杭州市主要温室气体浓度变化特征

城市臭氧运动特征1.引言1.1 概述概述城市臭氧作为一种主要的空气污染物，已经引起了广泛的关注。

臭氧的生成与城市的工业发展、交通增加以及能源消耗等密切相关。

随着城市化进程的加快，臭氧污染已经成为了严重影响城市居民健康和生活质量的问题。

本文旨在探讨城市臭氧的运动特征，以期加深对臭氧污染的认识，为城市环境治理和保护提供科学依据。

本文将从城市臭氧的形成机制和影响因素两个方面展开探讨，并总结城市臭氧的运动特征，同时提出对城市臭氧治理的启示。

在城市臭氧的形成机制方面，将重点介绍其产生过程。

城市中的有害气体和挥发性有机物在太阳辐射下发生光化学反应，产生臭氧。

由于城市中存在大量的汽车尾气和工业排放物，这些污染物在光照下会引发一系列复杂的化学反应，从而形成臭氧。

此外，气象条件如温度、风速、湿度等也对臭氧的生成有重要影响。

臭氧的影响因素也是影响其运动特征的关键。

城市的地理环境、气候条件以及大气层中的空气动力学过程都会对臭氧的分布和输送产生重要影响。

例如，城市的地形、建筑物高度、大气稳定度等因素都会改变臭氧的扩散路径和传输方式，导致局部区域产生高臭氧浓度的现象。

通过对城市臭氧的运动特征的研究，我们可以更好地了解臭氧的污染传播规律，为城市环境管理和污染控制提供科学依据。

针对不同市区的臭氧分布情况和影响因素，我们可以采取相应的治理措施，提高城市空气质量，保护居民的健康。

总之，本文将通过对城市臭氧的形成机制和影响因素的研究，总结城市臭氧的运动特征，进而为城市环境治理提供相关的启示。

希望通过本文的探讨，能够促进对城市臭氧问题的深入理解和有效解决。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分将对本文的组织结构和各章节的内容进行说明。

本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分从概述、文章结构和目的三个方面介绍了本文的主要内容和写作目的。

首先，我们将概述城市臭氧运动特征的重要性和相关背景知识。

接着，说明文章结构包括引言、正文和结论三个部分，并简要介绍了各部分的内容和主题。

温室气体以下为百度知道关于温室气体的摘要：详情登陆：/view/3185.htm温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射,并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。

它们的作用是使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用。

这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。

水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)和臭氧(O3)是地球大气中主要的温室气体。

温室气体之所以有温室效应，是由于其本身有吸收红外线的能力。

温室气体吸收红外的能力是由其本身分子结构所决定的。

1820年之前，没有人问过地球是如何获取热量的这一问题。

正是在那一年，让-巴普蒂斯特-约瑟夫·傅里叶傅里叶（1768～1830年，法国数学家与埃及学家），回到法国后，他整年披着一件大衣，将大部分时间用于对热传递的研究。

他得出的结论是：尽管地球确实将大量的热量反射回太空，但大气层还是拦下了其中的一部分并将其重新反射回地球表面。

他将此比作一个巨大的钟形容器，顶端由云和气体构成，能够保留足够的热量，使得生命的存在成为可能。

他的论文《地球及其表层空间温度概述》发表于1824年。

当时这篇论文没有被看成是他的最佳之作，直到19世纪末才被人们重新记起。

其实只因为地球红外线在向太空的辐射过程中被地球周围大气层中的某些气体或化合物吸收才最终导致全球温度普遍上升，所以这些气体的功用和温室玻璃有着异曲同工之妙，都是只允许太阳光进，而阻止其反射，近而实现保温、升温作用，因此被称为温室气体。

其中既包括大气层中原来就有的水蒸气、二氧化碳、氮的各种氧化物，也包括近几十年来人类活动排放的氯氟甲烷（HFCs）、氢氟化物、全氟化物（PFCs）、硫氟化物（SF6）、氯氟化物（CFCs）等。

