氣候變化研究

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氣候變化研究范文第1篇

[關鍵詞]氣候變化經濟學；減緩；適應性

[作者簡介]傅東平，廣西師范學院經濟管理學院副教授，博士，廣西南寧530001

[中圖分類號]F08　[文獻標識碼]A　[文章編號]1672-2728(2011)0l-0009-04

一、導論

氣候變化經濟學及經濟政策是一個剛剛起步的研究領域，伴隨著科學家們對氣候變化認識加深和國際社會特別是聯合國的大力推動，初步形成了自己獨特的研究內容。目前氣候變化經濟學一般包括全球變暖、節能減排、對氣候變化的適應性等內容。

氣候變化經濟政策的研究主要是在三個框架中進行的。一是收益一成本框架。氣候變化政策成本即減少溫室氣體或增強對氣候變化的適應性的機會成本。氣候變化政策的收益指削減排放以降低氣候變化風險以及在增強對氣候變化的適應性方面所得收益。Cline(1992)和Stem(2007)認為富裕國家需支出其GDP的2％來采取行動。二是國際公共品框架。氣候變暖源于跨國外部性效應的影響，但氣候變化問題并不是傳統外部性問題的一個簡單拓展，一個國家的行為使其他國家獲利或受損，無法通過市場來進行彌補(Sandier＆Hart-ley，2001)。因此，氣候變化需要國際間有效合作。“京都議定書”就是國際合作的一項成果。三是博弈論框架。該框架主要用于國與國之間氣候變化責任與義務的確定，強調每一個參與主體都是自利的，只有一個有效合作博弈才是對所有參與者有利的策略(Schelling，2005；Carraro＆Siniscalco，1993)。

氣候變化政策分為適應性氣候政策和減緩性氣候政策。前者強調用低成本政策來適應氣候的變化，后者強調用低成本政策來減緩氣候變化(Stem，2007)。減緩性政策研究較多的是碳稅和限額，限額有助于達到預定的政策目標，碳稅則有利于減少碳排放價格的波動(Metealf，2009；Ka-plow，2010)；適應性政策主要是在改善基礎設施建設，完善氣候變化信息，調整產業結構和調整經濟的地理分布等方面展開(Stem，2007)。

近年來國內直接針對氣候變化的研究有所增加，但集中在氣候變化對敏感性行業的影響上(呂亞榮，2010；國家農業綜合開發辦公室，2010；劉恩財等,2010)，經濟政策方面的研究集中在財政和貨幣政策應對氣候變化的必要性以及相應思路(劉晨陽，2010；張麗賓等，2010)。

氣候變化對人類社會經濟發展產生的影響越來越大，正在形成應對氣候變化的新的國際經濟和貿易規則。廣西經濟發展相對落后，農業占GDP比重較大，是氣候變化的敏感地區。近50年來，年平均氣溫升高了O.69℃，冬季氣溫上升趨勢明顯。1986年到2009年間，廣西經歷16個暖冬。極端天氣氣候事件發生的頻率和強度不斷增加。研究廣西應對氣候變化的經濟政策，主要是希望通過制定合理有效的財政、金融、產業政策，減少排放，提高廣西對氣候變化的適應性，促進廣西經濟的可持續發展，對廣西抓住機遇、實現經濟和外貿的可持續發展具有重要的理論和現實意義。

二、氣候變化對廣西的主要影響

(一)　氣候變化影響廣西農林業

氣候變化對廣西農業生產的負面影響正在顯現，農業生產不穩定性增加。廣西局部干旱和洪澇的頻率有所增加，危害不斷加大。氣候變暖引起農作物發育期提前，暖冬現象加大了病蟲害現象。氣候變化對廣西農業未來的影響雖有正面效應，但可能仍以負面為主。氣候變暖以及降雨量分布變化引起的干旱和洪澇將減少甘蔗的產量、蠶桑生產的產量和使其質量下降，水稻和玉米也可能以減產為主。廣西農業生產布局和結構將出現變化。土壤有機質分解加快，農作物病蟲害出現的范圍可能擴大，畜禽生產和繁殖能力可能受到影響，畜禽疫情發生風險加大。

隨著全球變暖，亞熱帶、溫帶北界北移，物候期提前，未來廣西大部分地區可能進入熱帶地區，部分地區林帶下限上升，廣西北部的林業種類將發生變化，廣西動植物病蟲害發生頻率上升，分布變化顯著。

未來氣候變化將使廣西生態系統脆弱性進一步增加，主要造林樹種和一些珍稀樹種分布區縮小。森林病蟲害的爆發范圍擴大，森林火災發生頻率和受災面積增加。廣西境內湖泊將進一步萎縮，濕地資源減少、功能退化，生物多樣性減少。

(二)　氣候變化影響廣西漁業和水產養殖業

廣西是海洋大省，氣候變暖導致海平面上升加劇，引發海水入侵、土壤鹽漬化、海岸侵蝕，損害了濱海濕地、紅樹林和珊瑚礁等典型生態系統，降低了海岸帶生態系統的服務功能和海岸帶生物多樣性；氣候變化引起的海溫升高、海水酸化使局部海域形成貧氧區，海洋漁業資源和珍稀瀕危生物資源衰退。

人類食用的水生動物絕大多數屬于變溫動物，水溫升高能夠明顯地影響到動物的新陳代謝、生長速度、繁殖情況以及對于疾病和毒素的抵抗能力。氣候變化使廣西依托海洋的水產養殖業將受到較大影響，可用于水產養殖的海域萎縮，養殖品種減少。由于氣溫升高，海水蒸發速度加快，表層海水中的鹽分不斷增加，引起魚類的生理發生改變，進而影響到水產養殖業的種群和數量。

(三)　氣候變化影響廣西的水資源分布

氣候變化已經引起了廣西水資源分布的變化。就全國來看，近20年來，北方黃河、淮河、海河、遼河水資源總量明顯減少，南方河流水資源總量略有增加。廣西洪澇災害更加頻繁，但由于降水量分布不均，干旱災害更加嚴重，極端氣候現象明顯增多。氣候變化加大了水資源年內和年際變化，氣候變暖使得中國西部地區的冰川融化加速，未來廣西干旱的可能性進一步加大。水資源的供需矛盾將更加突出。

(四)　影響廣西人的健康

氣候變化對廣西人健康的直接威脅包括由熱應力引起的疾病和死亡、傳染病(瘧疾和登革熱)、與水有關的疾病如腹瀉和營養不良。氣候變化會間接造成傷害甚至死亡，如泥石流、山洪爆發和熱帶氣旋(強風)造成的結果。因日益惡化的空氣污染造成的呼吸系統疾病也可能是氣候變化引起的。

三、廣西應對氣候變化的政策思路

(一)　加大對氣候變化問題科學研究的支持

科學研究是應對氣候變化決策的基礎和依據。現有關于氣候變化經濟學理論分析主要以適應和減少排放絕對量為目的，且宏觀層面討論為主，這為進一步研究應對氣候變化經濟政策提供了良好

的視角和方法。然而，氣候變化的政策措施一定要考慮本地區的實際情況，結合廣西的實際情況討論氣候變化的影響及相應的對策，才更具適用性。因此，廣西要積極開展有關氣候變化及其影響的相關科學研究，盡快取得相應的研究成果和基礎數據，為政策決策服務，并在此基礎上，制定適合廣西自身特點的政策措施。

