• Energy Research

Spatiotemporal monitoring of urban CO2 emissions is crucial for developing strategies and actions to mitigate climate change. However, most spatiotemporal inventories do not adopt urban form data and have a coarse resolution of over 1 km, which limits their implications in intra-city planning. This study aims to model the spatiotemporal carbon emissions of the two largest mega-urban regions in China, the Yangtze River Delta and the Pearl River Delta, using urban form data from the Local Climate Zone scheme and landscape metrics, nighttime light images, and a year-fixed effects model at a fine resolution from 2012 to 2016. The panel data model has an R2 value of 0.98. This study identifies an overall fall in carbon emissions in both regions since 2012 and a slight elevation of emissions from 2015 to 2016. In addition, urban compaction and integrated natural landscapes are found to be related to low emissions, whereas scattered low-rise buildings are associated with rising carbon emissions. Furthermore, this study more accurately extracts urban areas and can more clearly identify intra-urban variations in carbon emissions than other datasets. The open data supported methodology, regression models, and results can provide accurate and quantifiable evidence at the community level for achieving a carbon-neutral built environment.

Spatiotemporal monitoring of urban CO2 emissions is crucial for developing strategies and actions to mitigate climate change. However, most spatiotemporal inventories do not adopt urban form data and have a coarse resolution of over 1 km, which limits their implications in intra-city planning. This study aims to model the spatiotemporal carbon emissions of the two largest mega-urban regions in China, the Yangtze River Delta and the Pearl River Delta, using urban form data from the Local Climate Zone scheme and landscape metrics, nighttime light images, and a year-fixed effects model at a fine resolution from 2012 to 2016. The panel data model has an R2 value of 0.98. This study identifies an overall fall in carbon emissions in both regions since 2012 and a slight elevation of emissions from 2015 to 2016. In addition, urban compaction and integrated natural landscapes are found to be related to low emissions, whereas scattered low-rise buildings are associated with rising carbon emissions. Furthermore, this study more accurately extracts urban areas and can more clearly identify intra-urban variations in carbon emissions than other datasets. The open data supported methodology, regression models, and results can provide accurate and quantifiable evidence at the community level for achieving a carbon-neutral built environment.

A health-friendly, climate resilient, and carbon-neutral pathway would deliver major benefits to people's health and wellbeing in China, especially for older populations, while simultaneously promoting high-quality development in the long run. This report is the third China Lancet Countdown report, led by the Lancet Countdown Regional Centre based in Tsinghua University. With the contributions of 73 experts from 23 leading institutions, both within China and globally, this report tracks progress through 27 indicators in the following five domains: (1) climate change impacts, exposure, and vulnerability; (2) adaptation, planning, and resilience for health; (3) mitigation actions and health co-benefits; (4) economics and finance; and (5) public and political engagement. From 2021 to 2022, two new indicators have been added, and methods have been improved for many indicators. Specifically, one of the new indicators measures how heat affects the hours that are safe for outdoor exercise, an indicator of particular relevance given the boom in national sports triggered by the summer and winter Olympics. Findings in this report, which coincide with the UN Framework Convention on Climate Change 27th Conference of the Parties (COP27) hosted in Egypt (where much attention is being focused on adaptation for clinically vulnerable populations), expose the urgency for accelerated adaptation and mitigation efforts to minimise the health impacts of the increasing climate change hazards in China.

A health-friendly, climate resilient, and carbon-neutral pathway would deliver major benefits to people's health and wellbeing in China, especially for older populations, while simultaneously promoting high-quality development in the long run. This report is the third China Lancet Countdown report, led by the Lancet Countdown Regional Centre based in Tsinghua University. With the contributions of 73 experts from 23 leading institutions, both within China and globally, this report tracks progress through 27 indicators in the following five domains: (1) climate change impacts, exposure, and vulnerability; (2) adaptation, planning, and resilience for health; (3) mitigation actions and health co-benefits; (4) economics and finance; and (5) public and political engagement. From 2021 to 2022, two new indicators have been added, and methods have been improved for many indicators. Specifically, one of the new indicators measures how heat affects the hours that are safe for outdoor exercise, an indicator of particular relevance given the boom in national sports triggered by the summer and winter Olympics. Findings in this report, which coincide with the UN Framework Convention on Climate Change 27th Conference of the Parties (COP27) hosted in Egypt (where much attention is being focused on adaptation for clinically vulnerable populations), expose the urgency for accelerated adaptation and mitigation efforts to minimise the health impacts of the increasing climate change hazards in China.

