近五十年來廣西海島的氣候變化與氣象災害特征分析

何 如 ，黃梅麗 ， 羅紅磊 ， 李艷蘭

（1．廣西氣象服務中心，南寧 530022；2．廣西區(qū)氣候中心，南寧 530022）

廣西海岸帶位于祖國沿海西南端，其海岸線東起自與廣東接壤的英羅港，西至中越邊界的北侖河口，全長1595km。沿海有大小島嶼624個，面積為45．8km2，島嶼岸線長 354．5km，其中潿洲島和斜陽島是廣西最大的兩個古火山殘堆體島嶼。沿岸水深≤5m 的淺海面積為 1437．56km2，灘涂資源 10．1 萬 hm2［1－3］。

廣西海島既是風能、太陽能、潮汐能等自然資源豐富的地帶，又是臺風、暴雨、雷暴等多種自然災害頻繁發(fā)生的地帶［4－6］。研究廣西海島地區(qū)的氣候特征及其變化規(guī)律，并對該地區(qū)的氣象災害特征進行分析，對科學開發(fā)利用海島資源和保護海島環(huán)境，增強北部灣經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1 資料來源與方法

1．1 資料

以潿州島作為代表站，利用其近50年（1956～2010年）的氣象觀測資料，包括氣溫、降水量、日照時數(shù)等氣象要素，以及1961～2010年歷史災情數(shù)據(jù)。本文利用1956～2010年時間序列回歸進行擬合。氣候值為1956～2010年55年的平均值。

1．2 方法

（1）使用一元線性回歸方程描述氣溫或降水的變化趨勢，即y=a0+a1t，趨勢變化率由最小二乘法求得，即，為氣候傾向率，單位為：℃／10a 或 mm／10a。

（2）年代際階段性分析：用 50、60、70、80、90 和21世紀10年代分別代表1956～1960年、1961～1970年、1971～1980 年、1981～1990 年、1991～2000 年和2001～2010年。

2 廣西海島基本氣候要素特征

廣西海島地處南亞熱帶季風區(qū)［7－9］，氣候溫暖，熱量豐富，潿洲島年平均氣溫為23．2℃，是廣西年平均氣溫最高的地方。年極端最高氣溫為35．8℃，出現(xiàn)在5月份。日最高氣溫≥35．0℃的酷熱天氣年平均出現(xiàn)日數(shù)僅為0．1天，酷熱天氣主要出現(xiàn)在5～9月份。年極端最低氣溫為2．9℃，出現(xiàn)在12月份。

潿洲島年平均總降水量為1381．1mm。由于受冬、夏季風交替影響，降水量季節(jié)分配不均，以夏季最多，冬季最少；另外，秋季降水量多于春季。夏半年（4～9月）為雨季，降水量占全年降水總量的81%，其中6～8月為主汛期，是一年內(nèi)降水最集中的時期，占全年降水總量的54%，大雨以上降水天氣過程出現(xiàn)頻繁。冬半年（10～3月）為干季，降水量僅占年降水量的19%，少雨干旱。

圖1 1956～2010年廣西海島年平均氣溫變化圖

潿洲島年日照時數(shù)為2227．5小時。日照時數(shù)的季節(jié)變化特點是冬春少，夏秋多。其中，冬季最少，為381．6小時，僅占全年日照時數(shù)的17%；夏季最多，為699．4小時，占全年日照時數(shù)的31%。

潿洲島年平均風速為 4．6m．s－1，其中冬季平均風速最大，達 5．2m．s－1；秋季、夏季次之，春季最小。 年主導風向為北風或偏北風，冬季盛行偏北風，夏季盛行偏南風。

圖2 廣西海島四季平均氣溫年代際變化趨勢

3 廣西海島氣候變化規(guī)律

3．1 氣溫變化

1956～2010年55年觀測資料顯示，廣西海島的年平均氣溫呈波動性上升趨勢，年平均氣溫最低值為22．2℃，出現(xiàn)在1967年；年平均氣溫最高值為24．2℃，先后在1998年和2003年出現(xiàn)兩次。從線性趨勢分析，近50年來，海島的年平均氣溫升高了0．70℃，升溫速率為 0．13℃／10 年。 年平均氣溫自上世紀80年代后期開始振蕩上升，90年代后期以來，升溫更加顯著（圖1）。