(二)　抓緊制定應對氣候變化的政策措施

隨著全球溫室氣體排放量的不斷累積，全球氣溫呈緩慢上升態勢，極端天氣發生的概率不斷加大，世界各國政府在應對氣候變化方面的合作將不斷加強，節能減排的政策措施將不斷強化，能否降低能耗、提高資源利用效率將成為廣西能否穩定發展的重要條件。目前，國際合作框架內，主要集中在減緩性行動，如發展低碳經濟、減少碳排放。此外，廣西應對氣候變化既是國際、國內壓力的體現，更是廣西經濟發展的一種內生要求。隨著氣候的不斷變化，廣西的發展環境正在不斷變化，為了可持續發展，廣西必須制定合適的政策措施，并不斷地進行調整。在市場經濟環境下，氣候變化作為一種外部性，在時間和地域上已超出了經典經濟學范圍，需要用一種更大的視角進行研究。市場仍是配置應對氣候變化資源的基礎性方式，廣西應抓緊制定應對氣候變化的政策措施，影響和優化資源配置。由于氣候變化的外部性特點，僅僅依靠廣西自己并不能有效遏制氣候變化，通過適應性政策影響資源配置，在較小的政策成本下，提高廣西對氣候變化的適應性尤為重要。

(三)　積極響應國家號召，推動減緩性行動

當前，全球將主要精力集中在減緩性行動上，廣西應對氣候變化的政策應積極響應國家號召，調整產業結構、發展低碳經濟，減少溫室氣體排放。隨著北部灣經濟區和“兩區一帶”建設的不斷推進，我區正處于資本密集型工業化和城市化加速發展階段，投資規模在我國乃至世界歷史上都是前所未有的，特別是資源富集區經濟發展的加快，大的鋁、錳等有色金屬的冶煉廠的建設和擴能，能源消耗總量不斷增加，溫室氣體排放量加大。如果只按傳統常規技術的建設模式，一經投入，便有一個投資回報期技術和資金的鎖定效應，將來大規模的二氧化碳排放不可避免。因此，我國未來發展技術路徑的選擇，對國家乃至全球節能減排、減緩氣候變化具有重要意義。在節能減排的歷史潮流面前，不論從對全球負責的角度，還是從實現我區可持續發展的角度，都必須積極探索節約發展、低碳發展之路，從法規制度、經濟結構、能源利用、技術創新等多個層面，加快推進低碳經濟發展。只有這樣，才能以實實在在的事實，展現廣西在應對氣候變化問題上的決心和魄力。

(四)　把提高對氣候變化的適應性放在突出位置

自氣候變化問題提出來以后，在聯合國的推動下，國際氣候的努力主要集中在減緩，即減少溫室氣體的排放量，以防止危險的氣候變化。廣西也在外在壓力下把發展低碳經濟、完成減排任務作為應對氣候變化問題的重中之重。實際上，由于氣候變化的外部性特點，減緩性氣候政策的效果取決于國際合作程度，哥本哈根、坎昆氣候大會進展緩慢，“巴厘路線圖”的談判至今沒有完成，“京都議定書”第二承諾期的實質性內容并未落實，國際氣候談判越來越艱難。此外，根據斯特恩報告，即使全球停止排放，由于氣候變化的慣性，十年內全球氣溫仍將上升O.5-1度，減緩性行動不能根除氣候變化問題。而且，減緩性行動的不斷推進需要適應性的行動支持。在這樣的背景下，廣西應結合自己的實際情況，應對氣候變化的政策要考慮提高廣西對氣候變化的適應性，以促進廣西經濟的可持續發展。

四、政策建議

(一)　加快結構調整步伐。切實轉變發展方式

廣西應加快結構調整，減少溫室氣體排放。大力發展服務業，推進循環工業，改善農業效益，提高林業的固碳效果。具體來說，廣西應綜合利用財稅、產業、金融政策，積極推進產業結構，不斷提高服務業的比例，降低工業比重。工業內部，應著力發展低碳經濟減少溫室氣體排放。具體措施包括淘汰落后設備和產能，建立健全和完善節能、清潔生產、綜合利用的各項機制，落實各級政府成立節能執法機構、加強執法隊伍建設、節能工作常態化、市場化等。同時，積極承接東部沿海的高技術和高附加值、低能耗的產業必將向廣西轉移，如技術密集型產業、勞動密集型產業、新興產業等。大力發展林業，提固碳效果。

(二)　加大財政資金在氣候變化研究領域的投入

廣西應對氣候變化，關鍵依靠技術進步，通過新的技術降低排放，通過新的技術發展清潔能源，通過技術進步提高對氣候變化的適應性。有關氣候變化問題的科研工作在廣西還沒有引起足夠的重視，科研資金嚴重不足，研究成果較少，與氣候變化相關的基礎數據和資料嚴重缺乏，與氣候變化相關的新技術創新能力不足。廣西應設立專門的研究資金，通過政府委托形式進行專題研究，加快共性技術進步。通過激勵和約束機制，鼓勵企業發展實用技術。同時，在各類科研經費的分配中，向氣候變化問題的研究傾斜，提高廣西區內關于氣候變化的科研能力，為制定適合廣西特點的氣候變化政策打下良好基礎。

(三)　提高廣西對氣候變化的適應性

廣西應利用經濟政策，優化氣候變化的資源配置，提高廣西對氣候變化的適應性。一是要加快氣候變化趨勢和影響相關知識的研究。目前，對氣候變化最大的共識就是氣候變化的不確定性，即氣候變化對經濟所產生的影響及對未來氣候變化的預測都存在很大的不確定性，使得氣候變化政策的成本和收益難以確定，政策評價和選擇變得非常困難。加強對氣候變化趨勢的研究，給公眾提供更多的氣候變化信息，有利于公眾做好準備，提高自我適應能力。二是財政資金大力支持適應性技術的研發。如開發耐干旱的品種、推廣適合較高溫度的物種，通過新技術應用，提高應對極端天氣條件的能力、提高對自然災害的監測能力等。三是加大適應氣候變化的基礎設施建設。特別是對敏感地區和敏感行業，如加強農田灌溉設施、加高沿海的防水墻，激勵和補貼農村建設儲水設施等。四是推行有關氣候變化的保險，以加強經濟系統應對氣候變化的穩定性。

[參考文獻]

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

氣候變化研究范文第2篇

關鍵詞氣候變化;農作物;影響

中圖分類號p467文獻標識碼a文章編號 1007-5739(2010)01-0292-02

氣候變化是當今世界備受關注的全球性問題,是人類社會發展面臨的巨大挑戰之一。1988 年聯合國環境計劃署與世界氣象組織聯合成立了政府間氣候變化專門委員會(ipcc),迄今已連續了 4 次評估報告。國務院于2007年4月首次了《應對氣候變化國家方案》,十七大報告中又明確提出“加強應對氣候變化能力建設,為保護全球氣候做出新貢獻”。大量研究表明,氣候變暖的趨勢將進一步持續,并繼續對自然生態系統和社會經濟系統產生重要影響[1-6]。我國是農業大國,生態環境脆弱,經濟發展水平較低,在應對氣候變化方面臨嚴峻的挑戰,關注氣候變化對我國農業的影響具有重大現實意義。

1氣候變化情況

1.1大氣co2濃度增加

陸地生物圈通過光合與呼吸作用與大氣不斷交換co2氣體。經過漫長的時間推移,大氣中co2濃度達到了相對穩定的時期。但是自工業革命以來,人類對石化燃料的大量使用、森林破壞、人口與飼養家畜數量的急劇增加等人為因素的作用,引起全球大氣co2濃度增加的速度比過去任何時期都快,已由1765年的275μmol/mol增至2007年的425 μmol/mol,并且還以每年0.5%的速度增長,預計到2050年,co2濃度將增加至550μmol/mol,21世紀末可增加至700 μmol/mol。

