气候变化研究

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气候变化研究范文第1篇

[关键词]气候变化经济学；减缓；适应性

[作者简介]傅东平，广西师范学院经济管理学院副教授，博士，广西南宁530001

[中图分类号]F08　[文献标识码]A　[文章编号]1672-2728(2011)0l-0009-04

一、导论

气候变化经济学及经济政策是一个刚刚起步的研究领域，伴随着科学家们对气候变化认识加深和国际社会特别是联合国的大力推动，初步形成了自己独特的研究内容。目前气候变化经济学一般包括全球变暖、节能减排、对气候变化的适应性等内容。

气候变化经济政策的研究主要是在三个框架中进行的。一是收益一成本框架。气候变化政策成本即减少温室气体或增强对气候变化的适应性的机会成本。气候变化政策的收益指削减排放以降低气候变化风险以及在增强对气候变化的适应性方面所得收益。Cline(1992)和Stem(2007)认为富裕国家需支出其GDP的2％来采取行动。二是国际公共品框架。气候变暖源于跨国外部性效应的影响，但气候变化问题并不是传统外部性问题的一个简单拓展，一个国家的行为使其他国家获利或受损，无法通过市场来进行弥补(Sandier＆Hart-ley，2001)。因此，气候变化需要国际间有效合作。“京都议定书”就是国际合作的一项成果。三是博弈论框架。该框架主要用于国与国之间气候变化责任与义务的确定，强调每一个参与主体都是自利的，只有一个有效合作博弈才是对所有参与者有利的策略(Schelling，2005；Carraro＆Siniscalco，1993)。

气候变化政策分为适应性气候政策和减缓性气候政策。前者强调用低成本政策来适应气候的变化，后者强调用低成本政策来减缓气候变化(Stem，2007)。减缓性政策研究较多的是碳税和限额，限额有助于达到预定的政策目标，碳税则有利于减少碳排放价格的波动(Metealf，2009；Ka-plow，2010)；适应性政策主要是在改善基础设施建设，完善气候变化信息，调整产业结构和调整经济的地理分布等方面展开(Stem，2007)。

近年来国内直接针对气候变化的研究有所增加，但集中在气候变化对敏感性行业的影响上(吕亚荣，2010；国家农业综合开发办公室，2010；刘恩财等,2010)，经济政策方面的研究集中在财政和货币政策应对气候变化的必要性以及相应思路(刘晨阳，2010；张丽宾等，2010)。

气候变化对人类社会经济发展产生的影响越来越大，正在形成应对气候变化的新的国际经济和贸易规则。广西经济发展相对落后，农业占GDP比重较大，是气候变化的敏感地区。近50年来，年平均气温升高了O.69℃，冬季气温上升趋势明显。1986年到2009年间，广西经历16个暖冬。极端天气气候事件发生的频率和强度不断增加。研究广西应对气候变化的经济政策，主要是希望通过制定合理有效的财政、金融、产业政策，减少排放，提高广西对气候变化的适应性，促进广西经济的可持续发展，对广西抓住机遇、实现经济和外贸的可持续发展具有重要的理论和现实意义。

二、气候变化对广西的主要影响

(一)　气候变化影响广西农林业

气候变化对广西农业生产的负面影响正在显现，农业生产不稳定性增加。广西局部干旱和洪涝的频率有所增加，危害不断加大。气候变暖引起农作物发育期提前，暖冬现象加大了病虫害现象。气候变化对广西农业未来的影响虽有正面效应，但可能仍以负面为主。气候变暖以及降雨量分布变化引起的干旱和洪涝将减少甘蔗的产量、蚕桑生产的产量和使其质量下降，水稻和玉米也可能以减产为主。广西农业生产布局和结构将出现变化。土壤有机质分解加快，农作物病虫害出现的范围可能扩大，畜禽生产和繁殖能力可能受到影响，畜禽疫情发生风险加大。

随着全球变暖，亚热带、温带北界北移，物候期提前，未来广西大部分地区可能进入热带地区，部分地区林带下限上升，广西北部的林业种类将发生变化，广西动植物病虫害发生频率上升，分布变化显著。

未来气候变化将使广西生态系统脆弱性进一步增加，主要造林树种和一些珍稀树种分布区缩小。森林病虫害的爆发范围扩大，森林火灾发生频率和受灾面积增加。广西境内湖泊将进一步萎缩，湿地资源减少、功能退化，生物多样性减少。

(二)　气候变化影响广西渔业和水产养殖业

广西是海洋大省，气候变暖导致海平面上升加剧，引发海水入侵、土壤盐渍化、海岸侵蚀，损害了滨海湿地、红树林和珊瑚礁等典型生态系统，降低了海岸带生态系统的服务功能和海岸带生物多样性；气候变化引起的海温升高、海水酸化使局部海域形成贫氧区，海洋渔业资源和珍稀濒危生物资源衰退。

人类食用的水生动物绝大多数属于变温动物，水温升高能够明显地影响到动物的新陈代谢、生长速度、繁殖情况以及对于疾病和毒素的抵抗能力。气候变化使广西依托海洋的水产养殖业将受到较大影响，可用于水产养殖的海域萎缩，养殖品种减少。由于气温升高，海水蒸发速度加快，表层海水中的盐分不断增加，引起鱼类的生理发生改变，进而影响到水产养殖业的种群和数量。

(三)　气候变化影响广西的水资源分布

气候变化已经引起了广西水资源分布的变化。就全国来看，近20年来，北方黄河、淮河、海河、辽河水资源总量明显减少，南方河流水资源总量略有增加。广西洪涝灾害更加频繁，但由于降水量分布不均，干旱灾害更加严重，极端气候现象明显增多。气候变化加大了水资源年内和年际变化，气候变暖使得中国西部地区的冰川融化加速，未来广西干旱的可能性进一步加大。水资源的供需矛盾将更加突出。

(四)　影响广西人的健康

气候变化对广西人健康的直接威胁包括由热应力引起的疾病和死亡、传染病(疟疾和登革热)、与水有关的疾病如腹泻和营养不良。气候变化会间接造成伤害甚至死亡，如泥石流、山洪爆发和热带气旋(强风)造成的结果。因日益恶化的空气污染造成的呼吸系统疾病也可能是气候变化引起的。

三、广西应对气候变化的政策思路

(一)　加大对气候变化问题科学研究的支持

科学研究是应对气候变化决策的基础和依据。现有关于气候变化经济学理论分析主要以适应和减少排放绝对量为目的，且宏观层面讨论为主，这为进一步研究应对气候变化经济政策提供了良好

的视角和方法。然而，气候变化的政策措施一定要考虑本地区的实际情况，结合广西的实际情况讨论气候变化的影响及相应的对策，才更具适用性。因此，广西要积极开展有关气候变化及其影响的相关科学研究，尽快取得相应的研究成果和基础数据，为政策决策服务，并在此基础上，制定适合广西自身特点的政策措施。

