夏季极端高温对山东省现货价格的影响

一、背景

全球变暖是当今世界面临的最为紧迫和复杂的挑战之一，它主要是由人类活动大量排放温室气体（如二氧化碳、甲烷等）所导致的全球平均气温上升的现象。IPCC第六次报告指出，人类活动“明确”导致了全球气候变暖。报告中指出2011-2020年全球地表温度比1850-1900年高出1.1℃，这是过去2000年来前所未有的升温速度。

同时根据中国气象局发布的《中国气候变化蓝皮书（2025）》中最新数据显示，全球气候系统变暖的趋势仍在持续，2024年全球地表平均温度创出自有气象观测记录（1850年）以来的最高值，同时中国年平均气温较常年值首次高出1.0℃，为1901年以来的最暖年份。

全球变暖影响深远，会导致极端热浪的频发、强度和持续时间增加，从而使得空调等制冷设备的用电需求急剧攀升。这一现象正通过“制冷刚需”深刻重塑全球能源需求格局。国际能源署（IEA）数据显示，自2000年以来，全球对空间制冷的能源需求以每年约4%的速度增长，是供暖需求增长率的两倍。国际能源署预计到2035年，制冷的能源需求将额外消耗1200太瓦时的电力。

这一趋势对电力供应带来了巨大压力，电力需求的激增，需求增长导致日前价格升高。图1为2025年7-8月日前价格，可以看出山东省现货价格在7月初高于中长期价格，在8月份现货价格居高不下，出现两次高价时间段，分别在8月5日和8月22日创出新高。本文基于本文将从气象学与电力交易的交叉视角，分析现货价格持续升高背后，高温形成的原因及其对用电负荷的影响。

图1 山东省2024-2025年7-8月日前价格

二、山东省用电负荷与气温的关系

山东省地处温带季风气候区，夏季受副热带高压控制，高温天气频发。近年来，受全球变暖影响，山东省极端高温事件呈现频率增加、强度增强的趋势。2025年夏季，山东省多地出现连续超过40℃的极端高温天气，打破多项历史纪录。高温不仅直接提升了居民和商业部门的制冷需求，也加剧了工业生产的冷却负荷。

由图2可知，2025年6月山东省日前用电负荷较2024年6月同比持平，而7月日前负荷同比大幅升高14.3%，8月1日-10日日前负荷同比升高3.6%。从图中可以看出，日前负荷的增长与温度的变化趋势高度吻合，2024及2025年日前负荷与气温的皮尔逊相关系数分别为0.84和0.90，呈现很强的正相关性。由此可知夏季温度的升高，是导致负荷增长的主要驱动因素。同时在高温天气下，电力需求的激增对电力供应的稳定性也提出了更高要求。

图2 山东省2024-2025年6月1日-8月10日负荷和日平均温度变化

从图3中可以看出，7月、8月温度对负荷的影响整体大于6月。6月气温对负荷的影响相对比较平稳，而7月和8月随着气温的升高，负荷随之显著增长，尤其是在持续高温期间，这表明高温天气对电力需求的拉动作用更为明显。

图3 温度、日前负荷拟合

图4为2024年和2025年山东省6-8月地表平均气温（ERA5）的对比，截至2025年8月8日，山东省2025年6月平均地表温度较2024年同比降低0.5℃，7月同比升高1.9℃，8月同比持平。从图中可以看出，山东省不同地区温度分布不尽相同，这是由于山东省下垫面特征相对复杂，受海陆位置和地形地貌的影响。山东省中部由于泰山等山脉的存在，地势海拔较高，气温较其它地区相对偏低。山东半岛附近的沿海地区气温相对较低主要是由于海洋的调节作用使得沿海地区气温相对稳定。相比之下，山东省的北部和西部内陆地区的温度变化更为剧烈，尤其是在鲁西北平原地带，更容易出现极端高温事件，且持续时间较长。

图4 山东省2024-2025年6月1日-8月8日地表平均温度

（数据来源于EC）

从气象学的角度来说，高温形成的原因是多方面的，主要受到大气环流、地表特征以及人类活动等多重因素的影响。以山东省为例，高温天气的形成除了受副热带高压的持续控制外，局部地表特征也起到了重要作用。有学者研究表明，当中高纬度地区存在明显的“两脊两槽”或者“两脊一槽”环流形势，山东易发高温热浪天气，西北太平洋洋面上副热带高压异常偏强偏北，连续晴好天气的下沉气流导致气温升高和持续（文献参考：环海军,徐玮平,刘岩,等.山东高温天气分布及变化特征.干旱气象,2025,43(01):64-75.）。今年7月初及8月，山东省均有持续性高温天气发生，但高温产生的原因有明显的差异。