1.2氣溫升高

ipcc第4次評估報告(2007年)指出近100年來全球溫度升高 0.74℃,這是近1 000年來溫度增加最大的一個世紀。盡管氣候變暖問題仍然存在科學上的不確定性,但有 90%的可能性是人類活動造成的。ipcc報告還指出,如果人類繼續按照目前速度排放溫室氣體,那么co2有效倍增將出現在2060年左右,屆時全球平均氣溫將增加1.4~5.8℃。全球溫度增高將改變各地的溫度場,影響大氣環流的運行規律,各地的降水量和蒸發量的時空分布也會改變;增溫造成的海冰、冰川融化和海水受熱膨脹還會使海平面上升。將給地球水資源、能源、土地、森林、海洋以及人類健康、物種資源、自然生態系統和農業生產帶來巨大沖擊,造成許多目前仍無法估計的重要影響。氣候變化國家評估報告(2007年)指出,過去100年間,

3參考文獻 整理

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氣候變化研究范文第3篇

氣候變化問題歸根結底是人類的可持續發展問題。可持續發展理論最早可追溯到馬爾薩斯悲觀的人口理論，而且，長期以來，人口問題也是可持續發展的核心議題。與人口問題相伴而生的是資源問題和環境問題。由羅馬俱樂部于1972年發表的《增長的極限》強烈刺激了人們對人口、資源及環境擔憂的神經。而近20多年，隨著全球升溫速度的加快和極端天氣事件的頻繁出現，氣候變化問題已經成為可持續發展的核心。

以聯合國為主的國際組織推動了關于氣候變化的學術研究。1988年成立的聯合國氣候變化專門委員會展開對氣候變化的科學影響和社會經濟問題的綜合評估，分別于1990年、1996年、2001年和2007年了四次評估報告，在國際社會產生了廣泛影響。1992年在巴西里約熱內盧召開的聯合國環境與發展會議達成了《氣候變化框架公約》；1997年在日本京都召開的《氣候變化框架公約》第三次締約方大會上通過了《京都議定書》，對主要工業國家的二氧化碳排放提出了量化減排標準；2007年在印尼巴厘島召開的聯合國氣候變化大會通過了“巴厘島路線圖”；2009年在丹麥哥本哈根召開的氣候變化大會盡管沒能達成任何具有法律約束力的文件，但會議還是在國際社會及學術界產生了巨大影響。

氣候變化問題的日益嚴重是氣候變化經濟學發展的原動力，而氣候變化的國際公共物品特殊屬性以及由此帶來的艱難的國際談判則為氣候變化經濟學注入了能量強大的推進劑。氣候變化經濟學目前尚無完整的理論體系，它作為經濟學的研究方向而存在，研究領域集中在氣候變化的經濟影響、氣候變化治理的經濟分析以及氣候變化的國際政治經濟分析。本文從以下方面展開對氣候變化經濟學研究進展的綜述：氣候變化的經濟影響，溫室氣體減排的經濟含義，溫室氣體減排手段的經濟分析，氣候變化的國際政治經濟分析以及氣候變化與中國經濟發展。

二、氣候變化的經濟影響：可持續發展的經濟分析

可持續發展的概念最早出現在1987年世界環境與發展委員會發表的《我們共同的未來》。在由布倫特蘭夫人主持的該報告中，可持續發展被定義為“既滿足當代人的需求，又不對后代人滿足其自身需求的能力構成危害的發展”。1989年聯合國環境署理事會在《關于可持續發展的聲明》中，將可持續發展的概念進一步明確為“可持續的發展是指既滿足當前需要而又不削弱子孫后代滿足其需要能力的發展，而且絕不包含國家主權的含義”。隨著對可持續發展概念的理解和研究的不斷深入，人們對可持續發展的一般性原則基本達成了共識，即公平性原則、可持續性原則和共同性原則。[1]公平性原則是指發展的機會及帶來的福利增加應該公平地惠及全體人類社會，包括代內公平和代際公平；可持續性原則是指人類的經濟和社會發展不僅要著眼當前利益，還要追求長期穩定發展，即發展不能超越資源和環境的承載能力；共同性原則是指世界各國對人類的可持續發展承擔著共同責任。

潘家華[2]在歸納發展的廣義內涵基礎上，進一步提出了“發展的權”與“發展的限”的概念。潘家華將發展歸納為個人、社區、國家和全人類的生活、社會、政治、經濟、文化等方面的水平的提高。這是在人文發展的框架下做出的歸納。所謂發展權，潘家華認為主要表現在人文發展具有方向性和人文發展潛力的可實現性，實現較高水平的人文發展是個人、社區和國家的基本權益。所謂發展限，潘家華認為包括兩層含義：生物學意義上的限和物理學意義上的限。生物學意義上的發展限存在下限和上限兩方面。下限是指人的生存的最低物質保障，如營養、住房、醫療的最低限值；上限是指，在給定的技術經濟水平下，人的營養需求、壽命等方面存在絕對量的邊界，不能無限擴張。物理學意義上的發展限是指人文發展需要物質基礎，即人文發展的物質約束。潘家華所說的物理意義上的限就是自然資源約束，包括溫室氣體排放的約束。

隨著工業文明的快速發展，人類社會對自然資源的消耗不斷增加，人類發展正面臨日益嚴重的自然資源約束。在人類發展的自然資源約束中，煤炭、石油、天然氣這類化石能源的約束最為突出，溫室氣體也主要由燃燒化石能源所引發，因而人類發展的自然資源約束集中反映在溫室氣體排放的約束上。①這一約束就是潘家華所說的人文發展的物理意義上的限。

人類發展面臨溫室氣體濃度的共同約束，但具體到不同歷史階段，以及不同發展水平的經濟體，這一約束的強度卻是不同的。環境庫茲涅茨曲線表明，隨著人均收入由低水平階段上升，碳排放強度(每美元GDP所排放的二氧化碳公斤數)呈上升之勢，到人均收入約8000美元，碳排放強度開始下降。以美國、歐盟為代表的發達經濟體，在工業化的歷史時期，尚未面臨溫室氣體排放的約束，在這期間，溫室氣體隨工業化的進程而大量排放。現如今，發達經濟體已走過了碳排放增加階段，進入下降階段；而以中國為代表的新興市場經濟體正處于工業化階段，經濟發展必然帶來排放的增加。但溫室氣體積累所導致的全球變暖效應使得溫室氣體排放約束非常強烈，這一約束同樣施加于新興市場經濟體，對其經濟發展產生了壓制作用。這使得新興市場經濟體承受著發展的不公平。

三、溫室氣體減排的經濟含義

毫無疑問，排放溫室氣體具有負的外部性特征。但正如斯特恩(Stern)[3]指出，溫室氣體的外部性特征有四個方面的獨特之處：一是它具有全球性屬性；二是它影響長遠，并由流量-存量進程所支配；三是它的許多方面尚不能進行科學的判定，還存在不確定性；四是它的潛在影響非常大。

溫室氣體減排具有全球公共物品的本質屬性。按照經濟學教科書的解釋，所謂公共物品是指既不具有排他性也不具有競用性的物品[4]385。某個國家或地區為減排溫室氣體付出了成本，而全球的人們享用減排的收益。