This work reports a novel and standard metric of plot to evaluate the electrostatic generator's output performance under air breakdown limitation and proposes a strategy to extend the plot for achieving ultrahigh power generation.

This work reports a novel and standard metric of plot to evaluate the electrostatic generator's output performance under air breakdown limitation and proposes a strategy to extend the plot for achieving ultrahigh power generation.

Comprender las variaciones estacionales en la isla de calor urbano de superficie (SUHI, por sus siglas en inglés) en diferentes zonas climáticas locales (LCZ, por sus siglas en inglés) es crucial para los esfuerzos por reducir los impactos del calentamiento urbano en los residentes locales. Sin embargo, tal comprensión se ve limitada por la falta de temperaturas de la superficie terrestre (LST) a altas resoluciones espaciales y temporales. Este estudio creó LST de series temporales al fusionar los datos satelitales de Landsat 8 y los productos MODIS llenos de brechas para realizar análisis adicionales de la estacionalidad de SUHI en una ciudad semiárida, Xi'an, China. Los resultados mostraron que los LST de los tipos de edificios abiertos fueron generalmente más bajos que los de los tipos de edificios compactos. La intensidad más alta de SUHI (7,17 °C) se encontró en 'edificios compactos de mediana altura' (LCZ2), mientras que la más baja (3,62 °C) se encontró en 'edificios abiertos de gran altura' (LCZ4) en julio. La intensidad de SUHI alcanzó su punto máximo aproximadamente 17–23 días después que el LST de fondo. Los ciclos anuales de histéresis de SUHI exhibieron un patrón cóncavo hacia arriba en sentido contrario a las agujas del reloj en el clima continental húmedo de verano caluroso influenciado por el monzón (Dwa según el esquema climático de Köppen-Geiger). La intensidad de SUHI en otoño fue mayor que en primavera bajo el mismo LST de fondo. Estos resultados proporcionan información valiosa para desarrollar estrategias de mitigación del calor en diferentes estaciones. Comprendre les variations saisonnières de l'îlot de chaleur urbain de surface (SUHI) dans différentes zones climatiques locales (LCZ) est crucial pour les efforts visant à réduire les impacts du réchauffement urbain sur les résidents locaux. Cependant, une telle compréhension est limitée par le manque de températures de surface du sol (LST) à des résolutions spatiales et temporelles élevées. Cette étude a créé des séries chronologiques LST en fusionnant les données satellitaires Landsat 8 et les produits MODIS remplis de lacunes pour approfondir les analyses de la saisonnalité de SUHI dans une ville semi-aride, Xi'an, Chine. Les résultats ont montré que les LST des types de bâtiments ouverts étaient généralement inférieurs à ceux des types de bâtiments compacts. L'intensité de SUHI la plus élevée (7,17 °C) a été trouvée dans les « bâtiments compacts de moyenne hauteur » (LCZ2), tandis que la plus faible (3,62 °C) a été trouvée dans