北京地区热度日和冷度日的变化特征

应用1951—2004年北京逐日平均温度制作北京月、年的热度日 (HDD) 和冷度日 (CDD)。其中平均月HDD以1月 (687.9度日) 最大, 多年平均的年值为2922.6度日, 多年变化呈明显的下降趋势, 下降率为-99.5度日/10 a。平均月CDD以7月 (259.2度日) 最大。CDD多年平均的年值为826.7度日, 多年变化呈上升趋势, 上升率为39.0度日/10 a。1971—2004年HDD月城郊差值 (北京站-密云站) 冬季较大, 最大值为-73.8度日 (12月)。月CDD的城郊差值比HDD的差值小, 最大差值在8月 (34.0度日)。年HDD和CDD与年平均气温具有较高的相关性。年际、年代际HDD与年际、年代际平均气温具有反位相变化趋势, 随着气候增暖, 北京地区HDD将趋于减小, 冬季用于供暖的能源将减少; CDD将趋于增加, 夏季用于制冷降温的能源将增加。     

呼和浩特市热度日和冷度日变化特征

利用1952—2006年呼和浩特市逐日平均温度统计了热度日(HDD)和冷度日(CDD)变化特征。表明,呼和浩特市HDD以1月最大(918度日),多年年均值为4527度日,55a间呈现比较明显的平稳降低态势,线性趋势率为-145.5度日/10a;CDD以7月最大(42度日);多年年均值为74度日,多年变化呈现波动上升的趋势,线性趋势率为16.5度日/10a。HDD和CDD的日数动态变化与二者多年变化趋势是一致的,分别呈现降低和上升的趋势。呼和浩特市理论供暖和制冷日数分别为271d和38d。     

枣庄地区热度日和冷度日的变化特征

利用枣庄1958—2006年49年逐日平均气温计算枣庄月、年的热度日（HDD）和冷度日（CDD）。通过统计分析发现：枣庄平均月热度日1月最大,10月最小;平均月冷度日7月最大,5月最小。HDD长期变化趋势呈下降趋势,趋势系数为-0．62,达到1％的板显著水平,其气候倾向率为-73．15度日／10a,反映枣庄冬季温度为上升趋势,冬季供暖的能源将可能减少;CDD呈上升趋势,趋势系数为0．21,不显著,其气候倾向率为12．58度日／10a,即反映枣庄夏季温度为缓慢上升趋势,夏季空调降温的能源将可能增加;枣庄HDD和CDD年际变化都存在突变现象,HDD的突变点发生在1988年,CDD突变点发生在1993年,与枣庄气温突变点接近;年平均HDD和CDD与年平均气温相关性较好;年代际HDD变化趋势与平均气温年代际变化呈反位相;年代际CDD与平均气温年代际变化具有同位相发展趋势。     

华中区域取暖、降温度日的年代际及空间变化特征

选取华中区域（河南、湖北、湖南）通过均一化检验的53个气象站,利用1961—2007年逐日平均气温计算区域逐年取暖度日（HDD）、降温度日（CDD）,分析其趋势及年代际变化和空间分布特征。结果表明：47年来区域年HDD总体呈显著下降趋势;CDD呈微弱的下降,变化不显著,这与暖季较小的增温速率有关。HDD由河南向湖南基本上呈现递减的趋势,CDD与HDD呈相反的变化特征。HDD同冷季平均气温呈反位相变化,而CDD同暖季平均气温呈同位相变化。     

黑龙江省50a来度日的时空分布特征

选用黑龙江省经过均一性检验的59个台站1961-2010年逐日最高、最低气温计算全省逐年热度日（HDD）、冷度日（CDD）,分析其趋势及年代际和空间分布特征。结果表明：50 a来HDD总体呈显著的下降趋势,CDD整体表现为显著上升趋势。HDD基本上呈现由北向南递减趋势,CDD与HDD呈相反的变化特征,二者纬向分布明显。HDD与CDD均与对应时段平均气温具有较高的相关性,HDD与冷季平均气温呈反位相变化,CDD同暖季平均气温呈同位相变化。随着气候变暖,冷季用于供暖的能源将减少,暖季制冷所需的能源消耗将不断增加。     

1961-2010年气候变化对天津市采暖期和夏季空调期的影响

根据1961－2010年天津市逐日气象要素,包括平均温度、最高温度、最低温度、相对湿度以及风速,采用统计学方法分析了近50 a天津市的冷暖度日变化以及冬季采暖期和夏季空调期的气候变化特征,探讨了冷暖度日、舒适日数与区域气候变化之间的关系。结果表明：近50 a天津市冷暖度日具有相反的变化趋势,暖度日（HDD）显著下降、冷度日（CDD）显著上升,且暖度日的变化幅度大于冷度日,变化主要集中于80年代之后。冷暖度日与极端温度之间具有显著相关性。采暖期低温日数呈下降趋势、空调期高温日数呈上升趋势。采暖期冷不舒适日数呈显著下降趋势,夏季空调期热不舒适日数呈显著上升趋势,与同期平均气温之间存在显著性相关,且不舒适气候的随机性呈增多趋势。说明在气候变暖背景下,区域气候变化对天津市采暖期和夏季空调期具有重要影响。     

