣候變化和溫室氣體的重要組織。中國北京、上海、香港等城市先后參加了2005年和2007年C40峰會。
不少研究者也對城市溫室氣體清單進行了研究和探索。以Kennedy為首的研究團隊提出城市與外界物質、能量交換較大而需要采用獨立的清單體系[10-11]。Kennedy的城市溫室氣體清單體系較為完整，不僅包括ICLEI建議的范圍，而且包括水運和航空排放(這部分涉及大量的跨境排放)(見圖3)，同時對城市道路交通的跨境排放問題提出了解決方案。此外，該清單體系還包括燃料的上游排放(即燃料生產導致排放)。Kennedy選擇了10個典型城市進行實證分析，認為氣候、資源可獲取程度、電力、城市設計、廢棄物處理等都對城市溫室氣體排放有著顯著影響；城市的地理位置對其溫室氣體排放有著至關重要的作用[12]。Dhakal研究了東京、首爾、北京、上海的溫室氣體排放，采用的清單方法包括外調電力和采暖因素，和ICLEI的方法一致。研究發現4個城市的人均能源利用都有趨同表現(1990-1998年)，約1.3-1.6 t標準油/人，但是北京和上海的人均CO2排放量卻明顯高于東京和首爾[13]。Glaeser等采用了類似ICLEI的方法體系，核算美國66個大城市溫室氣體排放，發現城市汽油消費量和城市人口大小的對數有較強的線性相關性；家庭天然氣消費量(采暖為主)和1月份溫度有較顯著的線性相關性；家庭用電量和7月份溫度有較顯著的線性相關性。溫室氣體排放量和土地利用政策之間存在很強的相關性，許多地區建立嚴格的政策限制一些產業的發展，使得排放朝向高碳排放地區聚集。城市排放水平明顯低于城市郊區，城市-郊區之間的碳排放差異在老城市例如紐約更加明顯[14]。Norman等認為城市溫室氣體清單還應該包括建筑材料使用等全生命周期的排放，發現城市交通是最重要的減排溫室氣體方向，而建筑是降低能耗的重要方向。同時，疏松型城區的人均能源消耗和溫室氣體排放是密集型城區的2.0-2.5倍[15]。
Ramaswami等人提出了混合型生命周期碳足跡清單體系，并對城市與周邊的跨界交通(道路和航空)的溫室氣體排放分配問題做出了詳細論述[16]。此后，Hillman等完善了混合型生命周期碳足跡清單體系，認為還應該包括4種必需品(食物、燃油、水和建材)生產而帶來的溫室氣體排放。該方法體系核算的CO2排放包括了城市終端能源利用、跨界水運和航空運輸，以及城市4種必需品內涵溫室氣體排放(由于生產這些產品而產生溫室氣體排放，一般不在城市邊界內)，這種清單體系已經超過了Kennedy 等人的方法體系，接近WRI/WBCSD針對企業的清單要求(見圖3)[17]。
Dodman等對ICLEI的清單方法提出異議，尤其對電力和供熱的歸屬問題提出異議，并且提出了不同的清單方法，其結果是全球城市溫室氣體排放還不到人為排放的一半，許多城市人均排放量低于其國家人均排放量[18]。Satterthwaite認為城市溫室氣體排放占人類活動排放的75-80%的比例有些過高，農業、毀林、重工業、火電等都絕大部分都不在城市，因而全球城市溫室氣體排放僅占到人為排放30.5-40.8%，許多城市人均排放量低于其國家人均排放量。Satterthwaite認為雖然城市作為終端消費了很多能源，但把產品生命周期的排放歸結城市有可能形成誤導。因為并不是城市這一地理概念造成了高能耗、高排放，而是高收入水平國家中的個別高收入群體的高消費導致了城市消費生命周期的高排放[19]。
