沈阳气候
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2023年2月20日发(作者：)气候变化对沈阳冬季供暖期的影响
关健华;王冠;李岚;明慧青;蘑亚平;孙婧;赵淼;张楠
【摘要】Basedontheannualmeanairtemperaturedataandthedally
meanairtemperaturedataoftheonemonthbeforeheatingandafter
heatingfrom1961to2010inShenyang,theannualmeanairtemperature
trendandmeanairtemperaturetrendofheatingperiodwereanalyzed
in-ningdate
andendingdateofheating,heatingdurationandheatingintensitywere
ultsshowthattheannualmeanairtemperatureand
meanairtemperatureofheatingareinincreasingtrendsfrom1961to
2010,
beginningdateofheatingisputoffbecauseofclimatewarming,andthe
tingdurationisshortened.
Theclimatewarmingmakestheheatingintensitydecreasing.%利用1961-
2010年沈阳年平均气温和冬季供暖期及供暖期前一个月、供暖期后一个月的逐日
平均气温资料，采用线性趋势分析法及度日法，分析近50a沈阳年平均气温和供
暖期平均气温变化趋势，并对供暖初日、供暖终日和供暖期长度及供暖强度的变化
特征进行分析。结果表明：近50a沈阳年平均气温与供暖期平均气温均呈上升趋
势，近50a年平均气温上升明显，通过了显著性检验；气候变暖使得供暖初日推
迟；供暖终日提前；供暖期长度缩短；气候变暖使实际供暖强度逐渐减弱。
【期刊名称】《气象与环境学报》
【年(卷),期】2012(028)006
【总页数】4页(P72-75)
【关键词】气候变化;平均气温;供暖初日;供暖终日;供暖期长度;供暖强度
【作者】关健华;王冠;李岚;明慧青;蘑亚平;孙婧;赵淼;张楠
【作者单位】辽宁省气象服务中心,辽宁沈阳110016;辽宁省防雷技术服务中心,辽
宁沈阳110016;辽宁省气象服务中心,辽宁沈阳110016;辽宁省气象服务中心,辽宁
沈阳110016;辽宁省气象服务中心,辽宁沈阳110016;辽宁省气象服务中心,辽宁沈
阳110016;辽宁省气象服务中心,辽宁沈阳110016;辽宁省气象服务中心,辽宁沈阳
110016
【正文语种】中文
【中图分类】P468.021
引言
气候变化已成为全球关注的热点问题，因气候变化引发的极端事件频繁发生，而气
候和能源的关系也是学术界极为关注的课题之一［1－5］。周小珊等［1］对沈阳
近百年温度变化特征及其环流形势分析表明，沈阳地处全球温度变化的敏感带，在
近百年的温度观测记录中，沈阳温度变化呈逐渐上升趋势，近百年升高了1.7℃，
这种上升趋势在冬季远比夏季明显。杜岩等［4］研究了近55a中国严寒地区和
寒冷地区主要城镇采暖气候条件的变化，其分析结果显示，中国气候变暖使严寒地
区和寒冷地区的采暖强度减弱趋势明显。陈莉等［5］在气候变暖对中国夏热冬冷
地区居住建筑采暖降温年耗电量的影响中指出:1996年以来的气候显著变暖，理论
上使夏热冬冷地区居住建筑单位面积采暖年耗电量降低。李瑞平和李鸽［6］从平
均气温升高、采暖期缩短及采暖度日减少等方面进行节能效应分析，指出有必要改
变传统的采暖模式，城市采暖具有很大的节能潜力。以上研究表明，气候变暖对中
国冬季供暖期气候条件的影响较大。近几十年来，研究者一直将能源消耗作为引起
气候变化的主要因子，并且将如何有效利用气候资源，减少能源浪费作为研究课题。
本文利用1961—2010年沈阳逐年年平均气温及供暖期(11月1日至翌年3月31
日)和供暖期前一个月(10月1—31日)、供暖期后一个月(4月1—30日)的逐日平
均气温资料，分析近50a沈阳年平均气温与供暖期平均气温的变化趋势，探讨气
候变化对沈阳供暖初日、供暖终日、供暖期长度及供暖强度的影响，以期为政府和