辽宁中部城市群度日的变化特征

利用1951—2006年辽宁中部城市群沈阳、抚顺、本溪、鞍山4城市逐日气温资料,分析各城市热度日HDD和冷度日CDD的变化规律,并探讨度日与平均气温及城市热岛强度等的关系。结果表明:辽宁中部城市群HDD和CDD最大值分别出现在1月和7月。4城市HDD年际变化均呈下降趋势;CDD年际变化沈阳和鞍山呈微弱的上升趋势,而抚顺和本溪呈微弱的下降趋势。自1950s始至21世纪的2006年,除抚顺外,其他各城市HDD年代际变化均表现为明显的下降趋势,而CDD年代际变化均表现为降—升—降的规律。年代HDD均值与年代平均气温呈反位相,而年代CDD均值与年代平均气温呈正位相,冬季HDD与城市热岛强度呈负相关。     

近50a来中国大城市体感温度变化

采用全国主要省会城市的地面气象资料,利用MEMI模型计算了1955-2005年的体感温度(PET-physiological equivalent temperature),并分析了年和季节平均体感温度演化的时间和空间特征.结果表明:近50a来平均体感温度增加了1.745 ℃,变化速率约为0.349 ℃/10a,比同期的温度增率高,体感温度的增加主要发生在最近25a里;变化速率的季节差异也很明显,春季高达0.457 ℃/10a,冬季为0.443 ℃/10a,秋季为0.361 ℃/10a,夏季最小仅为0.129 ℃/10a;我国主要省会城市的极端冷日数在逐年将少,极端热日数在逐年增加;从区域分布上看,只有四个城市(贵阳、乌鲁木齐、长沙、重庆)PET均值在减小,其余城市都在增加,以哈尔滨、海口的变化速率最大.     

贺州地区热度日与冷度日的变化特征分析

通过度日指标分析了1957—2014年贺州地区热度日(HDD)、冷度日(CDD)的变化特征,并探讨了度日与平均气温的关系。结果表明,平均月HDD以1月最大,6—8月为0;平均月CDD以7月最大,1、12月为0。贺州地区在冷季取暖耗能的需求比在暖季降温耗能的需求大。年HDD呈下降趋势,且下降趋势在减慢;年CDD呈上升趋势,且上升趋势在加快。年HDD变化与冷季平均气温变化呈反位相,年CDD的变化与暖季平均气温变化呈正位相。年HDD与冷季平均气温、年CDD与暖季平均气温具有极强相关性,说明贺州地区制暖耗能正在减少,而制冷耗能在逐渐增多。     

近50a北京人居环境中气候因子的变化特征

应用1951—2003年逐日气象观测资料,分析影响北京城市人居环境主要气候因子的变化特征。结果表明：近50 a北京增暖趋势明显,气候变暖与极端热（冷）不舒适日数之间具有较好的相关性,其所导致的总体趋势是使热（冷）不舒适日数上升（下降）,同时增加了出现极端热（冷）不舒适日的随机性。分析还表明,北京年加热度日指数存在明显下降趋势,年制冷度日指数变化正好相反,这意味着未来北京冬季供暖耗费能源将会减少,而夏季降温耗费能源将会增加。     

Visibility trends in six megacities in China 1973–2007

The particulate matter pollution has been serious in Chinese megacities due to the rapidly expanding economic and industrial developments, which has significant influences in atmospheric visibility. Visibility is a highly relevant factor indicating the level of atmospheric quality, and is inversely related to the optical extinction coefficient caused by gas and particle phases. In our study, visibility trends for six major megacities (Beijing, Chengdu, Guangzhou, Shanghai, Shenyang, and Xi'an) in China were evaluated during 1973–2007 on the basis of the National Climatic Data Center (NCDC) database using four measurement methods: the days per year of daily visibility < 10 km, the days per year of daily visibility > 19 km, the annual mean visibility, and the dry extinction coefficient. The annual and seasonal change trends of visibility for each city were analyzed by using a linear regression model. The annual mean visibilities for the six cities (Beijing, Chengdu, Guangzhou, Shanghai, Shenyang, and Xi'an) were 10.67, 8.60, 10.76, 8.59, 8.16, and 9.74 km respectively. Shenyang has experienced a significant increasing trend during the entire time series while visibilities for other five sites showed decreasing trends especially since the middle of 1990s. In the southern and midwestern regions (Chengdu, Guangzhou, Shanghai, and Xi'an), visibility was best in summer, whereas in the northern regions (Beijing and Shenyang), visibility was best in spring. Mean visibility in spring was worst at Guangzhou, while for the other five cities visibility in winter was worst, probably because of coal burning during the heating period. The general degradation of visibility in these megacities was probably due to the excess aerosol loading. Consequently, an urgent targeted reduction of aerosol pollution may be needed for the sake of better air quality in Chinese megacities.     

