笔记百科人类是如何在地球上流转迁徙的？城市的灯光能提供最多的线索和答案。
文｜启嘤
2019年是阿波罗登月50周年，你可能已经看到了很多卫星拍摄的地球照片。这些照片大多数都是蓝色的，因为捕捉到的是地球昼半球在阳光照射下的蔚蓝图景。
即使在卫星地图中，夜晚的地球也很少被凝视。入夜后的另一半地球，在镜头下是否漆黑难辨？地面上我们的万家灯火，在数百万米的高空中，隐藏着人类的能源、资源和地缘政治怎样的秘密？
城市灯光里的秘密
对比这组美国的DMSP卫星拍摄的欧洲夜间照片，最为明显直观是灯光的亮度变化。居民的增加、电气化程度的上升是灯光不断变亮的直接原因。而这一变化趋势能揭示的人类行为规律，远不止这些。
经济学家们利用夜间卫星照片和相关数据，发现了城市灯光与工业化水平、贫困程度以及更多经济行为间的关联。
夜间卫星照片仅从视觉上就能反映该地区的人口密度。上图中，沿海地区的繁华比内陆更吸引人，这与「地球上60%的人口居住在离海岸线120公里内」的经验规律吻合。夜色中，沿岸与内陆的一明一暗勾勒出了欧洲的海岸线。
「人类是如何在地球上流转迁徙的，这个问题城市的灯光能提供最多的线索和答案」，美国国家气象局的科学家克里斯·艾尔维奇（Chris Elvidge）说。
艾尔维奇博士和他的团队利用夜间卫星照片和人口密度数据，设计了「夜间灯光发展指数」「Night LightDevelopment Index」（NLDI）。这一指数反映的是一个地区内灯光分布的平均程度，指数越高越说明这一地区有些地区亮度特别高，而其他地方很低，分布越不均匀。
NLDI类似一个灯光的基尼系数。经过检验，这一指数与人类发展指数、电气化率和贫困率都有较强关联。
· 夜间灯光发展指数与人类发展指数（HDI）成负相关。HDI是由联合国开发计划署制定的反映生活水平的一个指标，主要由购买力、预期寿命、识字率和教育水平因素组成
· 夜间灯光发展指数与贫困率成正相关
随着卫星拍摄技术的不断进步，夜间灯光的相关数据更加精确丰富。艾尔维奇博士的研究不仅在经济领域有所发现，也为其他学科的研究提供了灵感和支持，比如用以构建碳排放分布的模型、监测商业捕鱼船队的行迹等等。生物学也利用夜间灯光数据，研究城市化发展与野生动物栖息地之间的彼消此长。
「即使研究了20年，我仍然惊叹于夜间灯光图像中蕴藏的人类活动的信息」，艾尔维奇博士感叹。
GDP是最有效反映一个国家或地区经济水平的指标。已经有很多灯光与GDP的相关研究，大部分研究的结论是国家和地区的GDP增长与夜间灯光亮度增强成正相关。
1992年美国的GDP为6.52万亿美元、非洲为1350亿美元，2013年美国的GDP16.78万亿美元，非洲3666.43亿美元，这样的对比在下图的夜间灯光相片中一目了然。
由于灯光与GDP之间存在的强关联，研究人员可以用灯光数据校验已有的经济数据，甚至可以用于估算难以获取经济指标地区的GDP，比如朝鲜。
「世界数据实验室」公司与学界研究员合作，在之前其他国家的夜间灯光亮度与GDP水平相关研究的基础上，得出一个灯光亮度的经济产出方程式，以数学模型推算出朝鲜2018年人均GDP为1400美元。
这一数字低于韩国中央银行原先预测的2500美元，如果预测准确，朝鲜将进入世界最贫穷的国家之列。
· 夜间灯光地图上几乎一片漆黑的朝鲜
夜半球的动脉
正如艾尔维奇博士的感叹，夜间卫星照片的信息密度超乎想象。
俯瞰夜晚的那不勒斯地区，用肉眼或光谱技术辨认图片上亮点的颜色，会发现新的商业区灯光偏橙红色，这是钠光灯的颜色；而旧城区偏绿色，那是来自古老的水银蒸汽灯泡的灯光。灯光颜色的变化透露了一座城市的历史变迁的轨迹。
电业发展往往与资本的活力密不可分。由于规模经济，电力行业的资产收益率并不高。因此，资本实力和运营能力越强的地方，电业就越容易形成规模化运营。
在中国，除了国家背景的「两网五大」之外，值得注意的是新兴的「四小豪门」。它们借助资本力量与运营能力进行跨界运作，对中国电业的规模化起到重要的推动作用。
· 四小豪门之一的华润电力，目前已经覆盖了全国28个省、自治区、直辖市
对于更大的统计样本来说，使用夜间灯光的数据来研究经济水平的做法对正经历城市化变革的中低收入国家更为适用，这些国家正在增加更多的夜间照明的基础设施。
而对于发达国家，基础设施已经基本完善，夜间灯光亮度增加就不再能准确反映GDP的增长了。这也是目前灯光数据研究的局限之一。
尽管灯光已经提供了很多人类行为谜题的线索，但仍是冰山一角，灯光之下星罗棋布的全球能源网络，才是驱动夜半球世界的动脉。
夜间卫星图像同样能看到其他能源的踪迹，比如上图中陆地上的红点，那是天然气井燃烧的火焰。这些天然气由于技术无法开采，任其泄露又容易爆炸，只能点火烧掉。
这些孤岛一般的亮点，因为没有接入能源网络，只能一闪而过。没有现代化的天然气输送管网。再丰富的燃气资源也无法成为「能源」，为人所用。
在中国，尽管早在2000年前，四川人就已经利用天然气熬制卤水来制盐，但现代天然气行业直到21世纪才初具规模。早期的天然气开发只是石油开采的副产品，产区零星分布，并且规模相对较小。因为缺乏输送至大城市的基础设施，开采出来的天然气只能在产区附近使用。
