城市热岛效应对天津市居住建筑供暖和制冷负荷的影响

城市热岛效应已对建筑能源需求产生了重要影响,评估城市热岛效应影响下建筑的真实能耗需求及城乡差异对既有建筑的节能调控和未来建筑的方案设计都具有重要意义。论文以天津自动气象站2009—2017年逐时观测数据为基础,应用卫星遥感选站方法,选取天津市区周围4个有代表性的乡村参考气象站,对典型居住建筑全年逐时负荷进行了动态模拟,定量评估了城市热岛强度对不同时间尺度(年、日和小时)建筑负荷的影响。结果表明：① 随着城市热岛强度(I_UHI)的增强,城市居住建筑供暖负荷减少、制冷负荷增加,且年平均供暖负荷的减小幅度大于年平均制冷负荷的增加幅度。I_UHI每上升1 ℃,城市年平均供暖负荷较乡村减少4.01 kWh/m²、年平均制冷负荷增加1.05 kWh/m²。② 冬季供暖期和夏季制冷期逐日负荷变化表现为：供暖期的高负荷时段主要集中在12月下旬至翌年1月下旬、制冷期为7月下旬至8月上旬,高负荷时段城市日平均供暖和制冷负荷分别较乡村约减少10%、增加6%。③ 日内供暖负荷和制冷负荷小时变化均表现为夜间强于白天。在供暖期和制冷期,北京时间18:00至次日07:00时段无论在城市或是乡村都是高负荷时段;11:00至15:00时段在供暖期是低负荷时段,而在制冷期是高负荷时段,这可能与气温和供暖制冷需求有关。研究表明,应充分考虑小时、日尺度热岛强度对用能的影响,提高供暖和空调运行调控的精细化水平,以期达到降低供暖和制冷能耗的目的。     

EFFECTS OF CONDENSATION HEATING AND SURFACE FLUXES ON THE DEVELOPMENT OF A SOUTH CHINA MESOSCALE CONVECTIVE SYSTEM (MCS)

A sensitive numerical simulation study is carried out to investigate the effects of condensation heating and surface fluxes on the development of a South China MCS that occurred during 23 – 24 May 1998. The results reveal the following: (1) Condensation heating plays an important role in the development of MCS. In every different stage, without condensation heating, MCS precipitation is significantly reduced, and quickly dissipates. (2) Condensation heating demonstrates most importantly during the early development stages of MCS vortex; as the vortex develops stronger, the condensation heating effects reduces. (3) By affecting the MCS development processes, condensation heating also influences the formation of MCS mesoscale environment structure features such as low-level jet (mLLJ), upper-level divergence. (4) By changing the antecedent environmental circulation, the surface fluxes also play an important role in the development of MCS. Because of the surface heating, pressure declines over the heavy rainfall and MCS happening regions, which results in the intensification of southerly flows from the ocean along the South China coastline areas, and leads to the enhancement of horizontal convergence and increase of vapor amount in the lower layer. All of these make the atmosphere more unstable and more favorable for the convection.     

吉林省城市住宅采暖气候耗能距平序列的建立方法

 由于中国社会经济统计资料中均缺乏历年采暖能源消费数据,在分析气候变化对采暖能耗的影响时,始终存在着一个瓶颈。为此,提出了一种城市住宅采暖气候耗能距平序列的建立方法,这种方法把气候变化因素与相关的社会经济因素（如人口、人均居住面积等）结合在一起,较直观地反映了气候变化对城市住宅采暖耗能的影响。以地处高纬的吉林省为例,利用吉林省历年城镇人口、城镇人均居住面积、采暖度日数以及单位面积采暖耗煤量指标,建立了吉林省历年采暖气候耗能距平序列。结果表明：相对于1971-2000年30 a平均气候状况,吉林省2001/2002年的采暖期理论上因气候偏暖可以节约35.98万t标准煤,而2000/2001年采暖期因气候偏冷需要增加15.5万t标准煤。     

A COMPARATIVE STUDY OF THE HEATING EFFECTS OF THE TIBETAN PLATEAU AND THE WESTERN PACIFIC*

A zonal domain primitive equation modeling system(ZDMS) is used to study the effects of the initial heating anomalies over the Tibetan Plateau and the western Pacific on the East Asian and the Chinese summer climate,the relative importance and the mechanisms are discussed.Results show that in spite of the different locations of the heating anomalies the influences of the two anomalyareas are much similar to each other when the scaling of the two areas is the same.The two areas of heating anomalies have their own affecting domains in which one is more important than the other.In the western Pacific the heating anomaly over the western Pacific is more evident and in the Tibetan Plateau area the heating anomaly over the Tibetan Plateau is more obvious.For the east part of China the effects of the two heating anomalies both exist and almost have the equal importance.The initial anomaly of the sea surface temperature(SST) over the western Pacific can be kept during the entire time integration while in the Tibetan Plateau it can not be maintained.     