中国超大城市综合实验:京、沪、穗气溶胶理化和吸湿特性

气溶胶对环境、气象和人体健康都有较大影响,这些影响与气溶胶理化特性(粒子尺度谱、化学组分、混合状态等)密切相关。为了深入研究气溶胶的环境和气候效应,发展了一套气溶胶在线综合观测系统。本文介绍了利用该系统在北京、上海、广州三个超大城市开展的综合观测实验结果。通过对比分析发现,广州气溶胶数浓度最高,其粒子尺度谱分布特征与北京特征相似,均以核模态为主,上海气溶胶数浓度则整体较低。对比三个超大城市的新粒子生成(New Particle Formation,NPF)特征发现,北京NPF的发生频率低于广州,主要由于北京地区大气中大粒径气溶胶更多,较高的碰并汇抑制了NPF的发生和发展。研究发现,观测期间北京和上海站点气溶胶的吸湿性强于广州,人为一次性排放气溶胶吸湿性较弱。气溶胶吸湿性日变化特征与人为活动、气溶胶老化程度密切相关。此外,三个超大城市中气溶胶光吸收系数的日变化特征存在明显差别,北京站点的气溶胶吸收系数呈现白天高、夜间低的特点,而广州站点气溶胶的吸收系数呈现相反的日变化趋势,这可能是由观测站周边的环境差异及大气边界层的变化特征差异造成的。     

中国大陆1960～2012年持续干旱日数的时空变化特征

采用1960~2012年508个地面观测站逐日降水量资料,分析了中国大陆近53 a四季持续干旱日数变化趋势。结果表明：近53 a来我国大陆春季和冬季持续干旱日数呈明显下降趋势,其中冬季气候倾向率为-0.7 d/10 a,夏季变化趋势比较平稳,秋季呈明显上升趋势。空间变化上持续干旱日数气候倾向率春季在-0.41~0.41 d/10 a之间,大部分地区呈减少趋势;夏季持续干旱日数气候倾向率508个测站中有59%的测站为减少趋势,41%为增加趋势;秋季大部分地区气候倾向率呈增加趋势,统计有302个测站呈上升趋势,占中国大陆总测站数的69%;冬季持续干旱日数气候倾向率在-0.62~0.44 d/10 a之间,统计508个测站中有66%的测站为减少趋势,34%为增加趋势。     

长江三角洲地区四省会城市PM10污染特征

对长江三角洲地区四省会城市(上海、南京、杭州、合肥)2001-2005年逐日大气污染指数资料进行统计分析,并采用HYSPLIT轨迹模式,分析了各城市中度以上大气污染过程的输送特征。结果表明:2002年以后,四省会城市的大气质量都有好转的趋势;大气污染发生频率最高的季节是春季(南京)和冬季(其他城市);11月和3月是大气污染出现频率最高的月份。上海PM10与NO2和SO2浓度之间存在非常显著的正相关,合肥PM10与NO2和SO2浓度之间的相关性比上海略差。两城市都是PM10与NO2之间的偏相关系数远大于与SO2之间的偏相关系数。各城市的PM10浓度都与另外三个城市之间存在显著的正相关,尤其是3,4月份。后向轨迹分析表明,造成本地区中度以上大气污染的气团以西北来向为主。     

北京市气温对电力负荷影响的计量经济分析

以温度派生变量度日指数为解释变量构建了气温与电力负荷的计量经济模型。模型证明了天气对电力负荷的季节性影响, 且影响显著。通过引入序列相关AR结构和解释变量的动态结构, 模型得到逐步优化, 调整的拟合优度达95%。为了检验模型的预测能力, 利用历史数据对其进行了评估, 评估结果表明模型有较好的中期电力负荷预测能力。该模型对电力企业电力调度、电力建设有较大的参考价值。     

湿球温度冷度日反映制冷能耗的适用性评估

基于湿球温度提出一种新的表征制冷能耗的冷度日,利用TRNSYS软件模拟得到1961—2012年逐月制冷能耗,分析了基于湿球温度的冷度日反映我国不同建筑气候区制冷能耗的适用性。结果表明,除上海外,基于干球温度的冷度日并不能很好地反映制冷能耗,仅能解释逐月制冷能耗的17%~60%;基于湿球温度的冷度日能够很好地反映各建筑气候区的制冷能耗,可以解释逐月制冷能耗的67%~98%。此外,各建筑气候区随着设定的基础湿球温度不同,计算得到的冷度日对制冷能耗的解释量不同。基础湿球温度为16.85℃的冷度日对哈尔滨和天津制冷能耗解释量最大,而不同基础湿球温度的冷度日对上海和广州制冷能耗解释量均无明显差异。以上研究结果证实,基于湿球温度的冷度日能较好地反映各建筑气候区制冷能耗,但各气候区用湿球冷度日反映制冷能耗时应设定不同的基础湿球温度。