(二)　抓紧制定应对气候变化的政策措施

随着全球温室气体排放量的不断累积，全球气温呈缓慢上升态势，极端天气发生的概率不断加大，世界各国政府在应对气候变化方面的合作将不断加强，节能减排的政策措施将不断强化，能否降低能耗、提高资源利用效率将成为广西能否稳定发展的重要条件。目前，国际合作框架内，主要集中在减缓性行动，如发展低碳经济、减少碳排放。此外，广西应对气候变化既是国际、国内压力的体现，更是广西经济发展的一种内生要求。随着气候的不断变化，广西的发展环境正在不断变化，为了可持续发展，广西必须制定合适的政策措施，并不断地进行调整。在市场经济环境下，气候变化作为一种外部性，在时间和地域上已超出了经典经济学范围，需要用一种更大的视角进行研究。市场仍是配置应对气候变化资源的基础性方式，广西应抓紧制定应对气候变化的政策措施，影响和优化资源配置。由于气候变化的外部性特点，仅仅依靠广西自己并不能有效遏制气候变化，通过适应性政策影响资源配置，在较小的政策成本下，提高广西对气候变化的适应性尤为重要。

(三)　积极响应国家号召，推动减缓性行动

当前，全球将主要精力集中在减缓性行动上，广西应对气候变化的政策应积极响应国家号召，调整产业结构、发展低碳经济，减少温室气体排放。随着北部湾经济区和“两区一带”建设的不断推进，我区正处于资本密集型工业化和城市化加速发展阶段，投资规模在我国乃至世界历史上都是前所未有的，特别是资源富集区经济发展的加快，大的铝、锰等有色金属的冶炼厂的建设和扩能，能源消耗总量不断增加，温室气体排放量加大。如果只按传统常规技术的建设模式，一经投入，便有一个投资回报期技术和资金的锁定效应，将来大规模的二氧化碳排放不可避免。因此，我国未来发展技术路径的选择，对国家乃至全球节能减排、减缓气候变化具有重要意义。在节能减排的历史潮流面前，不论从对全球负责的角度，还是从实现我区可持续发展的角度，都必须积极探索节约发展、低碳发展之路，从法规制度、经济结构、能源利用、技术创新等多个层面，加快推进低碳经济发展。只有这样，才能以实实在在的事实，展现广西在应对气候变化问题上的决心和魄力。

(四)　把提高对气候变化的适应性放在突出位置

自气候变化问题提出来以后，在联合国的推动下，国际气候的努力主要集中在减缓，即减少温室气体的排放量，以防止危险的气候变化。广西也在外在压力下把发展低碳经济、完成减排任务作为应对气候变化问题的重中之重。实际上，由于气候变化的外部性特点，减缓性气候政策的效果取决于国际合作程度，哥本哈根、坎昆气候大会进展缓慢，“巴厘路线图”的谈判至今没有完成，“京都议定书”第二承诺期的实质性内容并未落实，国际气候谈判越来越艰难。此外，根据斯特恩报告，即使全球停止排放，由于气候变化的惯性，十年内全球气温仍将上升O.5-1度，减缓性行动不能根除气候变化问题。而且，减缓性行动的不断推进需要适应性的行动支持。在这样的背景下，广西应结合自己的实际情况，应对气候变化的政策要考虑提高广西对气候变化的适应性，以促进广西经济的可持续发展。

四、政策建议

(一)　加快结构调整步伐。切实转变发展方式

广西应加快结构调整，减少温室气体排放。大力发展服务业，推进循环工业，改善农业效益，提高林业的固碳效果。具体来说，广西应综合利用财税、产业、金融政策，积极推进产业结构，不断提高服务业的比例，降低工业比重。工业内部，应着力发展低碳经济减少温室气体排放。具体措施包括淘汰落后设备和产能，建立健全和完善节能、清洁生产、综合利用的各项机制，落实各级政府成立节能执法机构、加强执法队伍建设、节能工作常态化、市场化等。同时，积极承接东部沿海的高技术和高附加值、低能耗的产业必将向广西转移，如技术密集型产业、劳动密集型产业、新兴产业等。大力发展林业，提固碳效果。

(二)　加大财政资金在气候变化研究领域的投入

广西应对气候变化，关键依靠技术进步，通过新的技术降低排放，通过新的技术发展清洁能源，通过技术进步提高对气候变化的适应性。有关气候变化问题的科研工作在广西还没有引起足够的重视，科研资金严重不足，研究成果较少，与气候变化相关的基础数据和资料严重缺乏，与气候变化相关的新技术创新能力不足。广西应设立专门的研究资金，通过政府委托形式进行专题研究，加快共性技术进步。通过激励和约束机制，鼓励企业发展实用技术。同时，在各类科研经费的分配中，向气候变化问题的研究倾斜，提高广西区内关于气候变化的科研能力，为制定适合广西特点的气候变化政策打下良好基础。

(三)　提高广西对气候变化的适应性

广西应利用经济政策，优化气候变化的资源配置，提高广西对气候变化的适应性。一是要加快气候变化趋势和影响相关知识的研究。目前，对气候变化最大的共识就是气候变化的不确定性，即气候变化对经济所产生的影响及对未来气候变化的预测都存在很大的不确定性，使得气候变化政策的成本和收益难以确定，政策评价和选择变得非常困难。加强对气候变化趋势的研究，给公众提供更多的气候变化信息，有利于公众做好准备，提高自我适应能力。二是财政资金大力支持适应性技术的研发。如开发耐干旱的品种、推广适合较高温度的物种，通过新技术应用，提高应对极端天气条件的能力、提高对自然灾害的监测能力等。三是加大适应气候变化的基础设施建设。特别是对敏感地区和敏感行业，如加强农田灌溉设施、加高沿海的防水墙，激励和补贴农村建设储水设施等。四是推行有关气候变化的保险，以加强经济系统应对气候变化的稳定性。

[参考文献]

[1]国家农业综合开发办公室.农业综合开发适应气候变化的实践与探索[J].中国财政，2010，(4).

[2]刘晨阳.中国实施应对气候变化的政策内外部动因及效果初探[J].现代财经，2010，(10).

[3]刘恩财，等.关于农业应对气候变化的适应能力建设问题[J].农业经济,2010，(1).

[4]张丽宾，等.气候变化与公共财政政策的理论分析[J]，环境经济学，2010，(5).

[5]cline，w.R.“The Economics of Global Warming.”Washington：Instutute for Intenmllonal Economics.1992.

[6]Kaplow，L.“Taxs，Permits，and Climate chaege”[N].NBER Working Paper 16268.2010.

[7]Metcalf，G.E.“c08tcontsinment.in climate ChangePolicy：Alternative Approaches to Mitigating Price Volmility[N].NBER Working Paper 15125，2009.

气候变化研究范文第2篇

关键词气候变化;农作物;影响

中图分类号p467文献标识码a文章编号 1007-5739(2010)01-0292-02

气候变化是当今世界备受关注的全球性问题,是人类社会发展面临的巨大挑战之一。1988 年联合国环境计划署与世界气象组织联合成立了政府间气候变化专门委员会(ipcc),迄今已连续了 4 次评估报告。国务院于2007年4月首次了《应对气候变化国家方案》,十七大报告中又明确提出“加强应对气候变化能力建设,为保护全球气候做出新贡献”。大量研究表明,气候变暖的趋势将进一步持续,并继续对自然生态系统和社会经济系统产生重要影响[1-6]。我国是农业大国,生态环境脆弱,经济发展水平较低,在应对气候变化方面临严峻的挑战,关注气候变化对我国农业的影响具有重大现实意义。

1气候变化情况

1.1大气co2浓度增加

陆地生物圈通过光合与呼吸作用与大气不断交换co2气体。经过漫长的时间推移,大气中co2浓度达到了相对稳定的时期。但是自工业革命以来,人类对石化燃料的大量使用、森林破坏、人口与饲养家畜数量的急剧增加等人为因素的作用,引起全球大气co2浓度增加的速度比过去任何时期都快,已由1765年的275μmol/mol增至2007年的425 μmol/mol,并且还以每年0.5%的速度增长,预计到2050年,co2浓度将增加至550μmol/mol,21世纪末可增加至700 μmol/mol。

