- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:为明确青藏高原腹地工布江达县的采暖气候特征,为当地建筑节能与能源规划提供科学依据,基于工布江达站 2013-2025 年采暖期日平均气温数据,采用采暖度日计算、线性趋势分析、相关性分析等方法,系统研究了该县采暖初终日、采暖期长度、采暖期总度日及采暖强度的演变规律。结果表明:①工布江达县采暖期长度介于 124~170 天,平均 149 天,2019-2020 年最长(170 天),2021-2022 年最短(124 天),总体呈微弱缩短趋势;②采暖初日集中在 10 月 26 日 - 11 月 14 日,终日集中在 3 月 16 日 - 4 月 14 日,初日波动幅度大于终日;③采暖期总度日(HDD_sum)介于 489.15~706.4℃・d,平均 576.3℃・d,2018-2019 年最高,2020-2021 年最低,与采暖期长度呈正相关(r=0.62)、与采暖期平均气温呈显著负相关(r=-0.75);④采暖强度(总度日 / 采暖期长度)平均 3.87℃・d / 天,年际波动较小,反映该县单位采暖期内供暖需求的稳定性。研究结果可为工布江达县优化供暖调度、降低能耗提供理论支撑。
关键词:工布江达县;采暖期;采暖期总度日;气候特征;节能潜力
一、引言
工布江达县位于西藏自治区东南部、青藏高原腹地,属高原温带半湿润气候,冬季寒冷且持续时间长,采暖是当地居民冬季生活的基本需求,也是建筑能耗的主要组成部分。随着全球气候变暖对高原气候的影响日益显著,当地采暖气候条件可能发生变化,传统固定供暖模式已难以适配气候动态变化,易造成能源浪费或供暖不足。
开展采暖气候特征分析,明确采暖期起止时间、长度及采暖期总度日等核心指标的演变规律,对优化供暖调度、制定科学节能政策、降低建筑能耗与污染物排放具有重要现实意义[1-2]。本研究核心目标为:厘清工布江达县采暖气候核心指标的年际变化特征,量化气候变化对采暖需求的影响,评估节能潜力,为当地能源规划与建筑节能提供科学依据。
二、数据来源与处理
数据来源:本研究采用工布江达县气象观测站 2013-2025 年采暖期(每年 10 月至次年 4 月)日平均气温数据,覆盖 12 个采暖季(2013-2014 年至 2024-2025 年)。
数据处理:采用线性插值法填补少量缺失值,通过 3σ 准则剔除异常值(如极端高温 / 低温记录),对数据进行标准化处理(统一单位与时间格式),确保数据可靠性与一致性,为后续指标计算奠定基础。
三、结果与分析
采暖期变化特征
1.采暖初终日年际波动:由表 1可知,工布江达县采暖初日年际波动明显,最早出现在 2013 年 10 月 26 日和 2018 年 10 月 26 日,最晚出现在 2016 年 11 月 14 日,早晚相差 19 天;采暖终日波动范围为 2021 年 3 月 16 日至 2019 年 4 月 14 日,早晚相差 29 天,终日波动幅度大于初日。整体来看,采暖初日无显著线性趋势(R²=0.03),终日呈微弱提前趋势(倾向率 - 0.3 天 / 年,R²=0.15)。
表1 2013-2025 年工布江达县采暖初日、终日统计表
采暖季 | 采暖初日 | 采暖终日 | 采暖期 长度(天) |
2013-2014 年 | 2013 年 10 月 26 日 | 2014 年 3 月 30 日 | 156 |
2014-2015 年 | 2014 年 11 月 3 日 | 2015 年 3 月 27 日 | 145 |
2015-2016 年 | 2015 年 11 月 3 日 | 2016 年 3 月 30 日 | 149 |
2016-2017 年 | 2016 年 11 月 14 日 | 2017 年 3 月 28 日 | 135 |
2017-2018 年 | 2017 年 10 月 29 日 | 2018 年 4 月 9 日 | 163 |
2018-2019 年 | 2018 年 10 月 26 日 | 2019 年 4 月 11 日 | 168 |
2019-2020 年 | 2019 年 10 月 28 日 | 2020 年 4 月 14 日 | 170 |
2020-2021 年 | 2020 年 11 月 6 日 | 2021 年 3 月 16 日 | 131 |
2021-2022 年 | 2021 年 11 月 13 日 | 2022 年 3 月 16 日 | 124 |
2022-2023 年 | 2022 年 10 月 30 日 | 2023 年 4 月 8 日 | 161 |
2023-2024 年 | 2023 年 11 月 2 日 | 2024 年 4 月 2 日 | 153 |
2024-2025 年 | 2024 年 11 月 4 日 | 2025 年 4 月 1 日 | 149 |
