东北地区采暖气候条件变化特征及预测

东北地区是我国采暖期最长、采暖需求最高的地区。冬季供暖耗能的多少主要取决于室外温度。论文利用1957-2011 年东北地区88 个气象台站的逐日平均气温资料,采用趋势系数、变化速率、Mann-Kendall 突变分析、一元线性回归等方法,对东北全区、北区和南区的采暖气候条件进行了分析。得出：东北全区采暖期平均气温为-8.2℃,54 a 来的变化速率为0.17℃/10 a,升温趋势通过了0.05 显著性检验,在1982-1983 年发生了突变;采暖期天数平均为186 d,变化速率为-2.0 d/10 a,通过了0.001 显著性检验,在1990 年发生了突变;采暖强度平均为4 959℃·d,采暖耗能变化率为-17.7%/10 a,通过了0.001 显著性检验,在1980 年代中期发生了突变。东北地区采暖期平均气温升高1℃,采暖强度将减少210℃·d,采暖耗能将减少4.4%。另外,论文根据前期环流指数构建了采暖强度预测模型。     

安徽省冬季采暖耗能对全球气候变暖的响应

基于1971—2018年安徽省77个气象站均一化日平均温度资料,采用趋势分析等方法,研究气候变暖对冬季采暖耗能的影响。结果表明：近48年安徽省冬季显著增暖,采暖初日推迟、终日提前,采暖期长度缩短,采暖强度显著下降。冬季温度在1989年发生突变,此后进入升温通道,因而将研究序列划分为基准时段（1971—1989年）和变暖期（1990—2018年）。相比于基准时段,变暖期内采暖期长度呈现空间一致性缩短,变化幅度自东北向西南递减,皖北北部及江淮之间东部缩短程度最大,大别山及皖南山区为全省低值区。全省采暖强度均减少,减少幅度自北向南递减。采暖节能贡献率介于3.6%~8.9%之间,高值区主要位于皖北北部、江淮之间北部和沿江东部,低值区则位于大别山及皖南两大山区。     

气候变暖对中国夏热冬冷地区居住建筑采暖降温年耗电量的影响

20世纪80年代中期以来的气候变暖,尤其是90年代中期以来的气候显著变暖带给社会经济发展的利与弊,一直以来受到广泛关注。气候变暖对于建筑耗能,尤其是对采暖和降温总耗能的影响很值得研究。论文以主要使用电能进行空间调节的中国夏热冬冷地区为对象,以《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JCJ134-2001》中所规定的采暖、降温耗电量限值为依据,研究了气候变暖对该区居住建筑单位面积采暖年耗电量、降温年耗电量及采暖降温年耗电总量的影响。结果表明,1986年以来的气候变暖,尤其是1996年以来的气候显著变暖,理论上使夏热冬冷地区居住建筑单位面积采暖年耗电量降低;同时增加了相当一部分地区居住建筑单位面积降温年耗电量;除个别地区外,气候变暖理论上使中国夏热冬冷地区居住建筑单位面积采暖降温耗电总量普遍下降。     

我国沙尘暴的气候成因及未来发展趋势

利用EOF和环流合成统计方法,分析了我国北方近40年来沙尘暴日数变化的时空异常特征及其气候成因.结果表明,20世纪80年代以来的太阳活动加强,全球气候变暖,青藏高原地面加热场强度加强,欧亚西风急流轴北移,西太平洋副热带高压偏北偏西,强度加强,蒙古气旋减弱,西北西部的沙尘源区降水增加,是中国北方沙尘暴减少的主要原因.20世纪末到21世纪初太阳活动进入新一轮的减弱期,引起气候变暖趋势减弱,气温逐渐降低,青藏高原地面加热场强度减弱,蒙古气旋逐渐加强.预计未来中国北方沙尘暴将在波动中逐渐增加,进入新一轮的相对活跃期.     

气候变化对辽宁严寒地区南界及采暖节能的影响

为了研究气候变化对辽宁省严寒地区南界的变化以及对采暖期能源消耗的影响,利用辽宁省1961-2013年逐日气温资料和台站地理信息数据,采用GIS技术、趋势分析、山本(Yamamoto)检验等方法对采暖期气温、采暖长度、采暖强度、辽宁严寒地区和寒冷地区的划分及变化、采暖节能率进行研究分析。结果表明:近53 a辽宁平均采暖期长度为148 d,平均气温以0.4℃/(10 a)的速度增长,1987年气候增暖突变后,采暖强度减少率为86℃·d/(10 a),减少范围向辽宁中部和西部扩展,采暖长度减少率为1.8 d/(10 a),南北采暖长度相差43 d。严寒地区和寒冷地区最冷月平均温度最大相差11.5℃,气候变暖后严寒地区南界在122°E~124°E之间北移1个纬度,节能率逐年际呈现稳定振荡,均处于负相位,南界变化区间内节能率均达到7%~9%。     

