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试析近30年来务川县气候变化的主要特征

2020-06-13 445 上传者：管理员

摘要：采用务川县国家一般气象观测站1980～2009年的气温、降雨、日照等观测资料,通过线性倾向估计、滑动平均和累积距平等方法,分析了近30年来务川县气候变化的主要特征。结果表明:近30年来,务川县年平均气温升高了0.54℃,春季气温上升贡献最大;年降水量趋势变化不明显,季节变化较复杂,仍需进一步研究;年日照时数及季节性变化特征呈现整体下降趋向,春、秋两季缓慢增多,夏、冬两季呈减少趋势,夏季较明显。

关键词：
季节变化
气候学
气候特征
气温升高
相关性检验
统计
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1、前言

近30年以来,气候变化成为全球关注的热点问题。左洪超[1]和陈隆勋[2,3]等曾分别研究了1860～1989年和1921～2002年中国的气候变化,结果表明自本世纪70年代后期起,气温升温明显,全国平均温度变暖,具有明显的区域性,其中北方大部地区变暖,增温最明显的季节是冬季,年降水量以12.7mm/10年的倾向率递减。对于80年代中期以后的增暖,贡献最大的是冬季和秋季;就务川县而言,春季增暖的贡献较大。自1985年开始,最高最低气温都是变暖的,1985年以后中国变暖并不完全是以最低气温变暖为主而形成的;就务川县而言,最高、最低气温的贡献均存在,且季节差异明显。陈隆勋和崔盘茂[3][4]等对近40～50年我国降雨研究指出:全国平均年降雨量呈减少趋势,但西部降雨量增长趋势明显,其中以西北地区为最,而西南一些地区有减少趋势;就务川县而言,这种降雨的减少趋势不明显,而且季节变化特征复杂,仍需进一步研究[5]。务川县日照时数有减少的趋势,特别是夏季显著性的减少也需要进一步结合其他气象要素综合分析。

2、气候资料和分析方法

本文所统计和分析利用资料为务川县国家一般气象站1980～2009年的气象观测资料,选取逐年平均气温、平均最高气温、平均最低气温、年降雨量、季度降雨量、日照时数等观测资料。根据以上数据对务川县近30年气候变化特征进行分析研究。本文使用季节划分为:春季(3～5月)、夏季(6～8月)、秋季(9～11月)、冬季(12月至次年2月)。

3、气温变化趋势分析

3.1平均气温状况及其变化

图1务川县近30年平均气温线性变化趋向

近30年来,务川年平均气温随时间呈上升趋向,平均增温速度为0.18℃/10年,近30年来平均气温增加了0.54℃。以1990年为界线可以大致分为冷、暖两个层次,90时代末期之前为冷期,之后为暖期。务川年平均气温改变趋向系数为0.4604,通过α=0.05的显然性水平检查,说明近30年来存在明显的温度上升趋势(图1)。

图2务川县30年平均气温距平图

从表1中可以得知,三个年代际务川县平均气温改变波动在0.0℃至0.2℃之间,处于普通振荡区域内,特别是春季在90年代末出现了较明显的正距平,显示最近10年升温也较为明显。

冬季、春季、秋季年代际呈逐步提升的趋向,春天的温度的年代际变化速率最大,达0.42℃/10年,冬季次之,为0.34℃/10年,均超过年平均气温变化速率(0.18℃/10年);除春季平均气温线性改变趋向通过α=0.01显著性检验外,其他季节未能通过检验,由此可以看出春季温度提高较为明显,有助于对年平均气温的提高。(分析曲线略)

3.2最高气温状况及其变化

图3务川县最高气温变化

近30年以来,务川最高温度提升明显,平均提升速率为0.36℃/10年,较年平均气温而言,年平均最高气温升温幅度更大。线性变化趋向均通过α=0.01显著性检验,年平均最高气温与年平均气温的升高趋势具有一致性且前者的幅度更大(图3)。

春天和秋天最高气温与年平均最高温度一致,呈上升趋向,其变化速率分别为0.68℃/10年和0.36℃/10年,相关系数进行检验,夏天能通过α=0.01显著性检验,秋季能通过α=0.10显著性检验(r0.10=0.2241,r0.05=0.2656,r0.01=0.3445),可见,春、秋两季平均最高气温在年平均气温的变化趋势中贡献最大。春季最高温度在年最高气温的变化趋向中贡献最大。

