温室气体的特点模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇温室气体的特点，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

乍一看，2012年全国高考新课标文综卷历史试题存在着严重的比例失衡。这种失衡不仅存在于中国史与世界史之间，存在于中国古代史与中国近现代史之间，还存在于人类社会发展的政治史、经济史和思想史之间。这种失衡在选择题中表现得尤为明显，即在12道选择题中，考查中国古代史的就有6道之多（第24、25、26、27、28、29题）；中国古代史、中国近现代史、世界史的选择题分布比例为3∶2∶1，确实给人以比例失衡之感，让不少师生倍感不适。不过，如果从整体上看，我们就可发现在全部历史试题中，无论是中国史与世界史，中国古代史与中国近现代史，还是人类社会发展政治史、经济史与思想史之间仍保持着稳定平衡。2012年全国高考新课标文综卷历史试题无论是整体结构还是考点分值分布等，都显现出一个非常明朗的特色，那就是保持了以考查中国史为主的传统风格。整套试题中，如果不考虑选做题，仅有3道题关乎世界史，其中选择题两道（第34、35题），非选择题一道（第40题），分别考查了古罗马法、世界多极化趋势、重大科技成果与工业革命进程三大基础知识点，涉及世界政治史、经济史和科技文化史等方面。而关于这几个基础知识点的考查既是对历史知识或历史现象的解读，也切合了当今社会发展实际，透露出关注时政、关注社会现实的人文关怀。

由此可见，全面关注历史必修内容，突出中国历史的主体地位，树立历史学习的基础意识、时代意识、薄古厚今意识是相当重要的。

[二、平实之中彰显新奇，意境深远]

不少走出高考考场的考生表示，2012年全国高考新课标文综卷历史试题的难度不大。的确，该套试题更多地注重考查历史基础知识，而不是追求“新”、“奇”、“特”。在考生们看来，不管自己做题的结果如何，至少这些历史试题所考查的知识点自己不感到那么陌生，甚至于还貌似见识过。然而，经验丰富的一线历史教师却不这样认为，他们发现该套试题在平实中隐含着诸多奇巧，对广大考生而言，在有限的时间内获得高分并不是一件易事，因为每一道试题看似熟悉平实，但试题背后却隐藏着非常丰富的隐性知识或信息，仔细分析便会发现其内涵丰厚、意境深远，绝不像试题表象所展现出来的那么简单。如选择题第24题：

24.汉武帝设置十三州刺史以监察地方，并将豪强大族“田宅逾制”作为重要的监察内容，各地财产达300万钱的豪族被迁到长安附近集中居住。这表明当时 ( )

A.政权的政治与经济支柱是豪强大族

B.政治权力与经济势力出现严重分离

C.抑制豪强是缓解土地兼并的重要措施

D.经济手段是巩固专制集权的主要方式

不少考生表示，这道试题的难度其实不大，通过排除法即可选出正确答案B。但是，若是问及这道试题所考查的历史知识，除了汉代监察制度，能够答出其他知识的考生就不多了。就这道试题本身而言，无论是语言还是历史信息都非常直白明了，不像考生所畏惧的中国古代史中所常用的文言文那样，在考查基本史实的同时，还要考验考生的古文功底。这段材料所考查的中国古代监察制度是考生熟知的，材料也不陌生，只是命题的视角却出乎他们的意料。事实上，这道试题包涵了丰富的隐性信息，如汉武帝时期不仅设置了监察地方官吏的刺史制度，而且设置了涉及封建等级、礼乐、经济等方面的制度，其主要目的就是加强中央集权。本题题干中的“汉武帝”、“十三州刺史”、“田宅逾制”、“各地财产达300万钱的豪族被迁到长安附近集中居住”等关键字眼或显或隐地展现在考生面前，有意无意地误导着考生的思维与判断。果然，不少考生依据题干中的这些信息和自己所学的历史知识，认为此题就是单纯地考查中国古代的政治制度。但事实并非如此，本题不仅考查了中国古代政治制度中监察制度的作用，实际上还考查了中国古代土地兼并这一经济现象。中国古代为加强中央集权，不仅在政治方面做出了诸多努力，在经济方面也没有丝毫放松。

篇2

0 引言

在电力系统运行中，保持系统的稳定性是非常重要的任务。系统稳定破坏可能导致系统瓦解和大面积停电等灾难性事故，给社会带来巨大的损失。

1 电压失稳的特征

（1）起始事件可能由不同的原因引起：小的逐渐的系统变化，如系统负荷的自然增长，或大的突然扰动，如失去发电机组或重负荷线路。有时，看上去不大的初始扰动可能导致相继事件，最终引起系统崩溃。

（2）问题的核心是系统不能满足其无功要求。通常（但不总是）电压崩溃与带有重负荷线路的系统条件有关。当从相邻地区输入无功时，任何需要额外无功支持的变化，都可能导致电压崩溃。

（3）电压崩溃通常表现为电压缓慢衰减。这是由设备、控制装置及保护系统的动作和相互的累积过程的结果。崩溃的时间过程在这种情况下，可能是几分钟。在一些情况下电压崩溃的动态过程的持续时间可能很短，大约在几秒钟时间里。这些事件通常是由不利的负荷成分引起，如感应电动机或直流输电换流器，这种类型的电压崩溃的时间范围与转子角度失稳的时间相同。在许多情况下，电压和角度不稳定之间的区别可能不明显，两种现象的一些方面都可能存在。

（4）电压崩溃受系统工况和特性影响很大。

（5）电压崩溃问题可能因为过量地使用并联电容器而变得更加严重。合理地选择并联电容器、静止无功补偿器以及同步调相机的组合，可以使无功补偿更为有效。

2 提高电压稳定性的措施

2.1 电网规划

一个规划得好的电网结构是保证电力系统安全稳定运行的物质基础，而一个结构上不健全或不合理的电网很难保证不发生稳定破坏事故。所谓好的电网结构包括两方面的内容：其一，是为了适合负荷的需要，配置足够的、布置合理的、单机容量和电厂容量不过分集中的电源。其二，是与电源容量和负荷水平相适应的、有足够传输能力的、在正常运行时具有必要的灵活性并且足以应付运行中各种偶然情况，特别是事故情况下的电网结构。

对于大电源集中的远距离向负荷中心送电的方式，应通过各种途径来提高其抗扰动的能力。加强系统网架结构的建设，在发电机和负荷之间增加新的输电线路。电力网络的传输能力，特别是从发电侧向负荷侧输送无功功率的能力应引起重视。对于新建线路，采用高波阻抗功率值的线路可以提高电压稳定性。可以通过应用分裂导线和紧凑型线路来实现，增加每相线路分裂导线的数目，可以减小电抗，其等价于对线路进行均匀分布的补偿。

在长距离重负荷的输电线路中间装设串联电容器，串联电容器能有效地缩短线路的电气长度，理想的串联电容器提供的无功功率正比于线路电流的平方而与母线电压无关，这将对电压稳定性产生有利的影响。

功率平衡原则是电网规划的基本原则，受端系统应作为实现合理电网结构的关键环节应予以加强，从根本上提高系统的安全稳定水平。

对于传输巨大功率的输电系统，维持其电压稳定性和最小的损耗是十分重要的。装设足够的无功补偿装置，不仅要满足系统正常运行中系统内需要的无功功率，减少无功功率在电网中的流动，而且满足紧急状态下系统的无功需求。无功补偿装置的大小，容量和地点的选择必须根据所有保证系统能满意运行的最为繁重的系统工况的详细研究确定。

合理地分散配置并联电容器以及并联电抗器，特别是应增加在故障期间能进行快速投入和断开的控制装置。另外在远距离大容量负荷线路的受端接入大容量并联电容器时，必须特别注意可能产生的电压不稳定现象。

2.2 系统运行

对于电力系统的运行人员来讲应采用合理的运行方式，及时投切电压和无功功率调整设备。在电力系统重载或紧急情况下，运行人员必须应用可以支配的手段保持输电电压在允许的高水平，确保电压的分布，使负荷母线电压处于临界电压值以上。如果使用现有的无功补偿装置不能达到上述要求，就必须限制传输功率，启动发电机组以提供电压支持。

许多发电机运行在高功率因数状态。为了提高电力系统的电压稳定性，应当对发电厂运行人员进行电压稳定性的基本知识的培训。当电力系统处于罕见的紧急状况，需要发电机输送大量的无功功率时，要求运行人员不能降低发电机的无功功率的输出。在一些情况下，减少特定发电机的有功出力可以获得更多的无功功率，从而改善电力系统的电压稳定性。

正常状态下通过投入并联补偿装置，使发电机运行在适中的或较低的励磁状态，以提供足够的“旋转”无功备用。

实际应用中，应合理地采用带负荷调节分接头的变压器。分接头的调节目标在于维持低压侧电压的恒定，分接头调整使用不当可能产生严重的消极后果，对系统的稳定性造成很不利的影响。故障情况下，应首先考虑投入无功功率电源。

低压减载是解决电压稳定性问题的重要后备手段，是解决电压稳定性的一种有效的分散型控制措施。当电压低到一定程度时，立即切除部分负荷，在事故发生后，要确保主要地区的供电，而不能保证所有地区都能供电。在实际运行中通过甩负荷来维持系统电压稳定性的方法还很少用，这是维持系统电压稳定的最后一道防线。