1.2气温升高

ipcc第4次评估报告(2007年)指出近100年来全球温度升高 0.74℃,这是近1 000年来温度增加最大的一个世纪。尽管气候变暖问题仍然存在科学上的不确定性,但有 90%的可能性是人类活动造成的。ipcc报告还指出,如果人类继续按照目前速度排放温室气体,那么co2有效倍增将出现在2060年左右,届时全球平均气温将增加1.4~5.8℃。全球温度增高将改变各地的温度场,影响大气环流的运行规律,各地的降水量和蒸发量的时空分布也会改变;增温造成的海冰、冰川融化和海水受热膨胀还会使海平面上升。将给地球水资源、能源、土地、森林、海洋以及人类健康、物种资源、自然生态系统和农业生产带来巨大冲击,造成许多目前仍无法估计的重要影响。气候变化国家评估报告(2007年)指出,过去100年间,

3参考文献 整理

[1] 郭明顺,谢立勇,曹敏建,等.气候变化对农业生产和农村发展的影响与对策[j].农业经济,2008(10):8-10.

[2] 崔向慧,李昊,卢琦,等.全球face实验的进展与展望[j].世界林业研究,2007,20(5):1-6.

[3] 陶宗娅,邹琦.强光和短期高浓度co2对玉米和大豆光能转化效率的影响[j].西北植物学报,2005,25(2):244-249.

[4] 黄建晔,杨连新,杨洪建,等.开放式空气co2浓度增加对水稻生育期的影响及其原因分析[j].作物学报,2005,31(7):8820-887.

气候变化研究范文第3篇

气候变化问题归根结底是人类的可持续发展问题。可持续发展理论最早可追溯到马尔萨斯悲观的人口理论，而且，长期以来，人口问题也是可持续发展的核心议题。与人口问题相伴而生的是资源问题和环境问题。由罗马俱乐部于1972年发表的《增长的极限》强烈刺激了人们对人口、资源及环境担忧的神经。而近20多年，随着全球升温速度的加快和极端天气事件的频繁出现，气候变化问题已经成为可持续发展的核心。

以联合国为主的国际组织推动了关于气候变化的学术研究。1988年成立的联合国气候变化专门委员会展开对气候变化的科学影响和社会经济问题的综合评估，分别于1990年、1996年、2001年和2007年了四次评估报告，在国际社会产生了广泛影响。1992年在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展会议达成了《气候变化框架公约》；1997年在日本京都召开的《气候变化框架公约》第三次缔约方大会上通过了《京都议定书》，对主要工业国家的二氧化碳排放提出了量化减排标准；2007年在印尼巴厘岛召开的联合国气候变化大会通过了“巴厘岛路线图”；2009年在丹麦哥本哈根召开的气候变化大会尽管没能达成任何具有法律约束力的文件，但会议还是在国际社会及学术界产生了巨大影响。

气候变化问题的日益严重是气候变化经济学发展的原动力，而气候变化的国际公共物品特殊属性以及由此带来的艰难的国际谈判则为气候变化经济学注入了能量强大的推进剂。气候变化经济学目前尚无完整的理论体系，它作为经济学的研究方向而存在，研究领域集中在气候变化的经济影响、气候变化治理的经济分析以及气候变化的国际政治经济分析。本文从以下方面展开对气候变化经济学研究进展的综述：气候变化的经济影响，温室气体减排的经济含义，温室气体减排手段的经济分析，气候变化的国际政治经济分析以及气候变化与中国经济发展。

二、气候变化的经济影响：可持续发展的经济分析

可持续发展的概念最早出现在1987年世界环境与发展委员会发表的《我们共同的未来》。在由布伦特兰夫人主持的该报告中，可持续发展被定义为“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展”。1989年联合国环境署理事会在《关于可持续发展的声明》中，将可持续发展的概念进一步明确为“可持续的发展是指既满足当前需要而又不削弱子孙后代满足其需要能力的发展，而且绝不包含国家主权的含义”。随着对可持续发展概念的理解和研究的不断深入，人们对可持续发展的一般性原则基本达成了共识，即公平性原则、可持续性原则和共同性原则。[1]公平性原则是指发展的机会及带来的福利增加应该公平地惠及全体人类社会，包括代内公平和代际公平；可持续性原则是指人类的经济和社会发展不仅要着眼当前利益，还要追求长期稳定发展，即发展不能超越资源和环境的承载能力；共同性原则是指世界各国对人类的可持续发展承担着共同责任。

潘家华[2]在归纳发展的广义内涵基础上，进一步提出了“发展的权”与“发展的限”的概念。潘家华将发展归纳为个人、社区、国家和全人类的生活、社会、政治、经济、文化等方面的水平的提高。这是在人文发展的框架下做出的归纳。所谓发展权，潘家华认为主要表现在人文发展具有方向性和人文发展潜力的可实现性，实现较高水平的人文发展是个人、社区和国家的基本权益。所谓发展限，潘家华认为包括两层含义：生物学意义上的限和物理学意义上的限。生物学意义上的发展限存在下限和上限两方面。下限是指人的生存的最低物质保障，如营养、住房、医疗的最低限值；上限是指，在给定的技术经济水平下，人的营养需求、寿命等方面存在绝对量的边界，不能无限扩张。物理学意义上的发展限是指人文发展需要物质基础，即人文发展的物质约束。潘家华所说的物理意义上的限就是自然资源约束，包括温室气体排放的约束。

随着工业文明的快速发展，人类社会对自然资源的消耗不断增加，人类发展正面临日益严重的自然资源约束。在人类发展的自然资源约束中，煤炭、石油、天然气这类化石能源的约束最为突出，温室气体也主要由燃烧化石能源所引发，因而人类发展的自然资源约束集中反映在温室气体排放的约束上。①这一约束就是潘家华所说的人文发展的物理意义上的限。

人类发展面临温室气体浓度的共同约束，但具体到不同历史阶段，以及不同发展水平的经济体，这一约束的强度却是不同的。环境库兹涅茨曲线表明，随着人均收入由低水平阶段上升，碳排放强度(每美元GDP所排放的二氧化碳公斤数)呈上升之势，到人均收入约8000美元，碳排放强度开始下降。以美国、欧盟为代表的发达经济体，在工业化的历史时期，尚未面临温室气体排放的约束，在这期间，温室气体随工业化的进程而大量排放。现如今，发达经济体已走过了碳排放增加阶段，进入下降阶段；而以中国为代表的新兴市场经济体正处于工业化阶段，经济发展必然带来排放的增加。但温室气体积累所导致的全球变暖效应使得温室气体排放约束非常强烈，这一约束同样施加于新兴市场经济体，对其经济发展产生了压制作用。这使得新兴市场经济体承受着发展的不公平。

三、温室气体减排的经济含义

毫无疑问，排放温室气体具有负的外部性特征。但正如斯特恩(Stern)[3]指出，温室气体的外部性特征有四个方面的独特之处：一是它具有全球性属性；二是它影响长远，并由流量-存量进程所支配；三是它的许多方面尚不能进行科学的判定，还存在不确定性；四是它的潜在影响非常大。