3.3最低气温状况及其变化

图4务川县最高气温变化

近30年以来,务川最低气温提升很显然,平均提升的速度为0.21℃/10年,线性变化趋向通过α=0.05显著性检验,年平均最低温度与年平均温度的升高趋势具有一致性且前者的幅度更大。综上,年代际温度上升速率方面,最高气温>最低气温>平均气温,且均显著(图4)。

春季、冬季呈上升趋势,其变化速度分别表现为0.33℃/10年和0.38℃/10年,从对相关系数进行检验可以知道,春季能通过α=0.01显著性水平检验,冬季能通过α=0.10显著性检验,可见,春、冬两季最低温度在年平均温度及平均最低气温的改变趋向中贡献最大。

春季温度升高的趋向凸显在方方面面,如年代际距平、平均温度、平均最高、最低温度上,并均通过显著性检验,可见,春季气温随年代际的升高是务川县气温年代际升高的显著气候特征。

4、降水变化特征分析

4.1年降水量变化特征

降雨量的年际改变特点为1994～1999年为偏多期,1985～1990年、2003～2006年为偏少期。近30年以来,务川县降雨量多年平均值为1014.3mm,年降雨量的最多值发生在1997年(1288.3mm),最少值出现在2005年(705.6mm)。年降雨量未能通过显著性检验趋向检验,故趋向不明显。降水相对变率上看,务川县位于30°N以南,年相对变率在15%以下,年降水充沛。

务川县年降雨量累积距平曲线在2000年出现巅峰值,1990年出现低谷值。1979～2008年降雨过程大体可以区分为以下几个时期:偏多期为1993-2000年,偏少期为1984～1990年、2002～2006年。多雨期与少雨期是更替出现,在这段时期有3～5年的平均期(图5)。

图5务川县年降雨累积距平曲线图(mm)

4.2四季降水量变化特征

从1980—2009年以来,务川县降雨量呈提升趋向,但改变趋向不明显(相关系数未能通过α=0.1的显著性检验)。其中夏天、秋天降雨量下降趋向最大,冬天、春天有提高趋向,但均未能通过检验。因此,导致近几年来务川县降雨量变化的原由是较为复杂的,还有待于学者进行更为透彻的钻研。

5、年日照时数变化特征分析

务川县30年平均年日照时数为1172.3h。日照时数偏多的年份有12年,偏多最多的年份是1998年,偏多177.8h;日照时数偏少的年份有18年,最少年份为2005年,偏少133.2h,日照时数下降的趋向未通检验。夏季日照时数的减少趋势通过α=0.05的显著性检验,其与年平均气温的降低,以及平均最高、最低气温的无明显升高和夏季累计降雨量的降低之间是否具有相关性有待进一步研究。

6、结语

近30年以来,务川县年平均气温、最高、最低温度提升特征显然,1998年以后增暖趋向凸显,春季气温上升对整体气温特征方面的贡献最大,近30年来,务川县年平均气温提升了0.54℃。

近30年以来,务川县年降水量趋势变化不明显,季节改变比较复杂,仍需进一步研究。

近30年以来,务川县年日照时数及季节改变特征呈现整体表现为下降的趋向,春、秋两季缓慢增多,夏、冬两季表现为下降趋向,夏季较明显。

参考文献:

[1]左洪超,吕世华,胡隐樵.中国近50年气温及降水量的变化趋势分析[J].高原气象,2004,23(2):238-244.

[2]陈隆勋,朱文琴,王文,等.中国近45年来气候变化的研究.中国气象科学研究院,北京,100081.

[3]陈隆勋,邵永宁,张清芬,等.近四十年来中国气候变化的初步分析[J].应用气象学报,1991.2(2):164-173.

[4]翟盘茂.中国降水极值变化趋势检测[J].气象学报,1999.57(2),208-216.

[5]吉廷艳,李玉柱,杨利群.贵州气温、降水及湿度等气象要素的空间分布特征.贵州气象.2000.01.

高建飞.务川县近30年气候变化特征分析[J].农业开发与装备,2020(02):103-104.