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碳排放是指温室气体排放,这些气体排放会造成温室效应,使全球气温上升。地球在吸收太阳辐射的同时,本身也向外层空间辐射热量,其热辐射以3~30μm的长波红外线为主。当这样的长波辐射进入大气层时,易被某些分子量较大、极性较强的气体分子所吸收。这些气体分子吸收红外线辐射后,会阻挡热量自地球向外逃逸,相当于地球和外层空间的一个绝热层,从而产生“温室”效应。 碳排放对环境和人类社会有多方面的负面影响。首先,它加剧了气候变化,导致极端气候事件增多,如干旱、洪水、热浪等。其次,海平面上升也是一个严重的问题,这会对沿海地区的生态系统和居民造成严重的影响。此外,碳排放还会影响生物多样性,导致生物多样性减少,进而影响生态系统的稳定性和生态服务功能。 为了减少碳排放,人们可以采取多种措施。例如,积极应用化石能源的替代技术,包括清洁能源替代技术、可再生能源技术和新能源技术。在日常生活中,人们也可以通过少开私家车、坚持爬楼、不用电脑时选择关机等方式减少碳排放。同时,提高能效和采取清洁生产技术也是重要的手段。此外,通过合理的农业管理措施和增加陆地生态系统的碳吸收,如造林、林地恢复等,也可以有效减少碳排放。
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2024 年度西北民族大学数学建模竞赛题目
(请先阅读 “西北民族大学数学建模竞赛论文格式规范”)
A 题: 碳排放分析与减排策略研究
碳排放是指温室气体排放,这些气体排放会造成温室效应,使全球气温上升。地球在吸收
太阳辐射的同时,本身也向外层空间辐射热量,其热辐射以 3~30μm 的长波红外线为主。当
这样的长波辐射进入大气层时,易被某些分子量较大、极性较强的气体分子所吸收。这些气体
分子吸收红外线辐射后,会阻挡热量自地球向外逃逸,相当于地球和外层空间的一个绝热层,
从而产生“温室”效应。
碳排放对环境和人类社会有多方面的负面影响。首先,它加剧了气候变化,导致极端气候
事件增多,如干旱、洪水、热浪等。其次,海平面上升也是一个严重的问题,这会对沿海地区
的生态系统和居民造成严重的影响。此外,碳排放还会影响生物多样性,导致生物多样性减少,
进而影响生态系统的稳定性和生态服务功能。
为了减少碳排放,人们可以采取多种措施。例如,积极应用化石能源的替代技术,包括清
洁能源替代技术、可再生能源技术和新能源技术。在日常生活中,人们也可以通过少开私家车、
坚持爬楼、不用电脑时选择关机等方式减少碳排放。同时,提高能效和采取清洁生产技术也是
重要的手段。此外,通过合理的农业管理措施和增加陆地生态系统的碳吸收,如造林、林地恢
复等,也可以有效减少碳排放。
我们收集了 2000 年至 2019 年期间中国各省市的碳排放数据,附件 1-3。为了深入分析中
国各地区的碳排放情况。以及如何实现碳减排目标,解决以下问题。
问题 1:趋势分析与预测:请对 2000 年至 2019 年期间各省市的碳排放数据进行分析和建
模。
(1)对各省市年度碳排放量的时间序列数据进行趋势分析,确定这些省市的碳排放量在
逐年增加,哪些在逐年减少。
(2)采用合适的时间序列预测模型,预测未来七年(2020-2026 年)各省市的碳排放量。
结合不同能源的使用情况,分析各省市碳排放量变化的主要驱动因素。
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