第26卷第2期 2010年o4月 热带气象学报 JOURNAL OF TROPICAL METEOR0LOGY 、b1.26.No.2 Apr.,2010 文章编号:1004—4965(2010)02—0223—4 0近57年广东地区度日分布及变化特征分析 郝全成 一, 孙周军 (1.南京大学大气科学学院,江苏南京210093; 2.广东省气候中心,广东广州510080 3.广东省气象信息中心,广东广州510080) 摘 要:利用1951--2007年广东省韶关、汕头、广州、湛江4个代表站逐日平均气温,计算了月平均、 年平均热度日(HDD)和冷度日(CDD)。结果表明广东地区HDD集中在每年11月一次年3月,以1月最大, 并具有明显的纬向特征;CDD集中在每年4—10月,以7月最大,纬向特征在7—8月最不明显。各地年 HDD、CDD与年平均气温均有较高的相关性。各地HDD多年变化呈明显下降趋势,下降速率分布特点为 南北低,中部和东部高;CDD多年变化呈上升趋势,上升速率分布特点与HDD相同。HDD与平均气温 具有反位相变化趋势,随着气候增暖广东地区HDD将趋于减小,CDD将趋于显著增加,夏季用于制冷降 温的能耗将增加。 关键词:气候变化;冷度日;热度日;基准温度;气候变暖;能耗 文献标识码:A 一中图分类号:P423 Doi:10.3969/j.issn.1004—4965.2010.02.013 周或逐日、逐月、逐年的度日值查询,供能源专 1引 言 家等使用者统计某地某时期度日总和及相应消耗的 总能源,并可预计未来能源的消费情况。在国内, 上海市气候中心首先采用度日作为衡量上海市夏季 降温和冬季取暖的指标。 目前,谢庄等对北京地区冷度日和热度日变化 特征做了研究口】,汤仕文等研究了澳门度日与电能消 温度是植物生长和人类活动的重要指标之一。 随着经济社会的高速发展,原有温度指标已不能满 足人们的需求,度日(degree—day)作为一个应用广泛 的参数应运而生。度日是某一时期内大于或小于某 一界限温度的日平均温度的总和…。冷度日(CDD, 耗的关系【4】。随着国民经济的快速发展,人们生活水 平的显著提高,社会对能源的需求日益增加,因而 节能降耗、预测未来能源消耗及探索能源管理新模 Cooling Degree Days)是指一段时间日平均温度高 于某一基准温度(BT,美国常用18.3℃)的累积度 数,如果日平均温度低于此基准温度,那么这一天 冷度日为0。热度日(HDD,Heating Degree Days)是 式已成为日益紧迫的任务。联合其他部门共同开展 度日研究将对能源管理部门和决策部门起到积极作 用。 指一段时间日平均温度低于某基准温度(美国常用 18.3℃)的累积度数,如果日平均温度高于此基值, 那么这一天热度日为0。 2资料和方法 2.1资料和站点 根据广东地形地貌和气候特点选取韶关、汕头、 国外度日研究开展得较早也较成熟。Thom早在 1950年代发表了一系列文章探讨了度日计算的问题 口】。现在,作为一种重要的参数指标,度日已在能耗 及能源管理、植物生长发育和病虫害管理、天气风 险管理、建筑设计以及军事等方面得到广泛应用。 目前,国外一些气象部门及其他机构在网站上提供 广州、湛江4个站为代表站(表1),分别代表粤北山区、 粤东、中部地区(珠江三角洲,简称珠三角)、西南地 区4个不同地形和气候区。应用4个代表站 收稿日期:2008-10.13;修订日期:2009.02.18 通讯作者:郝全成,男,山东省人,学士,助理工程师,主要从事气候预测与评价方面的工作。E—mail:haoqc@grmc.gov_cn 224 热带气象学报 26卷 1951-2007年逐13 41/ ̄J"次(2,8,14,20时)观测资料 代表站月平均CDD纬向变化特征在7—8月最不 得出的平均气温。 明显,呈现出南北高、中部(珠三角)和东部低的分布, 表1广东省4个代表站地理位置数据 且中部(珠三角)的广州高于粤东的汕头。 4 HDD、CDD的年际变化特征 HDD呈逐年下降趋势(图2),下降速率分别为 韶关21.3度日1(10 a),汕头48.4度日/(10 a),广州25.4 度13/(10 a),湛江18.7度13/(10 a);CDD逐年上升趋 2.2方 法 势明显,上升速率分别为韶关4.4度日/(10 a),汕头 本文选择的4个代表站均有建站以来完整的观 39.8度13/(10 a),广州36.6度13/(10 a),湛江21.3度日 测资料,故平均气温采用4时次观测资料的平均,与 /(1O a)。HDD和CDD多年变化分布均呈现出南北变 基础温度相比较后得出每日度El值,再进行累加。 率低、中部(珠三角)和东部高的特点。HDD和CDD 本文计算可描述为, 多年变化分布与广东省平均气温多年增温速率分布 }玎)D=∑ 一 ), CDD=∑(T-TD, 特点一致【5】。气候变暖将导致HDD下降、CDD上升。 kfifl k=l 各代表站除湛江 ̄t'HDD最小值均出现在最近3年, 式中劝日平均气温, 为基准温度,HDD为热度日, CDD最大值均出现在1980年以后,这与广东省年平 CDD为冷度13,,l为天数。 均气温自1980年代后期开始振荡上升,1990年代后 笔者曾以26.0℃和l8-3 cI=作为基准温度进行 期以来,升温更加显著【5 的事实基本一致。各代表站 计算,后来发现以广东省197 1--2000年平均温度21.6 年际变化的极值数据见表2。 