很多經濟學家討論了溫室氣體減排的成本與收益，其中，以英國經濟學家斯特恩(Stern)[5]主持的《斯特恩報告》(The Economics of Climate Change)影響最為廣泛。《斯特恩報告》以氣候科學的成果為基礎展開，分析了氣候變化對自然界和人類社會所產生的可能損失與減緩氣候變化所付出成本之間的關系。《斯特恩報告》的結論是，世界各國如果不立即采取行動，氣候變化所造成的損失將相當于全球每年GDP的5%—20%，而且損失將延續下去；如果立即采取行動，并能將 溫室氣體濃度控制在500—550二氧化碳當量，其成本僅為全球每年GDP的1%左右。《斯特恩報告》在分析中所依據的關鍵因素是貼現率，而正是這一關鍵因素的取值引起了較大的爭論。《斯特恩報告》將貼現率確定為0.1%，一些經濟學家認為這一取值過低。Nordhaus[6]指出按照市場利率確定貼現率，其結果與《斯特恩報告》完全不同，即不是如斯特恩所主張的立即大幅減排溫室氣體，而是初期小幅減排，中、后期大幅減排。Dasgupta[7]認為，0.1%的貼現率是不現實的，這一貼現率的確定更是出于政治考慮，而非學術考慮。斯特恩(Stern)[3]對這些批評進行了反駁。他強調，在《斯特恩報告》中所確定的貼現率是社會貼現率，而批評者混淆了市場回報率與社會貼現率，也混淆了純時間貼現率與社會貼現率。社會貼現率，按照斯特恩的定義，是用以計量一個消費單位在t時間上相對于初始時間的社會價值，它應該參照長期無風險利率取值。盡管在溫室氣體減排的成本與收益方面的爭論激烈，并提出了不同的治理方案，但經濟學家對溫室氣體減排緊迫性的認識是一致的。

四、溫室氣體減排手段的經濟分析

溫室氣體減排的手段有兩大類：命令-控制手段和經濟手段。經濟手段也有兩大類，即基于總量控制的市場交易手段和基于價格控制的稅收手段。經濟學家對于市場交易手段和稅收手段孰優孰劣的討論十分熱烈。

市場交易手段是指溫室氣體排放權的確定及其交易。溫室氣體排放權是對溫室氣體排放量的權利界定，政府確定排放總量或標準，然后確定企業的排放配額(排放權)，企業可以在排放權交易市場將其交易，由市場決定排放權的價格。將溫室氣體排放權定性為可交易的商品，其理論依據是資源的稀缺性理論和產權交易理論。前文已述，人類發展面臨著溫室氣體排放的約束，溫室氣體排放量的增加空間已很有限，因而，溫室氣體排放量也就成為了稀缺資源。產權交易理論則來自著名經濟學家科斯。按照科斯定理，只要明確產權，且其交易成本為零或很小，則產權交易最終會產生有效率的結果。在總量控制的前提下，分配溫室氣體排放權，由于各企業對溫室氣體排放量的需求有大有小，因而排放權就有了可交易的價值，并激勵企業減少排放。美國人Dales[8]于1968年最早提出了排污權交易的設想。稅收手段就是征收碳稅，即根據燃煤和石油等化石燃料產品的碳含量的比例征稅。稅收手段的理論基礎來自著名的英國經濟學家庇古。當個人的經濟活動在給其帶來利益時也給社會的其他人造成了利益損害，其私人成本就小于社會成本，這就是負的外部性。庇古提出，糾正外部性的方案是政府通過征稅來補貼社會成本，使得私人成本和私人利益與社會成本和社會利益相等，實現資源最優配置。排放溫室氣體是典型的具有外部性的經濟行為，糾正這一外部性的具體手段就是征收碳稅。

斯特恩(Stern)[3]認為市場交易手段和稅收手段各有優勢，市場交易手段的優勢是排放量的確定性以及國際合作的有效性，而稅收手段的優勢是價格的確定性及實施的便利性。張中祥和巴蘭茲尼[9]認為市場交易手段與稅收手段的優劣取決于很多因素，難以辨明，關鍵看具體的執行環境。斯特恩同樣認為，由于不同經濟體風險的不同以及市場完善程度的不同，市場交易手段和稅收手段在不同經濟體中執行的效果也會不同。

《京都議定書》所確定的溫室氣體減排三個靈活機制，即聯合履約(JI)、清潔發展機制(CDM)和排放貿易(ET)，推動了市場交易手段的實施。目前，全球形成了兩種類型的碳交易市場：自愿市場和規范市場。自愿市場主要是個人或企業出于環境保護的道德意愿而進行碳交易的場所。規范市場是基于國際、國內或區域的強制性排放指標而建立起來的碳市場。在規范市場中，歐盟溫室氣體排放貿易市場(EUETS)是最大的市場，其交易量占全球交易量的62%。[10]正是由于實際效果突出，市場交易手段受到了一些學者的推崇。Hepburn[11]樂觀地估計，到2050年碳交易將促成全球減排60%—80%，因而，碳市場在未來幾十年會迅猛發展。Hepburn進一步認為，相對于碳交易突出的優勢，碳稅的缺陷十分突出。一是與碳交易相比，碳稅的國際協調的難度很大，甚至無法實現。二是碳稅不能如碳交易機制那樣，使得發展中國家可以通過在國際市場出售減排指標獲取收益。三是碳稅在實行起來會有很大的阻力，減排壓力大的產業集團會強烈反對；而環保集團也會反對，因為碳稅不能確定量化的減排目標。四是碳交易與碳信用體系相伴生，并對相關企業的興起起到帶動作用，而碳稅則不能。五是碳交易是一種蘿卜加大棒的手段，而碳稅僅僅是大棒手段。

諾德豪斯[12]提出了針鋒相對的觀點。諾德豪斯認為以《京都議定書》為代表的市場交易手段是個新鮮事物，并沒有可資借鑒的歷史經驗，未來發展具有很大的不確定性；而稅收是個歷史悠久的、成熟的政策手段。諾德豪斯對美國二氧化硫交易市場和歐盟碳排放交易市場進行了實證研究，他指出由于碳排放配額的供給和需求缺乏彈性，往往會造成碳排放市場中碳價劇烈波動，而價格劇烈波動會使得依靠價格引導資源優化配置的目的無法實現。Hepburn[11]反對稅收手段的理由之一是碳稅的國際協調難度大，而諾德豪斯則認為在溫室氣體減排的國際談判中加入了太多的政治因素，因而市場手段的國際協調難度更大。與市場交易手段相比，碳稅更透明、更直接，因而更能得到各國的支持。

五、氣候變化治理的國際政治經濟分析

氣候變暖是影響全人類的公共事件，因而對這一事件的治理需要國際社會共同努力。但是，溫室氣體減排的公共物品屬性決定了國際社會共同治理氣候變暖的復雜性。公共物品的非排他性和非競爭性帶來了搭便車的后果，使得私人部門對提供公共物品缺乏動力，只能由這一社會的政府提供它。在國際社會，各國是謀求利益最大化的私人部門，但國際社會沒有政府部門，增加溫室氣體減排這一公共物品的供給就成了難題。

