Посредническая роль потребления энергии в влиянии изменений тепловой среды на выбросы углерода: данные по экономическому поясу реки Янцзы, Китай

Почему более тёплые города важны для всех

По всему миру лета становятся жарче, а волны тепла длятся дольше. Для жителей крупных городов это означает не только некомфортные ночи и рост расходов на кондиционирование воздуха. Это также повышенная нагрузка на энергосистемы и большее количество углерода в атмосфере. В этом исследовании рассматривается, как эти элементы связаны друг с другом в одном из важнейших регионов Китая — экономическом поясе реки Янцзы — и задаётся простой, но важный вопрос: при прогреве городских поверхностей насколько увеличивается потребление энергии и насколько растут выбросы углерода?

От тепла к загрязнению: прослеживая цепочку

Исследователи начинают с трёх взаимосвязанных компонентов городской среды: тепла на поверхности земли, потребления энергии и выбросов углерода. Они называют эту связанную цепочку тепловой–энергетической–углеродной, или TEC, связью. Используя более двух десятилетий спутниковых температурных данных, подробную энергетическую статистику и глобальную базу данных по выбросам углерода, они отслеживают 109 городов вдоль Янцзы с 2000 по 2022 годы. За этот период площади с высоким уровнем нагрева поверхностей и общее потребление энергии существенно выросли, а региональные выбросы углерода увеличились более чем в три раза. Такими крупными вкладчиками в этот рост стали Шанхай и Чунцин, а также быстро растущие провинциальные центры, такие как Ухань и Нанкин.

Измерение того, как тепло стимулирует потребление энергии

Чтобы выйти за рамки простых корреляций, исследование использует эконометрические модели, которые тестируют связь между изменениями температур поверхности и изменениями выбросов при постоянстве прочих факторов. Результаты показывают очевидную закономерность: по мере расширения горячих зон на поверхности на уровне города также растут выбросы углерода. Часть этого увеличения прямого характера и отражает дополнительную работу систем охлаждения в более жаркие периоды. Но значительная доля эффекта опосредована. Авторы обнаружили, что повышение температуры заметно увеличивает общий спрос на энергию, особенно на электроэнергию. Это дополнительное потребление затем приводит к росту выбросов в системе, которая по-прежнему во многом зависит от ископаемого топлива. Их расчёты показывают, что примерно 59 процентов влияния прогрева поверхности на выбросы проходит через это дополнительное потребление энергии.

Когда растущие города пересекают критические пороги

Связь между теплом, энергией и углеродом неоднородна по территории. Команда показывает, что экономическое развитие выступает в роли набора порогов, которые меняют силу влияния городского потепления на выбросы. В бедных районах с более примитивной экономикой и меньшим числом бытовой техники тёплые поверхности оказывают более слабое воздействие на объём выбросов. Однако когда экономика города достигает определённых уровней дохода, домохозяйства покупают больше охладительных приборов, расширяются предприятия и фабрики, и спрос на электроэнергию становится гораздо более чувствительным к теплу. Исследование выявляет два таких экономических порога, после которых углеродный эффект от данного увеличения температуры поверхности заметно усиливается. Схожая картина наблюдается и при изменениях в структуре промышленности: по мере перехода регионов к более продвинутым, но энергоёмким отраслям, реакция выбросов на нагрев становится сильнее.

Как градостроительство может снизить нагрузку

Ландшафты внутри городов и вокруг них тоже имеют значение. Анализ показателей того, как городские территории делятся и связаны между собой, показывает, что лучше связанные зелёные и открытые пространства в целом ассоциируются с меньшими выбросами. Эти элементы ландшафта могут охлаждать местные территории, уменьшать потребность в механическом охлаждении и способствовать запасанию углерода в растительности. Напротив, сильная фрагментация твёрдых материалов на поверхности задерживает больше тепла. В совокупности экономические и ландшафтные результаты свидетельствуют о том, что и то, чем занимаются города, и то, как они построены, определяет, насколько сильно волны тепла преобразуются в энергопотребление с высоким углеродным следом.

Что это значит для жителей и планировщиков городов

Для непрофессионала посыл прост: когда городские поверхности нагреваются, люди усиливают охлаждение, электростанции работают интенсивнее, и в атмосферу попадает больше углерода. Этот цикл особенно выражен в богатых, плотно застроенных регионах, где многие жители зависят от энергоёмких охлаждающих систем. Исследование показывает, что разорвать эту петлю можно сочетанием более чистой энергии, более эффективных зданий и приборов, а также продуманного градостроительства с зелёными коридорами и парками. Подбирая стратегии в соответствии со стадией развития каждого города, политики могут сократить выбросы, одновременно защищая людей от опасной жары и делая и районы, и климат более пригодными для жизни.

Цитирование: Tang, Z., Huang, S. The mediating role of energy consumption in the impact of thermal environment change on carbon emissions: evidence from the Yangtze River Economic Belt, China. Humanit Soc Sci Commun 13, 676 (2026). https://doi.org/10.1057/s41599-026-06982-x

Ключевые слова: городское тепло, потребление энергии, выбросы углерода, экономический пояс реки Янцзы, градостроительство