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1、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 n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。 n有关学者
2、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。 n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。 n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
3、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 n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）。n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
4、 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n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
5、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 n2.1资料说明与处理n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。n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
6、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 n2.2.1 供暖面积和热量消耗总量变化n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。n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
7、 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n图3为按照采暖规范1，根据气候条件确定的 19862002年采暖初日和采暖终日的变化曲线 。由图3可见，19862002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（2000年），最晚的是11月 30日（1998年），相差23 d。n由图3也可看出，采暖终日总趋势下降明显
8、， 说明寒冷天气结束得越来越早，采暖终日年际 变幅也很大，最早的是2月5日（2002年），最 晚的是3月27日（1987年），相差50 d。图3 19862002年采暖初日(实线)和采暖终日(实 线)的变化曲线n图4为单位供暖面积耗热量与采暖期天数 的同期变化曲线。由图可见，1986-2002 年历年的单位供暖耗热量的总趋势是下 降的，从20世纪80年代中后期的 0.85GJ/m2到2002年的0.55GJ/ m2；1986 2002年的采暖期天数总趋势也是下降 的，说明冬季寒冷的时间越来越短。图4 19862002年采暖期天数(实线) 与单位 面积耗热量(虚线)的变化 n虽然单位耗热量与采暖
9、期的变化趋势都 是下降的，但二者相关性并不好，相关 系数没有通过显著性检验。这是由于单 位供热面积耗热量下降与冬季变暖的大 趋势是一致的，但西安冬季供暖开始和 结束日期每年都沿用固定时间，即11月 15日到3月15日。 n实际上按照气候条件定义的采暖初日、采暖终 日、采暖期天数每年不同，年际变化较为剧烈 ，显然，实际所采用的供暖开始日、结束日与 气温所指示的相应日期有很大的差异。虽然单 位耗热量逐年平缓下降，但并没有根据每年每 天的冷暖变化适时调整供热量，所以单位耗热 量年际变化较小。具体年份与气候变化配合得 不好。因此，供暖期日数与单位面积的供暖耗 能量之间相关不显著，也说明了现行供暖制度
10、的不合理。3 节能建议 n西安市温度不仅年际间变化大，逐日的 变化也很大。若不依照天气气候状况调 整供暖，则会出现天气较暖时，暖气太 热的情况，造成能源浪费；而天气寒冷 时，室内供热不足。因此，冬季供热应 随着天气变化而调整，要加强天气预报 对供暖的指导作用。 n根据1951-2003年的气候资料统计结果， 西安采暖初日最早可提前到11月7日，最 晚可推迟到12月2日,相差25d。同样，西 安市供暖结束时间最早为2月4日，最晚 为3月28日，相差52d。因此，如果能够 按照具体的天气气候条件调整供暖起止 日期,将会有较大的节能空间，也更具人 性化。 n冬季供暖的能源消耗量主要取决于供暖 期的长
11、短和每天的冷暖强度。当前西安 冬季供暖每年沿用固定时间（11月15日 到3月15日），供暖期共121 d。按采暖 通风规范1 ,由气温资料计算出的1951- 2002年平均采暖期为： 11月19日-3月10 日，共112天。比固定供暖期平均多出9 天。仅供暖期缩短9 d一项就可减少年供 暖能源消耗量约7%。n由于气候变暖，按采暖通风规范计算 1993-2002年近10年平均供暖期天数为 103d，即供暖期平均可缩短18 d。如果 按121 d供暖期日平均能耗标准计算，仅 供暖期缩短18 d一项就可减少年供暖能 源消耗量约14%。在气候变暖背景下， 冬季越来越暖,采暖期越来越短，实际采 暖期不应该固定不变，因此供暖方案应 根据气候变化予以修订。 n谢谢大家！
