達(dá)州市1960—2009年溫度變化特征

羅貴東，王 英，唐雪峰

(四川省渠縣氣象局，四川 渠縣 635200)

1 前言

以溫度升高為主要特征的氣候變化是近些年全球關(guān)注的熱點(diǎn)，氣候變化是全球變化研究的核心問題和重要內(nèi)容，氣候變化將會(huì)是“人類21世紀(jì)最大的挑戰(zhàn)”，其影響“不亞于戰(zhàn)爭和沖突”。2007年2月IPCC 第四次氣候變化評估報(bào)告顯示，過去100年(1906—2005年)全球平均地表氣溫升高0.74℃;2005年全球大氣CO2濃度為379 ppm，是65 萬年以來最高的。預(yù)測未來100年仍將上升1.1～6.4℃［1］。這一增溫對全球自然生態(tài)系統(tǒng)和各國社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成了重大而深刻的影響，使人類的生存發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

達(dá)州近些年“倒春寒”、“高溫?zé)崂恕?、“秋老虎”、“低溫冰凍”等各種極端溫度事件也頻頻發(fā)生，極端的高溫和低溫事件，給達(dá)州經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展帶來巨大損失。因此本文希望可以通過研究分析得到在全球變暖背景條件下達(dá)州近50 a 來溫度變化特征。

2 資料和研究方法

2.1 資料

采用達(dá)州市6個(gè)縣市氣象站1960—2009年月平均氣溫和達(dá)縣1951—2009年逐日最高最低氣溫為主要研究資料分析。開江1968年3—5月、10月，達(dá)縣1969年5—8月缺測，宣漢1969年8月缺測，缺測月份的月平均氣溫資料用前后2年當(dāng)月的平均值來代替。

2.2 分析方法

根據(jù)常用的季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)，春季定義為3—5月，夏季6—8月，秋季9—11月，12—次年2月冬季。溫度變化趨勢主要用氣候傾向率和氣候趨勢系數(shù)2 種統(tǒng)計(jì)方法分析。

3 平均氣溫變化特征

3.1 平均氣溫變化總體趨勢

達(dá)州歷年月平均氣溫最高出現(xiàn)在8月，最低出現(xiàn)在1月。根據(jù)全市各站的平均氣溫，計(jì)算1960—2009年各月、年平均氣溫和氣溫年較差的趨勢系數(shù)。表1 為達(dá)州1960—2009年各月、年平均氣溫以及氣溫年較差趨勢系數(shù)，當(dāng)|r|≥0.273 時(shí)，通過信度為0.05 的相關(guān)性檢驗(yàn);當(dāng)|r|≥0.231 時(shí)，通過信度為0.1 的相關(guān)性檢驗(yàn)，通過相關(guān)性檢驗(yàn)即可認(rèn)為此變化不是隨機(jī)波動(dòng)而是具有明顯的氣候趨勢。從表中可看出，3月和6—8月平均氣溫的趨勢系數(shù)為負(fù)數(shù)，其余月份為正數(shù)，2月、11月為顯著正相關(guān)，氣溫有明顯的上升趨勢。秋季氣溫是上升最為明顯的季節(jié)，達(dá)到每10年0.1℃，并且通過了0.05 信度值的檢驗(yàn)。氣溫年較差變化趨勢為顯著負(fù)相關(guān)，說明年溫差有明顯減小趨勢，這主要是因?yàn)槎?12—次年2月)氣溫呈略微上升趨勢，而夏季(6—8月)氣溫呈略微下降趨勢(但均并未通過顯著性檢驗(yàn))，最冷月升溫，最熱月降溫，使得氣溫年較差減小。雖然氣溫呈現(xiàn)一些上升的趨勢，但是我們必須注意，這并不意味著冬季就不會(huì)出現(xiàn)低溫天氣，如2008年1月就出現(xiàn)的持續(xù)低溫雨雪冰凍天氣，20 d平均氣溫達(dá)到了歷史最低。同時(shí)，氣候變暖也并不意味著高溫酷暑會(huì)更加嚴(yán)重，這從夏季氣溫呈下降趨勢也可以看出，雖然高溫酷暑天氣出現(xiàn)概率降低了，但仍然有出現(xiàn)高溫天氣的可能，如2006年特大高溫伏旱。

表1 達(dá)州1960—2009年氣溫變化趨勢系數(shù)及傾向率

3.2 平均氣溫年代際變化特征

由表2 和圖1 可見，年平均氣溫在20世紀(jì)80年代呈明顯下降趨勢，1960—1989年平均氣溫傾向率為－0.206℃/10 a，20世紀(jì)90年代以后氣溫呈明顯的上升趨勢，1989—2009年平均氣溫傾向率則高達(dá)0.609℃/10 a，而且趨勢系數(shù)達(dá)到0.05 的置信度水平。從5 a 滑動(dòng)平均氣溫可以看出80年代中期開始?xì)鉁爻霈F(xiàn)了上升趨勢，90年代后期之后上升更加明顯，2000年后的平均氣溫比80年代已經(jīng)上升了0.8℃。根據(jù)表2，20世紀(jì)70年代氣溫變化趨勢不明顯，氣溫略有下降;80年代有1月、5月、11月出現(xiàn)小幅增溫，其余月份均是降溫，降溫主要出現(xiàn)在2—4月、7—9月;90年代除5月降溫以外其余月份均是增溫，其中7—9月最為明顯;2000年后只有8月出現(xiàn)降溫其余均為增溫，增溫最為明顯的是2—3月和7月。過去近20 a 里增溫主要出現(xiàn)在2—3月，增溫幅度達(dá)到了1.7℃，7 和9月也分別增加了1.2℃、1.3℃。2001—2009年平均氣溫均在平均值以上，2006年的年平均氣溫還創(chuàng)造了50 a 來最高值17.9℃。

