黃山1961-2010年最高氣溫和最低氣溫的變化特征

袁新田，方來(lái)偉

宿州學(xué)院環(huán)境與測(cè)繪工程學(xué)院，安徽宿州，234000

黃山1961-2010年最高氣溫和最低氣溫的變化特征

袁新田，方來(lái)偉

宿州學(xué)院環(huán)境與測(cè)繪工程學(xué)院，安徽宿州，234000

為了探討黃山近50年最高氣溫、最低氣溫的變化特征，選取黃山(58437)光明頂氣象站點(diǎn)1961-2010年的最高氣溫、最低氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用線性?xún)A向估計(jì)等方法，對(duì)黃山近50年來(lái)四季最高氣溫、最低氣溫變化和日較差變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明：(1)黃山春、夏、秋、冬四季平均最低氣溫的傾向率分別為：0.17℃/10a、0.17℃/10a、0.25℃/10a、0.47℃/10a，冬季上升幅度最大，春季、夏季最小。(2)四季平均最高氣溫的傾向率分別為：0.26℃/10a、0.08℃/10a、0.24℃/10a、0.40℃/10a，冬季上升幅度最大，夏季最小。50年來(lái)黃山四季平均最低氣溫、最高氣溫均處于上升狀態(tài)。(3)春、夏、秋、冬季四季氣溫日較差的傾向率分別為0.109℃/10a、-0.084℃/10a、-0.003℃/10a、-0.106℃/10a。

最高氣溫；最低氣溫；氣溫日較差；黃山

2013年IPCC第五次評(píng)估報(bào)告(AR5)結(jié)果表明,繼續(xù)排放溫室氣體將進(jìn)一步升高全球溫度[1]。與1986-2005年相比,預(yù)計(jì)2016 -2035年全球平均地表溫度將升高0.3℃～0.7℃, 2081-2100年將升高0.3℃～4.8℃。未來(lái)全球氣候變暖對(duì)氣候系統(tǒng)變化的影響仍將持續(xù)，對(duì)中緯度地區(qū)影響將日益明顯。我國(guó)大部分地區(qū)處于中緯度地帶，氣候變化對(duì)我國(guó)的影響表現(xiàn)在自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和政治等各領(lǐng)域。任國(guó)玉等研究得出，近54年來(lái)氣溫上升趨勢(shì)為0.25℃/10a,增溫從20世紀(jì)90年代開(kāi)始[2-3]。陳鐵喜等研究指出，1952-2001年，長(zhǎng)江流域春季和夏季的氣溫日較差的降低趨勢(shì)最為明顯[4-5]。華立娟等研究指出，氣溫日較差在不同區(qū)域變化差異明顯，南方隨季節(jié)改變有很大的變化，其中春夏兩季最為顯著[6]。本研究依據(jù)黃山(58437)光明頂氣象站點(diǎn)1961-2010年的逐日最高氣溫、最低氣溫的觀測(cè)數(shù)據(jù)，探討黃山近50 年最高氣溫、最低氣溫變化的特征和規(guī)律。這對(duì)黃山風(fēng)景區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和旅游業(yè)可持續(xù)發(fā)展有一定的參考價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 資料數(shù)據(jù)處理

選取黃山(58437)光明頂氣象站點(diǎn)1961-2010年的逐日最高氣溫、最低氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)，因該站點(diǎn)作為國(guó)家氣象觀測(cè)一級(jí)站點(diǎn)，氣象數(shù)據(jù)具有完整性和可靠性。季節(jié)劃分3-5月為春季，6-8月為夏季，9-11月為秋季，12到次年2月為冬季。

1.2 分析方法

氣溫的變化趨勢(shì)采用一次線性方程表示，即

Y=a+bt

式中，Y為氣象要素；t為年份的序號(hào)(本文t取值為1-50)；b為線性趨勢(shì)項(xiàng)，b的系數(shù)為正，則表明是增量，b的系數(shù)為負(fù)，則表明是減量[7-9]。

氣溫年代際距平值分析采用每10年的平均氣溫與50年的平均氣溫作差。差值為負(fù)，則為負(fù)距平；差值為正，則為正距平。

2 結(jié)果與分析

2.1 最高氣溫變化分析

從圖1(a-d)可以看出，春、夏、秋、冬最高氣溫均呈上升趨勢(shì)，趨勢(shì)增溫率分別是0.26℃/10a、0.08℃/10a、0.24℃/10a、0.40℃/10a，春、秋、冬三季增溫趨勢(shì)明顯(相關(guān)系數(shù)R2分別為0.201 2、0.225 5、0.269 0)，而夏季增溫趨勢(shì)不明顯(相關(guān)系數(shù)R2=0.028 7)。春、夏、秋、冬四季最高氣溫在50年中分別上升了1.3℃、0.4℃、1.2℃、2℃。