2.3 电压安全监控系统

随着计算机技术的日益发展，为建立电压安全监控系统，帮助调度员发挥作用提供了条件。

电压安全监控系统应该具备以下功能，告诉调度人员电力系统当前运行状态的电压稳定性如何；当电压稳定裕度不够时向调度人员提供可以采取的措施，显示电压稳定易于破坏的薄弱区域；当切负荷成为不可避免的手段时，告诉调度人员在哪些节点，分别切除多少负荷最为合适。

开发出具备以上功能的软件将极大的提高电力系统安全运行的水平，使电力系统运行能够防患于未然。调度员能够及时发现可能导致电压失稳的诱因，采取及时必要的措施予以排除，从而使电力系统运行于安全、经济、可靠条件下，产生出巨大的社会和经济效益。

2.4 建立正确计算模型做好充分预案准备

由于负荷组成的复杂性，负荷模型和实际情况相差较大成为制约仿真结果正确性的主要因素。负荷特性及配电系统电压控制装置是影响系统电压稳定性的关键因素。掌握一个实际系统的负荷特性的详细资料，对系统的规划运行意义重大。根据现场实测综合负荷数据，进行总体测辩建模，以确定负荷模型的参数，对电力系统的生产运行、规划设计具有重要的意义。准确的负荷模型对电压稳定的研究至关重要。对负荷模型的研究工作正在受到日益关注。研究解决如何建立符合实际情况的负荷模型将成为未来仿真软件的主要任务之一。

3 结束语

总之，随着我国电力系统的发展壮大，电力系统稳定问题成为越来越重要的问题。

【参考文献】

[1]周双喜，朱凌志，郭锡玖，等.电力系统电压稳定性及其控制[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2]程浩忠，吴浩.电力系统无功电压稳定性[M].北京：中国电力出版社，2004.

篇3

1.引言

现代文阅读是语文高考中分数分量较重的环节之一，也是教学的重点与难点，如果依托既定的素材，通过深入的思考与分析，得出正确的答案关键。这样，就需要充分了解高考语文现代文阅读试题的特点，进而展开有针对性的教育教学活动。

2.新课改背景下高考语文现代文阅读试题的特点与启示

2.1新课改背景下高考语文现代文阅读试题的特点

2.1.1素材的文化性

根据这几年来的数据统计来看，随着新课程改革的深入推进，高考语文的现代文阅读素材发生了一定的变化，多数是文化性的材料，更多的集中在关于文化艺术现象的讨论，而且所占比例日趋增长。在新一轮的课程改革中，明确提出，语文是人类文化的重要组成部分之一，阅读素材的文化性更是充分彰显了语文这门学科的内涵与本质。

2.1.2赋分的稳定性

近几年来，高考语文使君不断增加阅读题目的分值，而且一再强调，要充分发挥高中语文对于学生科学文化素养、语文综合素养以及道德素养、应用能力等方面的提升作用，通过对现代文阅读的学习，则可以充分实现对上述功能的有效挖掘。另外，需要注意的是，随着分值的不断增加，足以可见现代文阅读在高考语文中的重要性，也充分体现在了在素质教育和新课程改革的背景下，对学生语文综合素养考察的重视程度。

2.1.3考题的选择性

选考题的出现是高考试卷的一大特色之一，这就是新课改的显著变化之一。事实上，高中语文选修课程和必修课程的划分，是对学生主体地位的充分尊重。随着选考题在高考试卷现代文阅读中的出现，不仅仅极好地满足了课程改革的理念，同时也是对素质教育的深入贯彻与落实。

从整体来看，高考阅读试题中，文学类文本与实用类文本的好处主要在于：

首先，在高考的阅读中，不仅仅出现选考题，还有文学类文本与实用类文本的分类。这两种类型文本的出现，可以说既能有效提升学生的综合素养，同时更有助于学生实用能力的提升，可以说这是21世纪这个特殊发展时代的特殊要求，这种改革恰恰较好的满足了对于人才的实际要求。

其次，与文学类文本相比，实用类文本考察的是学生的实际技能，这种技能对于学生未来踏上工作岗位，可以说是具有极为重要的作用和积极意义的。

第三，对于高中生来说，文学类的阅读可以说一直既是重点，也是难点，也是导致部分学生成绩不理想的主要原因之一，选做题中的这种分类，便于学生结合自己的实际情况，有选择性作答，更容易实现对学生的综合性考量，更容易体现学生的真实水平，也更加科学、客观。

2.1.4}材的多样性

在传统的高考试卷现代文阅读中，题材相对单一，对学生的考察也是相对有限的。现在，语文阅读题材呈现出了多样化发展的显著趋势，这样无论是对于教师，还是对于学生来说，都有了更多的选择，教师可以更好地发挥引导作用，学生则可以更好地发挥主体地位，全面实现语文综合素养的全面提升。

2.2新课改背景下高考语文现代文阅读试题给予的启示

2.2.1进一步合理运用语文教材

语文教材可以说是语文教学的主要载体。在高中语文课堂教育教学活动的实际进程中，教师所要做不再仅仅局限于研读与剖析教学大纲，同时还要依托课程标准，以语文教材为主体，完成更进一步的挖掘，尤其是对教材中所彰显的时代价值与文化内涵进行剖析。要想真正实现上述目标，教师首先要备好教材，教好教材，在立足教材的基础上，灵活运用教材，科学安排选修课和必修课内容，强化内外整合，从而使学生的阅读得到更好的引导。

2.2.2加强句段理解训练，扎实掌握基础

积累字词是语文现代文阅读的基础，训练和夯实基础知识显得尤为重要。

2.2.3在课堂教学中融入探究性学习

随着素质教育和新一轮课程改革的深入推进，传统的“教师讲、学生学”的方式的弊端与不适性也逐渐显露出来了，这就需要教师将探究学习融入实际的课堂教学活动中去。事实上，次从高考中引入了探究性阅读，而且所占分值不断提升，就注定我们必须要对传统的教学方法进行改进。

立足教材，围绕既定的教学目标，通过教师的引导与启发，让学生通过自主探究或者是分组讨论的方式去分析问题、解决问题至关重要。现阶段的高中语文教材中，有很多文章都有较大的思考空间，教师如果能够加以合理应用的化，势必会收到良好的效果。

3.结语

新课程改革背景下的语文现代文阅读无论是在素材还是在赋分的稳定性，亦或是考题和题材方面，都发生了一定的改变，这就需要教师以此为依托，采用多种措施和途径，展开有针对性的教育教学活动，让学生更加了解现代文阅读试题的特点，找到合理的解决思路，全面提升语文综合素养。

【参考文献】

[1]刘刚.新课改背景下高考语文现代文阅读试题的特点与启示[J].考试周刊，2015.74：33-35

篇4

中图分类号 TM6 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）172-0201-01

国华呼伦贝尔发电有限公司一期工程建设规模为2×600MW超临界发电机组。该项目的建设得到国家发改委、电监会、国家电网公司、中国神华集团公司的高度重视。在神华集团公司、国华电力公司精心组织和强有力的领导下，各参建单位奋力拼搏，使1号、2号机组分别于2010年11月20日和12月01日通过168小时试运行，顺利完成了年底双投的奋斗目标。这一成绩的取得标志着国产600MW超临界褐煤锅炉项目的又一突破性进展，对我国今后的同类锅炉建设、调试具有重要的参考意义。

1 锅炉主要设备系统的设计特点

机组锅炉采用哈尔宾锅炉厂生产的600MW超临界褐煤锅炉，型号为HG-1913/25.4-HM15。形式采用单炉膛、一次中间再热、墙式切圆燃烧、平衡通风、紧身封闭、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构П型燃煤锅炉。采用内置式带启动循环泵的启动分离系统。设计燃用宝日希勒露天矿褐煤，燃烧器采用新型的墙式切圆燃烧方式。锅炉设计采用定压―滑压―定压或定压运行方式。

2 锅炉启动调试的特点

现根据国华呼伦贝尔发电有限公司国产超临界褐煤锅炉启动调试过程中的经验，对该类型超临界褐煤锅炉启动调试的特点总结如下。

1）稳压吹管。锅炉蒸汽吹管基本方法有两种：稳压吹管法和蓄能降压吹管法。在国华呼伦贝尔发电有限公司锅炉吹管前，电厂技术人员和调试人员经过充分的调研、分析和讨论，决定采用“一阶段”稳压吹管。在靶板器的选材上，吸取其它电厂吹管时靶板被打飞的经验教训，放弃采用传统的铝质靶板器，而采用铜质靶板器。经过12天的努力，顺利完成了两台锅炉的吹管工作。从靶板器打靶质量看吹管结果达到优良标准。

2）国产超临界褐煤锅炉低负荷稳燃特性。1、2号锅炉经过冷态空气动力场试验，充分掌握了每个风门的特性、精确标定了测风装置；通过模拟运行状况，了解燃烧器及炉内气流的空气动力特性，为热态下燃烧调整提供科学、可靠的依据。在锅炉运行过程中，通过燃烧调整试验及不同负荷下的锅炉扰动试验，反复对煤粉细度、过量空气系数 及喷燃器一、二次风率及二次风门进行调整，使其各参数达到了最佳值。