供暖部门的正确决策提供科学依据。
1资料与方法
1.1资料处理
资料来自辽宁省气象档案馆。1961—2010年，沈阳观测站曾有过2次迁移，在
决定迁址前严格按照观测规范，进行了1a多的对比观测，观测结果经过严格审核。
为更好地反映气候变化的事实，应通过对资料的检验，包括:基本逻辑检验和空间
一致性检验、时间序列订正等方法处理，使资料具有较好的均一性。但由于多种原
因，所采用的有关资料未经过均一化处理。通过多年业务、科研及对外服务等方面
应用，未发现资料有突变等异常记录。且在对资料进行分析之前，通过年报表对该
台站情况进行查阅，发现台站虽有迁移，但由于迁移距离较近，不影响资料的连续
性，因而对文中所涉及的气候分析资料，认为是客观可用的。本文采用1961—
2010年沈阳逐年年平均气温和供暖期(11月1日至翌年3月31日)、供暖期前一
个月(10月1—31日)、供暖期后一个月(4月1—30日)的逐日平均气温资料。
1.2供暖期的确定
根据中国建设部《采暖通风与空气调节设计规范(GB50019－2003)》［7］规定，
设计计算供暖期日数，应根据累年日平均气温稳定低于或等于室外临界温度的总日
数确定。其中室外临界温度的选取，一般民用建筑和工业建筑宜采用5℃［8］。
采用连续5d滑动平均法确定供暖初日和供暖终日。用数学方法表示:任意连续5
d的日平均气温≤5℃的最长一段时间内，假设第i，i+1，i+2，i+3，i+4天为第
一组连续5d日平均气温稳定通过≤(或≥)5℃的日期，则第i天为供暖初日(或供暖
终日)［8］。
供暖期长度是以供暖初日与供暖终日之间的日数确定的。目前沈阳实际供暖期的划
定符合此规定。
1.3供暖强度的计算方法
供暖强度的计算方法采用度日法。早在20世纪50年代初，Thom［9－11］首次
采用度日法探讨了能源消费与温度的关系。度日法是指日平均温度与规定的基础温
度的实际离差。度日最初是用来反映农作物生长中所需热量水平的物理量单位，近
年来发展为一个能够反映供暖和制冷所需能源的时间温度指数，被广泛应用在气候
变化和能源需求的研究应用领域［8］。为研究方便，度日分为采暖供热度日
(heatingdegreedays，HDD，简称热度日)和制冷降温度日(coolingdegree
days，CDD，简称冷度日)，热度日(HDD)是对冷季寒冷程度的估计，也是采暖季
节内采暖能量消耗的一个定量指标［8］。
供暖热度日［12］的计算:
式(1)中，Di为第i天的供暖度日值;Tb为基础温度;Ti为第i天的日平均温度，基
础温度Tb取5℃。
供暖期热度日值的总量大小反映了供暖期气温的高低，即供暖期天气的寒冷程度。
供暖度日值越大，说明供暖期气温越低，供暖强度增大;反之，供暖度日值越小，
说明供暖期气温越高，供暖强度减弱。
2结果分析
2.1气温变化趋势
利用线性趋势分析方法分析气温变化趋势。近50a沈阳年平均气温总体呈升温趋
势，线性拟合增长率为0.176℃/10a(图1)，并且通过了α=0.005的显著性检验，
说明近50a沈阳气温变暖趋势十分显著。供暖期(11月1日至翌年3月31日)平
均气温变化趋势总体呈上升趋势(图1)，但升温趋势没有年平均气温显著，未通过
显著性检验。
图11961—2010年沈阳平均气温和供暖期平均气温的年际变化Fig.1Theinter-
annualvariationofmeanairtemperatureandthatofheatingperiodfrom
1961to2010inShenyang
近50a沈阳年平均气温变化大致可分为冷期、暖期和波动期。20世纪60—70年
代初期为冷期;70年代中期开始至90年代末期为暖期，70年代中期至末期升温比
较缓慢，80年代开始明显升温，特别是90年代升温更加显著。而近10a气温没
有出现阶段性的升温和降温，而是有升温有降温，且波动较大，年平均气温最低值
7.2℃出现在2010年，年平均气温最高值9.6℃出现在2004年，最高值与最低值
之间相差2.4℃。近50a沈阳供暖期平均气温分为冷期、暖期和波动期。20世纪
60—70年代为较长的寒冷阶段，且60年代气温比70年代气温更低;80年代初期
至90年代末期气温明显上升。2001—2010年，供暖期平均气温与同期年平均气
温变化趋势相似，呈波动状态，且波动幅度比年平均气温更大，供暖期平均气温最
低值－7.6℃出现在2009年，供暖期平均气温最高气值－2.8℃出现在2001年，