從上述學者的研究可以看出，對于城市碳排放問題，不同的研究方法，研究結果相差很大，尤其城市是一個高度開放的實體，其與外界的能源、物品交換強度很大，因而對于城市排放的不同界定，會導致城市排放水平的很大差異。對比當前國際城市主要采用的方法體系（見圖3），總體趨勢是，絕大部分城市在核算自身溫室氣體排放時，都考慮外部電力和熱力供應所導致的溫室氣體排放，即世界地方環境理事會(The International Council for Local Environmental Initiatives，ICLEI)提出的主要考慮尺度1+尺度2+外部垃圾填埋的溫室氣體排放。全球已經有68個國家的1 200個城市采用ICLEI方法編制了城市溫室氣體清單。許多研究基于這種清單方法提出了較為系統的
城市碳預算方案[20]。
中國城市溫室氣體清單研究起步較早，但發展緩慢。1994年，中國與加拿大政府開展了北京市溫室氣體排放清單研究，并較為全面地核算了北京市1991年溫室氣體排放清單[21]，但此后一直缺乏城市清單的研究文獻。近幾年城市清單研究逐漸增加，蔡博峰等人初步提出了城市溫室氣體清單研究方法，并且針對重點排放領域推薦了排放因子[22]。張晚成等人利用城市清單體系核算了上海CO2排放[23]。陳操操等人對城市溫室氣體清單方法做了較為詳細的評價和總結，并且對比了城市清單和國家清單的異同[24]。蔡博峰探討了中國城市溫室氣體清單研究存在的不足和困難，并提出了初步建議[25]。
3 城市溫室氣體清單研究特點
城市溫室氣體清單相比國家溫室氣體清單而言，從編制模式、覆蓋領域和針對性等方面都具有自身特色，這些特色也意味著國家清單方法體系（IPCC方法學指南）并不能適用城市溫室氣體清單編制的需要。
城市溫室氣體清單方法學早期借鑒了大量國家溫室氣體清單編制的方法，盡管后期在清單基礎方法學、排放因子等方面很難有突破和創新，但在原則、技術路線和方法體系上卻體現了城市的自身特點。當前，城市溫室氣體清單方法學和國家溫室氣體清單方法學的差異主要體現在如下幾點。在編制模式上，由于城市和外界有著大量的能量和物質交流，城市往往采用消費模式，區別于國家清單的生產模式。國際城市清單中往往包括了由于外調電力和供暖帶來的間接排放，即發生在城市地理邊界以外生產城市用電和熱力的溫室氣體排放。在覆蓋范圍上，城市清單往往比較簡單，特別是發達國家城市，幾乎沒有農業問題，工業比例也很小，所以能源供應、建筑和交通以及廢棄物處理往往是城市清單的主要內容。在針對性和靈活性方面，城市溫室氣體清單編制靈活、針對性強。國家溫室氣體清單編制的一個重要目的是為國家宏觀制定減排政策提出科學支持和國際溫室氣體排放對比與談判，因而國家清單相對比較規范和嚴格。而城市清單為了提高針對性，往往在組織結構上更加靈活。其提出的政策直接到技術層面，可核查性、可測量性和可報告性都很強，其溫室氣體減排的實現依賴于城市公眾的參與和監督[25]。但城市清單的靈活性某種意義上影響了國際城市之間溫室氣體排放的可對比性。
4 國內城市溫室氣體清單研究的不足
中國當前的低碳城市發展很快，但城市溫室氣體排放清單研究卻相對滯后，主要是存在著兩個核心問題。其一是城市排放清單方法體系不完善，其中邊界、范圍等關鍵問題尚未解決。絕大部分城市尚未編制較為全面的城市溫室氣體排放清單。許多城市依然沿用IPCC的方法核算溫室氣體排放，而IPCC方法不適用于城市尺度已經是國際共識。此外，發達國家城市排放清單都包括尺度1和尺度2水平，而我國當前已經編制的城市清單基本相當于尺度1水平，城市清單內容相比國際規范有較多殘缺。由于核算方法的混亂，導致中國同一城市出現多種溫室氣體排放量，極不利于科學研究和政府決策。其二，無法核算真正城市意義的溫室氣體排放水平。