從氣溫的季節(jié)性變化來看，春季、秋季、夏季、冬季的升溫速率依次增大，升溫速率分別為0．08℃／10年 、0．12℃ ／10 年 、0．13℃ ／10 年 和 0．18℃ ／10 年 ；1956～2010 年的 55 年間分別升高了 0．44℃、0．66℃、0．72℃和 1．00℃。 由圖 2可見，廣西海島四季氣溫年代變化均呈上升趨勢，但各年代變化不盡相同。春季，90年代之前，氣溫呈現(xiàn)波動變化，60年代比50年代低0．23℃，70年代氣溫回升，80年代又比70年下降0．62℃，進入90年代后持續(xù)升溫，90年代比80年代上升 0．59℃。夏季，70年代比 60年代略低0．08℃，80 年代比 70 年代上升 0．43℃， 此后氣溫變化幅度不大。秋季，70年代比60年代低0．55℃，進入80年之后持續(xù)升溫，21世紀10年代比90年代增溫 0．27℃。冬季，80 年代比 70 年代低 0．32℃，進入90年之后持續(xù)升溫，21世紀10年代比70年代升溫0．36℃?？傮w看來，年平均氣溫的上升，主要來自冬季和夏季氣溫升高的貢獻。

3．2 降水變化

1956～2010年廣西海島年降水量呈增多趨勢，增幅為 19．1mm／10年。 1956～2010年的 55年間，海島的年降水量增多了105．1mm，變化趨勢比較明顯。年最大降水量為2404．7mm，出現(xiàn)在2008年，為洪澇年；年最小降水量為634．9mm，出現(xiàn)1962年，為干旱年（圖 3）。

年降水量的變化亦較明顯，從進入80年代之后，降水量增加趨勢明顯。上世紀50年代呈現(xiàn)出逐漸增大的趨勢；進入60年代除1965年外，均為少雨期；70年代中后期大多數(shù)為多雨期；80年代前期為多雨期，后期為少雨期；90年代雨量振蕩，趨勢不明顯；進入21世紀，雨量變幅較大，2001～2002年、2008年為多雨期，其余均為少雨期（圖3）。

圖3 1956～2010年廣西海島年降水量變化圖

從降水量的季節(jié)性變化來看，1956～2010年四季的降水量以增多趨勢為主，其中以夏季降水量的增幅最為明顯，海島的夏季降水量增幅為29．9mm／10年，而海島春季降水量則呈現(xiàn)出微弱的減少趨勢，減幅為2．7mm／10年，其余季節(jié)的降水量增幅均不明顯。由表1可知，春季降水量70～80年代降水量有增加，90年代比80年代減少34．45mm；夏季降水量呈現(xiàn)出少－多-少－多的波動增漲的趨勢，60年代比50年代減少54．4mm，70年代比60年代增加167．59mm，90年代又開始減少，比 80年代少62．3mm，21 世紀 10 年代比 90 年代增加 87．8mm；秋季降水量在80年代之前基本呈現(xiàn)穩(wěn)步增加，進入90年代以后開始下降，90年代比80年代減少59．34mm；冬季降水量 50～70年呈減少趨勢，80年代比 70年代增加 70．91mm，90年代比 80年代減少61．79mm，21世紀 10年代比 90年代稍有增加3．99mm。因此，年降水量的增多，主要來自夏季降水量增多的貢獻。

表1 廣西海島降水量各季與年代變化（單位：mm）

圖4 1956～2010年廣西海島年日照時數(shù)變化圖

表2 廣西海島日照各季與年代變化（單位：h）

3．3 日照變化

1956～2010年海島年日照時數(shù)呈略微的遞減趨勢，減幅為 10．3 小時 ／10 年。 1956～2010 年的 55 年間，海島的年日照時數(shù)減少了56．7小時。總體來看，海島的日照變化趨勢并不明顯（圖4）。

從日照時數(shù)的季節(jié)性變化來看，1956～2010年的55年間春季、冬季分別減少了25．97 mm、209．88 mm，夏季、秋季分別增加了 237．97 mm、126．14 mm。其中，春、秋、冬季的日照時數(shù)在80年代減少的比較明顯，其余各年代四季的日照時數(shù)基本變化不大（表2）。

4 廣西海島主要氣候災害

廣西海島地區(qū)的氣象災害相當頻繁，經(jīng)常受到臺風、大風、暴雨、干旱等危害，其中以臺風最為突出。

4．1 臺風

據(jù)統(tǒng)計，影響廣西海岸帶的臺風平均每年有4．5個，最多的年份達9個，個別年份無臺風影響。臺風引起的大風、暴雨是造成災害的直接因素。據(jù)統(tǒng)計（表3），由臺風引起的大風（風力≥8級）潿洲島平均每年出現(xiàn)天數(shù)約為6．2天，臺風引起的大風歷史極大風速為 53．1 m．s－1； 由臺風引起的暴雨 （日降水量≥50 mm）平均每年出現(xiàn)天數(shù)2．8天，臺風引起的暴雨一日最大降雨量為327．9 mm。