温室气体减排具有全球公共物品的本质属性。按照经济学教科书的解释，所谓公共物品是指既不具有排他性也不具有竞用性的物品[4]385。某个国家或地区为减排温室气体付出了成本，而全球的人们享用减排的收益。

很多经济学家讨论了温室气体减排的成本与收益，其中，以英国经济学家斯特恩(Stern)[5]主持的《斯特恩报告》(The Economics of Climate Change)影响最为广泛。《斯特恩报告》以气候科学的成果为基础展开，分析了气候变化对自然界和人类社会所产生的可能损失与减缓气候变化所付出成本之间的关系。《斯特恩报告》的结论是，世界各国如果不立即采取行动，气候变化所造成的损失将相当于全球每年GDP的5%—20%，而且损失将延续下去；如果立即采取行动，并能将 温室气体浓度控制在500—550二氧化碳当量，其成本仅为全球每年GDP的1%左右。《斯特恩报告》在分析中所依据的关键因素是贴现率，而正是这一关键因素的取值引起了较大的争论。《斯特恩报告》将贴现率确定为0.1%，一些经济学家认为这一取值过低。Nordhaus[6]指出按照市场利率确定贴现率，其结果与《斯特恩报告》完全不同，即不是如斯特恩所主张的立即大幅减排温室气体，而是初期小幅减排，中、后期大幅减排。Dasgupta[7]认为，0.1%的贴现率是不现实的，这一贴现率的确定更是出于政治考虑，而非学术考虑。斯特恩(Stern)[3]对这些批评进行了反驳。他强调，在《斯特恩报告》中所确定的贴现率是社会贴现率，而批评者混淆了市场回报率与社会贴现率，也混淆了纯时间贴现率与社会贴现率。社会贴现率，按照斯特恩的定义，是用以计量一个消费单位在t时间上相对于初始时间的社会价值，它应该参照长期无风险利率取值。尽管在温室气体减排的成本与收益方面的争论激烈，并提出了不同的治理方案，但经济学家对温室气体减排紧迫性的认识是一致的。

四、温室气体减排手段的经济分析

温室气体减排的手段有两大类：命令-控制手段和经济手段。经济手段也有两大类，即基于总量控制的市场交易手段和基于价格控制的税收手段。经济学家对于市场交易手段和税收手段孰优孰劣的讨论十分热烈。

市场交易手段是指温室气体排放权的确定及其交易。温室气体排放权是对温室气体排放量的权利界定，政府确定排放总量或标准，然后确定企业的排放配额(排放权)，企业可以在排放权交易市场将其交易，由市场决定排放权的价格。将温室气体排放权定性为可交易的商品，其理论依据是资源的稀缺性理论和产权交易理论。前文已述，人类发展面临着温室气体排放的约束，温室气体排放量的增加空间已很有限，因而，温室气体排放量也就成为了稀缺资源。产权交易理论则来自著名经济学家科斯。按照科斯定理，只要明确产权，且其交易成本为零或很小，则产权交易最终会产生有效率的结果。在总量控制的前提下，分配温室气体排放权，由于各企业对温室气体排放量的需求有大有小，因而排放权就有了可交易的价值，并激励企业减少排放。美国人Dales[8]于1968年最早提出了排污权交易的设想。税收手段就是征收碳税，即根据燃煤和石油等化石燃料产品的碳含量的比例征税。税收手段的理论基础来自著名的英国经济学家庇古。当个人的经济活动在给其带来利益时也给社会的其他人造成了利益损害，其私人成本就小于社会成本，这就是负的外部性。庇古提出，纠正外部性的方案是政府通过征税来补贴社会成本，使得私人成本和私人利益与社会成本和社会利益相等，实现资源最优配置。排放温室气体是典型的具有外部性的经济行为，纠正这一外部性的具体手段就是征收碳税。

斯特恩(Stern)[3]认为市场交易手段和税收手段各有优势，市场交易手段的优势是排放量的确定性以及国际合作的有效性，而税收手段的优势是价格的确定性及实施的便利性。张中祥和巴兰兹尼[9]认为市场交易手段与税收手段的优劣取决于很多因素，难以辨明，关键看具体的执行环境。斯特恩同样认为，由于不同经济体风险的不同以及市场完善程度的不同，市场交易手段和税收手段在不同经济体中执行的效果也会不同。

《京都议定书》所确定的温室气体减排三个灵活机制，即联合履约(JI)、清洁发展机制(CDM)和排放贸易(ET)，推动了市场交易手段的实施。目前，全球形成了两种类型的碳交易市场：自愿市场和规范市场。自愿市场主要是个人或企业出于环境保护的道德意愿而进行碳交易的场所。规范市场是基于国际、国内或区域的强制性排放指标而建立起来的碳市场。在规范市场中，欧盟温室气体排放贸易市场(EUETS)是最大的市场，其交易量占全球交易量的62%。[10]正是由于实际效果突出，市场交易手段受到了一些学者的推崇。Hepburn[11]乐观地估计，到2050年碳交易将促成全球减排60%—80%，因而，碳市场在未来几十年会迅猛发展。Hepburn进一步认为，相对于碳交易突出的优势，碳税的缺陷十分突出。一是与碳交易相比，碳税的国际协调的难度很大，甚至无法实现。二是碳税不能如碳交易机制那样，使得发展中国家可以通过在国际市场出售减排指标获取收益。三是碳税在实行起来会有很大的阻力，减排压力大的产业集团会强烈反对；而环保集团也会反对，因为碳税不能确定量化的减排目标。四是碳交易与碳信用体系相伴生，并对相关企业的兴起起到带动作用，而碳税则不能。五是碳交易是一种萝卜加大棒的手段，而碳税仅仅是大棒手段。

诺德豪斯[12]提出了针锋相对的观点。诺德豪斯认为以《京都议定书》为代表的市场交易手段是个新鲜事物，并没有可资借鉴的历史经验，未来发展具有很大的不确定性；而税收是个历史悠久的、成熟的政策手段。诺德豪斯对美国二氧化硫交易市场和欧盟碳排放交易市场进行了实证研究，他指出由于碳排放配额的供给和需求缺乏弹性，往往会造成碳排放市场中碳价剧烈波动，而价格剧烈波动会使得依靠价格引导资源优化配置的目的无法实现。Hepburn[11]反对税收手段的理由之一是碳税的国际协调难度大，而诺德豪斯则认为在温室气体减排的国际谈判中加入了太多的政治因素，因而市场手段的国际协调难度更大。与市场交易手段相比，碳税更透明、更直接，因而更能得到各国的支持。

五、气候变化治理的国际政治经济分析

气候变暖是影响全人类的公共事件，因而对这一事件的治理需要国际社会共同努力。但是，温室气体减排的公共物品属性决定了国际社会共同治理气候变暖的复杂性。公共物品的非排他性和非竞争性带来了搭便车的后果，使得私人部门对提供公共物品缺乏动力，只能由这一社会的政府提供它。在国际社会，各国是谋求利益最大化的私人部门，但国际社会没有政府部门，增加温室气体减排这一公共物品的供给就成了难题。

针对气候变化的国际谈判进展十分艰难，其矛盾表现在以下三方面。第一，从现实的横截面角度看，各国的产业结构、减排技术水平以及承载气候变化的程度存在差异，因而对减排的目标量以及减排的急迫性也就不同；第二，从历史的纵向角度看，发达国家和发展中国家累计排放的温室气量不同，而且，由于处于不同发展阶段，环境库兹涅茨曲线已经揭示了温室气体减排对经济发展的不同影响；第三，正是由 于温室气体减排对不同国家的不同影响，它成了个别国家压制他国的工具。

