降雨如何引发交通方式转变并增加城市碳排放：基于韩国釜山的实证研究

《Science of The Total Environment》：When less travel means more carbon: How rainfall-induced shifts from public transit to cars increase urban transport emissions

本研究针对气候变化背景下极端降水事件对城市交通碳排放的影响机制展开探讨。研究人员通过分析韩国釜山两个行政区的日度面板数据，构建固定效应模型量化降雨对私家车、公交车和地铁需求的弹性差异，并结合蒙特卡洛模拟评估不同降水情景下的碳排放变化。结果发现，降雨会显著抑制公共交通需求，而私家车使用相对刚性，导致单位乘客碳排放强度上升；若部分原公交/地铁用户转向私家车，系统总排放量不降反增。该研究揭示了天气驱动交通模式转变的碳排放大风险，为低碳韧性交通规划提供了关键依据。

　　

随着全球气候变化加剧，极端降水事件频发，城市交通系统面临严峻挑战。传统认知中，恶劣天气减少出行总量似乎有利于降低碳排放，但事实果真如此吗？一项针对韩国釜山的深入研究揭示了出乎意料的现象：降雨在抑制整体出行需求的同时，可能通过改变人们的出行方式选择，反而推高城市交通系统的碳排放强度。

这项发表于《Science of The Total Environment》的研究题为《当出行减少却意味着更多碳排放：降雨诱发公共交通向私家车转移如何增加城市交通排放》，通过创新性地结合气象数据、交通流量统计和碳排放因子，构建了一个能够捕捉天气-行为-排放复杂关联的分析框架。研究团队聚焦釜山两个典型城区——以中央商务区为主的釜山镇区和以沿海旅游为特色的海云台区，收集2024年全年的日度数据，涵盖私家车流量、公交与地铁客流量，以及降水量、温度、PM₁₀浓度等环境变量。

为精准量化降雨对不同交通方式的影响，研究人员采用固定效应面板回归模型，分别估计了降雨对私家车、公交车和地铁需求的弹性系数。结果显示，降雨对各类交通方式的需求均有抑制效应，但程度差异显著：公交车需求对降雨最敏感（弹性-0.034），地铁次之（-0.027），而私家车的敏感性最低（-0.013）。这种不对称的敏感性意味着，下雨天部分原本使用公交或地铁的出行者可能转而使用私家车，而一些非必要的公交出行则被直接取消。

基于弹性估计结果，研究团队设计了四组降水情景（PS1-PS4），分别对应未来气候情景下降水量的四分位数水平，并通过蒙特卡洛模拟（10万次随机抽样）推演不同降雨条件下各交通方式的客流量变化。进一步地，他们设定了模态转移情景（MS），模拟当10%-15%的公交/地铁客流缺口转向私家车时，系统总碳排放和单位乘客碳排放强度的变化。

3.2.1. 模式特异性需求估计

固定效应模型控制了个体不可观测的异质性，重点关注降雨等环境变量的短期影响。除降雨外，模型还纳入了温度、PM₁₀浓度、燃油价格、周末与节假日虚拟变量等控制变量。结果显示，降雨对公交需求的负面影响最大，而PM₁₀浓度对三种交通方式的需求均有显著正向影响，可能与污染天气下人们倾向于选择密闭出行空间有关。

3.2.2. 情景设计

降水情景基于共享社会经济路径（SSP）的2030-2050年降水预测构建。模态转移情景模拟了部分原公交/地铁用户转向私家车的情形，通过调整转移比例（0%-15%），评估这一行为对碳排放的影响。

3.2.3. CO₂排放估算

采用IPCC Tier 2方法计算各交通方式的碳排放强度。结果显示，私家车的碳排放强度最高（132.80 g CO₂/PKM），而公交车（30.69 g CO₂/PKM）和地铁（31.38 g CO₂/PKM）显著低于私家车。结合模拟得到的客流量和碳排放强度，计算各情景下的总排放量和单位乘客排放量。

4.1. 模式特异性弹性估计

降雨弹性系数表明，公共交通使用者在雨天更可能调整出行计划或改变方式，而私家车用户则表现出较强的“黏性”。这种差异是导致后续碳排放变化的关键。

4.2. 基于情景的模拟

模拟结果显示，随着降雨量增加，两个城区的交通总碳排放均有所下降（釜山镇区降1.2%，海云台区降1.6%），但单位乘客碳排放强度却上升（分别增1.0%和1.3%）。当考虑模态转移时，情况进一步恶化：只需约9.6%（釜山镇区）和12.4%（海云台区）的原公交/地铁用户转向私家车，总碳排放就会超过基线水平。这表明，降雨引发的交通方式转变可能完全抵消出行总量减少带来的碳减排效益。

4.3. 模拟可靠性评估

通过增加蒙特卡洛模拟次数和计算蒙特卡洛标准误，验证了模拟结果的稳健性。不同模拟次数下的结果差异极小，证明结论可靠。

4.4. 政策启示

研究指出，降雨天气下公共交通服务的可靠性和舒适度至关重要。提升公交专用道、加密班次、改善候车环境等措施，有助于减少雨天向私家车的转移。此外，紧凑的城市布局和多模式交通整合可增强系统韧性。

该研究的结论挑战了“出行减少即减排”的简单认知，揭示了天气驱动交通行为变化的复杂碳排放效应。降雨不仅抑制出行，更可能通过改变交通结构，使系统向高碳模式倾斜。在气候变化导致极端天气频发的背景下，这一发现尤为紧迫：若城市规划与交通政策未能前瞻性应对，未来降雨增加可能使城市交通减排目标面临更大挑战。

研究强调，低碳交通政策需超越晴好天气的优化，将天气韧性作为核心要素。保障公共交通在恶劣天气下的服务质量，不仅是便利性问题，更是关乎碳排放的关键环节。同时，差异化的区域策略十分必要：公交依赖型城区（如釜山镇区）可通过提升服务稳定性巩固低碳模式；而私家车主导型城区（如海云台区）则需加强替代选择供给。这些见解为构建气候适应型城市交通系统提供了科学依据，凸显了行为响应嵌入减排规划的重要性。