种类不同吸热能力也不同，每分子甲烷的吸热量是二氧化碳的 21倍，氮氧化合物更高，是二氧化碳的270倍。

不过和人造的某些温室气体相比就不算什么了，目前为止吸热能力最强的是氯氟甲烷（HFCs）和全氟化物（PFCs）。

气候变化的概念
气候变化是指地球气候系统长期变化的过程，包括地球表面温度、大气成分、海平面等方面的变化。

这些变化是由自然因素和人类活动共同作用导致的。

气候变化的主要特征包括：
1.全球变暖：地球表面温度持续上升，导致冰川融化、海平面上升等现象。

2.极端天气事件增多：气候变化导致极端天气事件如暴雨、干旱、飓风等的频率和强度增加，给人类生产生活带来巨大影响。

3.大气成分变化：气候变化导致大气中二氧化碳、甲烷等温室气体浓度上升，臭氧层空洞扩大等问题。

4.生态系统变化：气候变化导致生态系统的物种分布、数量、生态功能等方面发生变化，对生物多样性和生态平衡产生影响。

气候变化是当今世界面临的重大挑战之一，需要全球社会共同应对。

各国政府、国际组织和社会各界应加强合作，采取有效措施减缓气候变化的影响。

【教学课题】 3.4 全球气候变化与国家安全课型：新授课主备：审核：时间：知识目标：1、运用情境材料和统计资料，了解全球气候变化与人为碳排放的关系。

2、运用图文资料，分析碳排放对环境的影响以及对国家安全的影响。

3、运用图文资料，理解人类应对全球气候变化的主要措施。

【教学重点】1、碳排放对环境的影响2、碳减排国际合作的重要性【教学难点】碳循环【教学方法】自主、合作和探究法；归纳法。

【教学过程】【导入新课】2009年10月17日，时任马尔代夫总统及内阁成员头戴水下呼吸器，身穿黑色潜水服，在6米深的海底召开了世界上首次水下内阁会议。

会议采用手势和书写板表决的方式，一致通过并签署了《来自前线的紧急呼救》的文件，呼吁世界各国关注全球气候变化，并积极减缓温室气候排放。

为什么马尔代夫要在海底召开这次呼吁关注全球气候变化的会议？全球气候变化会对国家安全造成哪些影响？【讲授新课】一、全球气候变化与人为碳排放（板书）【老师】首先来看这图片3.27，思考全球气温变化与二氧化碳浓度变化有什么共同点和不同点？【学生】思考并回答【老师】全球气温呈波动上升，而二氧化碳浓度则持续上升，两者的共同点为都呈上升趋势。

【学生】认真听讲记笔记【老师】通过这两幅图，我们可以看出，20世纪以来，全球政经历以变暖为突出特征的气候变化，全球气温虽有波动，但总体上呈现上升的趋势，20世纪50年代以来的增温尤其明显。

【学生】认真听讲记笔记1.近现代全球气候变化（1）变化特点（板书）【老师】也就是说，近现代全球气候变化的主要原因是大气中二氧化碳等温室气体浓度的增加。

（2）主要原因（板书）【学生】认真听讲记笔记【老师】刚刚我们提到了温室气体，那我们来回顾一下前面所学的知识温室效应，对地球的保温作用。

2.温室效应对地球的保温作用（板书）【学生】回顾知识并描述温室效应【老师】也就是说，大气的温室效应是决定地球平均气温的关键过程之一，大气中的水汽二氧化碳，甲烷等温室气体可以强烈的吸收地面长波辐射，使地球接收的太阳能，不会马上散掉，形成温室效应，对地球起到保温作用。

温室气体排放量核算方法温室气体排放是指温室效应气体在一些地区、一些时间段内的总排放量。

温室效应是指地球上大气层中的一类气体，如二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）等，能够吸收地球表面辐射的一部分能量，导致地球温度升高。