以《京都议定书》为标志，庄贵阳[13]将温室气体减排的国际认识及谈判内涵划分为三个阶段并分析了其特征。1997年达成“议定书”之前为第一阶段，其特征是对气候变化科学认识的辩论；1997年至2005年“议定书”生效为第二阶段，其特征是辩论减排的经济影响及技术的可行性；2005年以后为第三阶段，其特征是大国及国家集团之间在温室气体减排的国际政治舞台上展开政治经济博弈。在温室气体减排的国际政治经济博弈中，发达国家集团与发展中国家集团是矛盾的主线，欧盟、美国和“77国集团+中国”是三股相互制衡的力量。

潘家华等人[14]分析了温室气体减排国际谈判的五个关键要素。一是共同愿景，其核心是2050年的长期减排目标，它涉及科学、经济、政治、伦理等因素。随着国际谈判的深入，有关共同愿景的实质谈判会逐步展开。二是技术，谈判各方在此问题上分歧很大。发展中国家强调发达国家转让先进技术，主张建立全球技术基金，依靠非市场的多边公共资金推动技术开发与转让。以美国和欧盟为代表的发达国家阵营强调发挥市场的作用，从而淡化政府的责任，并对技术转让附加减排或限排的条件。三是资金，谈判各方都赞同实现减排目标需要稳定的资金来源，但对所需资金的具体数额有分歧。四是适应，即各国尤其是发展中国家适应气候变化的能力。适应的核心是资金，重点是信息、基础设施和社会保障等。在适应问题上，以美国为代表的发达国家不愿再向适应基金提供资金，而发展中国家坚持发达国家要承担气候变化的历史责任。五是部门承诺方案。由于缔约方众多，利益难以协调，很难达成2012年以后综合性全球气候协议，因而以各经济部门为单位提出部门承诺方案的提议得到各方的重视。日本提出部门方法可以科学识别各经济部门的减排潜力，通过加总每个部门的可能减排量来制定国家减排目标。但是，许多大量排放温室气体的部门和活动并不适合国际合作，而且，部门方案可能引起发达国家与发展中国家间的不信任。更有人指责部门方案是混淆发达国家与发展中国家在气候变化上应承担的责任。

国际合作是应对气候变化的基础，应对气候变化的国际会议之所以能够接连召开，就在于国际合作的基础还存在。但各国、各利益集团为获取各自的最大利益在谈判中展开了激烈的争论，国际合作的进展并不顺利。因而温室气体减排的国际谈判是各国间的政治经济博弈。

六、气候变化与中国经济发展

中国正处于工业化所带来的温室气体排放量增加阶段，面临着经济发展与减排的矛盾。在成为世界上温室气体排放大国之时，中国在气候变化的国际谈判中面临着不断增加的压力。为了维护中国的发展权，以及在气候变化治理国际谈判中的公平地位，中国学者对公平的减排方案进行了研究。在人文发展权与发展限的概念基础上，潘家华、陈迎[15]提出了碳预算方案。该方案将保证气候安全的450ppm当量水平设为全球碳预算总量，并将碳预算总量按全球人口进行平均的初始分配，然后根据各国历史排放和未来需求进行碳预算的转移支付。潘家华、陈迎在方案中以直接累积方法计算碳排放的累积量，尽管这一计算方法有待改进，但方案总体上体现了公平原则和满足可持续发展原则，兼顾了历史、现实与未来需要。樊纲等人[16]指出最终消费是导致温室气体排放的根本原因，基于这一理论，他们提出应以最终消费来衡量各国的碳排放责任，并提出了消费排放的概念。以实际碳排放计算，1950-2005年在全球累积排放量中，中国占比高达10.19%，但以消费排放计算，中国累积消费排放仅占世界累积消费排放总量的6.84%。樊纲等人进一步将“共同但有区别的责任”原则扩展为“共同但有区别的碳消费权”原则，依据此原则，将1850年以来的人均累积消费排放作为国际公平分担减排责任与义务的重要指标。

中国是自然灾害多发国，气候变化更增加了灾害发生的频率和程度，积极应对气候变化是迫切的任务。一些学者对中国应对气候变化的政策手段及其影响进行了深入研究。樊纲等人[16]对中国减排的制度安排、能源战略、技术政策以及经济手段及其经济影响进行了综合研究。温宗国[17]等学者侧重研究了中国低碳经济的发展。还有学者对低碳经济的影响进行了细化研究，如潘家华等人[14]研究了低碳经济对就业的影响。情景分析是重要的实证方法，也是制定气候变化治理政策的重要依据。由戴彦德领衔的国家发改委能源研究所课题组[18]对低碳发展前提下中国2050年能源需求暨碳排放进行了情景分析。由国务院发展研究中心产业经济研究部、国家发改委能源研究所和清华大学核能与新能源技术研究院主持的2050中国能源和碳排放研究课题组[19]研究了2050年中国低碳发展情景。

七、结语

气候变化经济学可以界定为关于气候变化及其治理手段的经济影响的研究，其渊源是可持续发展理论，公平性原则、可持续性原则和共同性原则同样是气候变化经济学的基本原则。气候变化经济学研究集中在气候变化的经济影响、温室气体减排手段的经济分析以及气候变化的国际政治经济分析等领域。在气候变化的经济影响方面，学界已基本达成共识，一致认为减缓全球变暖是摆在全人类面前的紧迫工作。在温室气体减排手段的经济分析方面，学界对市场手段和税收手段孰优孰劣展开了分析和争论。在气候变化的国际政治经济分析方面，更多的学者应用博弈分析方法进行论述。有关中国的气候变化经济学研究成果丰硕。潘家华、樊纲等学者提出的国际减排方案体现了“共同但有区别的责任”原则；更多学者深入研究了中国应对气候变化的政策手段及其影响；低碳经济在中国的发展也成为研究前沿。

气候变化问题归根结底是可持续发展问题，因而可持续发展是治理气候变化的前提。发展既有现实性又有历史性，治理气候变化的“共同但有区别的责任”原则就是现实性与历史性的统一，其含义是：第一，应对气候变化、保护人类免遭或减轻因气候变化引起的自然灾害，是世界各国的共同责任，作为一个整体，人类的温室气体排放量应该有所削减；第二，不同发展程度的国家在这个问题上的责任又是不同的，发达国家无论是在历史上还是在现实中，其排放的温室气体都比发展中国家要多，对温室效应和气候变化负有更大 责任，因此应率先并大幅减排；第三，发展中国家在气候问题上的历史和现实责任都较小，又面临着发展国民经济的重任，因此应该有一定的排放增长空间；第四，发展中国家的排放空间也不是无限的，它们应在力所能及的范围内尽量降低排放增长的速度。

气候变化研究范文第4篇

关键词：气候变化；建筑能耗模拟；模拟气象数据模式

中图分类号：TU111.3 文献标志码：A 文章编号：1674-4764（2012）02-0110-05

Analysis on Simulation Meteorological Data Under Climate Change

LIU Da-long, LIU Jia-ping, YANG Liu, ZHANG Wei-hua

(Architecture school, XiAN University of Architecture and Technology, Xian 710055, P.R. China)

Abstract:Climate has a determining influence on building energy consumption. Since 1980s, the global climate has appeared excessive warming, which inevitably causes the change of building energy consumption. The climatic simulation was used to forecast meteorological data from 2021 to 2050 for five cities in China. The five cities represent five different climate types in China. According to the Analysis of Energy Efficient Meteorological Year (AEEMY), model of meteorological data for building energy simulation based on TMY2 was presented. At the same time, meteorological data for DOES was also made from 1971 to 2000. A high residential building was respectively simulated in five cities under two kinds of meteorological data by using DOE2 software. The model of simulation was proved by the simulation result.