cI=作为基准温度效果较好,在不同代表站资料中均 +CDD+}mD 能获得较高的相关系数并且较为稳定。故本文以21.6 1700 ℃作为度13基准温度。 1500 皿1300 3代表站I-IDD、CDD逐月及纬向 1100 900 变化特征 700 1951 1959 1967 1975 1983 1991 1999 2007 各代表站HDD集中在每年11月一次年3月间(图 年份 1),CDD集中在每年4—10月。各代表站1月HDD值 a.韶关; 最大,分别为韶关352.6度13/Y],汕头245.4度日,月, +CDD+Ⅲ)D 1200 广州238.8度13,月,湛江179.0度13/B;7,9CDD值最 大,分别为韶关230.4度13,月,汕头210.2度日,月, 1000 皿 广州217.3度日,月,湛江225.9度13,月。 800 400 350 +韶关CDD 600 300 一汕头CDD —250 .广_广 ̄I'ICDD 墨200 +湛江CDD +韶关HDD 150 ——汕头HDD 100 50 +广州HDD 湛江HDD 0 1200 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 皿1000 月份 800 图l代表站1951--2007年月平均CDD、HDD变化 600 代表站月平均HDD纬向变化特征明显。但受海 陆分布影响,广州和汕头HDD差别不大。 2期 郝全成等:近57年广东地区度日分布及变化特征分析 225 显下降趋势。因此,CDD与平均气温年代际变化趋 势亦呈同位相,而HDD与平均气温年代际变化趋势 1350 1】50 呈反位相。HDD、CDD年代际变化的分布特征仍然 呈现出南北变率低、中部和东部高的特点,这与广 东省年代际平均气温变化分布特点一致 。 1500 : 550 350 1951 1959 1967 1975 1983 1991 1999 2007 年份 130O r d.湛江。 p 图2代表站1951-2007年HDD、CDD年际变化 表2代表站度Et年际变化极值数据 5 HDD、CDD与平均气温的关系 韶关、汕头、广州、湛江4个代表站年HDD与年 平均气温的相关系数较高,分别为一0.85、0.93、 0.88、一O.89,均通过a=0.01的显著性检验。韶关、猢 ∞ 汕头、广州、湛江4个代表站年CDD与年平均气温相 关系数也较高,分别为0.46、0.87、0.79、0.81,且 均通过a=0.01的显著性检验。表明年HDD与年平均 气温具有明显的反位相变化趋势,而年CDD与年平 均气温具有明显的同位相变化趋势。 6年代际HDD、CDD和平均气温 变化特征 各代表站HDD、CDD的逐年变化趋势如图3(受 资料所限,图中第1段为9年,第6段为8年)。可以看 出,随着1980年代以后各地平均气温明显升高,CDD 也呈明显上升趋势,而HDD. ̄IJ从1980年代以后呈明 嚣1100 赠 900— 700一 1951—1959 1960—1969 1970—1979 1980-1989 1990—1999 2000—2007 年份 a.韶关; 1100 r }900 口 年份 b.汕头 23 1100 22.5 900 口22 笱 700 21 5 5∞ 21 1951—1959 1960—1969 l970一I979 1980一l989 l990—1999 2000—2007 年份 c.广州: +CDD+HDD+平均气温 23 8 23 6 一 p 234蠢 赠 23.2 23 1951—1959 1960一l969 l970—1919 l980一l989 l990一l999 2000—2007 年份 d.湛江。 图3代表站1951--2007年平均HDD、CDD年代际变化 热带气象学报 26卷 (3)年HDD和CDD与年平均气温的相关系数均 7结 论 较高,且均通过a=0.01的显著性检验。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 (1)广东地区HDD主要集中在11月一次年3月。 暖,广东地区HDD将趋于显著减小;CDD与年际、 多年变化呈明显下降趋势,下降速率分布特点为南 年代际平均气温具有同位相变化趋势,随着气候增 北低,中部(珠三角)和东部高。广东省HDD分布纬 暖,CDD将趋于显著增加。 向变化特征明显。 (4)与中高纬地区不同,广东地区由于气候温暖 (2)广东地区CDD主要集中在4—1O月。CDD多 及生活习惯的原因,冬季的取暖需求较小。因此, 年变化呈明显上升趋势,上升速率分布特点为南北 在研究广东地区度日与能耗问题时,对于基本上处 低,中部(珠三角)和东部高。CDD纬向变化特征在 于低纬地区的广东要重点考虑CDD。 7—8月最不明显,且受海陆分布影响。 参考文献: 【1】大气科学辞典编委会.大气科学辞典[MI.北京:气象出版社,1994:303. [2】THOM H C S.Seasonal degree-day statistics for the Unite States[J].Mon Wea Rew,1952,80(9):143—147. 【3】谢庄,苏德斌,虞海燕,等.北京地区热度日和冷度日的变化特征 .应用气象学报,2007,18(2):232—236. [4】汤仕文,刘英伟.澳门度日与电能消耗[J】.广东气象 2005(2):4-6. [5】广东省气象局.