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#调研纪要#天风宏观之气候变化与能源危机交流纪要20220826

栏目:调研纪要 作者:ZML 时间:2022-08-26 10:10:50

主持人:天风宏观 郭微微/宋雪涛嘉宾:毛留喜(中国气象局首席气象专家)【主持人】:尊敬的各位投资人朋友大家晚上好!我是天风宏观郭微微,感谢参加电话会议,今天我们聊一聊气候。今年夏季,北半球的高温、缺水、干旱,既直接影响到了农业和畜牧业,也间接影响到亚欧美的工业生产,并最终作用于国际贸易格局和国际政治关系。夏天为什么会出现这样的高温干旱、会持续多久、影响多大,冬天欧盟会不会迎来极端寒潮、重现能源危机,未来极端天气会不会频发多发、对能源系统和人类社会会造成什么样的影响,都是大家非常关心、且具有高度不

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主持人:天风宏观 郭微微/宋雪涛

嘉宾:毛留喜(中国气象局首席气象专家)

【主持人】:尊敬的各位投资人朋友大家晚上好!我是天风宏观郭微微,感谢参加电话会议,今天我们聊一聊气候

今年夏季,北半球的高温、缺水、干旱,既直接影响到了农业畜牧业,也间接影响到亚欧美的工业生产,并最终作用于国际贸易格局和国际政治关系。夏天为什么会出现这样的高温干旱、会持续多久、影响多大,冬天欧盟会不会迎来极端寒潮、重现能源危机,未来极端天气会不会频发多发、对能源系统和人类社会会造成什么样的影响,都是大家非常关心、且具有高度不确定性的问题。

我们今天特别邀请到毛留喜老师和我们交流分享。毛老师是中国气象局首席气象服务专家,对于异常气候现象的产生、预判、趋势、影响都有长期的跟踪经验,下面把时间交给专家。



第一部分:北半球高温干旱的现象、原因和展望


1、北半球高温干旱的现象和原因

今年高温干旱的直接原因是大气环流异常。如图所示,“588线”代表副热带高压范围,一直从长江、黄河的源头到青藏高原,稳定控制我们国家的长江领域和南方大部分地区。今年入夏以来,西太平洋副热带高压整体较常年同期偏强偏大,并有阶段性增强,有利于地面增温,而且高层空气较为干燥,不易形成云,太阳辐射更容易到达地面,导致高温频发,且强度较强。

除此之外,在全球气候变暖的背景下,20世纪中叶以来已经观测到了许多极端天气气候事件的变化,其中高温热浪的频发多发是非常显著的特征。当然趋势上的多发不代表今年这么严重,明年一定比今年还严重,后年一定比明年还严重。

第三个原因,这些年城市建设发展很快,钢筋水泥的面积越来越大,使用空调的人越来越多,城市范围内比以植被、农田为主的郊区偏高2-3℃甚至更高,加上底层空气湿度比较大,体感温度特别高。

这次的高温热浪不仅仅波及中国。今年夏天整个北半球的西太平洋副热带高压,大西洋副热带高压都阶段性增强,形成了大范围整体的环球性暖高压带,导致整个北半球的高温热浪事件都比较多。从7月以来,欧洲西部、亚洲大部、北美等地气温都明显偏高。

2、未来天气气候展望

我们天气预报的最新结果是,未来10天西北地区东部、华北、东北地区中北部等地多降雨过程,25日起四川盆地降雨日数将有所增多。江南及四川盆地持续高温。

气候预测的最新结果是,四川在8月底或9月上旬降水会多起来,其它地方都偏少,特别是浙江南部、福建大部、江西大部、湖南东南部等地偏少2~5成。黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古东部、北京、天津、河北、山西北部、山东北部局部气温较常年同期偏低,全国其余大部地区气温接近常年同期到偏高,其中江苏南部、上海、安徽南部、浙江、福建大部、江西大部、湖南中部和东部、湖北东南部、西藏西部等地偏高1~2℃。

今年是一个“拉尼娜年”,秋雨比较早也比较强,冬天极寒事件出现的概率也比较大,但会是个别的、短期的,不会持续整个冬季。并不是说今天夏天温度大范围高,冬天也会大范围极寒,这个结论是不负责任的。