最高气温值与最低气温值相差4.8℃。
2.2供暖初日和供暖终日及供暖期长度的变化
采用连续5d滑动平均法，对沈阳供暖初日和供暖终日进行统计分析。将连续5d
日平均气温稳定≤5℃的第一日作为理论供暖初日。分析近50a沈阳供暖初日变化
表明，供暖初日平均日期为11月3日。50a中只有1a的供暖初日为11月1日，
28a供暖初日出现在11月1日以后，21a供暖初日出现在11月1日之前，供
暖初日出现的最晚时间为11月17日(1966年)，供暖初日出现的最早时间为10
月20日(1961年和2002年)，供暖初日的最早时间与最晚时间相差29d，且每
年的供暖初日提前和推迟的日数不等(图2)，表明近50a沈阳供暖初日总体变化
呈推迟趋势。同样，将连续5d日平均气温≥5℃的开始日作为理论供暖终日。分
析近50a沈阳市供暖终日变化特征表明，供暖终日的平均日期为3月31日。供
暖终日最早出现在3月11日(2001年)，最晚出现在4月16日(2005年)，供暖
终日出现的最早日期与最晚日期相差37d，且每年提前或推迟的日数不等。近50
a沈阳供暖终日的总体变化呈提前趋势。1980—2005年供暖终日明显提前，其中
1997—2005年供暖终日提前尤为明显(图3)。
图21961—2010年沈阳供暖初日年际变化Fig.2Theinter-annualvariationof
thebeginningdateofheatingfrom1961to2010inShenyang
图31961—2010年沈阳供暖终日年际变化Fig.3Theinter-annualvariationof
theendingdateofheatingfrom1961to2010inShenyang
图41961—2010年沈阳供暖期日数年际变化Fig.4Theinter-annualvariation
ofheatingdurationfrom1961to2010inShenyang
分析近50a沈阳供暖期长度变化表明，供暖期长度总体变化呈缩短趋势(图4)。
从图4可以看出，平均供暖期日数为151d，最长供暖日数为173d(1964年)，
最短供暖期日数为121d(2001年)，最长供暖期与最短供暖期之间相差52d。供
暖日数自20世纪80年代初期至90年代初期缩短明显。
2.3供暖强度变化
运用式(1)计算供暖度日值，判断供暖强度。根据定义，供暖度日值越大，说明气
温越低，供暖强度越强;反之，供暖度日值越小，表示气温越高，供暖强度越弱。
计算结果显示，20世纪60年代初期至70年代末期，供暖度日值增大，说明这一
时期气温偏低，供暖强度增强。20世纪80年代供暖度日值减小，90年代供暖度
日值进一步减小，说明20世纪80—90年代，供暖期气温升高，供暖强度呈减弱
趋势。20世纪90年代末至21世纪初期，供暖度日值波动较大，供暖度日最大值
1907℃出现在2000年，说明2000年供暖期气温相对较低，需要加大供暖强度;
供暖度日最小值为1179.4℃出现在2001年，说明2001年供暖期气温相对较高，
供暖强度较弱。近50a沈阳年供暖度日值总体呈减小趋势，沈阳气温变化趋势为
升高，供暖强度变化趋势减弱(图5)。
图51961—2010年沈阳供暖期度日总量年际变化Fig.5Theinter-annual
variationofdegree-dayamountduringheatingperiodfrom1961to2010
inShenyang
3结论与讨论
(1)近50a沈阳平均气温总体呈显著上升趋势，并通过了α=0.005的显著性检验。
沈阳年平均气温自20世纪80年代上升明显，90年代更为突出。近50a沈阳供
暖期平均气温也呈上升趋势，20世纪80年代的升温幅度最明显，但年平均气温
变化不明显，未通过显著性检验。
(2)气候变暖使近50a沈阳供暖初日变化趋势推迟，供暖终日变化趋势提前。
1980—2005年供暖终日提前明显，特别是1997—2005年供暖终日提前尤为明
显。同时，气候变暖使近50a沈阳供暖期长度变化出现了缩短趋势。
(3)供暖度日值的变化趋势，较好地反应了供暖期气温和供暖强度的变化趋势。近
50a沈阳年供暖度日值变化呈减小趋势，反应出气候变暖与供暖期气温上升有关，
供暖强度为减弱趋势。
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