春季最高氣溫(圖1a)在1961-1990年的30年間有19年距平值為負(fù)值，其中1970年的氣溫距平值為-2.27℃，為這30年的最低值；從1991-2010年的20年間有16年距平值為正值，其中2008年的氣溫距平值為1.73℃，為這20年的最高值。夏季最高氣溫(圖1b)在1961-1990年的30年間有17年距平值為負(fù)值，其中1977年和1989年的氣溫距平值為-1.29℃，為這30年的最低值；從1991-2010年的20年間有13年距平值為正值，其中2009年的氣溫距平值為1.41℃，為這20年的最高值。秋季最高氣溫(圖1c)在1961-1990年的30年間有22年距平值為負(fù)值，其中1976年的氣溫距平值為-2.11℃，為這30年的最低值；從1991-2010年的20年間有15年距平值為正值，其中1998年的氣溫距平值為1.69℃，為這20年的最高值。

冬季最高氣溫(圖1d)在1961-1990年的30年間有19年距平值為負(fù)值，其中1967年和1984年的氣溫距平值為-2.52℃，為這30年的最低值；從1991-2010年的20年間有17年距平值為正值，其中2010年的氣溫距平值為1.88℃，為這20年的最高值。

圖1 黃山四季最高氣溫變化趨勢(shì)

2.2 最低氣溫變化分析

從圖2(a-d)可知，春、夏、秋、冬最低氣溫均呈上升趨勢(shì)，趨勢(shì)增溫率分別為0.17℃/10a、0.17℃/10a、0.25℃/10a、0.47℃/10a, 相關(guān)系數(shù)R2分別為0.086 8、0.167 1、0.165 7、0.298 8，冬季增溫趨勢(shì)明顯。春、夏、秋、冬最低氣溫在50年中分別上升了0.85、0.85、1.25、2.35℃。

春季最低氣溫(圖2a)在1961-1990年的30年間有21年距平值為負(fù)值，其中1970年的氣溫距平值為-2.19℃，為這30年的最低值；從1991-2010年的20年間有16年距平值為正值，其中1998年和2002年的氣溫距平值為1.51℃，為這20年的最高值。夏季最低氣溫(圖2b)在1961-1990年的30年間有20年距平值為負(fù)值，其中1965年和1989年的氣溫距平值為-1.05℃，為這30年的最低值；從1991-2010年的20年間有15年距平值為正值，其中2005年和2007年的氣溫距平值為1.05℃，為這20年的最高值。秋季最低氣溫(圖2c)在1961-1990年的30年間有18年距平值為負(fù)值，其中1976年的氣溫距平值為-2.76℃，為這30年的最低值；從1991-2010年的20年間有15年距平值為正值，其中2005年和2006的氣溫距平值為1.54℃，為這20年的最高值。冬季最低氣溫(圖2d)在1961-1990年的30年間有20年距平值為負(fù)值，其中1967年的氣溫距平值為-2.71℃，為這30年的最低值；從1991-2010年的20年間有15年距平值為正值，其中2002年的氣溫距平值為2.39℃，為這20年的最高值。

圖2 黃山四季最低氣溫變化趨勢(shì)

2.3 氣溫日較差變化分析

由圖3(a-d)可以看出，春季氣溫日較差呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，趨勢(shì)率為0.109℃/10a；夏、秋、冬氣溫日較差均呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，趨勢(shì)率分別為0.084℃/10a、0.003℃/10a、0.106℃/10a，冬季氣溫日較差遞減速率最大。這主要與四季最高氣溫、最低氣溫的趨勢(shì)增溫率不同有關(guān)。

2.4 最高氣溫年代際變化分析

由表1可以看出，春季最高氣溫在20世紀(jì)60年代、90年代以及2000-2010年均為正距平，氣溫偏高；2000-2010年的距平值為0.73℃，21世紀(jì)以來(lái)升溫明顯。在20世紀(jì)70年代和80年代均為負(fù)距平，氣溫偏低；20世紀(jì)80年代的距平值為-1.67℃，20世紀(jì)80年代春季為50年中氣溫最低。夏季最高氣溫在20世紀(jì)70年代到90年代均為負(fù)距平，氣溫偏低；20世紀(jì)60年代、2000-2010年均為正距平，氣溫偏高；夏季最高氣溫20世紀(jì)80年代距平值為-0.44℃，氣溫最低；2000-2010年的距平值為0.56℃，氣溫最高。秋季最高氣溫在20世紀(jì)60年代到80年代均為負(fù)距平，氣溫偏低，其中20世紀(jì)80年代的距平值為-0.71℃，為50年中最低；20世紀(jì)90年代及2000-2010年均為正距平，距平值為0.89℃，氣溫偏高，20世紀(jì)90年代以來(lái)升溫明顯。冬季最高氣溫在20世紀(jì)60年代、80年代均為負(fù)距平，氣溫偏低；20世紀(jì)70年代、90年代以及2000-2010年均為正距平，氣溫偏高；50年中20世紀(jì)60年代的距平值為-0.85℃，氣溫最低；而2000-2010年的距平值為0.77℃，最為溫暖。年平均最高氣溫，20世紀(jì)60年代到80年代，距平值均為負(fù)值，氣溫偏低，其中20世紀(jì)80年代氣溫最低；20世紀(jì)90年代以來(lái)距平值均為正值，氣溫偏高，其中21世紀(jì)以來(lái)升溫最為明顯。