表3 廣西海島由臺風引起的大風、暴雨情況表

圖5 1961～20010年影響廣西北部灣海域的臺風個數(shù)逐年變化圖

由影響廣西北部灣海域的臺風個數(shù)逐年變化圖（圖5）可見，對海島造成影響的臺風個數(shù)總體略呈減少趨勢。1996年以前臺風影響個數(shù)相對較多，1997年以后相對較少。

4．2 大風

由于臺風活動頻繁，潿洲島的年平均大風日數(shù)為 29．1 天，以 7 月份出現(xiàn)最多，為 3．5 天（表 4）。 8～9月是一年中最大風速和極大風速出現(xiàn)的高頻期，累年最大風速為42m．s－1，此期間的大風風速多數(shù)是臺風或颮線過程造成的；累年極大風速達 53．1m．s－1，多由臺風、寒潮和強對流天氣造成。大風有可能掀翻水上船只、吹翻公路上行駛的車輛，吹倒建筑物、高空設施，使地面建筑物和輸電線路等嚴重受損，易造成人員傷亡。

由圖6可見，潿洲島歷年大風日數(shù)在6～63天之間，1974年達峰值，進入21世紀以來，年大風日數(shù)呈明顯減少趨勢，2007年以后為歷史最小的幾年。

4．3 暴雨

潿洲島多年平均暴雨（日降水量≥50 mm）日數(shù)為 6．8 天（表 5），一日最大暴雨量為 331．5 毫米。 暴雨多出現(xiàn)在5～9月，以6～8月最為集中，其中8月最多（表5）。暴雨易造成洪澇災害及引發(fā)地質(zhì)災害，導致農(nóng)田、房屋、橋梁等受淹，甚至被沖毀，對國民經(jīng)濟建設和人民的生命財產(chǎn)造成極大威脅。

表4 廣西海島各月及年平均大風日數(shù)（單位：天）

圖6 廣西海島大風日數(shù)逐年變化圖

廣西海島歷年暴雨日數(shù)呈略微增漲趨勢。潿洲島年暴雨日數(shù)以1981年和1984年最多（13天），最少的是 2004 年（2 天），其余年份 3～12 天（圖 7）。

4．4 干旱

海島地區(qū)降水資源豐富，但受大氣環(huán)流影響和地理環(huán)境的作用，降水量分布不均，季節(jié)差異顯著，年際變化大。降水偏少的時段容易發(fā)生干旱。海島作為海岸帶附近干旱發(fā)生頻率最高的區(qū)域，干旱的季節(jié)發(fā)生頻率由高至低依次為冬季、春季、夏季、秋季。其中，冬旱發(fā)生頻率為100%，嚴重冬旱的頻率為36．2%（表 6）。

由1961～2010年干旱日數(shù)逐年變化情況來看：近50年來海島的干旱日數(shù)變化不明顯，基本在均值線上下交替波動，但是進入21世紀以來，干旱日數(shù)絕大部分在180日左右，維持了一個較高水平 （圖8）。

5 小結

綜上所述，本文選取潿洲島作為研究對象，利用該臺站自建站以來的氣象觀測資料及歷史災情數(shù)據(jù)，分析總結廣西海島的氣候特征、氣候變化規(guī)律以及氣象災害特征，主要結論如下：

表5 廣西海島各月及年平均暴雨日數(shù)（單位：天）

圖7 廣西海島暴雨日數(shù)逐年變化圖

（1）廣西海島地處南亞熱帶季風區(qū)，具有氣候溫暖、熱量豐富，降水豐沛、干濕分明，日照適中，冬春少，夏秋多，風能資源豐富，災害頻繁等氣候特點。

（2）在全球變暖的大背景下，廣西海島氣候也發(fā)生了明顯變化，主要表現(xiàn)為：氣溫顯著升高；年降水量呈增多趨勢；年日照時數(shù)變化不明顯。

（3）在氣候變暖的背景下，廣西海島主要的氣象災害發(fā)生的頻率和強度出現(xiàn)明顯變化，臺風影響個數(shù)略有減少，大風日數(shù)呈減少趨勢，暴雨、旱澇災害有所增加。極端天氣氣候事件的強度及其造成的災害損失呈增大趨勢。

表6 廣西海島四季干旱及重旱頻率表

圖8 廣西海島干旱日數(shù)逐年變化圖

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