随着工业化和能源消耗的增加，温室气体的排放量也相应增加，加剧了全球气候变化问题。

因此，准确核算温室气体排放量对于制定应对气候变化政策、制定减排目标和推动低碳经济转型非常重要。

温室气体排放量核算方法包括直接测量法、间接测量法和模型估算法。

直接测量法是通过设立监测点或使用探测仪器直接测量温室气体的排放量。

间接测量法是根据排放源的数据或活动特征推算出温室气体的排放量，如能源消耗量、燃烧排放、工业生产量等指标。

模型估算法基于统计数据和数理模型，通过建立数学模型对温室气体排放进行估算。

在直接测量法中，常用的方法包括抽样分析法、连续测量法和质量平衡法。

抽样分析法是采集气体样品后进行实验室分析，可以得到准确的气体浓度值。

连续测量法是利用自动监测系统对气体浓度进行连续在线监测，可以得到长期变化的数据。

质量平衡法是通过测量排放源和环境中温室气体的浓度差异，计算出排放量。

间接测量法中，能源消耗量方法是最常用的方法之一，它通过统计能源消费量和能源排放系数来估算温室气体的排放量。

能源排放系数是指单位能源消耗所产生的温室气体排放量。

例如，对于煤炭的能源排放系数，可以通过煤炭的热值和煤炭燃烧排放的温室气体浓度来计算。

模型估算法是利用数理模型对温室气体排放量进行预测和估算。

常用的模型包括气象-大气化学模型、能源经济模型和辐射平衡模型等。

气象-大气化学模型是基于气象和大气化学过程的模拟，可以估算温室气体的产生和传输过程。

能源经济模型是将能源消费、经济增长和温室气体排放等因素综合考虑，预测未来的温室气体排放量。

辐射平衡模型是通过模拟地球表面辐射平衡和大气层辐射传输过程，估算温室气体对地球能量平衡的影响。

doi:10.11676/qxxb2023.20220207气象学报CMIP6模式大气中南北半球水汽质量反相变化：不同温室气体排放情景差异*乔 年 卢楚翰 管兆勇 胡 杨QIAO Nian LU Chuhan GUAN Zhaoyong HU Yang南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心 ，南京，210044Key Laboratory of Meteorological Disaster,Ministry of Education/Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters，Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing 210044，China2023-01-06收稿，2023-05-24改回.乔年，卢楚翰，管兆勇，胡杨. 2023. CMIP6模式大气中南北半球水汽质量反相变化：不同温室气体排放情景差异. 气象学报，81（5）：776-787Qiao Nian， Lu Chuhan， Guan Zhaoyong， Hu Yang. 2023. Anti-phase relation of water vapor mass between the Northern and Southern Hemispheres in CMIP6 models：Differences under different greenhouse gas emission scenarios. Acta Meteorologica Sinica， 81（5）:776-787Abstract Changes in water vapor mass can obviously counteract seasonal changes of the interhemispheric oscillation. In the present paper, the outputs of CMIP6 models from January 2015 to December 2100 are used to analyze seasonal cycle characteristics of water vapor mass under four greenhouse gas emission scenarios and compare with the historical run from 1958 to 2015. It is found that the water vapor mass in both hemispheres show obvious seasonal cycles. In the Northern Hemisphere, water vapor mass is characterized by low value in winter and high value in summer, while the opposite is true in the Southern Hemisphere. Regardless of the Northern and Southern Hemispheres, the annual range of water vapor mass is the smallest under the SSP1-2.6 (Shared Socioeconomic Pathway) scenario, and large water vapor mass changes occur in winter and summer. With the increase of CO2, the annual range of water vapor mass in the Northern Hemisphere under the SSP3-7.0 scenario is the largest, which increases by 26.49% compared with that of the historical run. The situation in the Southern Hemisphere is different to that in the Northern Hemisphere. With the increase of CO2 after the SSP1-2.6 scenario, the annual range of water vapor mass in the Southern Hemisphere also increases, reaching the maximum under the SSP5-8.5 scenario. The annual range of water vapor mass IHO increases with the increase of CO2 concentration, and reaches the maximum under the SSP5-8.5 scenario. However, the increase amplitude decreases. The change of CO2 concentration has the most obvious influence on the abnormal change of water vapor mass near the Equator. Meanwhile, the closer to the Antarctic, the smaller the abnormal change of water vapor mass. However, the closer to the Arctic, the greater the abnormal change of water vapor mass in summer than in winter. In addition, the increase of CO2 concentration will lead to gradual accumulation of water vapor mass in summer towards the mid-latitudes of the Northern Hemisphere. These conclusions are conducive to better understanding of the response of water vapor mass change to the increase in CO2 concentration, and provide clues to future climate policy formulation on precipitation.Key words Water vapor mass， Seasonal cycle， Interhemispheric oscillation， Greenhouse gas emission scenarios， CMIP6摘 要 在大气质量南北涛动季节变化过程中，水汽质量变化与干大气质量南北涛动时间序列存在明显的反位相变化关系。