Key words:climate change; building energy consumption simulation; model of simulation meteorological data



气候是决定建筑能耗的关键因素，特别是对建筑的采暖和空调能耗。20世纪80年代以来，全球气候发生了异常变化，气温过度变暖，导致自然灾害频发，人类生存的自然环境不断恶化。在如此突变的气候条件下，建筑能耗必将随之发生显著变化。变化的建筑能耗将会使建筑节能设计面临新的挑战，这是建筑节能领域备受关注的问题，国内外学者相继展开多项研究。

目前对于气候变化下建筑能耗的研究主要采用静态能耗计算方法度日法。文献［1-3］使用采暖度日数和空调度日数研究了世界各个地区温室气体引起气温升高对于建筑能耗的影响。这些研究基本都得出了采暖能耗降低，但降温能耗升高且高于采暖能耗的规律。此外有些学者采用统计方法来研究气候变化对建筑能耗的影响。2005年Ruth和Lin［4］对美国马里兰州气候变化下的能耗需求进行了研究，马里兰州具有巨大的空调降温和采暖能源需求，研究采用时间序列方法预测了马里兰州2005-2025年间采暖和空调能源需求量，该研究也得到了上述能耗变化规律。2009年Lam等［5］对香港商业办公建筑未来的能耗进行了研究。该研究通过一个由气温、湿球温度和太阳总辐射组合气候因子与建筑降温能耗之间的回归模型，得到在SRES B1情景下，2009-2100的年平均空调负荷将比1979-2008的年均值要高9.1%，建筑总能耗量增长4.3%。研究还发现随着气候的变化，建筑负荷和能耗量的季节性差异将变得越来越小。

上述研究表明随着气候变暖，建筑能耗将会发生明显的变化。但上述研究主要是以历史气象数据为基础来推算未来建筑能耗的变化趋势，而很少采用未来气象来预测建筑能耗。在现有的建筑能耗分析方法中，动态建筑能耗模拟是主流研究方法，该方法在逐时室外气象条件下，计算满足室内环境要求的环境控制设备需要的全年逐时能耗量，它对于计算、预测和评估建筑的能源消耗变得越来越重要［6］。虽然建筑能耗模拟是目前计算建筑能耗的有效方法，但是因为受到缺乏准确详实的未来模拟气象参数的限制，该方法很少被用于研究气候变化下的建筑能耗研究领域。 、

1 建筑能耗模拟气象数据模式

为了将该动态能耗模拟方法应用于气候变化下的建筑能耗计算。必须获取满足模拟条件的、准确的、逐时的未来气象参数。模拟气象参数模式是获取一个地区代表性气象数据的方法，能够从长期的气象资料中挑选出代表当地气候规律的全年逐时、能够满足能耗计算需要的多项气象参数。

1.1 节能分析气象年模拟气象参数模式的提出

目前多数主流建筑能耗模拟软件DOE-2，Energy-Plus，DeST等使用的模拟气候参数模式是TMY2(Typical Meteorological Year 2)。TMY2是20世纪90年代美国国家可再生能源实验室分析研究组（National Renewable Energy Laboratorys Analytic Studies Division）资源评估项目的研究成果。TMY2使用Sandia方法来挑选代表性气象数据。Sandia方法的核心是在相当长1个时期（通常为30 a）的气象数据中，从不同年份中挑选出12个典型气象月，然后由其组成1个完整的典型年，这个典型年是一个虚拟年。以1 a的气候数据来代表该地区30 a内的气候特征，这样便于模拟计算。

设计之初TMY2计划用于太阳能转换系统或者建筑环境控制系统在不同系统类型、不同系统配置和在不同地域环境下的系统运行性能之比较。后来TMY2因为具备当地长期气候的代表性，其太阳辐射、空气温度与风速等气象数据的发生频率分布与过去多年的长期分布相似；同时各参数间的具备较强的关联相似性；还能够使建筑物全年热负荷及能耗计算结果具备代表性，被应用于建筑能耗的模拟计算。但是在建筑节能分析中，发现使用TMY2模式的气象数据存在以下问题：

1）在挑选典型月时太阳辐射的权重系数占到了一半，所占比重过大。中国各地气象状况相差较大，各地太阳辐射资源也存在较大差异，相同地区还存在太阳辐射的季节性差异。而太阳辐射也不是所有地域建筑的主要可利用能源，所以太阳辐射的权重系数所占比重过大。

2）在挑选典型月时各主要气象参数比重在不同地区、不同季节都是固定不变。研究表明气候存在非常明显的地域性特征，中国则因地域辽阔表现的更为显著，在挑选典型气象月时，各地的气象参数比重有所差别。因此对各地的典型气候的研究不能以固定不变的比重方式来进行，应该考虑到地域差异和季节差异。

基于以上分析，提出了新的模拟气候数据模式——节能分析气象年。

1.2 节能分析气象年模拟气象数据模式的构成

节能分析气象年（Analysis of Energy Efficiency Meteorology Year，AEEMY）模式的基本思想与TMY2相同，根据当地相当长一段时期内的气象数据，先挑选出12个节能分析气象月，然后组成一个“节能分析气象年”。

节能分析气象月的挑选以平均气温、水平面太阳总辐射、大气压和相对湿度4项气象参数为选择依据，以主成分分析为理论根据，来确定各地4项气象参数作用于建筑能耗的组合系数。主成分分析是统计学中的一种常用方法，它的基本任务是根据样本的观测值确定应该构造多少个综合指标（主成分），并构造出各主成分的表达式［7］。主成分分析是对于原本提出的所有变量，以尽量紧凑的变量形式来表达现实问题的函数关系，使得变量能够最大限度地、独立地反映现实问题的某一方面，而且尽可能保持原有的信息。

采用主成分分析方法计算出4项气象参数的组合系数之后，计算4项参数在每个月的累年平均组合值和历年组合值，两者差值最小的月份即为该月的节能分析气象月。差异最小是指各考察月4项参数的组合值与该月4项参数累年平均值组合值的差异最小，在差异最小的判断中有一个很重要的概念就是4项参数的组合值，该组合值通过主成分分析获取4项参数各自的组合系数，然后通过4项参数的线性组合得到。在参数组合值的计算中，各地4项参数的权值不是固定的不变的，分别通过分析各地的长期的冬季和夏季气象数据得到的，反应出了4项气象参数对于建筑能耗影响的地域性和季节性。节能分析气象月的挑选方法如公式(1)—(4)所示。

Li(j)=Pi(j)Wpi+Ti(j)Wti+Gi(j)Wgi+Ri(j)Wri(1)

L－i=P－iWpi+T－i(j)Wti+G－i(j)Wgi+R－i(j)Wri(2)

其中：Li(j)为j年i月4项参数的组合值；L－i：i月4项参数累年平均值的组合值；Pi(j)、Ti(j)、Gi(j)、Ri(j)，分别为大气压、平均温度、水平面太阳总辐射和相对湿度j年i月的平均值；Wpi 、Wti、Wgi、Wri分别为为大气压、平均温度、水平面太阳总辐射和相对湿度各月的组合系数；P－i、T－i、G－i、R－i，分别为大气压、平均温度、水平面太阳总辐射、相对湿度i月的累年平均值

