文档介绍：气候变暖与西安市冬季供暖的能源消耗分析
庞文保1,刘宇1,张海东2,3
(1陕西省气象科技服务中心,西安 710015; 2南京信息工程大学,南京 210044;
3中国气象局国家气候中心,北京 100081)
引言
我国采暖通风规范规定[1] ,将冬季室外温度“累年日平均温度稳定低于或等于5℃”的时段作为采暖期。那么,冬季气候变暖对采暖的影响如何?从理论上讲,气候变暖可使采暖期缩短,能源消耗减少。关键问题是,我们能否根据每年每天的冷暖天气变化合理供热。关于暖冬对采暖能耗的影响,前苏联、美国、加拿大等国家以及我国国家气候中心[2-4] 、北京市气象局[5]曾做过不少工作。
有关学者[6-8]还分析了气候变化对冬季采暖能源消耗以及经济结构的影响。提高能源利用效率,以较少的能源消耗,产生更多的物质财富,这是转变我国经济增长方式的一项重要内容。节能降耗不仅对保障能源供给,促进技术进步和提高经济效益有直接影响,而且也是保护环境,减少二氧化碳排放的重要手段。
党的十七大报告中也明确提出了要“加强应对气候变化能力建设,为保护全球气候做出新贡献。”。气象部门要进一步认清在应对气候变化工作中的重要任务和责任,加强对气候变化的监测、分析、预测和预估。胡锦涛主席提出应对气候变化四项建议,特别强调了节能减排。
本文结合西安市供暖的实际情况和冬季气候变暖的事实,分析西安市冬季冷暖的历史演变对采暖所需能源消耗的影响,为采暖节能决策提供参考。
1 采暖期冷暖的历史演变
本节所用的资料为西安市1951-2003年的逐日气候资料。其中采暖期是按照采暖通风规范[1] ,由气温资料计算得到的,且是跨年度统计的,如1951年采暖期是指1951/1952冬季的采暖期(一般开始于11月中下旬,到翌年3月上中旬)。
计算的最低气温负积温即冬半年低于零度的逐日最低气温之总和。有关分析结果显示[9] ,最低气温负积温与年极端最低气温、冬季各月的平均气温及冬季各月平均最低气温相关很好,即最低气温负积温的历年变化可较好地表示冬季冷暖的演变。最低气温负积温的数值越大表示越冷,供热部门就需要提供较多的热量供人们取暖;该数值越小表示越暖,采暖需要的供热量相对较少。图1给出最低气温负积温和采暖期的变化曲线。图1 最低气温负积温(细实线)和趋势(虚线)以及采暖期(粗实线)变化
由图1可见,负积温年际变化比较明显。最低气温负积温1954年冬季最大,为561℃;2001年最小,为103℃;2002年略有增加,为208℃,但与多年平均(312℃)相比,仍然偏小。图中的趋势线是通过直线、自然对数、二次指数、幂函数、自然指数5种曲线拟合趋势变化,最后选配了拟合较好的自然对数曲线。从趋势线可看出最低气温负积温逐年明显减小,说明冬季在明显变暖。另外从图1中的采暖期年际间变化曲线可看出,虽然逐年上下起伏变化较大,但总趋势是在下降的,即采暖期在缩短。
2 气候变暖与冬季采暖能源消耗的相关分析
采暖能源消耗资料来自西安市1986-2002年统计年鉴。在一般的气候资料统计中,采暖初日、终日、采暖期天数、负积温都是跨年度统计的,但统计年鉴中的供暖能量消耗资料不跨年度,每年从1月1日到12月31日。因此,本节将气候资料也按不跨年度进行了统计。
采暖初日计数方法为 11月1日记1 d;11月2日记2 d,依此类推。采暖终日天数计数方法类似,3月1日记为1 d;3月2日记为2 d,3月1日前记为负天数。采暖期天数为每年1月1日到采暖终日的天数和采暖初日到12月31日的天数之和。