在2000年以前，人们记忆中的「燃气」，大部分是用笨重的灰色液化气罐装回家的。直到1998年，塔里木盆地等大型气田的发现，才为兴建横亘大陆的大型输气管道提供了基础。2000年2月13日，西气东输工程正式启动。
不过，中国市民并没有立刻用上管道燃气，因为城市燃气管道的铺设同样耗资巨大。在21世纪的前几年，许多地方政府开始以公开招标的方式引入资本，让市场的力量推动城市管道基础设施建设。
· 2004年10月31日，《华西都市报》头版报道了华润燃气拍下成都燃气36% 股权的消息
当年新闻的主角今天已经成为了广为中国居民所知的燃气运营商。华润燃气现在年销气量达240亿立方米，用户已经超过了3,400万。假设以三口之家来计算，单华润一家的燃气就已经有1亿中国人在用。
从太空中俯视地球时，一盏灯只是微乎其微的一个亮点。但在我们的日常生活中，前方为自己点亮的那一盏灯光意味着热的食物、热水澡和温度适宜的卧房。
光明与温暖，对庇护人类度过无数黑夜都不可或缺，这是「万家灯火」的真意。
栖居未来
· 改变历史的照片之一《地升》
无论是白天还是黑夜拍摄的卫星照片，都为我们展示了一个不一样的地球。它们转换了人类看待地球的角度、也触发了对待地球家园的反思。
因此，人类一直在不断改进获取能源的方式。风能就是增长较快的一类新能源。
中国是全球最大的风力发电国家。2005至2010年的五年间，中国累计装机总量从2005年的126.6万千瓦一路飙升至2010年的4473.3万千瓦。
不过，风电是应该装在离风更近的地方，还是离用户更近的地方？一开始，大部分人想错了。2010年之前，中国风电集中于东北、华北和西北这些多风的地区。
· 全球年均风速图
风能并不是一个能够长久储存的能源，长距离的运输反而会导致大量能源的消耗。更严重的是，2011年，这「三北」地区因为电网消纳能力不足，风电机组虽然可以运转但停止了运作，这就是「弃风限电」现象。
2012年，弃风限电更为严重，全国风电平均利用小时降至1890小时。
但在这一年，华润电力旗下所有运营风电项目平均利用小时数为2096小时。高于平均的206小时是怎么来的？
从一开始，华润就学习欧洲的经验，把风电场建在华东、华中、华南等需求更大的区域，让风电距离用户而不是风更近，靠规模化来降低成本。只有服务电价更高的区域，风电才能精益发展，走向盈利。
在产业布局上的智慧，一定程度上打破了「风电不赚钱」的魔咒。大型能源企业抛弃旧资产，向新能源转型，成了产业的趋势。
现在，风电在华润电力业务中贡献的收入比，和每发电一千瓦的净利润，都已经超过了传统的火电。2018年，华润电力新能源运营权益装机容量的占比已经达到20.4%，还将每年新投产150万千瓦的风电和光伏项目。
与此同时，传统的煤电也在革新。由于历史和管理不规范的原因，中国人对煤炭发电往往有本能的担忧。不过，做好排放管理，煤炭也可以成为更清洁的能源。2011年，行业提出「超低排放」标准，让二氧化硫、氮氧化物及烟尘的排放标准比国标降低了30%，50%和75%，达到接近燃气的清洁水平。
推进「超低排放」需要投入巨资，一个机组一个机组地升级改造，因此推动这一改变的首先是大企业、大电厂。到2018年，华润电力98%的燃煤机组完成了超低排放。
当人类不断汲取来自地球的馈赠时，现代能源企业更为未来的美好，规划着能源的生长蓝图。今天餐桌上的一顿热腾腾的晚餐，背后是能源企业发展了数十年才构建的城市能源网络。
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参考文献：
1.C. D. Elvidge,The Night LightDevelopment Index (NLDI): a spatiallyexplicit measure of human development fromsatellitedata,NOAA National Geophysical Data Center
2.IMFWorking Paper：AfricanDepartment Illuminating Economic Growth, Prepared by Yingyao Hu and JiaxiongYao
文中图源：
1.https://www.esa.int/
2.The Night LightDevelopment Index (NLDI): aspatiallyexplicit measure of human development from satellitedata,NOAA NationalGeophysical Data Center
3.IMF Working Paper：African Department Illuminating EconomicGrowth, Prepared by Yingyao Hu and Jiaxiong Yao
4.earthobservatory.nasa.gov
5.https://eo.wikipedia.org/wiki/Dosiero:Earth_Rise_as_Seen_From_Lunar_Surface.jpg
6.http://www.energybc.ca/wind.html
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