中國城市和西方國家城市有較大差別，后者是專為城市而設立的一種建制類型，同行政區劃并無必然聯系。它突出了人口聚集點的概念，核心部分是城市建成區。而中國城市是一種行政區劃建制，包含大量的農村、林地等非城市建設用地。因而中國城市更類似一種區域概念。對中國城市的特征，Montgomery也提出其不同于西方城市，并且建議將以建成區為核心的地區作為城市加以重點研究[26]。這種城市排放清單很大程度上失去了城市特色，變為與省/區域排放清單性質一致，因而無法有效支持中國低碳城市的積極發展。同時也使得中國城市溫室氣體排放水平很難直接與發達國家城市排放做直接比較，也不利于最大限度地借鑒西方城市低碳化發展的成功經驗。發達國家估算的城市溫室氣體排放占國家排放比例約在70-80%，而在我國當前的情況，城市溫室氣體排放總量等于全國排放總量，城市這一極為重要的低碳發展因素無法突出其應有特色。
中國城市溫室氣體排放清單的不足嚴重制約了我國低碳城市發展，甚至可能誤導城市低碳發展方向。研究解決上述兩個中國城市碳排放清單核心問題，有利于規范我國城市溫室氣體排放核算方法，準確把握我國真正城市意義的溫室氣體排放水平和特征，澄清城市溫室氣體排放的一些誤區和錯誤觀點，并為低碳城市發展和政府決策奠定堅實基礎。同時，清晰、明確的城市溫室氣體排放清單方法體系，便于城市之間以及城市自身時序上的比較分析，支持政府出臺有效的政策措施，并建立相應的核查機制。
5 中國城市溫室氣體清單編制方法
鑒于中國城市溫室氣體清單存在的問題和不足，以及當前的研究現狀，本研究提出中國城市溫室氣體清單編制方法，以供研究者和決策者參考。方法介紹側重城市清單的特色內容，排放因子等技術要素與IPCC一致，所以不作介紹。
5.1 清單邊界
中國城市清單邊界問題是城市清單體系中較為重要的一個問題。主要原因是中國城市地理邊界不明確。西方城市的核心和主要部分是城市建成區，其強調的是城市自治，而不是行政區劃等級。由于中國城市的特殊性，本文提出狹義城市的清單邊界，以區別于我國當前城市市域范圍(城市行政區域)的清單。狹義城市是指包括城市建成區90%面積的最小市轄區/縣范圍。許多研究城市的學者把市轄區作為狹義城市的概念，但縣升區的參考標準主要是整體經濟水平，因而會把一些經濟體量很大的農業縣包括進來，例如北京市懷柔、平谷、門頭溝、房山等區，其包括了大量的農村地區和非城市建成區。所以依據市轄區很容易高估狹義城市的面積。事實上，城市建成區是城市的最佳表征，然而城市建成區同城市行政區劃并不完全重合，導致數據口徑無法統一，難以完成數據收集和積累。
中國城市溫室氣體清單體系中，可以同時核算城市市域范圍內(城市行政區域)的溫室氣體排放，和狹義城市溫室氣體排放。我國地級以上城市基本都有較為完整的市域范圍內的公開統計數據，因而可以支持城市市域排放清單的編制。著重考慮狹義城市溫室氣體清單，可以突出城市意義和特色，真正指導中國城市低碳發展，同時也提高中國城市與西方城市溫室氣體清單的可比性，有利于中國最大限度地借鑒西方城市低碳化發展的成功經驗。
排放源的歸屬問題在西方城市比較顯著，因為西方城市中的私人公司或者是私人入股公司占據絕大多數。因而西方城市處理排放源歸屬問題往往分為運行控制(Operational Control)和金融控制(Financial Control)兩類。運行控制是受市政府各項政策法規直接管理的，但其經營和財務關系未必完全受當地市政府控制。而金融控制符合國際財務會計標準，即對于一個排放源實體具有完全的金融管理權利。中國城市溫室氣體清單可以以行政管轄為邊界，即相當于西方城市的運行控制，符合我國城市對企業的管理和統計口徑。