Di(j)=|Li(j)－L－i|(3)

AEEMYi=min(Di(1)，Di(2)，……，Di(30))(4)

其中：AEEMYi为第i月模拟气候月的当月年份。

节能分析气象年最主要的特点是考虑了不同地域、不同季节的气候因素对于建筑能耗作用的差异性，这点显著区别于目前主流的TMY2及其他模拟气象数据模式中对于典型气候的选择性。在这些模式中对于不同地域不同季节各气象参数的挑选权重始终保持不变。节能分析气象年的这一特点使得能够挑选中更加具有当地代表的典型气象数据，能够更加准确的反应出气候对于建筑能耗的影响。

论文使用1971-2000和2021-2050两个时期的气象资料，依据节能分析气象年参数模式，为中国5个气候区的5个代表城市挑选出来典型气象数据，然后按照DOE-2模拟软件中气象参数格式的要求制作了5个城市的DOE-2逐时模拟气象参数文件。

2 未来气象数据的获取

气候变化条件下建筑能耗模拟必须具备未来气候条件下的模拟用气象参数。采用气候模拟方法获取了未来的气候数据。气候模拟己成为开展气候变化研究的最重要手段之一，模式预测结果己具有很强的指示意义，多模式的集合结果也己经被证明更加可信［8］。文献［9］在研究黑龙江省未来气候变化预测时，也是采用多个气候模式的集合平均值作为数据源使用的。以3个全球海气耦合模式的集合平均值作为未来气象数据预测值，这3个气候模式较为符合中国气候的变化规律，其模拟结果较为准确，他们的集合平均值将会更接近中国的气候变化情况。所选用的3个气候模式分别为：MIROC3.2-MEDRES， UKMO-HadCM3 和ECHAM5， 其基本信息如表1所示。

使用集合预测结果得到了中国5个气候区代表城市2021-2050期间的模拟用主要气象参数。5个气候区每个选取了1个代表城市，5个代表城市如表2所示。5个代表城市的选区依据是：1）具有典型的气候代表性；2）在中国政治、经济、文化等方面处于重要地位。各气候选取的代表城市虽然只有1个，但是同一气候中各城市具有共同的气候特征，而且同一气候区建筑节能标准相同，建筑构造以及采暖降温方式基本相同，因此可以近似认为同一气候区中的不同地区在建筑能耗与气候的关系上基本相近。

3 不同气候条件下建筑能耗对比分析

3.1 模拟建筑及设置参数

模拟建筑的模型如图1所示，平面布局如图2所示，建筑为南北朝向，其围护结构传热系数、窗墙面积比、体形系数等限定性指标都满足各气候区节能标准要求。模拟建筑室内采暖计算温度18 ℃，采用连续供暖方式，采暖期为11月到翌年3月；室内空调计算温度26 ℃，采用间歇性空调制冷，空调期为5月到9月。分别输入1971-2000年期间和2021-2050年期间的模拟气象参数，使用DOE-2［10］在对5个代表城市对同一高层居住建筑进行了2个时期的能耗模拟。

3.2 不同气候条件下能耗模拟结果

模拟建筑在2种气象条件下5个城市的能耗值如表3、表4所示。

2021时期相比1971时期，各气候区代表城市建筑能耗的变化基本都呈现单位面积采暖能耗减少，空调能耗增加的趋势。在5个气候区中，严寒地区采暖能耗减少最多，平均每平米减少13.4 kWh；夏热冬冷地区空调能耗增加最多，平均每平米增加20.1 kWh。夏热冬冷地区热工总能耗增加最大，每平方米增加9.0 kWh。各气候区建筑热工总能耗的增加是因为空调能耗的增加高于采暖能耗的减少，以夏热冬冷的武汉为例，单位面积采暖能耗较少11.1 kWh/m2，而单位面积空调能耗增20.1 kWh/m2，使得单位面积热工总能耗增加9.0 kWh/m2。夏热冬暖地区采暖能耗减少18.8%，空调能耗增加5%，其余几个气候区采暖能耗平均减少18%，空调能耗平均增加23.6%。夏热冬暖地区主要以空调能耗为主，采暖能耗很少，虽然从比例上看采暖能耗减少比空调能耗增加的幅度大，但实际总能耗量还是显著增加，这与其他4个气候区建筑热工总能耗增加的表现一致。

3.3 模拟结果分析

中国居住建筑采暖能耗减少、空调能耗增加、而热工总能耗增加的主要原因是气候变暖。

各气候区代表城市在2001-2050这50 a间的温度增长如表5所示，可以看出各代表城市的温度都明显升高，这是导致中国各气候区建筑采暖能耗减少，空调能耗增加的主要原因。研究表明近50 a全球气候变暖的主要原因是人为的温室气体排放［11］，温室气体能让太阳短波辐射自由通过，同时吸收地面和空气放出的长波辐射(红外线)，从而造成地面温度升高。

进一步分析表3、表4模拟结果可以发现，在两种不同气候条件下，除过严寒地区的哈尔滨以采暖能耗为主外，其他气候区代表城市都是以空调能耗为主。表5中各气候区代表城市冬季和夏季的温度增长幅度相差不大，哈尔滨和昆明冬季的增温幅度还高于夏季，但是建筑热工总能耗却表现出空调能耗的增加明显高于采暖能耗的减少。这说明建筑降温需要更多的能耗。因此在气候变化下的未来，中国建筑节能的重点方向应该是空调节能，其节能的难度会增加。

寒冷地区北京的采暖能耗2021时期比1971时期出现了略微增加的现象，与其他气候区城市不同。这是因为北京地区在温度升高的同时冬季太阳辐射出现了较为明显的降低现象，两个时期的北京地区太阳总辐射变化如图3所示。太阳辐射是建筑主要的热源之一，它不仅能够使建筑围护结构表面温度升高，而且能够透过窗户进入室内成为建筑的直接热源。但是随着城市大气污染的加剧，特别是冬季由于采暖需要，大量的燃煤造成空气透明度显著下降；同时天空中云量增多云层变厚，也减少了到达地面的太阳辐射量。文献［12］通过研究近50 a来鄂尔多斯地面太阳辐射的变化，也得到太阳辐射减少的结论。因此北京地区冬季太阳总辐射较为明显的降低，造成建筑得热量减少，是造成北京地区采暖能耗出现略微增加的主要原因。

图3 2个时期北京AEEMY月平均总辐射

4 结 论

采用建筑能耗动态模拟方法研究了中国在气候变暖条件下居住建筑能耗的变化规律。在TMY2模拟气象参数模式基础之上，提出了节能分析气象年(AEEMY)模式，该模式体现了各地影响建筑能耗的气候要素差异、同时体现了气象要素的季节性差异，使其更加适合于建筑节能的能耗模拟计算。

使用气候模拟方法预测了2021-2050期间中国主要气候区代表城市的气象数据。使用节能分析气象年模式制作了1971-2000期间和2021-2050期间中国主要气候区代表城市的模拟气象参数。使用DOE2模拟了高层居住建筑在不同气候区2个时期的建筑能耗情况。模拟结果表明，随着气候的变暖，采暖能耗基本都呈现减少趋势，而空调能耗都呈现增加趋势，空调能耗增加量明显高于采暖能耗的增加量，建筑热工总能耗呈增加趋势。在未来气候条件下，中国建筑节能的重要方向是减少空调能耗。各气候中，夏热冬冷地区居住建筑总能耗最高，是今后建筑节能的重点区域。夏热冬冷地区是中国今后开展节能工作的重点区域，

