人类的社会经济活动伴随着大量的人为热排放。大量的研究表明,人为热排放对城市热岛效应有明显的加强作用,从而不仅对城市及区域气候、空气质量等产生影响,同时也对社会经济活动产生反馈作用。由于社会经济发展的不平衡,人为热排放的空间分布很不均匀,不同国家、地区在人为热排放总量、排放源结构、增长速率以及排放强度等方面均存在很大差别。当前关于人为热排放的研究还相对零散和粗糙,有关认识还十分薄弱,特别是由于缺乏系统性的研究工作,不同空间尺度的研究结果缺乏可比性和可靠性,严重制约了有关研究工作的深入开展。本研究采用相对统一的资料和方法,对全球、中国以及长江三角洲城市群三个典型区域的人为热排放特征开展研究,对于深入研究人类活动在不同尺度上的环境气候效应具有重要意义。本研究主要内容包括深入认识典型区域尺度的人为热排放量、排放强度的空间分布及时间演变特征,并基于GIS提供网格化的人为热排放清单；认识不同人类活动类型、不同能源类型和消费方式的人为热排放特征,结合未来社会发展及能源消费情景,探讨人为热排放的变化趋势等。针对以上研究内容,本研究运用自上而下的能源清单法,结合近几年的能源消费、人口、地区面积、国内生产总值等宏观可获取的统计资料,分别讨论了长江三角洲城市群、中国大陆以及全球区域的人为热排放量、平均排放强度,人为热排放的网格化空间分布以及时间变化特征,重点关注人类活动中与能源消费过程相关的热排放,以及人类新陈代谢的热量排放。长江三角洲城市群的人为热总排放量为1.4×1019J·a-1,平均排放强度为5.3W·m-2,其中工业的贡献率最高,为75.1%,交通运输、建筑和人类新陈代谢则较低,分别为12.5%、9.9%和2.5%。上海、苏州、杭州、无锡和南京对研究区域的排放贡献最大,总贡献率接近71%。上海的平均排放通量(16.1W·m-2)远高于其它城市,无锡(9.8W·mm-2)、南京(6.5W·m-2)等城市也相对较高。城市群内,大部分地区的排放强度集中于5-30W-m-2,多数城市的高值区介于20-70W-m-2。中国大陆的人为热排放总量为1.2×1020j.a-1,平均排放强度为0.4W·m-2,其中工业贡献率最大(73.0%)。能源类型中,煤炭和电力对人为热排放贡献最高,占总排放量的74%。各省(直辖市)中,山东、广东和江苏的排放量最高,西藏、海南和青海则最低。东西部差异明显,东部的排放强度主要集中于0.5-20W·m-2,西部在0-0.05W-m-2之间。人为热排放的高值区主要集中在华北平原、东北平原、长江三角洲、珠江三角洲、四川盆地以及黄河沿线等地区。全球范围的人为热排放总量为5.2x1020J·a-1,全球陆地区域的平均排放强度为0.11W·m-2,区域内(含陆地和海洋)的人为热平均排放强度为0.033,W·m-2。亚太区、欧亚大陆和北美洲的贡献率较高,分别占总排放量的40.4%、23.1%和21.2%；化石燃料对全球排放的贡献最高,贡献率达86.9%,其中石油、天然气和煤炭的占比分别为37.8%、26.7%和35.6%。南北半球以及国家之间的差异均很明显,人为热排放总量较大的国家主要为中国、美国、俄罗斯、印度以及日本。预计2040年全球区域内(含陆地和海洋)人为热平均排放强度将达到0.049W·m-2,年均增长约为1.5%。随着人类能源消费结构的变化进一步加强,未来30年人为热排放对气候变化的影响及相对重要性都将有显著提高。三个典型区域尺度的人为热强度有很大差别,长江三角洲城市群的人为热排放总量占全国总量的11.7%,而平均排放强度达到全国的13倍,是全球陆地平均强度的48.2倍；中国的人为热排放总量占全球总量的23.1%,而平均排放强度是全球陆地平均强度的3.6倍左右。不同类型人为热源的相对贡献方面,工业、交通运输、建筑和人类新陈代谢对长江三角洲地区的贡献率分别为75.1%、12.5%、9.9%和2.5%,对中国大陆的贡献率为73.0%、11.6%、10.6%和4.8%,差异并不明显。不同类型能源的相对贡献方面,煤炭是长江三角洲城市群和中国大陆的主要贡献源,而全球人为热排放中贡献较高的为石油。本研究基于自上而下的能源清单法,根据不同的人为热源或能源类型,对目标区域内的人为热排放量和平均排放强度进行估算,给出了一套具有普适意义的区域人为热排放的估算方法,构建了长江三角洲城市群、中国以及全球三个区域的较高分辨率的人为热排放分布特征,增强了对人为热排放区域部门特征以及时空分布等方面的认识,并强调了人为热排放对全球气候影响的认识,为相关气候环境研究提供了支撑。在获取更系统可靠的基础资料、结合遥感等技术方法等方面的不足以及研究的不确定性分析层面更有待进一步探讨。