此外，由于西方城市的行政自治和民主管理的特點，城市溫室氣體清單都分為全市排放清單(Citywide Inventory)和政府排放清單(Government Inventory)，后者屬于前者，但單獨列出。政府排放清單主要包括政府部門的用電、采暖、用水、交通、廢棄物等，之所以單獨列出，是因為全市和政府部門減排的措施有很大不同。對于政府部門的溫室氣體排放，完全可以采取強制手段進行減排，而對于城市水平的排放，政府只能通過政策鼓勵或者財稅刺激等市場方法，要想采取強制手段，必須通過地方立法，其操作和實施都較為困難[25]。這一點和我國倡導和實施的綠色政府比較相近，可以充分借鑒。
5.2 清單范圍
清單范圍是指清單所包括的溫室氣體排放過程，主要指本地排放和異地排放，即直接排放過程（本地排放）和間接排放過程（異地排放）。具體可分為三個尺度(見圖3)。①尺度1：所有直接排放過程，主要是指發生在清單地理邊界內的溫室氣體排放過程。②尺度2：由于電力、供熱的購買和外調發生的間接排放過程。以用電為例，大部分城市的電力依靠購買或外調，所以并不直接產生溫室氣體排放，但可能所購電力來自火力發電，而火力發電產生溫室氣體，所以這部分溫室氣體算為城市間接排放。③尺度3：未被尺度2包括的其他所有間接排放。這一尺度所包括的范圍很廣，包括城市從外部購買的燃料、建材、機械設備、食物、水資源、衣物等等，生產和運輸這些原材料和商品都會排放溫室氣體[25]。
建議中國城市溫室氣體清單需要同時包括尺度1和尺度2，暫不考慮尺度3排放。這樣中國城市編制清單相當于采用了生產+消費的混合模式，即在核算清單時，首先核算城市直接排放（生產模式），然后將外調電力和供暖導致的溫室氣體排放計入城市本身排放（消費模式）。國際上絕大部分城市都是采用這一“混和”模式編制溫室氣體清單。
6 案例對比研究
選擇北京市和紐約市，基于前文所述的城市溫室氣體清單原則和方法體系，對比分析兩個城市的溫室氣體排放特征。根據前面所述的狹義城市，北京市包括城市建成區90%面積的區/縣共6個，分別為東城區、西城區、海淀區、朝陽區、石景山區和豐臺區。
本研究對比了2個城市的CO2排放水平。北京市市域的碳排放清單可以基于能源統計年鑒核算，但狹義城市的碳排放清單卻缺乏數據支持，沒有公開出版的北京市各區縣的能源利用情況。因此，只能采用其它數據途徑。歐盟和荷蘭環保局聯合開發了全球0.1°×0.1°(中緯度地區約10 km)溫室氣體排放空間網格數據庫，當前已經更新至EDGAR version 4.1版本(2005年)，該數據庫是迄今為止全球水平上空間精度最高的溫室氣體排放數據庫。EDGAR排放源數據主要來源于IEA的排放點源數據庫，比較全面地核算了區域空間CO2排放信息，非常有利于我們利用該數據計算狹義城市CO2直接排放水平。因此，基于EDGAR數據庫，直接核算北京市2005年狹義城市的直接(尺度1)碳排放量為4 473萬t。然而北京市狹義城市間接(尺度2)排放量的估算較為困難，只能基于北京市市域直接排放和間接排放的比例來推算。
根據中國能源統計年鑒[27]、北京市統計年鑒[28]和IPCC排放因子[29]，2005年北京市域CO2排放量為1.413億t，其中直接排放1.012億t，間接排放(電力調入量為357.69億KWh時，2005年無熱力輸入)0.401億tCO2，間接排放占直接排放的39.62%。其中，外調電力排放因子取值為1.120 8t CO2/MWh，該值來源于國家2007中國區域電網基準線排放因子中的華北區域電網電量邊際排放因子OM(其計算數據基于2004-2006年《中國能源統計年鑒》)。根據北京市市域間接排放和直接排放的比例關系，以及北京狹義城市直接排放量，可以推算北京市狹義城市的間接(尺度 2)碳排放量為1 772萬t。北京市和紐約市的溫室氣體排放對比見表1。