将节能分析气象年模式与气候预测相结合有效拓展了动态模拟方法的使用范围，为研究中国未来气候变暖条件下建筑能耗变化规律，指导中国未来建筑节能设计和生态建筑设计提供了重要的研究基础。将会有力促进中国建筑节能技术的发展和进步。

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气候变化研究范文第5篇

关键词：甘肃气候区域响应敏感区

引 言

全球气候变化将对农业产生重大影响，其中对一些区域的影响是不利的，尤其是那些适应、调整能力差，生产异常脆弱的地区，许多国家都对此做了认真研究，以便及时采取对策，对农业做出相应调整。全球变化区域响应的敏感性是指一个系统对气候变化因素的响应程度，其响应可以是不利的，也可以是有利的，产生作用的方式可以是直接的，也可以是间接的。

甘肃是农业省份，地处我国黄土高原、内蒙古高原与青藏高原的交汇处，地势西南高、东北低，以山地和高原为主，分属黄河流域、长江流域及内陆河流域。气候类型复杂多样，具有气候干燥少雨，气温日、年较差大，太阳辐射强，光照充足，雨热同季等大陆性显著的气候特征。也是气候变化脆弱地区，气候变化对粮食产量影响显著。特别是上个世纪后半叶变暖异常突出的背景下，甘肃主要粮食作物（小麦、玉米、马铃薯、糜子、谷子）响应气候变化的敏感区域如何？研究该区域敏感区域对生产、生态等十分重要，本文对此进行了研究。

1．资料与方法

本文主要利用1981～2007年27年甘肃全省种植区春小麦71个县区单产量，冬小麦28个县区单产量，玉米65个县区单产量，马铃薯65个县区单产量，糜子42个县区单产量，谷子42个县区单产量资料和同

期全省60个气象站4-10月气温、降水观测资料，1963―2007年定西市春小麦单产资料。

用EOF（经验正交函数）分解提取产量场主要信息，采用Petitt方法[10，11]计算变点和滑动t检验方法，采用了小波分析方法[12，13] 分析周期。涉及计算资料进行标准化处理。

2．气候变化敏感区

2.1 基本气候特点

甘肃省气候具有东南季风区向内陆干旱区过渡的特征，冬季漫长寒冷，夏季短暂温热，春季长于秋季，干旱少雨，地区差异显著。年降水量多年平均在40～760mm之间，其中河西大部为40～200mm，河东为400～760mm，最大降水中心在陇南的康县（757.3mm），最小中心在河西西部的敦煌（42.2mm）。全省年平均降水量为407mm，整体呈下降趋势。河西地区的年平均降水量为159mm，降水呈略增加的趋势，每10年约增加0.2mm；河东地区年平均降水量为483mm，降水呈减少趋势，每10年约减少0.12mm；其中1960年代降水相对偏多（偏多10%），1980年代次之（偏多4%），1990年代以来最少（偏少3%）；降水主要集中在夏季，占年降水的45～70%。年平均气温在0～15℃之间，分布趋势自东南向西北，由盆地、河谷向高原、高山逐渐递减。年平均气温为7.7℃，自1980年代中期以来，整体上呈上升趋势，每10年约上升0.098℃；1961～1986年相对偏冷（平均偏低0.3℃），1987年至2007年相对偏暖（平均偏高0.5℃）。

2.2 降水异常的敏感区

4-10月是作物主要生长时段，占年总降水量的90%以上；11月至来年3月份绝大多数植被停止生长或生长缓慢，期间降水量较少。

4-10月间降水距平百分率、气温距平的EOF1的方差贡献分别为53.7%、79.7%。降水异常的EOF1空间分布上有两个大振幅中心，分别在河西中西部的玉门和陇中的定西一带，旱（涝）在这些地区反映最为明显，表明了这里是甘肃降水异常的敏感区。

气温异常的EOF1空间分布上大振幅中心在河西与河东过渡地带，冷（热）异常在这里反映最明显，还区域是甘肃气温异常的敏感区。

3．作物产量变化敏感区

通过对1981～2007年产量做EOF分解，EOF第一空间型（EOF1）反映作物产量场主要变化特征，概括出产量变化的主要特征。各作物EOF1对总方差的解释率较高，全区一致性程度马铃薯最高，糜子、谷子最低。

春小麦的EOF1解释了总方差的44%，陇中盆地、陇东高原地区数值较小，河西地区数值较大，酒泉最大。可见，甘肃春小麦产量中部变幅最小，河西的酒泉一带变幅最大。

冬小麦的EOF1解释了总方差的63%，大值区在陇中盆地，这里是甘肃冬春小麦产量变化的最敏感区。

玉米的EOF1解释了总方差的47%，陇中盆地和陇南山区地区数值较小，河西西部、陇东高原和甘南高原一带值较大。可见，甘肃玉米产量变化最敏感区主要在河西西部，陇中盆地和陇南山区地区产量年际变幅最小。

马铃薯的EOF1解释了总方差的71%，陇中盆地和陇南山区地区的部分数值较小，其余地方数值较大。揭示了陇中盆地和陇南山区地区马铃薯产量较为稳定，对气候变化不是太敏感。

糜子的EOF1解释了总方差的47%，陇东高原和河西走廊东部数值较大，产量年际变幅大；其余地方数值较小，产量年际变化小。可见，甘肃糜子产量变化在河西走廊东部和陇东高原最敏感、陇东南地区和河西走廊西部区相对稳定。

谷子的EOF1解释了总方差的31%，河西走廊西部的部分地方和陇南山区的部分地方数值较大，产量年际变幅较大；其余地方数值较小，产量年际变幅较小。由此可见，谷子产量在河西部分地方和陇南山区部分为敏感区。

从以上分析可见，对于喜热性作物敏感区与气温异常的敏感区对应较好，需水量大的作物与降水异常的敏感区对应较好；作物产量变化的敏感区域与降水、气温异常的敏感区相对应较好，体现出甘肃粮食产量对气候变化存在着明显响应。

4．作物产量时间响应

从作物空间敏感区看到，相对而言陇中地区是最敏感区域，选取该区域的定西代表典型敏感区，进一步分析甘肃最主要作物―春小麦，在时间上对气候变化的响应。

在1963―2007年45a间，定西市春小麦单产量 相对变幅平均为23.4%，最大变幅为67.6%；偏丰年有25a，偏欠年20a。1982年和1999年是为Petitt变点，在a=0.005水平上滑动t检验突变显著，表明定西市春小麦单产在1982年和1999年附近存在突变，在1982年之前处于相对低产阶段，1982-1999年间相对高产阶段，1999年后再次转入低产阶段。

5．结论

甘肃降水异常的敏感区主要在河西中西部的玉门和陇中的定西一带，河西与河东过渡地带是甘肃气温异常的敏感区。

甘肃春小麦在河西的酒泉一带变幅最大，为最敏感区；陇中盆地是甘肃冬春小麦产量变化的最敏感区；玉米产量变化最敏感区主要在河西西部；糜子产量在河西走廊东部和陇东高原最敏感；谷子敏感区在河西部分地方和陇南山区部分地方。作物产量变化的敏感区域与降水、气温异常的敏感区相对应较好，甘肃粮食产量对气候变化存在着明显响应。

参考文献：