第二部分:大气环流、副热带高压与ENSO


1、大气环流与副热带高压

大气环流分为低中高维度,有中纬度的副热带高压,高维度的环流,以及季风环流。季风环流主要是由于海陆热力差和大海、陆地受太阳辐射后的温度差异形成,随着季节而改变。我们国家处于最典型的季风区,夏天的时候从海洋上吹东南季风,到冬天反过来是来自于西伯利亚的西北风,这就是所谓的季风气候。

副热带高压属于中纬度环流。赤道地区接收太阳辐射比较多,温度高,空气上升到一定高度之后遇到高空的低温堆积,向中维度下沉,在30度左右形成下沉的气流,空气增温强烈,风力很小,太阳辐射可以更多地到达地面。

副热带高压一般在北纬35到45度区间,随着季节的变化,强度和位置也会发生变化,上半年从1到7月向北、向西移动,强度增强;下半年从7到1月是下半年的时候,南移东移,强度减弱。

5到6月上旬,副热带高压大概在北纬15到20度,雨带在副热带高压的边缘,位于华南地区,华南地区多雨;6月中旬到7月下旬,副热带高压大概在北纬20到25度,雨带到了长江中下游地区,形成一个月的梅雨季节;7到8月,副热带高压进一步到北纬25到30度,雨带在华北或者东北。

今年副热带高压的范围很大,8月雨带虽然位于华北、东北、山东一带,但是南方并没有脱离副热的控制。9月份副热就开始回到南方,相对来说北方降雨结束了,这个时候南方的雨会多起来,但是不会很强。

2、厄尔尼诺与拉尼娜

中东太平洋海洋表面温度比正常年偏高0.5度,就是厄尔尼诺;偏低0.5度,就是拉尼娜。厄尔尼诺的监测关键区3.4区,在西经120到170度,南纬5度到北纬5度,开始和结束时间都有明确的标准,强度一般分极弱、弱、中等、强、极强几个等级。

这些年是拉尼娜事件发生年。我们国家近60年一共有40多次拉尼娜循环,一次循环是一次拉尼娜和一次厄尔尼诺,基本上历时4年。厄尔尼诺年强到极强比较多,拉尼娜年大多数都是弱或者中等,不过强的也是相当强,持续时间从几个月到3年都有。

厄尔尼诺发生,将会导致南美国家多暴雨、洪涝灾害,澳大利亚、非洲东部降水少、出现干旱。如果厄尔尼诺事件比较强,也会造成非洲东南部和巴西中部少雨干旱。对我们国家来讲,厄尔尼诺发生年的次年长江和江南地区容易发生洪涝,当年或者是次年夏季东北地区会出现低温。

拉尼娜发生,会导致南美(阿根廷)降水少,印度尼西亚、澳大利亚东部降水偏多。如果拉尼娜持续时间长,非洲中部、美国中南部会发生少雨干旱,巴西东北部、非洲仍然会出现多雨和洪涝。对我们国家来讲,拉尼娜会使冬季的气温偏低,也是为什么很多人说拉尼娜会出现极寒。

最近监测数据显示,现在正在发生拉尼娜事件,从2021年的9、10月到现在的7月,海表温度距平都在-0.5。预计到今年夏季后期也升不到-0.5以上,仍然处于拉尼娜事件当中。刚才也提到了,今年是一个拉尼娜年,强度比去年弱,范围和去年差不多,是一个多秋雨的年份。



第三部分:气候变化及对能源的影响


1、气候变化趋势

天气预报有3天以内的短期预报,4-10天的中期预报,11-14天的长期预报,每日滚动,由国家气象中心(即中央气象台)制作发布。

短期气候预测有15-30天、15-60天、月度、季节,由国家气候中心制作发布。

目前国家没有超过一年的气候预测业务。一年以上都是气候变化的趋势,尤其是几年、十几年、几十年的气候变化分析。这方面科学家的分析结果见仁见智,不过也有官方权威的声音。

联合国专门委员会IPCC每5到6年做一次全球评估报告,今年2月发布了第6次IPCC评估报告,用了8年时间,可能也是因为疫情和国际形势有所延迟,是全球最权威的报告。

我们国家也有对应的《气候变化国家评估报告》,2020年发布了第四次,一般在IPCC报告之后发布,美国一般在IPCC之前发布。除此以外,我们国家还有《中国气候变化蓝皮书》,一年一发布,今年8月刚刚发布不久。