沈阳地区采暖期气候特征与节能预报技术研究

基于沈阳地区1961-2010年逐日平均气温观测数据,采用气候倾向率及度日法,参照采暖供热相关规范,对沈阳地区采暖期气候变化特征进行了分析。结果表明:沈阳地区采暖期平均气温呈上升趋势,采暖期度日呈减少趋势。平均采暖初、终日分别为10月26日、4月3日,平均采暖期长度为160 d。采暖初终日和采暖期长度均存在年际变化振荡,但总体呈现出采暖初日推后,终日提前,采暖期长度缩短的趋势。寒冷程度的减小和寒冷期的缩短使得采暖能源需求量减少,采暖期节能减排空间较大。利用2008-2010年气象-热力数据建立的沈阳地区供热量预报方程及供热气象指数,近3年理论节煤率达9.1%。该预报方程及供暖气象指数已于2010年11月开始在沈阳地区供热作业中投入应用,为实时供热调度提供参考依据。     

基于度-时法的哈尔滨冬季采暖强度评价

采用度时法比度日法更能细致地反映采暖和制冷强度时间分布特征。论文应用度时法分析了哈尔滨采暖期内采暖强度的时间变化特征,获得如下结论：1）哈尔滨集中供暖时间为183 d,近10 a采暖期平均气温-7.7 ℃,平均气温距平最高值2.6 ℃（2007、2008年）、最低值 -2.0 ℃（2013年）。采暖期小时平均气温最高在14：00（-3.6 ℃）,最低在06：00（-11.3 ℃）。 2）2005-2014年,哈尔滨年平均采暖强度1.1×10⁵ ℃·h,最大1.2×10⁵ ℃·h（2013年）,最小1.0×10⁵ ℃·h（2007年）。3）哈尔滨采暖期小时平均采暖强度为25.7 ℃·h,日内呈单峰分布,06：00采暖强度最大,为29.3 ℃·h,14：00采暖强度最小,为21.6 ℃·h。晚上21：00到次日上午9：00,采暖强度大于日平均值,而上午9：00到晚上21：00采暖强度则明显低于日平均水平。4）采暖期各月平均的小时采暖强度1月最大,为35.4 ℃·h,从大到小依次减少顺序是1、12、2、11、3、10、4,4月小时采暖强度仅为12.0 ℃·h。5）日内小时采暖强度最小值3、4月出现在15：00,其余月份在14：00;最大值1、2、12月出现在07：00,3、10、11月在06：00,4月在05：00。在每年1月中旬06：00~08：00,出现整个采暖期采暖强度极大值。     

中国与欧美寒冷地带采暖耗能的比较

论文分别采用我国目前采暖标准和欧美国家的较高采暖标准,对我国严寒和寒冷地区8个城市的采暖耗能及相应的温室气体排放强度与欧美国家同纬度地区进行了对比。结果表明,中国季风气候的特点使严寒和寒冷地区冬季较世界同纬度地区更为寒冷而漫长,居民基本的生存采暖耗能需求高于世界同纬度地区。无论采用中国、德国、美国哪一种采暖标准,中国严寒和寒冷地区采暖强度远高于同纬度的欧美城市,有的城市要高于同纬度欧美城市1倍以上;目前中国严寒和寒冷地区的采暖标准属于维持基本生存必需的较低标准,中国要达到与欧美相同的热舒适水平必然比其他国家增加更多的采暖消耗;即使像目前这样,中国采取较低的采暖标准,而欧美国家采用较舒适的德国或美国标准,中国8个城市中有5~6个城市的采暖强度仍明显高于同纬度欧美城市。     

山西省农村地区燃煤采暖情况入户调查及排污量估算

目前对北方农村地区燃煤采暖情况的调查研究主要集中在北京及其周边地区,尚缺少不同气候条件、不同经济水平下的更大范围的样本.为了系统掌握山西全省的农村燃煤采暖情况,并为北方同类地区提供参考,考虑不同地区冬季气温及年采暖期的差异,采用随机分层抽样方法,对山西省农村地区2015年燃煤采暖的情况进行了抽样调查,对全省燃煤采暖的燃煤量以及大气污染物排放量进行了估算.调查共在8市10县获得有效样本394个.结果显示:山西省燃煤采暖的农户约占89.3%,户均采暖燃煤量3.4 t/a;冬季气温对户均采暖燃煤量有显著影响,晋北严寒地区户均采暖燃煤量可达4.4 t/a,而在晋南等相对温暖地区户均采暖燃煤量仅是其57%.在同一地区,家庭经济条件会影响所选择的采暖器具,进而影响采暖燃煤量,经济条件较好的家庭选择土暖气,户均燃煤量是选择暖炕加小煤炉采暖家庭的2.3倍.估算2014—2015年采暖期山西省农村采暖燃煤约1 297.8×104 t,PM、PM_2.5、SO₂、NO_x、BC、OC、CO约分别排放13.0×104、9.1×104、19.9×104、2.1×104、4.1×104、5.6×104、123.3×104 t.研究显示,山西省单位面积采暖燃煤量约是北京、河北等同类地区的1/3,考虑到山西省经济条件较差,建议对城中村、城边村采暖实施煤改气、煤改电,其他地区则主要通过增强建筑的保温性,使用低硫煤等措施减少农村采暖燃煤排污.      