空间非均匀加热对副热带高压形成和变异的影响Ⅱ:陆面感热与东太平洋副高

在文献［４］尺度分析的基础上,通过对 Ｎ Ｃ Ｅ Ｐ／ Ｎ Ｃ Ａ Ｒ 月平均资料的分析,并利用 Ｉ Ａ Ｐ／ Ｌ Ａ Ｓ Ｇ Ｇ Ｏ Ａ Ｌ Ｓ全球气候模式进行模拟和试验,研究了东太平洋北美地区副热带高压主体的形成及变化规律。基于全型垂直涡度方程的诊断分析指出,北美陆地的表面感热通量是决定该地区副热带高压中心位置及其季节变化的关键因素。数值模拟和敏感性试验进一步表明,夏半年陆面感热加热是导致１０００ ｈ Ｐａ 太平洋副热带高压及５００ ｈ Ｐａ 北美副热带高压形成和变化的最重要原因。     

2005年6月华南致洪暴雨的大尺度环流特征及成因探讨

利用NCEP/NCAR的逐日再分析资料,分析了2005年6月华南致洪暴雨的环流背景及其可能成因.结果表明:2004-2005年经历的一次弱El Nino事件是2005年华南致洪暴雨的气候背景.与2005年夏季相比较,6月17-26日强降水期间,华南地区的视加热《Q1》和视水汽汇《Q2》异常强烈,并且《Q1》和《Q2》的高值带与该时段降水量分布非常相似,高值中心与雨量中心位置基本一致.阿拉伯海东岸和孟加拉湾地区的异常加热源在其西北侧强迫出的高层异常反气旋性环流,使得南亚高压加强偏西.我国大陆处于异常气旋性环流之下,不利于南亚高压北上,有利于南亚高压在青藏高原南部、华南地区维持,使得华南地区位于高空西风急流南侧的上升运动区,有利于该区域强降水发生和维持,形成洪涝.     

内蒙古地区采暖期变化特征及预测方法

利用内蒙古地区58个站点1961—2008年逐日平均气温资料,用数理统计等分析方法,参照采暖供热等相关规范,综合分析了内蒙古地区采暖期各要素变化特征,初步提出了采暖初日、终日和采暖期能源需求预测模型,并经过检验与实况基本相符。结果表明:①近48年内蒙古地区采暖初日推后、终日提前、采暖期缩短,说明随着气候变暖,内蒙古地区冬季变暖,寒冷期缩短。②内蒙古地区采暖期要素的变化与纬度的高低密切相关。纬度越高,采暖期缩短越多,使表征采暖能耗多少的采暖度日值减少越明显,采暖期能源消耗越少,节能减排潜力越大。③随着气候变暖,内蒙古地区冬季寒冷程度和寒冷期变短,采暖能源需求量减少,采暖能耗降低,其集中供热强度和耗热量降低,从而可减少CO_2、CH_4、SO_2等温室气体的排放强度。④采暖起止日、采暖长度以及采暖期能源需求与气温变化密切相关。由此构建的采暖初日、终日和能源需求预测模型,可信度较高,可根据月动力延伸预报产品,提早做出不同地区采暖起止日期和采暖期能源需求趋势预测,减少能源的浪费,为供热部门科学决策提供参考。     

干旱地区大气与地表特征对辐射加热场的影响

本文利用美国犹他大学气象系的辐射和云参数化模式，对ＨＥＩＦＥ期间张掖地区１９９１年春、夏、秋、冬四季资料进行了计算，讨论了晴天条件下的大气状况态地表反射率与地表比辐射率等因子对地气系统的太阳辐射收支以及短波加热率与长波冷却率分布的影响；揭示了不同季节的整层大气反射、透过与吸收特征，分析了大气中各主要吸收成分对加热率与冷却率的贡献，同时就辐射模式的垂直分辨率对加热率与冷却率的影响亦作了讨论。     

广义非线性亚临界湿对称不稳定

从含摩擦耗散与凝结潜热的f平面Boussinesq近似下的非线性扰动方程组出发,得到了湿空气中的广义能量方程,推导出非线性亚临界湿对称不稳定的必要条件,并将不稳定判据与干空气情况相比较,首先解析地分析得到凝结加热反馈机制对亚临界对称不稳定的影响。其次针对中尺度大气层结不稳定和稳定的情况,分别计算出初始扰动振幅的临界值,结果表明,相对干空气而言,饱和湿空气情况下,当中尺度大气层结不稳定时,亚临界对称不稳定更容易发生,即使中尺度大气层结稳定,亚临界对称不稳定也容易发生。这一结果改进了干空气下的非线性亚临界对称不稳定理论。     

西太平洋副高位置变动与大气热源的关系

采用NCEP／NCAR再分析逐日资料和SCSMEX等资料，根据全型垂直涡度倾向方程，研究了1998年6月西太平洋副高位置变动与大气热源的关系。结果表明，副热带地区的非绝热加热对副高位置变化有很重要的作用。与气候平均状况相比，1998年6月副高北侧的非绝热加热垂直变化较常年偏强，而南侧较常年偏弱。这种异常的非均匀加热状况导致我国华南、江南、长江中下游地区呈现异常气旋性涡度制造，而中南半岛大部和南海地区为异常反气旋性涡度制造，使得1998年6月副高位置异常偏南。