3 调试过程中的主要问题分析及解决

1）磨煤机振动问题。国华呼伦贝尔发电有限公司采用长春发电设备总厂生产的MPS-HP-Ⅱ型中速辊式磨煤机。

试运初期，在投运制粉系统过程中多次发生因磨煤机振动大导致加载力供油胶管振裂的问题。经总结和分析认为：原因是由于启磨过程中降磨辊时反作用力降得太低，致使磨辊没有缓冲直接落到磨盘上造成启磨过程的剧烈振动。在后来的启磨过程中，先将反作用力加至3.5MPa（使磨辊向下的作用力得到有效的缓冲），然后再增加作用力来降磨辊，随着给煤量的增加手动缓慢调节加载力，当给煤量达到20t/h再投入加载装置自动，振动问题得到有效解决。

2）垂直水冷壁超温问题。在1号锅炉四次稳压吹管过程暴露出左墙局部垂直水冷壁经常出现超温的现象。即在启动A、B、C三台磨煤机以前，炉膛左右两侧烟温、汽温均衡无偏差，燃烧工况良好，而每当启动D磨后，炉膛左右两侧烟温偏差开始出现，最大达到70℃；左墙垂直水冷壁开始出现局部超温，其中超温最严重的第16点壁温最高达到494℃（报警温度为440℃），虽经反复调整仍然无效。经过对锅炉各运行状态的相关参数对比分析，判定原因是由于D磨一次风粉管风速不平衡引起，造成炉内火焰中心向左侧偏斜。在锅炉停炉后对D磨一次风粉管道重新进行了调平标定，在后来的试运中，再没有发生左墙垂直水冷壁局部超温现象。

3）主汽温度骤降问题。在1号锅炉吹管和带负荷试运过程中，多次出现主汽温度骤降问题，具体现象为：锅炉处于湿态，分离器汽压偏高，贮水箱水位反映迟缓较难控制，贮水箱水位虽然在允许范围内变化，但主汽温度经常会突然急剧降低，最大一次达12min降低100℃。经分析认为：随着压力的升高，贮水箱水位计的准确性逐渐下降，当贮水箱压力大于15MPa时，汽水的密度差很小，差压式水位计显示的水位便不再准确。由于调试人员对直流锅炉的运行经验不足，在锅炉转干态以前，经常保持分离器压力大于15MPa运行，而此时贮水箱水位显示已不准，于是经常造成贮水箱满水进入过热器导致甩汽温现象的发生，后经改变运行方式，在锅炉转干态以前严格控制锅炉主汽压力小于12MPa，转干态后贮水箱里不再有水位，水位计便退出运行，经过调整，主汽温度骤降问题得到了彻底的解决。

4）启动循环泵跳闸导致锅炉MFT问题。在1号锅炉稳压吹管前的试吹管过程中，多次出现因启动循环泵跳闸导致锅炉MFT问题。具体情况是：每当锅炉试吹管过程中临吹门全开时，分离器压力急剧下降，贮水箱水位急剧上升（虚假水位）；而当锅炉临吹门全关时，分离器压力急剧上升，贮水箱水位又急剧下降（虚假水位），当贮水箱水位低至保护动作值+650mm时，启动循环泵跳闸，进而导致锅炉因省煤器入口流量低MFT动作停炉。经分析原因后决定：在每次开关临吹门前先将给水流量增加至锅炉MFT动作定值490t/h以上，再开关临吹门进行试吹，试吹后再将给水流量恢复至原流量，有效规避了因虚假水位跳泵造成锅炉MFT，采用这种方法后，因启动循环泵跳闸导致锅炉MFT问题得到了彻底的解决。

4 结论

1）与其他超临界锅炉相比，国华呼伦贝尔发电有限公司国产2×600MW超临界褐煤锅炉在系统设计、设备制造、性能特性及辅机配置等方面采用了多项新技术，因而在锅炉调试方面也出现了一些新特点。但因调试和运行人员高度重视、准备充分，较快地掌握了该型锅炉的调试技术，保证了机组试运工作顺利进行。

篇5

模型估算法原理是根据不同相间(水一气)气体成分的浓度梯度并运用Fick定律来估算通量，它一般只适用于水一气界面的通量估算，其较为简便，且多在现场对样品进行直接分析处理，减少了环境改变对气体分析的影响。但由于其核心是借助于Fick定律进行水一气界面通量估算，不仅需要准确测量水体中痕量气体的分压(浓度)，而且界面气体传质系数及其影响因素(风浪、行船搅动等)亦对温室气体通量估测产生重要影响。同时，由于其容易受到水体中其他离子的影响，在高盐高硬度水体中存在较大差别。因此，人们开始引入水一气平衡器，力图通过充分实现水一气界面的气体溶解平衡以测量原水样中溶解的痕量气体，据此研发了喷淋式、层流式、鼓泡式等多种水气平衡装置。虽然该方法大大提高了测量的准确度，但其携带不便且操作繁杂，影响了其应用的范围。近年来，加拿大研发了干／湿盒体(Dry B0x/Wet Box)气体交换平衡装置，集成了水气平衡方法的各种测试装置，使便携化。2008年有研究将水处理工艺中的脱气膜引入顶空平衡法中，气体脱除率达到99％以上，是目前水库温室气体通量观测的前沿技术。

篇6

关键词：

全球变暖； 辐射换热； 滞后现象

中图分类号：TM 124 文献标志码：A

Analysis of dynamic characteristics and hysteresis of global warming

HUANG Xiao-huang1， CUI Guo-min1， ZHANG Zhi-qin1， HUA Ze-zhao1， XU Jia-liang2

（1.Institute of New Energy Science and Technology，University of Shanghai for Science and Technology，

Shanghai 200093，China； 2.Shanghai Meteorological Bureau，Shanghai 200030，China）

Abstract：

The greenhouse gases generated by industrial production processes can result in the global warming.However， compared with the discharge of industrial waste gases， the global warming has a certain lag on time.Through an analysis of radiative heat transfer in the heat balance system of the earth， the atmosphere and the sun， a dynamic， mathematical model was established in this paper.The main reasons of changes in the earth’s temperature and the hysteresis of global warming were analyzed by this model.The results showed that an excessive discharge of industrial greenhouse gases can increase the atmospheric absorption of earth’s radiation and lead to an increase in the earth’s temperature.At the same time， the increase of solar radiation energy can raise the absorption of the earth and the atmosphere to the solar radiation and makes the earth temperature to rise.A quantitative analysis of the earth’s temperature rising phenomenon caused by human factors in recent years was carried out and the earth temperature change trend was predicted under the condition of a linear increase in the volume fraction of greenhouse gase CO2.

Key words：

global warming； radiative heat transfer； hysteresis phenomena

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次报告[1]表明，工业革命百年以来，全球温度平均升高了0.74±0.18℃.其产生的根源是由于人类活动造成温室气体浓度大幅提高的结果[2-3].地球上的温室气体主要包括H2O、CO2、CH4、N2O、O3以及氟氯烃等.其中水蒸气是体积分数最大的温室气体，但是由于其产生并非人为造成的，因此一般在探讨气候变暖时都不予考虑.而其它的温室气体，其浓度的变化都与人类的活动密切相关，因此是造成地球变暖的主要原因.目前，由于全球变暖的形势变得越来越严峻，由其产生的气候和环境问题也已经逐渐显现，因此，正确预测温室气体浓度及其产生的地球变暖，并据此给出人类排放的控制时间表，是目前解决环境保护与社会发展之间矛盾的首要问题.鉴于此，气象学家采用多种气候模型预测了地球未来的温度趋势，几乎都得到了令人不安的结果：如果不能有效地控制CO2的排放，到2100年地球表面温度可能再升高1.1～6.4℃.这将导致灾难性结果[1，4-5].

但是，尽管各种预测模型都得到了地球未来将升温的结论，然而各种结果的差异却很大.虽然最终的1.1～6.4℃的升温都是不可接受的，但是预测结果差异也表明这些模型的不确定性.同时在具体数值上的差异也是很明显的，例如，比较文献[6]和文献[7]可以看出，有些项目的数据之间存在着较大的差别，如大气层向地面的辐射能量、地球表面向外的辐射能量分别相差9 W·m-2、7 W·m-2.这些都会影响地球表面温度的变化，进而使得预测结果出现很大的差别.究其原因，是由于问题本身的复杂性以及内在机理的不确定性使然.从上述分析来看，一种准确严密的预测模型需依赖于对地球、大气、太阳构成的系统的准确数学建模，才能揭示温室效应产生的全球变暖的阶段性以及最终结果.

鉴于此，本文通过能量守恒原理分析地球、大气、太阳三者热平衡体系的能量平衡关系，基于自动控制理论建立地球及其大气的动态数学模型，考察造成地球温度变化的主要原因及其代价和滞后现象，据此揭示地球升温过程的本质和过程特点.