針對氣候變化的國際談判進展十分艱難，其矛盾表現在以下三方面。第一，從現實的橫截面角度看，各國的產業結構、減排技術水平以及承載氣候變化的程度存在差異，因而對減排的目標量以及減排的急迫性也就不同；第二，從歷史的縱向角度看，發達國家和發展中國家累計排放的溫室氣量不同，而且，由于處于不同發展階段，環境庫茲涅茨曲線已經揭示了溫室氣體減排對經濟發展的不同影響；第三，正是由 于溫室氣體減排對不同國家的不同影響，它成了個別國家壓制他國的工具。

以《京都議定書》為標志，莊貴陽[13]將溫室氣體減排的國際認識及談判內涵劃分為三個階段并分析了其特征。1997年達成“議定書”之前為第一階段，其特征是對氣候變化科學認識的辯論；1997年至2005年“議定書”生效為第二階段，其特征是辯論減排的經濟影響及技術的可行性；2005年以后為第三階段，其特征是大國及國家集團之間在溫室氣體減排的國際政治舞臺上展開政治經濟博弈。在溫室氣體減排的國際政治經濟博弈中，發達國家集團與發展中國家集團是矛盾的主線，歐盟、美國和“77國集團+中國”是三股相互制衡的力量。

潘家華等人[14]分析了溫室氣體減排國際談判的五個關鍵要素。一是共同愿景，其核心是2050年的長期減排目標，它涉及科學、經濟、政治、倫理等因素。隨著國際談判的深入，有關共同愿景的實質談判會逐步展開。二是技術，談判各方在此問題上分歧很大。發展中國家強調發達國家轉讓先進技術，主張建立全球技術基金，依靠非市場的多邊公共資金推動技術開發與轉讓。以美國和歐盟為代表的發達國家陣營強調發揮市場的作用，從而淡化政府的責任，并對技術轉讓附加減排或限排的條件。三是資金，談判各方都贊同實現減排目標需要穩定的資金來源，但對所需資金的具體數額有分歧。四是適應，即各國尤其是發展中國家適應氣候變化的能力。適應的核心是資金，重點是信息、基礎設施和社會保障等。在適應問題上，以美國為代表的發達國家不愿再向適應基金提供資金，而發展中國家堅持發達國家要承擔氣候變化的歷史責任。五是部門承諾方案。由于締約方眾多，利益難以協調，很難達成2012年以后綜合性全球氣候協議，因而以各經濟部門為單位提出部門承諾方案的提議得到各方的重視。日本提出部門方法可以科學識別各經濟部門的減排潛力，通過加總每個部門的可能減排量來制定國家減排目標。但是，許多大量排放溫室氣體的部門和活動并不適合國際合作，而且，部門方案可能引起發達國家與發展中國家間的不信任。更有人指責部門方案是混淆發達國家與發展中國家在氣候變化上應承擔的責任。

國際合作是應對氣候變化的基礎，應對氣候變化的國際會議之所以能夠接連召開，就在于國際合作的基礎還存在。但各國、各利益集團為獲取各自的最大利益在談判中展開了激烈的爭論，國際合作的進展并不順利。因而溫室氣體減排的國際談判是各國間的政治經濟博弈。

六、氣候變化與中國經濟發展

中國正處于工業化所帶來的溫室氣體排放量增加階段，面臨著經濟發展與減排的矛盾。在成為世界上溫室氣體排放大國之時，中國在氣候變化的國際談判中面臨著不斷增加的壓力。為了維護中國的發展權，以及在氣候變化治理國際談判中的公平地位，中國學者對公平的減排方案進行了研究。在人文發展權與發展限的概念基礎上，潘家華、陳迎[15]提出了碳預算方案。該方案將保證氣候安全的450ppm當量水平設為全球碳預算總量，并將碳預算總量按全球人口進行平均的初始分配，然后根據各國歷史排放和未來需求進行碳預算的轉移支付。潘家華、陳迎在方案中以直接累積方法計算碳排放的累積量，盡管這一計算方法有待改進，但方案總體上體現了公平原則和滿足可持續發展原則，兼顧了歷史、現實與未來需要。樊綱等人[16]指出最終消費是導致溫室氣體排放的根本原因，基于這一理論，他們提出應以最終消費來衡量各國的碳排放責任，并提出了消費排放的概念。以實際碳排放計算，1950-2005年在全球累積排放量中，中國占比高達10.19%，但以消費排放計算，中國累積消費排放僅占世界累積消費排放總量的6.84%。樊綱等人進一步將“共同但有區別的責任”原則擴展為“共同但有區別的碳消費權”原則，依據此原則，將1850年以來的人均累積消費排放作為國際公平分擔減排責任與義務的重要指標。

中國是自然災害多發國，氣候變化更增加了災害發生的頻率和程度，積極應對氣候變化是迫切的任務。一些學者對中國應對氣候變化的政策手段及其影響進行了深入研究。樊綱等人[16]對中國減排的制度安排、能源戰略、技術政策以及經濟手段及其經濟影響進行了綜合研究。溫宗國[17]等學者側重研究了中國低碳經濟的發展。還有學者對低碳經濟的影響進行了細化研究，如潘家華等人[14]研究了低碳經濟對就業的影響。情景分析是重要的實證方法，也是制定氣候變化治理政策的重要依據。由戴彥德領銜的國家發改委能源研究所課題組[18]對低碳發展前提下中國2050年能源需求暨碳排放進行了情景分析。由國務院發展研究中心產業經濟研究部、國家發改委能源研究所和清華大學核能與新能源技術研究院主持的2050中國能源和碳排放研究課題組[19]研究了2050年中國低碳發展情景。

七、結語

氣候變化經濟學可以界定為關于氣候變化及其治理手段的經濟影響的研究，其淵源是可持續發展理論，公平性原則、可持續性原則和共同性原則同樣是氣候變化經濟學的基本原則。氣候變化經濟學研究集中在氣候變化的經濟影響、溫室氣體減排手段的經濟分析以及氣候變化的國際政治經濟分析等領域。在氣候變化的經濟影響方面，學界已基本達成共識，一致認為減緩全球變暖是擺在全人類面前的緊迫工作。在溫室氣體減排手段的經濟分析方面，學界對市場手段和稅收手段孰優孰劣展開了分析和爭論。在氣候變化的國際政治經濟分析方面，更多的學者應用博弈分析方法進行論述。有關中國的氣候變化經濟學研究成果豐碩。潘家華、樊綱等學者提出的國際減排方案體現了“共同但有區別的責任”原則；更多學者深入研究了中國應對氣候變化的政策手段及其影響；低碳經濟在中國的發展也成為研究前沿。

氣候變化問題歸根結底是可持續發展問題，因而可持續發展是治理氣候變化的前提。發展既有現實性又有歷史性，治理氣候變化的“共同但有區別的責任”原則就是現實性與歷史性的統一，其含義是：第一，應對氣候變化、保護人類免遭或減輕因氣候變化引起的自然災害，是世界各國的共同責任，作為一個整體，人類的溫室氣體排放量應該有所削減；第二，不同發展程度的國家在這個問題上的責任又是不同的，發達國家無論是在歷史上還是在現實中，其排放的溫室氣體都比發展中國家要多，對溫室效應和氣候變化負有更大 責任，因此應率先并大幅減排；第三，發展中國家在氣候問題上的歷史和現實責任都較小，又面臨著發展國民經濟的重任，因此應該有一定的排放增長空間；第四，發展中國家的排放空間也不是無限的，它們應在力所能及的范圍內盡量降低排放增長的速度。