城市温室气体排放空间特征及分区邓红兵;陈喆菲;卢璐;邱莎;唐明方【摘要】As profoundly impacted by human activities on the earth,energy consumption and carbon emission was concentrated in the urban system.Due to the different functional areas located in different areas,the problems of the specificity in the carbon flow processes and the spatial heterogeneity in the greenhouse gas emissions came to the urban system.On the basis of the analysis of the relationship between urban spatial form and greenhouse gas emissions,beginning with urban carbon flow characteristics,we constructed the urban space zoning system based on greenhouse gas emissions.At first,according to the types of social and economic activities,combined with the three elements of urban carbon flow,the primary classification was conducted.Then,based on the existing urban land use types,different functional areas of urban were zoned via secondary classification.It enables to qualify,to specialize and to visualize the urban greenhouse gas emissions through zoning,and provides a reference for related research and management as well.%作为地表受人类活动影响最深刻的区域,城市系统成为能源消耗和碳排放的集中地.由于不同功能区的空间分布差异,城市系统中存在碳流动过程的特异性及温室气体排放的空间异质性等问题.在分析城市空间形态与温室气体排放的关系的基础上,从城市碳流动特征出发,构建基于温室气体排放的城市空间分区体系,即根据人类社会经济活动类型结合城市碳流动三要素进行一级分类;其次,基于现有的城市用地类型,根据一级分类结果对城市不同功能区用地进行二级分类.通过分区,可实现城市温室气体排放的定量化、空间化和可视化,为相关研究和管理提供参考和借鉴.【期刊名称】《福州大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(045)004【总页数】5页(P605-609)【关键词】城市;温室气体;碳流动;低碳;空间特征【作者】邓红兵;陈喆菲;卢璐;邱莎;唐明方【作者单位】中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家重点实验室,北京100085;中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家重点实验室,北京100085;中国科学院大学,北京100049;重庆国际投资咨询集团有限公司,重庆400023;中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家重点实验室,北京100085;中国科学院大学,北京100049;中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家重点实验室,北京100085【正文语种】中文【中图分类】X328城市化带来的化石燃料燃烧和土地利用变化是导致温室效应及全球气候变化的重要原因. 从20世纪90年代后期开始，全球碳循环研究受到人类的普遍关注[1]，城市作为人类群居生活的高级形式，是社会经济活动的中心，也是人类活动对地表影响最深刻的区域. 城市以占据全球2%的表面积容纳了全球50%的人口，在创造全球80%以上GDP的同时，也消耗着全球85%的资源和能源，排放出占全球总量75%的温室气体[2-4]. 在《京都议定书》中规定控制的6种温室气体中， CO2由于人类活动使其大气浓度持续增加而最受关注；自工业化以来， CO2体积分数已增加了40%，这首先是由于化石燃料的排放，其次是由于土地利用变化导致的净排放[5-6].自2003年提出低碳经济与低碳城市的概念后，相关研究快速发展，多数研究侧重于理论研究框架的构建[7-8]，包括城市低碳规划的基本假设、理论框架、方法体系及技术指标；也有一些研究具体到城市复合生态系统碳循环过程，比如从城市土地利用的角度对碳储量展开分析[9-11]. 近年来，众多学者还从社会经济的角度对城市温室气体排放进行了研究，如人口规模与结构对碳排放的影响[12-13]，以及GDP、能源消耗与碳排放量的关系；城市系统、行业、产业碳排放量的计算等[14-16].城市由于拥有不同的功能区，其碳流动过程及温室气体排放也就具有较强的空间异质性[17]. 从城市不同用地类型的空间属性出发，结合城市碳排放与碳流动特征，系统研究其规划功能及土地利用与温室气体排放的内在联系，构建基于温室气体排放的城市空间分区体系，有助于拓宽对城市温室气体排放特征的认识，为城市实现低碳发展提供一定的科学依据.