1 地球及其大气升温的动态数学模型

近年来，由于工业排放的作用，地球大气中的温室气体浓度出现了明显的增加，其中以CO2、CH4和N2O的增加最为明显，这主要是因为工业排放量大，并且三者都具有很长的自然滞留时间的缘故.这些温室气体的增加，无疑将导致大气对于地球辐射温室效应的增强，并且最终导致地球温度的升高.为了考察地球温度随着不同的温室效应变化（由温室气体浓度的变化决定）的规律，以地球和大气为研究对象，建立其温度变化的动态模型.忽略地球表面水蒸气蒸发潜热以及对流换热作用，地球本体得到的能量包括太阳辐射吸收部分以及温室效应造成的大气逆辐射部分，发射的能量是基于自身平均温度的黑体发射力；而对于大气来说，其能量平衡则是太阳辐射以及地球辐射能量的吸收等于其自身的发射.

根据地球及其大气能量收支关系，如果达到平衡，则有

式中，Qout为最终由地球大气系统向外太空辐射的总能量；Qnet，earth，out、Qnet，atm，out分别为地球辐射穿过大气进入太空的能量和大气辐射进入太空的部分，具有如下能量平衡关系

式中，Qearth，emit为地球本身的辐射能量； Qgreenhouse effect为由于大气温室效应吸收的能量； Qatm，emit为大气的辐射能量； Qatmsun，a为大气对太阳辐射的吸收能量； Qearth，emit为地球本身发射能量； Qearthsun，a为地球吸收太阳辐射能量； Qearthatm，a为地球吸收大气辐射能量.

当处于平衡状态时，这些能量维持上述平衡关系.但是一旦某一能量发生变化（一般都来自于发射体的温度变化），这种平衡就将被破坏，从而带来地球或者大气温度的变化，并通过改变其辐射量来平衡热量的变化.

总的来说，地球表面温度Tearth的变化与大气温度Tatm的变化存在以下关系

式中，ΔTearth为地球的温升；ΔTatm为大气的温升；A为常数.

从式（3）可以看出，地球表面的温升与大气的温升在数值上不一定相等，但是存在一定的正比例关系.这里，以“持续升温”模型，得到在外部强迫作用下地球温度升高的动态数学模型为

式中，Qatm，emit为大气温度的函数，表示为f′（Tatm）.

由式（6）、式（7）构成了地球表面和大气温度变化的动态方程组，其中Tearth和Tatm为未知量，两者存在着强烈的耦合效应.根据式（6）、式（7），可以揭示地球表面升温的两个主要原因：

（1） αatm-earth提高，此时大气对地球发射的红外辐射的吸收增加，导致更为强烈的温室效应，从而将使地球温度升高.而导致αatm-earth升高的直接作用就是工业温室气体的过度排放，因此这一作用是地球升温的内因；

（2） 地球和大气对太阳辐射吸收Qsun，a提高，其包括地球和大气对太阳辐射吸收的增加.从式（6）和式（7）中可以看出，当太阳辐射增加以后，地球和大气温度都将受到影响.这一作用一般与太阳的活动周期密切相关，属于地球升温的外因.

2 温室气体造成的地球升温的滞后效应分析

由于太阳活动周期具有一定的规律，而且与人类活动没有关系，所以这里只讨论由于温室效应增强带来的地球表面升温的滞后效应.

2.1 地球和大气升温的时间常数

根据自动控制理论，将式（6）和式（7）等号右边的热量差处理扰动作用，则地球表面和大气的升温过程呈现为典型的积分环节特性，两者的传递函数分别为

从式（10）、式（11）可以看出，由于地球和大气的总热容量不同，因此在扰动作用下的地球和大气的升温也将不完全同步，存在一定的相位差.而平衡此不同步作用的方式除了大气与地球之间的辐射传热以外，对流换热将起到更大的作用，这里不作深入讨论.取地球的总质量的1/10参与升温作用，则其质量为5.69×1023 kg，并取其平均比热容为0.85 kJ·kg-1·℃-1，则其时间常数为30.49 a；取大气的总质量为5.136×1018 kg，其平均比热容为1 kJ·kg-1·℃-1，则其时间常数为2.78 h.由时间常数可见，大气和地球动态温度变化具有很大的滞后特性，而相比于大气来说，地球的滞后作用更为明显.

2.2 温室气体浓度升高后的地球温度变化

由于工业革命以来温室气体的浓度逐年升高，导致了其温室效应的逐步提高，这样就破坏了地球和大气系统的热平衡，从而导致地球的升温.鉴于此，将热量扰动与温室气体浓度升高产生的温室效应增强联系起来.以CO2为例，在近50年内其体积分数从3.20×10-4增加到3.80×10-4，假设其增加为线性变化[1]，根据大气压缩模型方案[8]，得到温室效应增强量ΔQ与距离1960年的时间间隔t的变化关系如图1所示.可见，其总热量基本呈现为线性变化，拟合公式为

将τearth=30 a代入式（15），得到地球在当前CO2体积分数增加情况下地球表面的温度响应，如图2所示.

从图2可知，因为人为的CO2等温室气体排放的增加，地球温度自1960年以来一直呈现上升的趋势，至2010年，气温升高了0.617 ℃，这与IPCC报告给出的数据基本相符；另一方面，由于大气中的CO2体积分数近年来基本呈线性关系变化，地球表面温度响应的滞后特性在未来将被极大地体现出来，其温度的升高在未来多年将得到一定延续，并且会出现升温加速的现象，除非其自身辐射抵消温室效应为止.此时，地球表面温度将维持在一个新的较高的水平，即所谓的“积分保持”作用，除非温室气体体积分数有所下降.因此，如何减少CO2等温室气体的排放问题已经被列入各国政府、联合国会议的首要议题，放在优先考虑的地位，成为全球亟待解决的重大战略课题[9].

3 结论

基于能量守恒及自动控制原理建立了地球变暖动态数学模型，通过此模型，考察造成地球温度变化的两个主要原因，即：温室气体的过度排放会造成地球升温加剧；太阳辐射能量增强会造成地球一定的温升.在此动态特性基础上，对于地球变暖与温室气体排放时间上的滞后现象进行了分析，得出大气和地球动态温度变化具有很大的滞后特性，大气温度变化滞后时间为2.78 h，地球表面温度变化滞后时间为30.49 a.可见，温室气体的排放，对于全球变暖具有很大的滞后效应.

根据全球变暖动态模型，本文结合现有温室气体CO2的排放水平，预测了地球温度的未来走势.结果表明，根据地球变暖滞后时间常数，可以得到任意时间的地球温度变化.同时，地球环境温度对于温室气体体积分数的响应具有显著的滞后效应，在现有排放水平不变的情况下，地球表面温度仍将进一步升高.

参考文献：

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篇7

中图分类号：F08

文献标识码：A

文章编号：1003―5656(2009)08―0068―08

一、引言

政府间气候变化委员会(IPCC)第四次评估报告指出(2007a)，近百年来，全球表面的气温升高了0.74℃。如果在2000年到2030年间依然保持目前的能源消费结构，全球温室气体的排放将增加25―90％，预计未来20年间，气温将每10年增加0.2℃。科学证据表明燃烧化石燃料排放的二氧化碳的累积以及人类活动排放的其他温室气体如甲烷和氧化亚氮等是导致气候变化的重要原因。气温升高可能导致极端气候事件(如热浪)发生的频率加大、风暴的密集度增加、大气降水模式的改变以及海平面上升等。这些自然系统的变化反过来又会对生态系统的功能产生根本的影响，从而威胁生物的生存能力和人类财富的安全。

经济学家Williams Nordhaus1982发表了题为“How Fast Shall We Graze The Global Commons”的文章，开始应用经济学研究气候变化，从此气候变化经济学就将焦点落在分析气候变化的影响和提供积极的针对面临的气候问题的政策分析。虽然和环境经济学的其他领域有重叠，但气候变化经济学更多的是利用气候变化的鲜明特点，即温室气体影响的长期性、气候问题产生和影响范围的全球化、政策的效益和成本的不平衡的分布等，来理解气候变化问题的多个侧面。通过模拟经济发展和温室气体排放增长的趋势，检验和分析技术选择对气候变化进程和减排成本的影响，选择控制气候变化的具体措施(如碳税和碳交易等)。

气候变化经济学已经建立了其研究领域和基础要素，并在经济学界达成了共识。1997年，美国2500名经济学家，包括9位诺贝尔经济学奖得主共同发表了一项声明，指出最有效的减缓气候变化的方法是通过基于市场的政策。他们认为如果没有控制措施，温室气体继续排放将导致世界随着气候系统的变化经历根本性的变革。他们相信经济学家和决策者能够利用大量的证据和量化的风险评估提供的信息来帮助形成应对气候变化的措施。

二、气候变化的损失和减缓的效益

气候变化可能导致一系列的后果，如平均气温升高、极端天气现象频率发生、降水模式的变化、海平面上升和生态系统的改变等，这些生物物理系统要素的变化将对人类的福利产生不同程度的影响。经济学家通常将气候变化对人类福利的影响分为两类：市场和非市场的损失。

市场的损失(market damages)来源于气候变化导致的市场产品的价格波动和数量的变化给福利带来的影响，主要是因为生产量的变化受气候变化要素的约束。研究者通常应用气候依赖型的生产函数来模拟气候变化的福利影响。例如，小麦的产量是气候要素气温和降水的函数，因此可以直接估算由于气候要素变化导致的小麦产量的变化。生产函数法还被用在森林、能源服务、水资源利用以及海平面上升导致的洪水等产生的经济损失。有学者认为生产函数法忽视了产品之间替代的可能性。于是享乐价格法(hedonic approach)则成为估算气候变化损失的另一选择。例如Mendelsohn et al.(1994)将享乐价格法应用到农业，基于选择最大化地租的假设，利用跨部门的数据检验自然、物理和气候变量对土地价格的影响。