表2 達(dá)州各年代平均氣溫距平 (0.1℃)

圖1 達(dá)州1960—2009年平均氣溫(單位℃)

4 最高和最低氣溫變化趨勢

4.1 最高氣溫變化趨勢

達(dá)縣最高氣溫出現(xiàn)在5—9月，頻率最大的月份是8月，占到48.3%，其次為7月占到36.2%，40℃以上的高溫歷史上共出現(xiàn)17 d，其中有16 d 出現(xiàn)在8月，1 d 出現(xiàn)在7月，這跟達(dá)州最容易在8月份受到副熱帶高壓控制形成高溫伏旱天氣是一致的。達(dá)縣歷史最高氣溫為42.3℃，出現(xiàn)在1953年8月19日。

表3 達(dá)縣各年代≥40℃、≤0℃天數(shù)

圖2 達(dá)縣1951—2009年最高氣溫變化趨勢(單位℃)

1951—2009 年逐年最高氣溫變化趨勢不明顯，在平均值上下波動(dòng)，不過仍存一些年代變化特征，60年代和80年代沒有出現(xiàn)過40℃以上的高溫天氣，而50年代是高溫出現(xiàn)最頻繁的時(shí)段，1953年8月16—20日和1959年8月20—24日均出現(xiàn)了連續(xù)5 d 在40℃以上的酷暑天氣，17個(gè)40℃以上的高溫日有11個(gè)都出現(xiàn)在50年代。

最高氣溫變化的趨勢也反映了夏季氣溫沒有明顯的上升，近10 a 極端高溫天氣出現(xiàn)的頻率還低于50年代，這與前面夏季平均氣溫略有下降的結(jié)論是基本一致的。過去50 a 的最高溫度資料表明氣候雖然有變暖的趨勢，但達(dá)州夏天高溫頻率并沒有增加。前面分析平均溫度變化也是夏季降溫，升溫主要出現(xiàn)在秋季也反映出這一事實(shí)。

4.2 最低氣溫變化趨勢

達(dá)縣最低氣溫出現(xiàn)在12—次年3月，頻率最大的月份是1月，占到61.0%，其次為12月占到23.7%，達(dá)縣歷史最低氣溫為－4.7℃，出現(xiàn)在1956年1月9日。低于－3℃的天數(shù)為22 d，除了1991年12月28—29日外都出現(xiàn)在50—70年代。80年代雖然平均氣溫最低但是卻很少出現(xiàn)極端低溫，最低氣溫為－2.3℃，出現(xiàn)在1982年12月27日。總的來看，低于0℃的天數(shù)隨著時(shí)間變化呈減少的趨勢，這也意味著霜凍天氣在減少。

圖3 達(dá)縣1951—2009 最低氣溫變化趨勢(單位℃)

極端最低氣溫呈現(xiàn)明顯上升的趨勢，氣候傾向率達(dá)到0.318℃/10 a，趨勢系數(shù)達(dá)到0.420 8，顯著性檢驗(yàn)通過了0.01。這也是本文所分析的溫度變化指標(biāo)上升趨勢最為顯著的一項(xiàng)，這意味著在氣候變暖的大背景下，升溫最明顯的是最低氣溫，極端寒冷天氣出現(xiàn)的概率在逐漸降低。這時(shí)可能有人會(huì)說極端低溫升高了是好事啊，少了凍害。然而，一個(gè)地方的生物和人類生活生產(chǎn)方式已經(jīng)適應(yīng)了原來的氣候，氣候的突然變化會(huì)帶來巨大的災(zāi)難，不論是升高還是降低自然界都需要找到新的生態(tài)平衡來適應(yīng)氣候的變化。比如冬季低溫強(qiáng)度減弱了，將會(huì)導(dǎo)致病蟲害更易越冬，這將可能會(huì)導(dǎo)致來年病蟲害的爆發(fā)性流行;冬季低溫強(qiáng)度減弱了，可能造成一些需要春化作用的作物不能經(jīng)歷足夠的低溫從而影響春季的開花結(jié)果;冬季低溫強(qiáng)度減弱了，一些作物可能會(huì)在冬季提前開花，而后面出現(xiàn)冷空氣的話將帶來災(zāi)難性后果。當(dāng)然也有可能出現(xiàn)有利的一面，如冬季低溫少了，取暖需要的能源會(huì)更少;一些冬季不適宜種植的作物，由于熱量條件更好，可以種植了;利于作物生長的時(shí)間更長了。

5 結(jié)論

①1960年以來達(dá)州市氣溫呈小幅上升的趨勢，年平均氣溫傾向率為0.064℃/10 a，其中20世紀(jì)80年代降溫顯著，90年代以后氣溫明顯上升，1989—2009年平均氣溫傾向率則高達(dá)0.609℃/10 a。

②冬、春、秋3 季增溫，夏季降溫，由此也導(dǎo)致氣溫年較差減小，秋季溫度升高趨勢最為明顯。

③最高氣溫變化趨勢不顯著。最低氣溫呈現(xiàn)明顯的上升趨勢氣候傾向率達(dá)到0.318℃/10 a，趨勢系數(shù)達(dá)到0.408 3。低溫霜凍天氣呈現(xiàn)減少的趨勢。氣溫升高主要是由于最低氣溫升高引起的。

［1］IPCC.Summary for Policymakers of Climate Change 2007:The Physical Science Basis.Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change［M］.Cambridge:Cambridge University Press，2007(in Press).