氣候變化研究范文第4篇

關鍵詞：氣候變化；建筑能耗模擬；模擬氣象數據模式

中圖分類號：TU111.3 文獻標志碼：A 文章編號：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



氣候是決定建筑能耗的關鍵因素，特別是對建筑的采暖和空調能耗。20世紀80年代以來，全球氣候發生了異常變化，氣溫過度變暖，導致自然災害頻發，人類生存的自然環境不斷惡化。在如此突變的氣候條件下，建筑能耗必將隨之發生顯著變化。變化的建筑能耗將會使建筑節能設計面臨新的挑戰，這是建筑節能領域備受關注的問題，國內外學者相繼展開多項研究。

目前對于氣候變化下建筑能耗的研究主要采用靜態能耗計算方法度日法。文獻［1-3］使用采暖度日數和空調度日數研究了世界各個地區溫室氣體引起氣溫升高對于建筑能耗的影響。這些研究基本都得出了采暖能耗降低，但降溫能耗升高且高于采暖能耗的規律。此外有些學者采用統計方法來研究氣候變化對建筑能耗的影響。2005年Ruth和Lin［4］對美國馬里蘭州氣候變化下的能耗需求進行了研究，馬里蘭州具有巨大的空調降溫和采暖能源需求，研究采用時間序列方法預測了馬里蘭州2005-2025年間采暖和空調能源需求量，該研究也得到了上述能耗變化規律。2009年Lam等［5］對香港商業辦公建筑未來的能耗進行了研究。該研究通過一個由氣溫、濕球溫度和太陽總輻射組合氣候因子與建筑降溫能耗之間的回歸模型，得到在SRES B1情景下，2009-2100的年平均空調負荷將比1979-2008的年均值要高9.1%，建筑總能耗量增長4.3%。研究還發現隨著氣候的變化，建筑負荷和能耗量的季節性差異將變得越來越小。

上述研究表明隨著氣候變暖，建筑能耗將會發生明顯的變化。但上述研究主要是以歷史氣象數據為基礎來推算未來建筑能耗的變化趨勢，而很少采用未來氣象來預測建筑能耗。在現有的建筑能耗分析方法中，動態建筑能耗模擬是主流研究方法，該方法在逐時室外氣象條件下，計算滿足室內環境要求的環境控制設備需要的全年逐時能耗量，它對于計算、預測和評估建筑的能源消耗變得越來越重要［6］。雖然建筑能耗模擬是目前計算建筑能耗的有效方法，但是因為受到缺乏準確詳實的未來模擬氣象參數的限制，該方法很少被用于研究氣候變化下的建筑能耗研究領域。 、

1 建筑能耗模擬氣象數據模式

為了將該動態能耗模擬方法應用于氣候變化下的建筑能耗計算。必須獲取滿足模擬條件的、準確的、逐時的未來氣象參數。模擬氣象參數模式是獲取一個地區代表性氣象數據的方法，能夠從長期的氣象資料中挑選出代表當地氣候規律的全年逐時、能夠滿足能耗計算需要的多項氣象參數。

1.1 節能分析氣象年模擬氣象參數模式的提出

目前多數主流建筑能耗模擬軟件DOE-2，Energy-Plus，DeST等使用的模擬氣候參數模式是TMY2(Typical Meteorological Year 2)。TMY2是20世紀90年代美國國家可再生能源實驗室分析研究組（National Renewable Energy Laboratorys Analytic Studies Division）資源評估項目的研究成果。TMY2使用Sandia方法來挑選代表性氣象數據。Sandia方法的核心是在相當長1個時期（通常為30 a）的氣象數據中，從不同年份中挑選出12個典型氣象月，然后由其組成1個完整的典型年，這個典型年是一個虛擬年。以1 a的氣候數據來代表該地區30 a內的氣候特征，這樣便于模擬計算。

設計之初TMY2計劃用于太陽能轉換系統或者建筑環境控制系統在不同系統類型、不同系統配置和在不同地域環境下的系統運行性能之比較。后來TMY2因為具備當地長期氣候的代表性，其太陽輻射、空氣溫度與風速等氣象數據的發生頻率分布與過去多年的長期分布相似；同時各參數間的具備較強的關聯相似性；還能夠使建筑物全年熱負荷及能耗計算結果具備代表性，被應用于建筑能耗的模擬計算。但是在建筑節能分析中，發現使用TMY2模式的氣象數據存在以下問題：

1）在挑選典型月時太陽輻射的權重系數占到了一半，所占比重過大。中國各地氣象狀況相差較大，各地太陽輻射資源也存在較大差異，相同地區還存在太陽輻射的季節性差異。而太陽輻射也不是所有地域建筑的主要可利用能源，所以太陽輻射的權重系數所占比重過大。

2）在挑選典型月時各主要氣象參數比重在不同地區、不同季節都是固定不變。研究表明氣候存在非常明顯的地域性特征，中國則因地域遼闊表現的更為顯著，在挑選典型氣象月時，各地的氣象參數比重有所差別。因此對各地的典型氣候的研究不能以固定不變的比重方式來進行，應該考慮到地域差異和季節差異。

基于以上分析，提出了新的模擬氣候數據模式——節能分析氣象年。

1.2 節能分析氣象年模擬氣象數據模式的構成

節能分析氣象年（Analysis of Energy Efficiency Meteorology Year，AEEMY）模式的基本思想與TMY2相同，根據當地相當長一段時期內的氣象數據，先挑選出12個節能分析氣象月，然后組成一個“節能分析氣象年”。

節能分析氣象月的挑選以平均氣溫、水平面太陽總輻射、大氣壓和相對濕度4項氣象參數為選擇依據，以主成分分析為理論根據，來確定各地4項氣象參數作用于建筑能耗的組合系數。主成分分析是統計學中的一種常用方法，它的基本任務是根據樣本的觀測值確定應該構造多少個綜合指標（主成分），并構造出各主成分的表達式［7］。主成分分析是對于原本提出的所有變量，以盡量緊湊的變量形式來表達現實問題的函數關系，使得變量能夠最大限度地、獨立地反映現實問題的某一方面，而且盡可能保持原有的信息。

采用主成分分析方法計算出4項氣象參數的組合系數之后，計算4項參數在每個月的累年平均組合值和歷年組合值，兩者差值最小的月份即為該月的節能分析氣象月。差異最小是指各考察月4項參數的組合值與該月4項參數累年平均值組合值的差異最小，在差異最小的判斷中有一個很重要的概念就是4項參數的組合值，該組合值通過主成分分析獲取4項參數各自的組合系數，然后通過4項參數的線性組合得到。在參數組合值的計算中，各地4項參數的權值不是固定的不變的，分別通過分析各地的長期的冬季和夏季氣象數據得到的，反應出了4項氣象參數對于建筑能耗影響的地域性和季節性。節能分析氣象月的挑選方法如公式(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)為j年i月4項參數的組合值；L－i：i月4項參數累年平均值的組合值；Pi(j)、Ti(j)、Gi(j)、Ri(j)，分別為大氣壓、平均溫度、水平面太陽總輻射和相對濕度j年i月的平均值；Wpi 、Wti、Wgi、Wri分別為為大氣壓、平均溫度、水平面太陽總輻射和相對濕度各月的組合系數；P－i、T－i、G－i、R－i，分別為大氣壓、平均溫度、水平面太陽總輻射、相對濕度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為第i月模擬氣候月的當月年份。

節能分析氣象年最主要的特點是考慮了不同地域、不同季節的氣候因素對于建筑能耗作用的差異性，這點顯著區別于目前主流的TMY2及其他模擬氣象數據模式中對于典型氣候的選擇性。在這些模式中對于不同地域不同季節各氣象參數的挑選權重始終保持不變。節能分析氣象年的這一特點使得能夠挑選中更加具有當地代表的典型氣象數據，能夠更加準確的反應出氣候對于建筑能耗的影響。