非市场的损失(no―market damages)包括由于不利的气候变化导致的直接效用的损失、损失的生态系统的服务以及生物多样性减少导致的福利的减少。这些损失的价值不能够在市场上直接观察到。例如，生物多样性的损失没有和价格的变化有任何明显的直接联系，也观测不到需求的变化。条件价值评估法(Contingent Valuation Method)是最有争议也是最为广泛被采用的评估非市场损失的方法。Berk and Fovell(1998)利用支付意愿法研究了美国加州不同地域的公众为阻止当地的气候变化每月愿意支付的价格。结果表明冬季人们为阻止当地气候变得暖湿／暖干的支付意愿分别是每月9.74和16.70美元，而为阻止气候变得冷湿／冷干的支付愿意分别是每月11.10和18.18美元。

评估气候变化的经济影响，更多的研究利用包括市场和非市场部门的经济模型，估算全球或是区域气候变化的经济损失。总体上，基于模型的实证性研究报告了三种不同的气候变化经济影响的评估和结果。第一种是计算在特定的全球平均气温升高的情况下，气候变化的影响占GDP的百分比。Mendelsohn et al.(2003)估算了气候变化对农业、林业、水、能源和海岸地带五个市场部门的影响，结果表明全球气候变化的影响非常的小。如果气温比工业化前升高4℃或是以上，在此情况下气候变化对上述五个部门的影响都是正的。Tol(2002)的估算包括市场(农业、林业、水、能源、海岸地带)和非市场的部门(生态系统以及疾病造成的健康影响)，结果发现如果气温比工业化前升高0.5℃时，气候变化带来的效益占全球GDP的2.5％。如果全球气温升高2-2.5℃，气候变化的损失占全球GDP的0.5-2％。Dordhaus(2000)除了考虑更多的市场部门、与气候相关的疾病、污染造成的死亡以及生态系统外，其模型还包括了气候变化导致的灾害的经济损失。

第二种研究气候变化的经济影响则是按照特定的排放情景，在特定的经济发展、技术变化和适应能力的假设前提下，经济影响被按照时间的发展综合，然后被贴现到现在的值。一些估算是在全球的尺度上进行的，有些估算是综合一系列地区或是当地的影响以得到全球的总和。Stern(2006)应用综合评估模型，设计了基准和高气候变化的不同情景。模型估算的结果表明，在“照常营业”(business―as―usual)的情景下，即如果我们现在不采取措施或是行动的话，气候变化对市场部门的影响加上灾害的风险损失，每年至少占全球GDP的5％；如果将市场部门、灾害的风险和非市场的损失都计算在内的话，气候变化影响的损失估计每年占全球GDP的20％或是更多，而且损失将一直持续。Jorgenson et al.(2004)应用一般均衡模型(cGE)估算气候变化对美国投资、资本的存量、劳动力和消费的影响。结果显示，如果温室气体排放导致气温升高3℃，在最佳的适应状态和潜在的危害较低的情况下，气候变化的净收益为GDP的1％；如果很少采用适应气候变化的措施，损失为GDP的3％。不管是哪种情景，70-80％的气候变化影响是由农业产品的价格变化引起的，少部分是由能源价格和死亡率的变化导致的。

第三种气候变化影响研究的是估算社会碳成本(Social Cost of Carbon，SCC)。在任何时间段或是任何时间内，SCC是每增加一个单位的碳排放(CO2)造成的以经济价值来估算的额外(边际)影响或是损害，也可以理解为每减少一个单位的碳排放的边际效益。SCC的计算尽可能将每一吨额外保存在大气中的CO2的边际影响加起来，此过程需要一个温室气体在大气中停留的时间模型和将经济价值贴现到排放年限的方法。2005年社会碳成本的平均估算值为每吨碳(tC)43美元(即每吨二氧化碳12美元)，但该平均值的变化范围很大，如在100个估算中，每吨碳从10美元(每吨二氧化碳3美元)到高达每吨碳350美元(每吨二氧化碳95美元)(IPCC，2007c)。社会碳成本大幅度的变化在很大程度上是由于估算的假设上存在的差异造成的，如气候敏感性、响应时间滞后、风险和公平的处理方式、经济的和非经济的影响、是否包含潜在灾难损失和贴现率选择等。

三、温室气体减排成本的估算

美国国家环保局的研究(US EPA，2006)分析了全球和不同地区以及不同部门的非二氧化碳温室气体的减排成本，指出如果减排成本是$10／tCO2eq，2020年全总的非二氧化碳的减排潜力大于2000MtCO2eq(二氧化碳当量)；如果减排成本为$20／tCO2eq，则减排潜力为2，185MtCO2eq。由于二氧化碳是最大的温室气体来源，而且其在大气中的累积对气候系统产生巨大的影响，目前国内外主要的研究大都集中讨论二氧化碳的减排成本。

1、减排成本估算的方法和模型

二氧化碳的减排成本取决于多种边际替代的可能性，例如不同燃料的替代以及替代能源密集型产品的能力等。替代的潜力越大，则满足特定的减排目标的成本也就越低。研究者主要应用的模型采用两种不同的方法来评估可替代性的选择和减排成本：“自上而下”和“自下而上”的模型。

“自下而上”的能源技术模型，提供了非常详细的有关具体的能源过程或是产品的技术信息。模型趋于集中在一个部门或是一组部门，对于一般能源替代的能力提供较少的信息，也不能反映能源密集型产品价格的变化对这些产品的中期和最终需求的影响。自下而上的研究一般是针对行业的研究，所以将宏观经济视为不变。比较常用的模型有斯德哥尔摩环境研究所开发的LEAP，日本环境研究所的AIM／Enduse以及在国际能源署框架的MARKAL模型等。许多研究机构都根据研究需要和解决的问题开发不同的模型。

“自上而下”的研究是从整体经济的角度评估减排成本的经济模型，包括“可计算一般均衡”(computable general equilibrium，CGE)模型。这些模型的优势在于能够追踪燃料的价格、生产方式以及消费者选择之间的关系。然而，这类模型包涵了较少的具体的能源过程或是产品的信息，能源之间的替代通过平稳的生产函数来体现，而不是详细的可选择的不连续过程。自上而下的研究是从整体经济的角度评估减排成本，使用全球一致的框架和有关减排的综合信息，并抓住宏观经济反馈和市场反馈。自上而下的结果很大程度上依赖于模型建造的假设。Repetto & Duncan(1997)的综合分析发现，广泛应用的估算气候变化减排成本的模型，都包括了以下主要假设：低碳或是无碳技术的可得性以及成本，经济对于价格变化反应的有效性，能源和能源产品可替代性程度，达到具体的二氧化碳减排目标需要的年限。是否减少二氧化碳排放就可以避免一些气候变化的经济成本，是否减少化石燃料的燃烧就可以避免其他的空气污染的损害，碳税税收如何在一个经济体内循环等。如果假设条件不同，得出的减排成本的差异是比较大的。

综合评估模型(Integrated Assessment Models，IAM)模拟人类活动导致的气候变化的过程，从温室气体的排放到气候变化的社会经济影响进行综合的分析。这类模型将温室气体排放、温室气体在大气中的集中程度、气温、降水等要素联系起来，同时还考虑这些要素的变化如何反馈到生产和效用系统。综合模型也多为优化模型，以解决随着时间的变化如何将减排的利益最大化。综合模型利用气候变化经济分析的方法，比较减缓温室气体排放的政策成本和消除或是减弱气候变化的效益。这类模型如麻省理工学院的IGMS模型和Stern报告中应用的PAGE2002等。

2、减排成本的实证研究

IPCC(2007c)第四次评估报告指出，实现中期减排(2030年)，全球将温室气体稳定在445和710ppm CO2-eq之间的宏观经济成本处于全球GDP降低3％和GDP增长0.6％这一范围内。实现长期减排目标(2050年)，大气中温室气体稳定在710和445ppm CO2-eq之间，全球平均的宏观经济成本是GDP增加1％到GDP损失5.5％。大多数研究的结论是随着温室气体稳定目标的严格，减排成本加大。模拟也表明，假设排放交易体系下的碳税收入或拍卖许可证的收入用于促进低碳技术或现有税制的改革，将会大幅度降低减排成本。全球减排二氧化碳的宏观经济成本的估算主要是利用自上而下的模型，模型的总体假设是在全球排放交易的前提下，寻找全球最低的减排成本。