les « bâtiments de grande hauteur ouverts » (LCZ4) en juillet. L'intensité de SUHI a culminé environ 17 à 23 jours plus tard que le LST de fond. Les cycles annuels d'hystérésis de SUHI présentaient un motif concave dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans le climat continental humide d'été chaud influencé par la mousson (Dwa selon le schéma climatique de Köppen-Geiger). L'intensité de SUHI en automne était plus élevée qu'au printemps sous le même fond LST. Ces résultats fournissent des informations précieuses pour développer des stratégies d'atténuation de la chaleur à différentes saisons. Understanding the seasonal variations in surface urban heat island (SUHI) in different local climate zones (LCZs) is crucial to efforts to reduce the impacts of urban warming on local residents. However, such an understanding is constrained by the lack of land surface temperatures (LSTs) at both high spatial and temporal resolutions. This study created time series LSTs by fusing Landsat 8 satellite data and gap-filled MODIS products to further analyses of the SUHI seasonality in a semi-arid city, Xi'an, China. The results showed that LSTs of the open building types were generally lower than those of the compact building types. The highest SUHI intensity (7.17 °C) was found in 'compact mid-rise buildings' (LCZ2), whereas lowest (3.62 °C) was found in 'open high-rise buildings' (LCZ4) in July. The SUHI intensity peaked about 17–23 days later than the background LST. The annual SUHI hysteresis cycles exhibited an anti-clockwise concave-up pattern in the monsoon-influenced hot-summer humid continental climate (Dwa per Köppen-Geiger climate scheme). The SUHI intensity in autumn was higher than in spring under the same background LST. These results provide valuable information for developing heat mitigation strategies in different seasons. إن فهم الاختلافات الموسمية في جزيرة الحرارة الحضرية السطحية (SUHI) في المناطق المناخية المحلية المختلفة (LCZs) أمر بالغ الأهمية للجهود المبذولة للحد من آثار الاحترار الحضري على السكان المحليين. ومع ذلك، فإن مثل هذا الفهم مقيد بنقص درجات حرارة سطح الأرض (LSTs) في كل من الاستبانات المكانية والزمنية العالية. أنشأت هذه الدراسة سلاسل زمنية من خلال دمج بيانات القمر الصناعي لاندسات 8 ومنتجات موديس المليئة بالفجوات لمزيد من التحليلات لموسمية سوهي في مدينة شبه قاحلة، شيان، الصين. أظهرت النتائج أن LSTs لأنواع المباني المفتوحة كانت بشكل عام أقل من تلك الخاصة بأنواع المباني المدمجة. تم العثور على أعلى كثافة سوهي (7.17 درجة مئوية) في "المباني المتوسطة الارتفاع المدمجة" (LCZ2)، في حين تم العثور على أدنى (3.62 درجة مئوية) في "المباني الشاهقة المفتوحة" (LCZ4) في يوليو. بلغت كثافة SUHI ذروتها بعد حوالي 17–23 يومًا من LST الخلفية. أظهرت دورات التخلف SUHI السنوية نمطًا مقعرًا عكس عقارب الساعة في المناخ القاري الرطب الصيفي الحار المتأثر بالرياح الموسمية (Dwa per Köppen - Geiger climate scheme). كانت كثافة SUHI في الخريف أعلى مما كانت عليه في الربيع تحت نفس الخلفية LST. توفر هذه النتائج معلومات قيمة لتطوير استراتيجيات تخفيف الحرارة في مواسم مختلفة.