三、山东省高温类型分析

（一）副热带高压控制高温

副高是副热带地区（南北纬30°附近）的暖性高压系统，呈东西扁长状，常断裂成多个单体。而副高是常年存在的大尺度高压系统，它过早或者过晚北跳对山东省的影响截然不同。

当副热带高压异常偏强偏北时，山东受副高控制以晴好天气为主，高压中心以下沉气流为主。正常情况下，高度越高，空气的温度越低。但是当空气从高层下沉到底层时，空气的温度会逐渐升高。同时由于气层顶部和底部下沉的距离不同，从而形成顶部气温高，而底部气温低的现象，气象学上把这一现象定义为逆温层。当出现逆温层时，大气层结稳定，将会抑制对流天气的形成，阻挡底层水汽上升，使云滴无法发展成大规模的降水系统。因此当副高大范围控制且形成逆温层时，可以形象地理解为一个巨大的“锅盖”盖在上空。

在图5中，紫色填充区为850hPa高度上风速达12m/s的急流区，正好处在山东省上空。西南方向来的低空急流携带了大量的水汽源源不断输向山东地区，但是因为副热带高压在7月3日-5日的持续存在，低层的水汽无法向上传输，于是山东省就成为了一个高湿、高温的环境，使得体感温度显著升高，天气极度闷热。

图5 7月3日、7月5日 500hPa及850hPa实况

（图源自中国气象局）

在副热带高压及低空急流的共同作用下，山东省受高温的持续影响，用电需求显著上升，图6中可以看到在2025年7月1日-7月5日，山东省实测的全网负荷呈现显著上升的趋势，最高负荷出现在7月5日，达到106094兆瓦，创出历史新高。

图6 山东省2024-2025年7月1-10日全网负荷实测

（二）两槽一脊型高温

图7为中国气象局发布的8月2日-8月5日500hPa实况图，受台风杨柳影响，副热带高压有所减弱。从8月2日开始到8月3日，高纬度东北亚鄂霍茨克海附近逐渐有高空槽发展，8月4到8月5日，高空槽进一步发展加深，在鄂霍茨克海西侧大陆上形成低压中心。同时在贝加尔湖西侧也存在一个较强的低压中心，从而形成两槽一脊的高空环流形势。山东省位于槽后脊前，8月3日850hPa图中可以看出山东省受西北气流控制，天气晴好，受下沉气流及晴朗天气影响逐渐升温。8月4日-8月5日持续受下沉气流影响，山东省温度持续较高，同时高空槽过境在8月5日前后带来一次小规模降水，加大了空气湿度，使得体感温度进一步升高，最终导致山东省8月5日前后用电负荷激增。

图7 8月3日、8月5日 500hPa及850hPa实况

（图源自中国气象局）

与7月初副热带高压控制不同，8月初高温主要是受高空槽后脊前的下沉气流影响而导致的高温，高温持续时间较长。图8中可以看山东省实测的全网负荷在8月初稳定维持在100000以上，较往年同期大幅升高。

图8 山东省2024-2025年8月1-10日全网负荷实测

（三）其它气象因素对升温的影响

除大尺度环流对气温有影响外，风对气温的在特定情况下也有显著影响。风对降温的影响程度更大，如冬季的寒潮爆发，伴随着大风，同时使得气温在24小时内降温≥8℃，或48小时内≥10℃，或72小时内≥12℃。本质上是风将北方的冷空气向南传输，冷平流过境导致温度大幅降低。与冷平流对应，暖平流过境会是该地区升温。如图7所示，根据中国气象局的气象预报，在8月21日山东省上空存在较强的急流区，西南暖湿气流沿着急流区持续向山东地区输送，带来显著的暖平流效应。同时受山东省下垫面的影响，从南方输送而来的暖湿气流在迎风坡容易产生降水，在背风坡形成焚风效应，使得背风坡一侧气温显著升高。同时从实况图中可以看见，副热带高压中心位于山东省南侧，导致持续升温。这种局地性风场引发的升温现象，与大尺度环流背景下的高温相互叠加，进一步加剧了山东省的高温强度。

图9 8月21日 850hPa、2m温度预测图及实况图