区域减排成本在很大程度上取决于假设的温室气体的稳定水平和基准情景。对于相同地区减排成本的估算，由于采用了不同的模型和假设，最后得出的结果也有很大的差异。虽然计算结果在具体的数据上有所不同，但是模型所解释的总体特征还是具有一致性。Chen(2004)利用中国的MARKAL―MACRO模型，预测中国2050年的一次能源的消费为4818Mtee，碳的排放量为2395MTC，从2000到2050年之间，中国单位GDP的碳强度将平均每年降低3％。在此情景下，如果CO2的减排幅度为基准水平的5-45％，估算的碳的边际减排成本在12美元／吨碳到216美元／吨碳，减排的经济成本相当于在基准基础上损失0.1％到2.54％的GDP。王灿等(2005)采用综合描述中国经济、能源、环境系统的动态CGE模型，分析了2010年实施碳税政策的减排情景。结果发现，在基准排放水平下CO2减排率为0-40％时，GDP损失率在0-3.9％之间，减排边际社会成本是边际技术成本的2倍左右。当在基准排放水平下CO2削减10％时，碳排放的边际成本约99元／吨，GDP仅下降0.1％左右，如果减排率上升到30％时，碳排放的边际成本约475元／吨，GDP将下降1％左右。

英国公共政策研究所(Lockwood et al.，2007)报告了一项基于不同模型对于英国减排成本的估算。其中，Anderson的自下而上的模型结果表明，在2050年，如果减排目标是在1990水平上减排80％，在基准没有控制飞行的排放的情境下，减排的成本为GDP的2.49％；如果控制飞行的排放，减排成本是GDP的1.06％；在能效提高的情景下，减排成本为GDP的0.76％；而如果有新核能的投入，则减排成本为GDP的0.94％。MARKAL―MACRO模型的结果显示，在2050年，基准的情景下减排成本为GDP的

2.81％；加速技术革新的减排成本为GDP的2.58％；高燃料价格的情景下，减排成本为GDP的2.64％；而能源效率加速提高的减排成本为GDP的2.04％。不管哪类模型，结果均显示提高能源效率是降低减排成本的关键因素。这两个模型的结果也被用在英国能源白皮书中，强调提高能源效率是英国的能源政策的优先考虑。

研究还发现估算CO2的减排成本，基于不同的理论和方法的变量是关键的要素，例如贴现率的选择、市场有效性的假设、外部性的处理、价值评估的问题和技术、气候变化相关的政策的影响、交易成本等，这些经济要素的不同都会导致估算成本的差异。

3、技术变化与减排成本

气候是由存储在大气中的温室气体决定的。有些温室气体在大气中能够存在上百年，使得气候变化成为一个长期性的问题，因此技术条件的假设对于减排成本的估算就非常的重要。温室气体的减排成本和技术变化的速率、技术替代以及新技术的应用是直接相关的。和没有考虑技术进步的模型比较，将技术变化包括在模型中估算出来的温室气体减排成本明显的减低(IPCC，2007c)。这些成本下降的幅度关键取决于减缓气候变化的技术研发支出的回报率、行业和地区之间的溢出效应、其它研发的推广以及边干边学的模式和学习的速度等。

目前应用的技术进步模型已经有了极为显著的改进，超越了早期的传统模型中将技术看作是外部变化因子的模式。最近的几个模型允许技术进步的速率或是方向对内在的政策干预做出反应。一些模型(如Popp，2004；Nordhaus，2002)则集中在研究和开发基础上的技术变化，结合政策干预、激励研发的政策以及知识的进步。其他的模型则强调基于学和做的技术变化，考虑累积的产出是和学习相关的，随着产出的不断累积而降低生产成本。相对于那些将技术认为是外部因素的模型，政策介入所产生的技术变化的模型能以比较低的减排成本达到规定的减排目标。

四、气候变化经济学与不确定性

气候变化最大的特点是不确定性，在科学上和经济学上均具有不确定性。科学上的不确定性表现在我们还缺乏对一些科学问题的认识，例如排放的温室气体在大气中积累的量，温室气体集中程度的改变对全球气候的影响，气候变化在全球范围内分布以及出现的速度，区域气候变化对海平面、农业、林业、渔业、水资源、疾病和自然系统的影响等。经济上的不确定性表现为我们不确定世界人口和经济的增长速度，人类活动的能源强度和土地强度，控制温室气体排放或是鼓励技术发展政策对温室气体在大气中累积的影响以及政策的成本等。

1、不确定性与气候政策的选择

不确定性分析的目的一是辨别出一系列可管理的变量，二是估计每一个重要的参数可能的分布，三是估计参数的不确定性对所解决的重要问题的影响。一些成熟的数学模型已经被学者用来分析和成本效益相关的不确定性，如一些学者采用Monte Carlo模拟分析减排模型输出的不确定性，决定那些缺乏知识的随机的参数或是误差如何影响被模拟的系统的敏感性和可信度。此方法提供了给定政策的一系列结果或是一系列的优化政策。王灿等(2006)利用Monte Carlo模型对CGE的二氧化碳减排模型的不确定性进行了分析，他们对CGE模型的50个自由参数进行随机采样，考察模型输出的不确定性。敏感性分析也被用来确定减排成本评估中对估算结果产生重要影响的因素。还有一些研究者利用其他的模型来处理不确定性。例如Nordhaus(2007)利用综合的气候-经济模型DICE同时分析不确定性。

2、不确定性与贴现率的选择

温室气体在大气中的存在要持续一个世纪或是更长的时间，因此减缓气候变化的效益必须在不同的时间尺度上被度量，这样就提出了贴现率在气候变化研究中的重要作用。通常讨论两种贴现的方法，但这两种方法均存在明显的不确定性。一种是应用社会时间偏好率，即纯粹的时间偏好率和福利的增长率之和。另外的方法考虑市场的投资回报率，使项目的投资能够得到这种回报。也有专家指出，应该选择比预期价值低的贴现率，以反映贴现的要素以及贴现率和贴现的时间间隔之间的关系。针对减缓气候变化的行动，一个国家必须将其决策建立在让贴现率能够反映资本的机会成本的基础上。发达国家一般采用4-6％的贴现率是合理的(这个贴现水平被欧盟国家用来评价公共部门的项目)，而发展中国家的贴现率可能会高达10-12％(IPCC，2001)。在Stern的报告中，基于对气候变化公平性的强调，选择了近似于零的0.1％的贴现率，致使其气候变化影响的估算受到了经济学界的批评。Nordhaus(2007)用相似的方法和3％的贴现率重新模拟Stern的估算，发现气候变化的经济影响远远低于Stern的结果。

3、不确定性与减缓气候变化的行动

除了对减缓气候变化的成本估算有影响，不确定性同时也提出了非常重要的问题：是否应该现在就采取行动减缓气候变化?现在行动应该投入多少?还是等待至少是一些不确定性得到解决?经济学原理建议，在缺乏固定的成本和不可逆转性的情况下，社会现在就应该采取减缓气候变化的行动，温室气体的减排量应该是在预期的边际成本和边际效益相等的那个点。然而，无论是在成本侧的低碳技术的投资还是在效益侧的温室气体排放的累计，气候变化和固定成本和不可逆的决策存在着固有的联系。这些特征导致或是采取更为积极的行动来减缓气候变化或是没有行动，分别取决于各自沉没成本的大小。实证性的分析和数学模型建议现在就应该开始采取措施减缓温室气体的排放，以获得显著的环境效益。Stern的研究报告(2006)显示，如果现在采取行动控制温室气体的排放，气候变化的损失会控制在每年损失全球1％的GDP。所以他呼吁世界应该立即行动，大幅度的削减温室气体的排放，以避免气候变化带来的严重损失。

篇8

有关船舶排放温室气体的国际公约及相关要求

目前，对温室气体排放做出限制的国际公约有1992年6月制定的《联合国气候变化框架公约》、1997年通过的《京都议定书》和1997年通过的《MARPOL73/78》附则VI(即《防止船舶造成大气污染规则》)。

基于船舶排放行为的发生地难以判断等原因，以国家作为统计基础的《联合国气候变化框架公约》及其《京都议定书》无法将海运温室气体排放纳入到其减排体系中，而仅仅是要求其附件I所列的国家通过国际海事组织(IMO)限制并减少《蒙特利尔议定书》未予管制的温室气体。尽管如此，《联合国气候变化框架公约》仍然是解决国际海运温室气体排放的法律框架，而国际海事组织（IMO）则是组织实施此职责的最合适的政府间国际组织。

1997年IMO通过的《MARPOL73/78》附则VI的规定如下：

限定了船舶废气中硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）的排放；

禁止故意排放消耗臭氧的物质，包括氟代卤化烃（FCFCs）树脂和氯氟烃（CFCs）；

对船舶排放温室气体的相关设备和技术作出了要求，规定要求除2020年1月1日前允许含有氢化氯氟烃（HCFCs）的新装置以外，所有船上禁止使用含有消耗臭氧物质的新装置；

规定了港口或装卸站对液货船产生的挥发性有机化合物（VOCs）释放控制；

禁止如被污染的包装材料、多氯联苯（PCBs）等物质在船上焚烧。

此附则在2006年8月对中国正式生效，这要求中国籍国际业务的船舶必须在设备和技术上达到履约要求，但对我国的主要航运企业而言，要完全达到这些要求还存在一定难度。而且在航运污染及温室气体排放标准没有明确规定的条件下，这无论对国外远洋运输船舶还是本国运输船舶来说中国都是一个“排气桶”，这会对我国的环境带来严重的污染。