2.采暖期长度演变:12 个采暖季中,采暖期长度介于 124~170 天,平均 149 天。最长采暖期为 2019-2020 年(170 天),最短为 2021-2022 年(124 天),差值达 46 天。从年际变化趋势看,采暖期长度呈微弱缩短趋势(倾向率 - 0.5 天 / 年,R²=0.18),但波动显著:2017-2020 年为采暖期偏长期(平均 163 天),2020-2022 年为偏短期(平均 127 天),2022 年后逐渐恢复至平均水平(2022-2025 年平均 151 天)。这一变化趋势与我国北方多数地区采暖期缩短的规律一致,且幅度接近黑龙江省等北方高纬度地区的变化速率 [3]。
采暖期总度日演变特征
1.年际变化趋势:由表 2可知,采暖期总度日介于 489.15~706.4℃・d,平均 576.3℃・d。最高值出现在 2018-2019 年(706.4℃・d),该年度采暖期内日平均气温≤0℃的天数达 42 天,低温持续时间长;最低值出现在 2020-2021 年(502.2℃・d),该年度采暖期平均气温达 2.1℃,为 12 年最高。整体来看,采暖期总度日呈微弱下降趋势(倾向率 - 8.2℃・d / 年,R²=0.21),与全球气候变暖背景下高原冬季气温升高的趋势一致,且降幅高于四川省等南方采暖过渡区,但低于华北地区的 67.7℃・d/10 年 [4]。
表 2 2013-2025 年工布江达县采暖期总度日表
供暖季 | 度日总和 |
2013 - 2014 年供暖期 | 643.45 |
2014 - 2015 年供暖期 | 565.6 |
2015 - 2016 年供暖期 | 582.35 |
2016 - 2017 年供暖期 | 513 |
2017 - 2018 年供暖期 | 489.15 |
2018 - 2019 年供暖期 | 706.4 |
2019 - 2020 年供暖期 | 638.9 |
2020 - 2021 年供暖期 | 502.2 |
2021 - 2022 年供暖期 | 657.6 |
2022 - 2023 年供暖期 | 537.2 |
2023 - 2024 年供暖期 | 597 |
2024 - 2025 年供暖期 | 536.25 |
2.与关键指标的相关性:
与采暖期长度:采暖期总度日与采暖期长度呈显著正相关(r=0.62,P<0.05),即采暖期越长,低温累积时间越多,总度日值越大,如 2019-2020 年采暖期最长(170 天),总度日达 638.9℃・d,高于平均值 10.9%;
与采暖期平均气温:采暖期总度日与采暖期平均气温呈显著负相关(r=-0.75,P<0.01),即平均气温越低,总度日值越大,如 2018-2019 年采暖期平均气温仅 - 0.8℃,总度日达 706.4℃・d,较平均值高 22.6%;2020-2021 年平均气温 2.1℃,总度日仅 502.2℃・d,较平均值低 12.8%。
两类相关性均证实采暖期总度日能有效整合 “采暖时长” 与 “低温强度”,更全面反映总供暖需求,这与度日因子模型中温度与能耗的线性关联特征相符 [5]。
四、结论与讨论
主要结论
工布江达县采暖期平均 149 天,长度介于 124~170 天,呈微弱缩短趋势(-0.5 天 / 年),初日波动(19 天)小于终日波动(29 天),2019-2020 年最长,2021-2022 年最短。
采暖期总度日平均 576.3℃・d,介于 489.15~706.4℃・d,呈微弱下降趋势(-8.2℃・d / 年),与采暖期长度正相关(r=0.62)、与采暖期平均气温负相关(r=-0.75),2018-2019 年总需求最大,2020-2021 年最小。
采暖强度平均 3.87℃・d / 天,年际波动小(变异系数 8.6%),反映当地单位采暖期内供暖需求的稳定性,可作为日常供暖调度的基准参考。
参考文献
中华人民共和国建设部。采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003)[S]. 北京:中国计划出版社,2003.
中国建筑科学研究院。建筑节能气象参数标准 [S]. 北京:中国建筑工业出版社,2025.
陈莉,方修睦,方修琦,等。过去 20 年气候变暖对我国冬季采暖气候条件与能源需求的影响 [J]. 自然资源学报,2006,21(4):590-597.
王亚婷,马鸿青,高万泉,等。保定地区采暖期气候变化特征及节能潜力分析 [J]. 天津科技,2022,49(11):59-62.
张家诚,高素华,潘亚茹。我国温度变化与冬季采暖气候条件的探讨 [J]. 应用气象学报,1992,3(1):70-75.
作者简介:珍珍(1995.10)女,藏族,西藏波密县人,本科,助理工程师,研究方向:综合气象观测。
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