論文使用1971-2000和2021-2050兩個時期的氣象資料，依據節能分析氣象年參數模式，為中國5個氣候區的5個代表城市挑選出來典型氣象數據，然后按照DOE-2模擬軟件中氣象參數格式的要求制作了5個城市的DOE-2逐時模擬氣象參數文件。

2 未來氣象數據的獲取

氣候變化條件下建筑能耗模擬必須具備未來氣候條件下的模擬用氣象參數。采用氣候模擬方法獲取了未來的氣候數據。氣候模擬己成為開展氣候變化研究的最重要手段之一，模式預測結果己具有很強的指示意義，多模式的集合結果也己經被證明更加可信［8］。文獻［9］在研究黑龍江省未來氣候變化預測時，也是采用多個氣候模式的集合平均值作為數據源使用的。以3個全球海氣耦合模式的集合平均值作為未來氣象數據預測值，這3個氣候模式較為符合中國氣候的變化規律，其模擬結果較為準確，他們的集合平均值將會更接近中國的氣候變化情況。所選用的3個氣候模式分別為：MIROC3.2-MEDRES， UKMO-HadCM3 和ECHAM5， 其基本信息如表1所示。

使用集合預測結果得到了中國5個氣候區代表城市2021-2050期間的模擬用主要氣象參數。5個氣候區每個選取了1個代表城市，5個代表城市如表2所示。5個代表城市的選區依據是：1）具有典型的氣候代表性；2）在中國政治、經濟、文化等方面處于重要地位。各氣候選取的代表城市雖然只有1個，但是同一氣候中各城市具有共同的氣候特征，而且同一氣候區建筑節能標準相同，建筑構造以及采暖降溫方式基本相同，因此可以近似認為同一氣候區中的不同地區在建筑能耗與氣候的關系上基本相近。

3 不同氣候條件下建筑能耗對比分析

3.1 模擬建筑及設置參數

模擬建筑的模型如圖1所示，平面布局如圖2所示，建筑為南北朝向，其圍護結構傳熱系數、窗墻面積比、體形系數等限定性指標都滿足各氣候區節能標準要求。模擬建筑室內采暖計算溫度18 ℃，采用連續供暖方式，采暖期為11月到翌年3月；室內空調計算溫度26 ℃，采用間歇性空調制冷，空調期為5月到9月。分別輸入1971-2000年期間和2021-2050年期間的模擬氣象參數，使用DOE-2［10］在對5個代表城市對同一高層居住建筑進行了2個時期的能耗模擬。

3.2 不同氣候條件下能耗模擬結果

模擬建筑在2種氣象條件下5個城市的能耗值如表3、表4所示。

2021時期相比1971時期，各氣候區代表城市建筑能耗的變化基本都呈現單位面積采暖能耗減少，空調能耗增加的趨勢。在5個氣候區中，嚴寒地區采暖能耗減少最多，平均每平米減少13.4 kWh；夏熱冬冷地區空調能耗增加最多，平均每平米增加20.1 kWh。夏熱冬冷地區熱工總能耗增加最大，每平方米增加9.0 kWh。各氣候區建筑熱工總能耗的增加是因為空調能耗的增加高于采暖能耗的減少，以夏熱冬冷的武漢為例，單位面積采暖能耗較少11.1 kWh/m2，而單位面積空調能耗增20.1 kWh/m2，使得單位面積熱工總能耗增加9.0 kWh/m2。夏熱冬暖地區采暖能耗減少18.8%，空調能耗增加5%，其余幾個氣候區采暖能耗平均減少18%，空調能耗平均增加23.6%。夏熱冬暖地區主要以空調能耗為主，采暖能耗很少，雖然從比例上看采暖能耗減少比空調能耗增加的幅度大，但實際總能耗量還是顯著增加，這與其他4個氣候區建筑熱工總能耗增加的表現一致。

3.3 模擬結果分析

中國居住建筑采暖能耗減少、空調能耗增加、而熱工總能耗增加的主要原因是氣候變暖。

各氣候區代表城市在2001-2050這50 a間的溫度增長如表5所示，可以看出各代表城市的溫度都明顯升高，這是導致中國各氣候區建筑采暖能耗減少，空調能耗增加的主要原因。研究表明近50 a全球氣候變暖的主要原因是人為的溫室氣體排放［11］，溫室氣體能讓太陽短波輻射自由通過，同時吸收地面和空氣放出的長波輻射(紅外線)，從而造成地面溫度升高。

進一步分析表3、表4模擬結果可以發現，在兩種不同氣候條件下，除過嚴寒地區的哈爾濱以采暖能耗為主外，其他氣候區代表城市都是以空調能耗為主。表5中各氣候區代表城市冬季和夏季的溫度增長幅度相差不大，哈爾濱和昆明冬季的增溫幅度還高于夏季，但是建筑熱工總能耗卻表現出空調能耗的增加明顯高于采暖能耗的減少。這說明建筑降溫需要更多的能耗。因此在氣候變化下的未來，中國建筑節能的重點方向應該是空調節能，其節能的難度會增加。

寒冷地區北京的采暖能耗2021時期比1971時期出現了略微增加的現象，與其他氣候區城市不同。這是因為北京地區在溫度升高的同時冬季太陽輻射出現了較為明顯的降低現象，兩個時期的北京地區太陽總輻射變化如圖3所示。太陽輻射是建筑主要的熱源之一，它不僅能夠使建筑圍護結構表面溫度升高，而且能夠透過窗戶進入室內成為建筑的直接熱源。但是隨著城市大氣污染的加劇，特別是冬季由于采暖需要，大量的燃煤造成空氣透明度顯著下降；同時天空中云量增多云層變厚，也減少了到達地面的太陽輻射量。文獻［12］通過研究近50 a來鄂爾多斯地面太陽輻射的變化，也得到太陽輻射減少的結論。因此北京地區冬季太陽總輻射較為明顯的降低，造成建筑得熱量減少，是造成北京地區采暖能耗出現略微增加的主要原因。

圖3 2個時期北京AEEMY月平均總輻射

4 結 論

采用建筑能耗動態模擬方法研究了中國在氣候變暖條件下居住建筑能耗的變化規律。在TMY2模擬氣象參數模式基礎之上，提出了節能分析氣象年(AEEMY)模式，該模式體現了各地影響建筑能耗的氣候要素差異、同時體現了氣象要素的季節性差異，使其更加適合于建筑節能的能耗模擬計算。

使用氣候模擬方法預測了2021-2050期間中國主要氣候區代表城市的氣象數據。使用節能分析氣象年模式制作了1971-2000期間和2021-2050期間中國主要氣候區代表城市的模擬氣象參數。使用DOE2模擬了高層居住建筑在不同氣候區2個時期的建筑能耗情況。模擬結果表明，隨著氣候的變暖，采暖能耗基本都呈現減少趨勢，而空調能耗都呈現增加趨勢，空調能耗增加量明顯高于采暖能耗的增加量，建筑熱工總能耗呈增加趨勢。在未來氣候條件下，中國建筑節能的重要方向是減少空調能耗。各氣候中，夏熱冬冷地區居住建筑總能耗最高，是今后建筑節能的重點區域。夏熱冬冷地區是中國今后開展節能工作的重點區域，