公约对我国海运业造成的影响

1、能效标准的提高对造船业的影响

船舶温室气体减排的技术性措施的本质是提高能源效率,这对造船的科技含量提出了更新、更高的要求，同时也会直接提高造船成本。目前，我国造船业正处于转型的关键时期，如果能够抓住机遇，加紧技术研发，就可能在这新一轮的洗牌中胜出；相反，则可能会对我国的造船业形成一道技术壁垒，从而削弱我国造船业的国际竞争力。

2、节能减排措施对海运竞争力的影响

对船东而言,技术性减排措施的实施意味着要以更多的投资来购置或者改装船舶；而使用岸电、缴纳碳税等手段也会增加船方的营运和管理负担,这些都有可能导致运价的提高从而削弱船舶相对于其他替代运输方式的竞争力。而且，不同船舶达到同一能效标准所要付出的成本不尽相同，因此也会造成运价竞争力的差异。由于缺少比较全面的船舶能效统计数据，所以目前很难确定我国船舶能效表现的优劣；但是，在物流管理方面，我们与发达国家还存在一定的差距，是影响我国船队运价竞争力的不利因素。

3、能效管理对海员的影响

船舶温室气体减排措施的实施也会对海员提出更高的要求。比如,气象定线、确定经济航速、船体维护保养等都需要有相应的专业知识和经验作为基础。如果IMO出台新的法律文件或者通过现有的法律文件将对船舶温室气体减排的要求作为强制性要求,那么海员还应当全面掌握新公约、规则的具体要求。此外,了解船舶节能减排相关要求的船舶设计和建造、物流、信息管理等方面的人才也是必不可少的。

我国应采取船舶温室气体减排策略

中国作为《MARPOL73/78公约》和《联合国气候变化框架公约》的缔约国，减少船舶温室气体排放量对中国履约有着相当重要的意义。但必须承认，中国是一个发展中国家，当前的优先目标是经济与社会发展，在现阶段，中国海运需要一个与经济社会发展相适应的温室气体排放空间。在实现履约减排和发展社会经济中寻找一个平衡点，从公平与发展潜力的角度，制定一些有关我国船舶温室气体排放需求和减缓气候变化的政策，对海运业的可持续发展有着深刻的意义。笔者根据我国实际情况，提出以下应对措施，为我国海运业实现温室气体减排提供参考。

1、建立温室气体排放额交易机制

温室气体排放额交易机制是一个以市场为基础的交易机制，旨在实现减排的前提下，使减排成本较低的船舶所有人和减排成本较高的船舶所有人通过平等交易，达到互利互惠的目的。交易机制内容如下：根据《联合国气候变化框架公约》中的减排目标和我国温室气体年度限定排放量，计算出我国年度总限制排放量，然后根据特定的计算方法，由海事管理部门在各船舶所有人（或船舶经营人）之间分配排放额度。这种额度除了在分配中取得外，还可以通过船方之间的交易取得。减排成本较低的船舶所有人（或船舶经营人）可以通过加强管理、限制航速等手段将排放量控制在所分配到的额度之内，并可把多余额度作为商品出售，同时从自身的排放额度中扣减相应的转让额度。相反，减排成本较高的船舶所有人（或船舶经营人）可以以低于自身减排成本的价格购买排放信用额，以满足其超出所分配到的温室气体排放额度。当这种机制在海运业中发展得较为成熟时，可以将此机制推广到其他行业，例如、航空业、铁路运输业、制造业等，使各行业根据自身特点达到减排和获利效果最优的目标。

2、设立温室气体排放基金

我国船舶温室气体排放基金的款项可以由港务费、吨税、引航费、拖船费、停泊费、系解缆费等拨出。该基金用于奖励提高能源效率，促进船舶航速降低和在港效率提高的所有新造船舶和现有船舶；同时，该基金允许通过从国际和国内交易市场购买排放额度，将船舶超出其总量限制的排放量抵消掉。还可以通过将基金投入到植树造林、保护生态资源等清洁发展项目中，以实现我国在《联合国气候变化框架公约》中做出的承诺。

3、完善国内温室气体排放的法律体系

参照《MARPOL73/78公约》所规定的相关标准和要求，通过调查国内油品运输中温室气体排放的实际情况，实施环境安全评估，并制订相应的排放标准，以适应IMO规则要求及各国海事部门的检查。同时建立严格的环保技术标准和产品包装要求，完善检验、论证和审批程序，实施环境标志等，逐步建立与国际接轨的法律体系，防止因法律体系的不健全而削弱本国海运贸易的竞争力。在完善法律体系的基础上，及时跟踪规范的研发动态，掌握规则的实施和检查趋势，主动提高应对能力。要加强防污法规的宣传教育，制定相关制度，帮助船员了解防污最新要求。

4、积极开展技术研发,增强IMO谈判话语主动权

积极参与研究 IMO 提出的各种技术、营运和基于市场的减排措施，特别是可能的强制性减排措施，评估其对经营的影响。及时将自身面临的问题反馈给我国温室气体减排应对机制研究小组，为中国政府代表团出席国际海事组织会议准备相关提案。

研究强制性新船 CO2设计指数的有关具体细节，评估其对新造船舶的性能要求，为将来的投资购买船舶，做好技术准备。

积极开展现有船舶温室气体减排试点工作，搜集相关的能效数据为将来应对减排积累经验。

5、制定船舶燃料消耗量限值标准和建立准入退出机制

按照法律规定，交通运输部负责组织制定营运船舶燃料消耗量限值标准及相关配套措施和实施方案。该标准必须充分考虑IMO关于船舶二氧化碳排放指数等方面的要求。通过在典型水域开展营运船舶燃料消耗量准入与退出试点，建立营运船舶燃料消耗检测体系，建立经济补偿机制，促进船厂切实强化节能技术进步和创新，加强对高耗能营运船舶进入运输市场的源头控制，今后不符合标准的船舶退出市场或者不得用于营运。

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中图分类号：TM643 文献标识码： A

一、SF6开关设备概述

SF6开关是以SF6气体作为灭弧及绝缘介质的开关设备，该类开关设备的显著特点是运行维护的工作量相对较少，但运行的安全可靠性要明显的优于采用其他的物质作为灭弧及绝缘介质的开关，较高的安全性与可靠性的形成原因多取决于开关设备的结构性能及SF6。这类气体介质的优势性能SF6开关均处于较为封闭的运行状态下，可减少外界环境条件对内部结构运行性能的影响：绝缘性能较为稳定可靠，因为纯净的SF6气体是化学性能较为稳定的非金属氟化物，化学结构造成该种气体在1500l：的气温下依然具备较高的稳定性，具备高压击穿的性能优点：SF6开关的检修周期较长，该类开关的不检修开合次数、累积开合电流等性能指标均较高；SF6开关的导电回路的稳定性及可靠性较高，导电回路几何尺寸较大程度上取决于绝缘灭弧的介质特性及绝缘灭弧室结构，而SF6开关的电流密度相对较小，这使得导电裕度相对较大。

二、全球变暖与温室气体分析

在地球上，大部分太阳的辐射光穿过地球大气到达地表面。大部分的辐射光被地表面吸收，使地球表面变暖。另一方面，CO2等温室气体会吸收红外线的大部分波长区域，并再次辐射出，使地球变暖的情况更为严重。一般来说，CO2气体对大部分波长的红外线吸收率都很高，但唯独对8～12μm波长范围内的红外线吸收率很小。这一范围波长的红外线穿透率很高，被称为“大气之窗”。同样是温室气体的SF6，它的吸收光谱却正好和8～12μm波长范围吻合，因此，SF6气体会吸收8～12μm波长范围内的红外线，并再次辐射出，同样会加剧地球变暖的情况。主要的温室气体是CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs和SF6。其中：温室效应最显著的是CO2，约占60%；SF6最不显著，占0.1%。因此，防止全球变暖，特别是要减小CO2的排放量，当然对SF6也应该给予足够的重视。这些温室气体就像一张张开的塑料膜罩在大地上，阳光可透过“膜”照入大地，但大地的热量却被“膜”所

隔绝，散不到大气中。因此，温室气体越多，气候变暖问题就越严重。联合国政府间气候变化委员会曾报告指出：如果全球气温上升幅度超过1.5K，那么全球20%～30%的动植物将面临灭绝之灾；如果气温上升幅度超过3.5K，那么全球40%～70%的动植物将可能灭绝。目前，地球上温室气体的排放总量为430亿t，其中CO2高达235亿t，

SF6也有2000t。虽然SF6排放总量相对其他温室气体而言不大，但它的全球变暖系数（GWP）却是CO2的23900倍，在大气中存在的年限也高达2300a。

三、SF6气体的温室效应

SF6气体具有优异的绝缘和灭弧性能，总量的80%被用于高压开关设备中。另一方面，在《京都议定书》中，SF6被确定为六种受限制的温室气体之一。CO2的全球变暖系数为1，CH4为21，N2O为310，HFCs为140～11700，PFCs为6500～9200，SF6为23900。这就是说，1kgSF6所产生的温室效应相当于23.9tCO2所产生的温室效应。

