气候变暖与西安市冬季供暖的能源消耗分析.pptVIP

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 2.1资料说明与处理 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。 2.2采暖能源消耗分析 2.2.1 供暖面积和热量消耗总量变化 近20 a来,随着经济发展和人民生活水平的提高，西安市集中供暖面积越来越大。图2是1986-2002年西安市供热总面积及热量消耗总量的历年变化曲线，由图可见，20世纪80年代集中供热面积在240万m2以下，在90年代达到了840万m2，10年增长了2.5倍。到2002年集中供暖面积已达1176万m2，平均每年以 10万m2的速度增长。这主要是由城市人口增多、住房条件改善所致。 在集中供暖面积越来越大的情况下，供暖的热消耗总量无疑会迅速增长。由图2可见，20世纪80年代中后期集中供热的热量消耗在190万GJ以下，在90年代达到440万GJ，到2002年集中供暖的热量消耗已达648万GJ。可见供暖能源消耗的增长速度是很快的。图2 供热总面积(实线)及热量消耗总量(虚线)的年际变化 2.2.2 单位供暖面积耗热量与采暖期变化 图3为按照采暖规范[1]，根据气候条件确定的1986－2002年采暖初日和采暖终日的变化曲线。由图3可见，1986－2002年历年的采暖初日总趋势基本变化不大，但年际间的变幅很大，最早的是11月7日（