將節能分析氣象年模式與氣候預測相結合有效拓展了動態模擬方法的使用范圍，為研究中國未來氣候變暖條件下建筑能耗變化規律，指導中國未來建筑節能設計和生態建筑設計提供了重要的研究基礎。將會有力促進中國建筑節能技術的發展和進步。

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氣候變化研究范文第5篇

關鍵詞：甘肅氣候區域響應敏感區

引 言

全球氣候變化將對農業產生重大影響，其中對一些區域的影響是不利的，尤其是那些適應、調整能力差，生產異常脆弱的地區，許多國家都對此做了認真研究，以便及時采取對策，對農業做出相應調整。全球變化區域響應的敏感性是指一個系統對氣候變化因素的響應程度，其響應可以是不利的，也可以是有利的，產生作用的方式可以是直接的，也可以是間接的。

甘肅是農業省份，地處我國黃土高原、內蒙古高原與青藏高原的交匯處，地勢西南高、東北低，以山地和高原為主，分屬黃河流域、長江流域及內陸河流域。氣候類型復雜多樣，具有氣候干燥少雨，氣溫日、年較差大，太陽輻射強，光照充足，雨熱同季等大陸性顯著的氣候特征。也是氣候變化脆弱地區，氣候變化對糧食產量影響顯著。特別是上個世紀后半葉變暖異常突出的背景下，甘肅主要糧食作物（小麥、玉米、馬鈴薯、糜子、谷子）響應氣候變化的敏感區域如何？研究該區域敏感區域對生產、生態等十分重要，本文對此進行了研究。

1．資料與方法

本文主要利用1981～2007年27年甘肅全省種植區春小麥71個縣區單產量，冬小麥28個縣區單產量，玉米65個縣區單產量，馬鈴薯65個縣區單產量，糜子42個縣區單產量，谷子42個縣區單產量資料和同

期全省60個氣象站4-10月氣溫、降水觀測資料，1963―2007年定西市春小麥單產資料。

用EOF（經驗正交函數）分解提取產量場主要信息，采用Petitt方法[10，11]計算變點和滑動t檢驗方法，采用了小波分析方法[12，13] 分析周期。涉及計算資料進行標準化處理。

2．氣候變化敏感區

2.1 基本氣候特點

甘肅省氣候具有東南季風區向內陸干旱區過渡的特征，冬季漫長寒冷，夏季短暫溫熱，春季長于秋季，干旱少雨，地區差異顯著。年降水量多年平均在40～760mm之間，其中河西大部為40～200mm，河東為400～760mm，最大降水中心在隴南的康縣（757.3mm），最小中心在河西西部的敦煌（42.2mm）。全省年平均降水量為407mm，整體呈下降趨勢。河西地區的年平均降水量為159mm，降水呈略增加的趨勢，每10年約增加0.2mm；河東地區年平均降水量為483mm，降水呈減少趨勢，每10年約減少0.12mm；其中1960年代降水相對偏多（偏多10%），1980年代次之（偏多4%），1990年代以來最少（偏少3%）；降水主要集中在夏季，占年降水的45～70%。年平均氣溫在0～15℃之間，分布趨勢自東南向西北，由盆地、河谷向高原、高山逐漸遞減。年平均氣溫為7.7℃，自1980年代中期以來，整體上呈上升趨勢，每10年約上升0.098℃；1961～1986年相對偏冷（平均偏低0.3℃），1987年至2007年相對偏暖（平均偏高0.5℃）。

2.2 降水異常的敏感區

4-10月是作物主要生長時段，占年總降水量的90%以上；11月至來年3月份絕大多數植被停止生長或生長緩慢，期間降水量較少。

4-10月間降水距平百分率、氣溫距平的EOF1的方差貢獻分別為53.7%、79.7%。降水異常的EOF1空間分布上有兩個大振幅中心，分別在河西中西部的玉門和隴中的定西一帶，旱（澇）在這些地區反映最為明顯，表明了這里是甘肅降水異常的敏感區。

氣溫異常的EOF1空間分布上大振幅中心在河西與河東過渡地帶，冷（熱）異常在這里反映最明顯，還區域是甘肅氣溫異常的敏感區。

3．作物產量變化敏感區

通過對1981～2007年產量做EOF分解，EOF第一空間型（EOF1）反映作物產量場主要變化特征，概括出產量變化的主要特征。各作物EOF1對總方差的解釋率較高，全區一致性程度馬鈴薯最高，糜子、谷子最低。

春小麥的EOF1解釋了總方差的44%，隴中盆地、隴東高原地區數值較小，河西地區數值較大，酒泉最大。可見，甘肅春小麥產量中部變幅最小，河西的酒泉一帶變幅最大。

冬小麥的EOF1解釋了總方差的63%，大值區在隴中盆地，這里是甘肅冬春小麥產量變化的最敏感區。

玉米的EOF1解釋了總方差的47%，隴中盆地和隴南山區地區數值較小，河西西部、隴東高原和甘南高原一帶值較大。可見，甘肅玉米產量變化最敏感區主要在河西西部，隴中盆地和隴南山區地區產量年際變幅最小。

馬鈴薯的EOF1解釋了總方差的71%，隴中盆地和隴南山區地區的部分數值較小，其余地方數值較大。揭示了隴中盆地和隴南山區地區馬鈴薯產量較為穩定，對氣候變化不是太敏感。

糜子的EOF1解釋了總方差的47%，隴東高原和河西走廊東部數值較大，產量年際變幅大；其余地方數值較小，產量年際變化小。可見，甘肅糜子產量變化在河西走廊東部和隴東高原最敏感、隴東南地區和河西走廊西部區相對穩定。

谷子的EOF1解釋了總方差的31%，河西走廊西部的部分地方和隴南山區的部分地方數值較大，產量年際變幅較大；其余地方數值較小，產量年際變幅較小。由此可見，谷子產量在河西部分地方和隴南山區部分為敏感區。

從以上分析可見，對于喜熱性作物敏感區與氣溫異常的敏感區對應較好，需水量大的作物與降水異常的敏感區對應較好；作物產量變化的敏感區域與降水、氣溫異常的敏感區相對應較好，體現出甘肅糧食產量對氣候變化存在著明顯響應。

4．作物產量時間響應

從作物空間敏感區看到，相對而言隴中地區是最敏感區域，選取該區域的定西代表典型敏感區，進一步分析甘肅最主要作物―春小麥，在時間上對氣候變化的響應。

在1963―2007年45a間，定西市春小麥單產量 相對變幅平均為23.4%，最大變幅為67.6%；偏豐年有25a，偏欠年20a。1982年和1999年是為Petitt變點，在a=0.005水平上滑動t檢驗突變顯著，表明定西市春小麥單產在1982年和1999年附近存在突變，在1982年之前處于相對低產階段，1982-1999年間相對高產階段，1999年后再次轉入低產階段。

5．結論

甘肅降水異常的敏感區主要在河西中西部的玉門和隴中的定西一帶，河西與河東過渡地帶是甘肅氣溫異常的敏感區。

甘肅春小麥在河西的酒泉一帶變幅最大，為最敏感區；隴中盆地是甘肅冬春小麥產量變化的最敏感區；玉米產量變化最敏感區主要在河西西部；糜子產量在河西走廊東部和隴東高原最敏感；谷子敏感區在河西部分地方和隴南山區部分地方。作物產量變化的敏感區域與降水、氣溫異常的敏感區相對應較好，甘肅糧食產量對氣候變化存在著明顯響應。

參考文獻：