從表1可以看出，狹義城市的溫室氣體清單體系下，北京市和紐約市具有較好的可比性。紐約市的總排放量(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。較為顯著的一點是，紐約市尺度2排放占總排放比例明顯高于北京市的這一數值，這主要是因為紐約市內工業很少，主要能源消耗是電力和交通燃料。這也是西方發達國家城市的典型特征，即其低碳發展的主要方向都是建筑、交通、城市廢棄物處理等明顯具有城市特色的方向。北京市盡管在逐漸搬遷市內的重工業，但2005年依舊存在著不少工業企業。
7 結 論
城市溫室氣體清單體系的不完善和無法核算真正意義的城市溫室氣體排放，是我國城市溫室氣體排放研究的重要不足，直接影響我國低碳城市的積極、健康發展。借鑒和對比分析當前國際城市排放清單研究的主要方法，并對其進行梳理和篩選。選擇主流和較為全面的方法體系，結合我國城市實際情況，確定我國城市溫室氣體排放清單的方法體系，是我國城市溫室氣體排放清單研究的首要工作。同時，考慮當前數據的可獲取性，基于城市市域排放和理論模型，研究狹義城市的溫室氣體排放水平是一個重要的研究方向。
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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)
氣候變化的解決方法范文6
關鍵詞：高壓變電設備；污閃放電；防污監測；等值鹽密測量法；泄漏電流在線監測法
中圖分類號：TM85 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）27-0061-03
1 戶外高壓設備污閃情況概述
戶外高壓設備在濕潤的氣候當中非常容易發生設備污閃事故，從而影響設備的正常運作，增加了企業的運營成本和工作難度。近幾年來，由于大氣污染的日益嚴重及極端氣候的不斷出現，戶外高壓設備的污閃問題比以往更為嚴重。據調查報告顯示，全國各地均有出現大面積的污閃事故，尤其是在沿海城市，戶外高壓設備常年被海風侵蝕，空氣濕度高且鹽分重，污閃現象十分嚴重。
除此之外，由于技術人員的忽視和缺乏重視，戶外高壓變電設備的絕緣配置并未隨著環境的變化而調整，導致高壓絕緣設備的抵御能力與氣候要求不匹配，從而增加了事故發生的幾率，需要受到電力企業和技術工作人員的重視。
2 污閃放電的機理
污閃指的是在一定氣候條件下，電氣設備外絕緣表面由于積污而產生閃絡現象。在潮濕的沿海地區，當電氣設備絕緣表面附著塵埃、鹽分等污穢物時，濕潤且鹽分較高的海風使污穢物的可溶物質逐漸在水分中溶解，并在絕緣層表面形成一層導電膜，大大降低絕緣子的絕緣水平，在電力場作用下出現強烈放電的現象。污閃一般是由絕緣子表面積污、污穢層濕潤和電壓作用三大因素所引發的，污閃的形成是一個長期演變的過程，主要包括積污、潮化、電弧和閃絡4個階段，下面對沿海地區污閃的形成過程結合實際情況進行詳細分析。
2.1 積污
積污指的是空氣中的污穢物如塵埃、顆粒、鹽分等通過自然界的力量積累于高壓絕緣設備的表層并逐漸累積增多的過程。盡管絕緣子上的積污會被風力和雨水沖刷，但長期的設備運行，絕緣子上不可避免地會累積陳年污垢，并隨著時間的推進而不斷增加。