Comprender las variaciones estacionales en la isla de calor urbano de superficie (SUHI, por sus siglas en inglés) en diferentes zonas climáticas locales (LCZ, por sus siglas en inglés) es crucial para los esfuerzos por reducir los impactos del calentamiento urbano en los residentes locales. Sin embargo, tal comprensión se ve limitada por la falta de temperaturas de la superficie terrestre (LST) a altas resoluciones espaciales y temporales. Este estudio creó LST de series temporales al fusionar los datos satelitales de Landsat 8 y los productos MODIS llenos de brechas para realizar análisis adicionales de la estacionalidad de SUHI en una ciudad semiárida, Xi'an, China. Los resultados mostraron que los LST de los tipos de edificios abiertos fueron generalmente más bajos que los de los tipos de edificios compactos. La intensidad más alta de SUHI (7,17 °C) se encontró en 'edificios compactos de mediana altura' (LCZ2), mientras que la más baja (3,62 °C) se encontró en 'edificios abiertos de gran altura' (LCZ4) en julio. La intensidad de SUHI alcanzó su punto máximo aproximadamente 17–23 días después que el LST de fondo. Los ciclos anuales de histéresis de SUHI exhibieron un patrón cóncavo hacia arriba en sentido contrario a las agujas del reloj en el clima continental húmedo de verano caluroso influenciado por el monzón (Dwa según el esquema climático de Köppen-Geiger). La intensidad de SUHI en otoño fue mayor que en primavera bajo el mismo LST de fondo. Estos resultados proporcionan información valiosa para desarrollar estrategias de mitigación del calor en diferentes estaciones. Comprendre les variations saisonnières de l'îlot de chaleur urbain de surface (SUHI) dans différentes zones climatiques locales (LCZ) est crucial pour les efforts visant à réduire les impacts du réchauffement urbain sur les résidents locaux. Cependant, une telle compréhension est limitée par le manque de températures de surface du sol (LST) à des résolutions spatiales et temporelles élevées. Cette étude a créé des séries chronologiques LST en fusionnant les données satellitaires Landsat 8 et les produits MODIS remplis de lacunes pour approfondir les analyses de la saisonnalité de SUHI dans une ville semi-aride, Xi'an, Chine. Les résultats ont montré que les LST des types de bâtiments ouverts étaient généralement inférieurs à ceux des types de bâtiments compacts. L'intensité de SUHI la plus élevée (7,17 °C) a été trouvée dans les « bâtiments compacts de moyenne hauteur » (LCZ2), tandis que la plus faible (3,62 °C) a été trouvée dans les « bâtiments de grande hauteur ouverts » (LCZ4) en juillet. L'intensité de SUHI a culminé environ 17 à 23 jours plus tard que le LST de fond. Les cycles annuels d'hystérésis de SUHI présentaient un motif concave dans le sens inverse des aiguilles d'une montre dans le climat continental humide d'été chaud influencé par la mousson (Dwa selon le schéma climatique de Köppen-Geiger). L'intensité de SUHI en automne était plus élevée qu'au printemps sous le même fond LST. Ces résultats fournissent des informations précieuses pour développer des stratégies d'atténuation de la chaleur à différentes saisons. Understanding the seasonal variations in surface urban heat island (SUHI) in different local climate zones (LCZs) is crucial to efforts to reduce the impacts of urban warming on local residents. However, such an understanding is constrained by the lack of land surface temperatures (LSTs) at both high spatial and temporal resolutions. This study created time series LSTs by fusing Landsat 8 satellite data and gap-filled MODIS products to further analyses of the SUHI seasonality in a semi-arid city, Xi'an, China. The results showed that LSTs of the open building types were generally lower than those of the compact building types. The highest SUHI intensity (7.17 °C) was found in 'compact mid-rise buildings' (LCZ2), whereas lowest (3.62 °C) was found in 'open high-rise buildings' (LCZ4) in July. The SUHI intensity peaked about 17–23 days later than the background LST. The annual SUHI hysteresis cycles exhibited an anti-clockwise concave-up pattern in the monsoon-influenced hot-summer humid continental climate (Dwa per Köppen-Geiger climate scheme). The SUHI intensity in autumn was higher than in spring under the same background LST. These results provide valuable information for developing heat mitigation strategies in different seasons. إن فهم الاختلافات الموسمية في جزيرة الحرارة الحضرية السطحية (SUHI) في المناطق المناخية المحلية المختلفة (LCZs) أمر بالغ الأهمية للجهود المبذولة للحد من آثار الاحترار الحضري على السكان المحليين. ومع ذلك، فإن مثل هذا الفهم مقيد بنقص درجات حرارة سطح الأرض (LSTs) في كل من الاستبانات المكانية والزمنية العالية. أنشأت هذه الدراسة سلاسل زمنية من خلال دمج بيانات القمر الصناعي لاندسات 8 ومنتجات موديس المليئة بالفجوات لمزيد من التحليلات لموسمية سوهي في مدينة شبه قاحلة، شيان، الصين. أظهرت النتائج أن LSTs لأنواع المباني المفتوحة كانت بشكل عام أقل من تلك الخاصة بأنواع المباني المدمجة. تم العثور على أعلى كثافة سوهي (7.17 درجة مئوية) في "المباني المتوسطة الارتفاع المدمجة" (LCZ2)، في حين تم العثور على أدنى (3.62 درجة مئوية) في "المباني الشاهقة المفتوحة" (LCZ4) في يوليو. بلغت كثافة SUHI ذروتها بعد حوالي 17–23 يومًا من LST الخلفية. أظهرت دورات التخلف SUHI السنوية نمطًا مقعرًا عكس عقارب الساعة في المناخ القاري الرطب الصيفي الحار المتأثر بالرياح الموسمية (Dwa per Köppen - Geiger climate scheme). كانت كثافة SUHI في الخريف أعلى مما كانت عليه في الربيع تحت نفس الخلفية LST. توفر هذه النتائج معلومات قيمة لتطوير استراتيجيات تخفيف الحرارة في مواسم مختلفة.