简单讲一下我们国家的《第四次气候变化国家评估报告》。温度方面,预测未来20到100年中国地表低温明显增加,2030年比2000年增加1.5到2.8度,2050要增加2.3度到3.3度。降水方面,2050年降水量可能会增加5到7%,降水日数在北方会显著增加,降水区域差异更加明显。由于气温增加,总体判断认为北方的水资源短缺状况进一步加剧。极端天气方面,未来的极端天气事件会呈增加趋势,包括极端干旱、极端高温、极寒。农业、水资源、森林、海洋都会受到一定影响,自然灾害会进一步加剧。

我们国家气候变化特征是,温度近100年来明显增加,升温幅度约为0.5-0.8度,比同期全球平均值略强,最近50年增温速率也比北半球其它地方高;降水近100年和近50年的趋势都不显著,但是有十年一波动,且区域性的差异越来越明显。

和全球相比,我们国家气温变化趋势基本一致,但是比全球值略高,变暖主要出现在冬季,这就是为什么拉尼娜冬季偏冷的原因。与全球的主要不同点在于,一是增温明显比全球平均值大得多;二是国家的降水有南涝北旱的特点,这和70到100年的自然因素变化有关;三是我国青藏高原积雪增加,而欧亚是减少的,具体原因还不太清楚。

全国的气候变化对不同地区的影响是不一样的。华北干旱、水资源紧张,但冬季变暖、农业大棚产能会高。西北降水增多、仍然缺水。华东洪涝灾害风险加大,百年一遇的洪水还会发生,概率也会越来越大。华中增温不明显,但是旱涝交替比较频繁,一年旱一年涝对华中粮食产能会有很大的影响。西南地质灾害波动比较大,滑坡、泥石流多发。华南受海平面上升影响比较严重。

2、气候变化对能源的影响

(1)水

全国年降水量没有显著的变化,但是降水的趋势存在明显的区域差异,有些地方会偏多,有些地方越来越少。降水的极端性会增加,小雨会减少,大到暴雨会增加。气候变暖还会增加融雪量。由于极端性强,旱涝都会加剧,蓄水和调水的能力很重要。

(2)风

从气候变化的角度看,气候变暖,地区之间的气压差缩小,没有气压差就没有风,从这个意义上讲,平均风速是减少的。我们国家风速减少最明显的是西部,但是高层风速,特别是荒漠、戈地、草原,尤其是海洋减少的并不明显。

事实上,风速和我们观测的数据有很大差别,不完全一致。气象台观测用的风塔并不高,风速监测数据和气象台周边新建的高大建筑有关。而发电的风塔高度和材料强度科技进步很快,建风塔的地方也会找荒漠、戈壁、草原,甚至近海海面,这些地方的风是很大的,高层风并没有显著减少。分析气候变化影响不能只看数据,会存在一定局限性。

(3)光

光的直接辐射和日照时数确有减少的趋势,但用这个数据分析光伏发电可能有失偏颇。

原因主要有四点,一是气象站的观测环境影响观测数据;二是雾霾影响观测效果;三是气候变化是长期形成的,一般都是十年、百年的变化,一两年内看到的变化是没有趋势性的,空间和时间上的差异很显著;四是光的转化效率随着科技进步提高很快,早几年转化率在20%,现在普遍都能达到30%。



第四部分:问答环节


【提问】:从气象角度看,长江上游降水何时好转,四川缺电问题何时缓解?

【专家】:我们预报,8月底或9月上旬四川降水会偏多,幅度较9月平均降水量不会特别大,会有一些好转,但是恐怕很难解决问题。

【提问】:未来几年西北风速会如何变化,对风电有什么影响?

【专家】:由于气候变暖,地区之间的气压差减少,近地面的平均风速减少,似乎对风能发电很不利。

但一方面,高层风速并没有减少,把风塔建高一点,可能风能就不是问题;另一方面,风速在荒漠、戈壁、草原的减少也不明显,如果电力能够超高压、远距离输送,在偏远的地方建塔也能减少不利影响。

【提问】:光照条件对西北的光伏大基地会有影响吗?

【专家】:有影响,光照直接辐射和日照时数都是减少的,但散射辐射没有减少,而且光伏的转化效率在快速提升。科技进步的正面效应远远大于日照辐射减少的负面影响,光能发电有很大开发潜力,不能光看气候变化这一个因素。


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