戶外設備的積污是難以避免的，大部分的變電設備都暴露在戶外，沿海地區比內地氣候濕潤，此地變電設備更是長年累月經受外界的侵蝕，加上海風和雨水的沖刷，使得污垢牢牢地依附在設備表層，給設備的運行帶來了安全隱患。
2.2 積污表層潮化
干燥的積污表層對絕緣子的影響并不大，因為干燥的污垢并不會導電。所以處于戶外運作的變電設備，在沿海地區潮濕濕潤的氣候影響下，很容易積污受潮，形成導電設置，發生事故。事實上，雨水的沖刷容易帶走污穢物，并不是造成導電形成的主要原因。大氣污染的日益嚴重和極端氣候的不斷出現，少量的雨水、常年的霧露浸潤、積雪黏著與消融等都容易濕潤污垢，使得電解質電離后在設備表層形成導電膜，從而引發事故。例如，近幾年，東南沿海地區工業化的發展使工業和生活污染日益嚴重，加上近年來氣候變化無常，氣候變化本身就攜帶有一定量的污穢顆粒，在一定的濕潤氣候下，能夠使原來干凈的絕緣子頃刻間發生污閃，從而造成設備損壞和損失。
2.3 干區與局部電弧
當污穢處于長期潮濕的環境條件之下，沿絕緣子表面泄漏的電流便會大大增加。絕緣子表面污穢層和絕緣體棚形狀的導電性決定了漏電流的大小。潮濕污染層會被漏電流產生的焦耳熱逐漸干燥，干區會首先在大電流密集地區出現，干區的高阻力能夠明顯地減少漏電流，從而使得其他區域會繼續受潮，因此其他地區所承擔的壓降也會逐漸降低，在干旱地區承擔的壓降增加，直到部分的弧線越過干區，再沿表面電流急劇上升，從而提高了電力事故發生的幾率。
2.4 閃絡的發生
當越過干區的整個干帶電弧的弧根具有較高的濕度時，會導致干旱面積不斷擴大，如果整個干區的壓降不能有效維持電弧的燃燒，電弧便會發生自熄。同時，當干燥的污染層弧熄滅，泄漏電流不斷降低，從而逐步使得設備重新暴露在潮濕的條件下受潮，設備便會產生新的干區和局部弧。電弧在向前發展的過程中，當每單位長度的電弧電壓降低到小于弧的涂抹層單位長度比時，就會造成電弧的自動和迅速發展，直到兩端的電極通過絕緣子發生閃絡。
3 鹽密對絕緣子污閃電壓的影響
絕緣子表面污穢中可溶物主要指的是具有導電性的各種可溶鹽類，一般用等值鹽密度（，）表述，廣泛用于表征外絕緣的污穢程度，是外絕緣選擇的重要參數之一。對污穢絕緣子閃絡電壓的影響一般用下式表示：
式中：為閃絡電壓，單位為kV；A為與絕緣子形狀有關的系數；為對的影響。由上式可知，隨著鹽密的增加，絕緣子的污閃電壓下降。由圖1可知，在不同（灰密）情況下，絕緣子污閃電壓隨著呈現明顯的下降趨勢。
4 防污監測手段
高壓絕緣設備的防污檢測手段有很多，如等值鹽密法、泄漏電流在線監測法兩種主要方法，這兩種方法在沿海地區經常使用。
4.1 等值鹽密測量法
這是很多沿海變電站都會實際采用的方法，通過定量測量可電離物質的電導性能來完成。其方法為：把實際污穢物、NaCl溶解于固定賦值的容積和溫度下的同樣兩份蒸餾水中，通過適當的儀器分別測出這兩種溶液的電導率。通過不斷地改變溶液的量，找出NaCl溶液的電導率與污液的電導率相等時的容量，并把此NaCl的量（毫克數）除以絕緣子的表面積，即可得出所求的等值鹽密。通過實驗和理論推導得出，污閃電壓U50%和等值鹽密SE具有冪關系：U50%=KSE-P，，公式中K、P為常數，與絕緣子型號有關。
等值鹽密法方法簡單且效果直觀，可操作性很強，但這種方法有很多的缺點。首先使用該法通常要拆卸絕緣子來完成實驗，絕緣子表面的污穢物質容易在拆卸和運輸的過程中因摩擦、顛簸等而造成部分損失，從而影響到測量結果的準確性；其次，此法是一種破壞性試驗方法，需要清洗和采集絕緣子表面的污穢，這樣就造成了結果具有孤立性，無法長期監測同一絕緣子的積污特性；再次，進行等值鹽密法測量鹽密時，需暫時停止線路或變電站的運作，人力、物力耗費較大，影響到電力企業的正常運作；最后，這一方法存在等價性問題，數據結果不夠