广东省气候变化评估报告[R].2007:4-5. THE ANALYSIS OF CHARACTERISTICS oF DEGREE DAYS IN GUANGDONG HAO Quan—cheng 一,SUN Zhou-jun3 (1.School of Atmospheric Science,Nanjing University,Nanjing 210093,China; 2.Climate Center of Guangdong,Guangzhou 5 10080,China; 3.Meteorological ̄ormaOon Center of Guangdong,Guangzhou 5 10080,China) Abstract:Degree day is a quantitative index demonstrated to reflect the demand for energy to heat or cool houses and businesses.The heating degree days(HDD)index is defined as the accumulated Celsius degrees between the daily mean temperature and a threshold temperature when the mean daily temperature is lower htan the threshold value.The cooling degree days(CDD)index is defmed analogically as the accumulated Celsius degrees between a threshold temperature and the daily mean temperature when the mean daily temperature is higher htan hte threshold value.The 21.6℃threshold temperature is chosen ofr Guangdong. The CDD is a good estimation of an accumulated cold dunng the cold season as well aLs an index for heating energy consumption within the heating season.The CDD estimates an accumulated warli1 during the warm season as well as the cooling energy consumption within warm season.The mean daily temperature during 1951—_20O7 from Shaoguan,Shantou,Guangzhou,Zhanjinag weather observatory in Guangdong is collected to calculate HDD and CDD.The mean monthly HDD concentrates from September to March of hte next year while the largest month is January.and changes wiht latitude.The mean monthly CDD concentrates from April to 0ctober while the largest month is July.and does not change obviously with latitude.The annual HDD.CDD are highly correlated with the annual temperature.There is a decreasing trend of HDD in the change of decade scale while the decreasing rates are different because the decreasing rates of the North and the South are higher than the East and Central area.There is a increasing trend 0f CDD in the change of decade scale while the increasing rates are different because the increasing rates of hte North and the South rae higher than the East and Central area.With the climate wanning in Guangdong,the larger the CDD,the more the energy consumption in summer in the future. Key words:climate change;cooling degree days;heating degree days;threshold temperature;climate warming;energy consumption