SF6气体排入大气后存在的年限也非常长。一般根据大气中的OH活性炭反应特性来评价气体在大气中的存在年限。因为SF6的氟化物和OH活性炭几乎无反应，所以SF6是一种在大气中存在年限长，且非常稳定的气体。根据测算，SF6在大气中存在的年限达到2300a，而CO2为200a。高压开关设备的电压等级不同，用气量也大不相同。如果将高压细分为中压（12kV～40kV）、高压（72kV～252kV）、超高压（330kV～800kV）、特高压（1100kV）四个等级，那么中压开关设备的SF6用气量仅占总用气量的10%，且电压等级越高，用气量就越大。例如：12kVSF6断路器，SF6用气量约为1kg；40.5kVSF6断路器，SF6用气量约为3kg；72kV及以上SF6断路器，SF6用气量高达数千克、数百千克甚至数吨。再如：252kVSF6断路器，瓷柱式的SF6用气量约为30kg，罐式的SF6用气量则高达180kg。可见，SF6的用气量还与断路器结构有关。特别是金属封闭式组合电器，其SF6用气量更大。

四、减小SF6在高压开关设备中的用量

如前所述，SF6是极强的温室气体，因此，减小SF6在高压开关设备，特别是高压、超高压、特高压开关设备中的用量，至为重要。减小SF6用量，主要从改进SF6断路器和组合电器结构做起。对SF6断路器而言，主要是减少断路器的断口数。如图1所示，日本在过去的30多年中不断减少550kV超高压断路器断口数，进而降低了SF6用气量。1976年，550kV断路器采用四断口，单台断路器需充入2000kgSF6；1982年，550kV断路器由四断口减少为双断口，单台断路器充入SF6量为1050kg，较四断口降低了47%；1993年，550kV断路器改进为单断口，单台断路器充入SF6量减少为720kg，较四断口降低了64%。断口数的减少，大大简化了断路器的结构，使产品小型化和轻量化，更重要的是，减小了SF6用气量。

图1日本550kV断路器结构改进示意图

断路器结构的改进，不但减小了SF6的用气量，还减小了SF6的排放量。1995年，日本全年SF6的排放量为700t，到了2005年降低为70t。日本从产品组装生产到运行维护，都严格控制SF6的排放量，并按照日本气体处理行动计划执行。根据相关数据报告，正常运行的断路器，每年的SF6排放量小于断路器内SF6的0.1%；当断路器达到维修阶段时SF6排放量可控制在3%；当断路器达到更换阶段时，SF6排放量也可控制在1%以下。现如今，日本普遍采用结构改进后的断路器和封闭式组合电器。将550kV单断口断路器用于封闭式组合电器，将大大减少组合电器零件，使设备小型化、轻量化，更能减小SF6用气量。图2所示为550kV封闭式组合电器中断路器的单断口垂直布置与传统双断口水平布置的比较。使用垂直布置的单断口断路器后，封闭式组合电器占地面积大大减小，从340m2减小为236m2。与此同时，SF6用气量也大大减小。

图2日本550kV封闭式组合电器中断路器单断口垂直布置与双断口水平布置比较

在较低电压等级领域，封闭式组合电器从分相式发展到三相共箱式、复合式、新型复合式，也使SF6用气量大为降低。以日本66kV/170kV封闭式组合电器为例，分相式设备SF6用气量为250kg；三相共箱式设备用气量为225kg，减少了10%；复合式设备用气量为150kg，与分相式相比减少了40%；新型复合式设备用气量进一步降低至100kg，与分相式相比减少了60%。与此同时，设备的占地面积也逐渐减小。

结束语：

SF6气体是目前发现的六种温室气体之一，它的温室效应是CO2的23800倍，是《京都议定书》禁止排放气体之一。在高压电器制造行业使用着大量的SF6气体，由于管理不当导致SF6气体及在高温电弧作用下产生的有毒分解物排放到大气中，给人们赖以生存的环境带来污染和破坏，同时给电器设备的正常运行和人们身体健康带来不利影响，因此在今后须做好SF6气体的管理，减少对环境的污染，应将少开发和生产SF6气体的电器设备作为高压电器制造行业的发展方向。

参考文献：

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[2]颜湘莲，王承玉，杨韧，季严松，苏镇西，姚强.应用SF_6气体分解产物的高压开关设备故障诊断[J].电网技术，2011，12：118-123.

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《京都议定书》对发达国家的CO2排放量有着明确而严格的规定。例如以1990年为基准，2008年－2012年间欧盟CO2，排放总量减少8％，英国减少7％，日本减少6％。CO2排放主要由于石化能源发电造成的。

但从1990年以来，气体CO2气体的排放总量不但未减少，反而在增加。据《DIW Berlin》最新报道，1990年全球CO2的排放量为216亿吨，而1995年增加到225亿吨，2000年又增加到240亿吨，2005年达到273亿吨。从1990年－2005年，CO2的总量增加了12.6％。这是一个严峻的问题。

CO2排放量按前10个国家排序为：美国59.87亿吨，中国47.70亿吨，俄罗斯15.59亿吨，日本12.94亿吨，印度11.23亿吨，德国8.65亿吨，加拿大5.97亿吨，英国5.65亿吨，意大利4.90亿吨，韩国4.73亿吨等。

这里要特别提到美国和中国，其CO2排放量数一数二。这主要是石化能源发电占的比例较大。如美国石化能源发电占50％以上，而我国石化能源发电占77％以上。因此，要减少CO2气体排放量，就得尽量减少石化能源发电而采用清洁能源和新能源发电。

电力的发展与CO2排放

2006年3月，我国人大审议通过“十一五”规划明确提出，到“十一五”末，单位GDP的能耗要下降20％左右，但在“十一五”开局之年，2006年就未完成当年节能减排任务。

2005年2月16日，旨在限制与减少全球温室气体的《京都议定书》正式生效。在议定书中，6种气体被定为需限制的温室气体。

温室效应使地球温度升高，给人类和环境带来一系列灾难，其影响越来越严重。

在6类温室气体中，二氧化碳(CO2)是最大的温室气体，其温室效应占60％。而CO2主要源于发电燃煤。从世界看，CO2的排放量有增无减。据资料介绍，1990年全球CO2排放量为216亿t，1995年为255亿t，2000年为240亿t，2005年为273亿t。

从国家看，排放CO2最多的国家依次为：美国59.87亿t，中国47.70亿t，俄国15.59亿t，日本12.94亿t，印度11.23亿t。由此可见，美国和中国是CO2排放量最多的国家，这主要是石化能源发电比例很大。

我国电力工业正在快速、平稳增长，截止2006年年底，我国发电装机容量达到6.2亿KW，比2005年约增加1亿kW。其中水电达1.2857亿kW，约占总量的20.67％，而火电达4.8405亿kW，约占总量的77.22％。2006年我国发电量达到2.8248亿kWH，增长14％。由此可见，我国电力增长势头强劲，但电力发展中，火力发电比例很高，也就使我国CO2排放量居高不下，在世界排放量国家中居第二位。

预计“十一五”末，我国发电装机容量将近8亿kW。我国将增加清洁发电和新能源电力的比重，届时水电、核电、清洁煤发电和新能源发电等电力比重将超过35％。

从全球看，电力需求量剧增，全球装机容量将从2003年的37.1kW增加到2030年的63.69亿kW，发电量将从2003年的14.7810万亿kWH增加到2015年的21.69KWH和2030，年的31.0160万亿kWH。

而对电力的巨大需求，减少石化能源发电而更多使用清洁能源和新能源发电至为重要，从而减少CO2，排放量，保护我们共同的地球。

550kV SF6断路器

西开在引进三菱技术基础上经过自主创新研制出的550kV单断口SF6断路器被评为2005年高压开关行业十件大事之列。

西开电气公司于1999年开始启动550kV单断口罐式SF6断路器的研制计划。1999年研制成功了363kV/50kA单断口SF6断路器，在此基础上，利用计算机解析技术，提高了SF6气体额定压力(O.6MPA)和分闸速度，对弧触头和喷口形状作改进，优化了灭弧室结构，从而开发出550kV/50kA单口罐式SF6断路器样机。该样机分别在国家高压电器质量监督体验中心和KEMA试验站完成了绝缘试验及溶性电流、大容量开关等试验项目，并取得试验合格证。

550kV/50kA单断口罐式断路器的主要参数为：额定电压550kV，额定电流4000A，额定短路开断电流50kA，额定雷电冲击耐受电压1675+450kV，额定工频耐受电压680+318kV。

该断路器分相式，操动机勾挂于罐体的一端，电流互感器线圈置于套座下方。灭弧室为单断口结构，其零部件相比双短口减少约一半。该断路器配用新型CQ―I启动弹簧操动机构，可实施分级操作，也可以进行三级电气联动操作。

550kV/50kA单断口SF6断路器的研制成功，大大提高了我国超高压SF6断路器的制造水平。

新身高LW56―550/Y4000－63型罐式SF6断路器获得2006年中国机械工业科学技术进步三等奖。

该产品是在消化ABB公司ELH3型GIS中断路器部分为基础设计的，采用双端口小型化灭弧室结构，具有较高的电寿命，额定短路电流累计开断20次，配用ABB公司的HMB8型液压弹簧操动机构具有操作功大、动作平稳、噪音低、体积小等特点。

主要技术参数如下：

额定电压：550kV

额定电流：4000A

额定短路开断电流：63kA

额定峰值耐受电流：160kA

额定SF6气压：0.6mPa

分闸时间：≤20ms

开断时间：≤60ms