影响城市温室气体排放的因素众多，有的直接与排放相关，有的则是间接影响.城市空间形态主要是通过一些中间要素与温室气体排放相联系. 比如城市密度与土地混合利用程度是影响城市交通能源消耗的主要因素[18]，居民出行行为特别是通勤特点和城市交通碳排放的空间特征及差异性是构建低碳城市和解决城市交通问题的基础，城市人口数量与人均收入及消费特征，基础设施与公共设施建设，城市热岛与气候、建筑节能等也被证明与城市温室气体排放有较强相关性[19].城市空间形态与温室气体排放存在密切关系是无疑的，而且这种关系由于存在中间要素的影响往往难以被直接刻画和定量表述，因此相关研究还有许多值得深入的地方，具体的研究方法除了通用的碳清单核算、城市形态的有效表述与测算外，地理信息系统的引入是一重要进展，这使得研究可以更加定量和直观. 另一方面，城市是一个复合生态系统，存在多种城市要素，对这些多要素进行综合研究也是未来发展方向之一.一般地，城市空间形态与温室气体排放存在以下关系[17, 19]：1) 城市化程度或水平与温室气体排放存在正相关关系. 许多研究都证明在城市化进程中，与城市化相关的一些经济指标比如经济总量与居民消费结构的变化也会导致能源消费与结构的变化，进而影响城市碳排放的规模；一般来说，城市化会促进总的能源消费及人均能耗，导致城市碳排放显著上升.2) 城市空间形态会在较大程度上影响一些行业的温室气体排放. 城市温室气体排放的三大主要来源是工业、建筑和交通，而工业布局、公共设施和各种建筑的建设以及交通路网，这些与城市空间形态密切相关的因素，都会对这些行业的温室气体排放产生直接或间接的影响.3) 城市空间形态与城市热岛效应密切相关，而城市热岛效应会在不同时间与区域影响城市能耗，从而导致对碳排放存在较为复杂的影响. 比如城市夏季空调的能耗显著高于郊区，但冬季的供热能耗会稍低.4) 城市空间形态对温室气体排放的综合影响. 多种城市要素复合，会对城市温室气体排放存在综合作用. 对城市增长的研究表明，低密度城市增长的碳代价要高于高密度城市，大部分城市中心区域的温室气体排放量低于郊区[20]；基于此，也有学者认为建设紧凑城市可成为解决一系列城市问题的有效途径.碳流动或碳循环是导致城市温室气体产生并排放的根本原因, 除与自然过程密切相关的直接碳源/汇外，城市的碳流动主要伴随着城市的能源流动而产生. 总之，城市碳流动主要包括能源输入、能源利用、以及直接碳源/汇等三个要素. 从城市能源输入角度分析，油、煤、气等化石能源经历生产、供应和消费三个环节，作为生产、交通功能区活动中的动力，以及工业、公共建筑功能区内使用的燃料等，此外还将转化为二次能源电力. 从城市能源利用角度分析，除水、核、风、太阳能等非化石能源大部分转化而来的电力外，化石能源转化而成的电力也用于生产、服务、住宅功能区内活动能源，且占用相当大的比重. 从直接温室气体排放源和吸收汇来看，城市中的林地、草地、湿地等绿地功能区有着固碳、汇碳的能力，也可以利用碳捕捉技术封存温室气体排放[17].城市碳流动如图1所示，伴随着能源流动，城市系统碳流动中的碳输入主要包括煤、石油和天然气等化石能源，这是目前城市的主要能量来源，也是最主要的城市输入碳通量. 碳输出则主要是CO2的直接排放，另外也有部分会以废弃物即碳水化合物形式进行流通[21]. 按照碳输出产生的温室气体排放终端来统计，城市中温室气体排放的三大来源是工业、交通和建筑.城市碳流动离不开生产、生活与生态三大过程，比如生产过程中的化石燃料生产及消费、生活过程中因为消费产生的能耗和物耗, 以及自然生态系统中的直接排放与收储. 能源输入和能源利用与城市生产和生活相关，直接碳源/汇则是部分非能源活动导致温室气体总量发生变化，该过程将直接向大气排放或吸收温室气体. 而城市不同功能区用地类型又决定了三大环节的空间布局与特征，由此可以在计算城市不同部门与行业碳清单的基础上将城市温室气体排放与空间特征结合起来，进行城市温室气体排放空间的分区.通过地理信息系统来分析和表达城市用地类型与温室气体排放之间的关系，先要综合考虑城市功能区划及其区划内社会经济活动中产生的碳流动，然后将基于IPCC城市温室气体清单的部门和项目与不同的功能用地一一对应起来，见表1.由表1可知，空间分区主要包括两个步骤：一是基于城市碳流动三要素将社会经济活动类型进行一级分类；二是基于一级分类结果及现有城市用地类型，对城市功能区用地进行二级分类[17]. 将城市分区与温室气体排放部门和项目对应，就可实现温室气体排放空间特征的量化处理，而基于地理信息系统的工作则使得结果更加直观. 如表1所示，可将城市温室气体空间分为六类，分别为基于能源输入要素的工矿设施空间、交通运输空间；基于能源利用要素的公共服务空间和居民生活空间；基于直接碳源/汇要素的农业生产空间、绿地和水域空间. 在此基础上进行二级分类，二级分类主要参考《城市用地分类与规划建设用地标准(GB 50137-2011)》[22]. 这样就实现了城市温室气体排放与城市用地空间的匹配及其数量关系刻画，通过地理信息系统可以实现城市温室气体排放的定量化、空间化和可视化.在分析城市空间形态与温室气体排放关系的基础上，从城市碳流动特征出发，构建基于温室气体排放的城市空间分区体系. 通过分区，解析城市温室气体排放与城市用地空间的关系，在此基础上，结合碳排放清单核算及地理信息系统技术，可为定量研究城市温室气体排放空间特征提供参考，也可进一步开发出相关管理系统供管理部门辅助使用.城市空间形态与温室气体排放的关系是复杂的，本文提出空间分区的一种思路，可使相关研究得到简化. 当然，文中提出的分区角度不是十分完善，也缺乏各种过程对于温室气体排放过程影响机制的深入探讨，相信随着相关研究的进一步推进和深入，未来的分区体系会更加全面和科学.【相关文献】[1] PRENTICE K C, FUNG I Y. 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