中国西北地区气候变暖对农业的影响

选取西北地区资料年代较长的171个地面测站1961～2003年日平均气温资料,计算历年≥0℃、≥10℃积温和<0℃负积温,深入研究西北地区热量资源对气候变暖的响应及其对农业生产的影响。结果表明:1987～2003年比1961～1986年的平均值明显增高,尤以最低气温增幅最大,这说明最低气温的变化比最高气温的变化更敏感,西北地区气候变暖主要来自最低气温升高的贡献。冬季升温幅度大于夏季,<0℃负积温绝对值明显减少。西北地区20世纪80年代后期气候明显变暖,热量资源增加,喜温作物面积扩大,越冬作物种植区北界向北扩展,对牧区牲畜越冬度春有利。西北地区气候变暖对农业的负面影响大于正面影响。     

中国北方地区50年来最高和最低气温变化及其影响

最高和最低温度的变化对农业和环境的影响比平均温度更加重要。自20世纪50年代以来,中国北方最高和最低温度变化的特点是:最低温度升温速率大于最高温度的升温速率;冬季升温速率大于夏季;偏北(纬度较高)地区的升温速率大于偏南(纬度较低)地区。黄淮海和西北区,夏季最高气温呈下降趋势。对最高和最低温度变化作突变性检验,年平均最高气温变化的突变点发生于1992年,年平均最低温度变化的突变点发生于1981年。最低温度明显升高的年份远远早于最高气温,这说明最低气温的变化比最高气温变化敏感,中国北方气候变暖主要来自于最低温度升高的贡献。自20世纪80年代气候变暖以来,中国北方喜温作物种植面积扩大,作物种植北界向北推移。     

北方冬季农村供暖对PM2.5的影响及解决方案研究

为研究北方冬季农村供暖对PM2.5的影响,我们在北方的部分乡镇农村进行了为期一年半的调查走访,结果表明,北方冬季农村供暖用煤总量大,利用效率低,其生活用煤产生的烟尘总量相当于工业用煤的2.7倍,加之村落人口密集,室内通风条件差,故现有的供暖形式对人体健康危害很大。针对供暖方式的研究,我们提出了在农村推行集中供暖的方案。     

近43年来“三江源”地区气候变化趋势及其突变研究

利用“三江源”地区14个气象台站1962-2004年气温、降水量资料,分析了该地区气候变化趋势及其突变情况。研究表明:近43年来,“三江源”地区气温普遍升高,年及夏、秋季降水量的变化呈微弱减少趋势,而冬、春季降水量呈现出显著增加趋势,气候暖湿变化表现出不同季性,四季及年蒸发量变化呈逐年增大趋势;气候变化具有显著的区域性差异;年平均气温在1987年出现了由冷到暖的突变,冬、春季降水量均在20世纪70年代中期和80年代出现了由少向多的突变,年蒸发量在1986-1988年间发生由少到多突变。全球升温并由此引起的海洋蒸发和陆地上的蒸散加强,地气水分循环加快,是“三江源”地区气候出现暖湿变化的主要原因。     

黄河源地区藏族游牧对气候变化的适应性

以黄河源地区达日县为案例,在牧户调查的基础上,结合气象资料、 遥感和地面调查,分析了气候变暖背景下的草地退化过程和藏族游牧民的响应与适应行为。结果显示,研究地区1956-2009年期间年平均温度每10 a增加0.29℃,比青藏高原和全国增温作用更加明显;在气候变暖和放牧活动的共同影响下,1970年代-2000年期间,29.39%的草地出现退化;为应对草地退化后果,牧民通过提前转场放牧、 建造围栏、 调整畜群数量与结构等生产措施加以缓解,同时生活方式和思想观念也发生了相应变化。这表明,藏族游牧本质上具有适应气候变化的内在机制和属性,可以在一定范围内主动或被动地调整生产生活方式,经过适应性改造的藏族游牧业能够成为黄河源地区重要的气候变化适应模式。     

气温变化对华东居住建筑取暖和降温耗能的影响

利用华东446个气象站点1961-2007年日平均气温资料和RegCM3模式预估的2010-2039年日平均气温资料,分别以10 ℃和22 ℃作为取暖和降温度日的基础温度,采用度日法分析了气温变化对华东居住建筑取暖和降温耗能的影响。结果表明,1961-2007年间,整个华东取暖度日、取暖和降温总度日基本都呈减少趋势,且北部减少多于南部;降温度日在华东多数地区都呈增加趋势,以长江三角洲、浙江东部和福建东部沿海增加较多。2010-2039年间,整个华东取暖度日都将继续减少,且北部减少多于东南部;降温度日都将继续增加,且南部增加多于北部和沿海;取暖和降温总度日在华东北部呈减少趋势,而在南部呈增加趋势。过去47 a间,华东取暖度日的减少远超过降温度日的增加,气温变化总体上有利于居住建筑耗能的减少。未来30 a间,华东取暖和降温度日的变化幅度接近,气温变化对居住建筑耗能的正负影响基本相抵消。