圖3 黃山四季氣溫日較差變化趨勢(shì)

表1 黃山最高氣溫距平值(℃)(1961-2010年)

2.5 最低氣溫年代際變化分析

由表2可以看出，春季最低氣溫在20世紀(jì)60年代、90年代以及2000-2010年均為正距平，氣溫偏高；在20世紀(jì)70年代、80年代均為負(fù)距平，氣溫偏低；20世紀(jì)80年代距平值為-0.5℃，氣溫最低；2000-2010年的距平值為0.61℃，最為溫暖。夏季最低氣溫在20世紀(jì)70年代-90年代均為負(fù)距平，氣溫偏低；20世紀(jì)60年代及2000-2010年均為正距平，氣溫偏高；20世紀(jì)80年代的距平值為-0.28℃，最為寒冷；2000-2010年的距平值為0.55℃，最為溫暖。秋季最低氣溫在20世紀(jì)60年代到80年代均為負(fù)距平，氣溫偏低；20世紀(jì)90年代、2000-2010年均為正距平，氣溫偏高；20世紀(jì)70年代的距平值為-0.64℃，最為寒冷；2000-2010年的距平值為0.71℃，最為溫暖。冬季最低氣溫在20世紀(jì)60年代到80年代均為負(fù)距平，氣溫偏低；20世紀(jì)90年代以及2000-2010年均為正距平，氣溫偏暖；20世紀(jì)60年代的距平值為-0.89℃，最為寒冷；2000-2010年的距平值為0.71℃，最為溫暖。年平均最低氣溫在20世紀(jì)60年代到80年代，距平值均為負(fù)值，氣溫偏低，其中20世紀(jì)80年代最為寒冷；20世紀(jì)90年代以來(lái)距平值均為正值，氣溫偏高，其中是21世紀(jì)以來(lái)升溫最為明顯。

表2 黃山最低氣溫距平值(℃)(1961-2010年)

3 結(jié) 論

通過(guò)對(duì)黃山近50年春、夏、秋、冬四季最高氣溫和最低氣溫的變化趨勢(shì)分析，氣溫日較差的變化分析，最高氣溫和最低氣溫的年代際變化分析，得出如下結(jié)論：

(1)黃山最高氣溫、最低氣溫春、夏、秋、冬均呈上升趨勢(shì)，四季增溫趨勢(shì)存在差異。最高氣溫的趨勢(shì)增溫率冬季最大，為0.40℃/10a，夏季最小為0.08℃/10a；最低氣溫的趨勢(shì)增溫率冬季最大，為0.47℃/10a，春季、夏季最小為0.17℃/10a；除春季外，夏、秋、冬季最高氣溫的趨勢(shì)增溫率小于最低氣溫的趨勢(shì)增溫率。

(2)春季氣溫日較差呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)，趨勢(shì)率為0.109℃/10a；夏、秋、冬氣溫日較差均呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，趨勢(shì)率分別為0.084℃/10a、0.003℃/10a、0.106℃/10a，冬季氣溫日較差遞減速率最大。這主要與四季最高氣溫、最低氣溫的趨勢(shì)增溫率不同有關(guān)。

(3)最高氣溫、最低氣溫在1961-1990年期間距平值主要為負(fù)，氣溫偏低；在1991-2010年期間距平值主要為正，氣溫偏高；2000年以來(lái)增暖趨勢(shì)明顯。

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[9]國(guó)家科學(xué)技術(shù)部,中國(guó)氣象局,中國(guó)科學(xué)院.第二次氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告[EB/OL].[2015-04-02].http://www.wxw1.com/gnnews/20111117795.html

(責(zé)任編輯：汪材印)

10.3969/j.issn.1673-2006.2015.08.032

2015-04-21

安徽高校省級(jí)自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目“兩淮礦區(qū)采煤塌陷水域與氣候、生態(tài)環(huán)境之間相互作用機(jī)制研究”(KJ2013A244)；“皖北煤礦區(qū)表層環(huán)境重金屬元素地球化學(xué)組成和遷移規(guī)律研究”(KJ2014A251)；“基于環(huán)境監(jiān)測(cè)新型納米晶熒光功能材料的設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)檢測(cè)方法的研究”(KJ2015A203)。

袁新田(1963-)，安徽阜陽(yáng)人，教授，主要研究方向：氣候變化與土壤環(huán)境。

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A

1673-2006(2015)08-0107-05