基于人口和能耗数据估算北京人为热排放

摘要

cqvip:利用2002、2010、2015年北京地区空间分辨率为1 km×1 km的人口密度和统计年鉴的总人口、车辆数、道路面积、12类能耗数据,获取能耗分时系数,优化由交通产生的人为热计算方法,计算北京地区冬、夏季节人为热,并研究其时空分布特征。结果表明,人为热主要由交通产生,最低占比40%,高峰期可达80%。电力、能耗产生的人为热各占约15%,冬季供热占比约15%,人体代谢约3%。交通产生的人为热呈早晚双峰结构,分别发生在08:00和18:00(北京时,下同);电力产生的人为热冬季为双峰结构,峰值在09:00和20:00,夏季为弧形结构,弧顶发生在15:00;能耗产生的人为热冬季为主、次峰形态,主峰出现在09:00,次峰出现在18:00,夏季为单峰形态,18:00为峰值。一天中01:00—11:00,电力和能耗产生的人为热冬季大于夏季,其余时间相反;夏季00:00—07:00,电力产生的人为热大于能耗,其余时间能耗大于电力;冬季所有时刻,能耗产生的人为热大于电力。2002—2015年人为热逐年增大,冬季峰值从130 W·m^(-2)增至330 W·m^(-2),夏季从120 W·m^(-2)增至300 W·m^(-2)。交通产生的人为热逐年大幅增大;电力产生的人为热2015年最大,约为20 W·m^(-2),2010和2015年接近,但比2002年都有明显增加;能耗产生的人为热呈现出与电力完全相反的特点。人为热空间分布与人口密度分布有很强的相关性,人为热高值区主要在人口密集的城市核心区,2002年冬、夏人为热最大值分别为300、240 W·m^(-2),2010年分别为660、431 W·m^(-2),2015年分别为666、423 W·m^(-2)。