精確，誤差偏大，需要技術人員斟酌使用。
4.2 泄漏電流在線監測法
泄漏電流的在線監測法是指通過特殊的引流裝置卡采集絕緣子沿表面的泄漏電流，在線實時測量輸電線路上絕緣子串的泄漏電流，經計算求得一段周期內泄漏電流的峰值平均值、峰值最大值及大電流脈沖數，從而起到防污監控的作用。
多次試驗研究表明，泄漏電流可以全面地反映氣候條件、作用電壓、絕緣子表面污染程度等因素的影響，并且閃絡電壓梯度EC和臨閃電流IC之間有確定的關系，即使絕緣子表面污穢成分和結構形式不同，EC和IC的關系亦無很大差別，其關系表達式可用冪函數表示：
EC=AIC-b
式中：A、b為常數，此處IC是臨閃前的最大泄漏電流，表示將要閃絡的臨界污穢度，其所對應的電壓就是運行電壓。此外，泄漏電流法對監測環境要求非常高，主要表現為相對濕度要求超過75%，不得在雨中進行測試以防止脈沖電流的產生，無法監測到實時準確的鹽密數據，故而泄漏電流在線監測法較適用于南方地區和少雨地區。
5 變電站實際情況及可采取的應對措施
廣東沿海地區位于海邊的變電站，像避雷器、CVT及各種高壓套管等戶外高壓設備，常年遭受夾雜著水分、鹽霧、灰塵以及大量混凝土結晶的海風的吹襲和腐蝕，導致鹽分在絕緣子表面逐漸累積，這種情況在濕潤的氣候下經常發生大面積的污閃事故。在一些鹽堿地或工業、生活污穢嚴重的沿海地區，大量的風沙會夾雜著成分復雜的污穢以及堿性很強的紅土，使電器設備的運行條件更加惡劣，污閃頻發。
然而，污閃并非完全不可避免，我們可以通過采取措施來預防污閃的發生，下面我們介紹幾類沿海地區常用的預防污閃方法。
5.1 噴涂憎水性涂料
采用防水涂料方法先進且成本較低，有比較明顯的優越性。由于絕緣設備由親水性材料制成，污穢物本身也吸收水分，根據這一特性，憎水性涂料具有憎水性并能夠包容污穢物，污穢物落上后會被分解包圍，避免污穢物被濕潤，從而能有效地扼制泄漏電流，極大地提高絕緣子的防污閃能力。
5.2 清洗絕緣子表面
由于沿海地區的高污染環境使絕緣子表面附著大量污穢，所以對失效涂層用專用室溫硫化硅橡膠（RTV）清洗絕緣子表面，能夠有效恢復外絕緣抗污閃能力，防止設備外絕緣污閃。變電站應當定期清洗運行的絕緣子表面，用鹽水沖洗戶外絕緣子表面。在沖洗后，還要清抹絕緣子表面，除去一些大雨或者消防水沖洗難以去除的積污，從而提高沿海地區用電設備的抗污閃能力。另外就是帶電清洗絕緣子，廣東電網公司汕尾供電局也開展了絕緣子的帶電清洗。絕緣子帶電清洗裝置主要由潔凈水、絕緣水管、水泵、環形噴頭、豎桿、橫桿、升降機構與小車組成，其具有絕緣性能好、安全系數高、清洗效果好等優點，適合對棒型或柱型支柱式絕緣子在不停電的情況下用水進行帶電清洗。
5.3 采用合成絕緣子
合成絕緣子具有輕巧、強度高、拉力強等特點，可媲美高強度鋼材和高強度瓷，經常在沿海地區的基建設施當中使用。這種新型材料還具有較優的抗污閃性能和憎水性，在濕潤氣候下傘形波紋表面不會沾濕形成水膜，而是呈水珠狀滴落，降低構成導電通道的渠道。此外，合成絕緣子具有自潔性，可4～5年清掃一次，非常實用。
6 結語
本文通過分析沿海地區高壓變電設備發生的機理和成因，有針對性地提出管理策略和解決方法，旨在保證設備的安全平穩運行，提高沿海地區電力企業的運營能力，降低損失，從而提高電力企業的利潤水平。
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