霍山縣近50年氣溫和降水變化特征研究

袁新田，吳茂成

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

霍山縣近50年氣溫和降水變化特征研究

袁新田，吳茂成

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

選取1960-2010年霍山縣的逐日氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)資料，采用統(tǒng)計法和線性回歸分析法，分析了霍山縣1960-2010年氣溫和降水的變化特征。結(jié)果表明：1960-2010年時期內(nèi)，霍山縣的年平均溫度和年總降雨量都表現(xiàn)為上升的趨勢，其中，溫度的增長速率為0.177℃/10a，降雨量的增長速率為28.17 mm/10a，降雨量波動明顯。季節(jié)變化表明，冬季的溫度上升表現(xiàn)比較顯著，春季和秋季次之，夏季溫度有所降低；降雨量在夏季和冬季增多較為顯著，特別是夏季降雨的增多對年降雨量增加的貢獻程度最大，春、秋季都有所減少。

霍山縣氣候變化；氣溫；降水

根據(jù)第4次IPCC氣候變化評估報告[1]，全球氣候正處于變暖的過程中，且這種變暖的趨勢表現(xiàn)得比較顯著。觀測資料顯示，在過去的100年間，全球的平均氣溫增加了約0.74℃，近50年全球氣候溫度增加速度達到了0.13℃/10a。每一個區(qū)域的氣候變化所表現(xiàn)出來的特征是不一樣的[2]。我國也有很多學(xué)者和專家對中國近代氣候變化特征進行了一些研究，陳夢春等研究表明：近41年來，安徽省的平均氣溫約上升了0.8℃，年降水量增多，氣候逐漸變得濕暖[3]。任國玉等研究指出：1951-2004年我國年平均氣溫總體處于上升階段，上升幅度約1.3℃，并且增溫速率達到了0.25℃/10a[4]。

霍山縣位于安徽省西南部，地處31°03′N～31°33′N，115°52′E～116°32′E之間，屬于亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，季風(fēng)氣候顯著，一年有明顯的四季，年均太陽輻射總量為116.6 kcal/cm2，年平均氣溫為15℃，雨量充足，年平均降雨量為1400 mm，降雨大多數(shù)都在夏季，且多暴雨、多梅雨天氣，冷熱適中，無霜期較長，達220天。本文根據(jù)1961-2010年霍山氣象站的氣象觀測資料，分析了霍山縣1960-2010年氣溫和降水兩個要素的變化特征，揭示霍山縣氣候變化規(guī)律，以此為霍山縣氣候預(yù)測和防災(zāi)減災(zāi)提供參考[5]。

1 數(shù)據(jù)處理與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)處理

選用1961-2010年霍山氣象站氣溫和降水觀測資料(由國家信息中心氣象資料室提供),統(tǒng)計并整理出1961-2010年逐日氣溫和降水的基本數(shù)據(jù)，通過算術(shù)平均求出近50年的年平均氣溫和降水量，并計算距平值。四季：春(3-5月)、夏(6-8月)、秋(9-11月)、冬(12-次年2月)[6]。從年平均氣溫、年總降水量、氣溫和降水的季節(jié)變化以及年代際變化來分析霍山縣的氣候變化特征。

1.2 研究方法

為了分析氣候要素的時間序列變化趨勢，采用一元線性回歸方程對霍山縣氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)進行分析，即：

其中，y表示變量，x表示時間，a為常數(shù)，b為系數(shù)。b的數(shù)值大小表示氣溫和降水的變化速率，將b的數(shù)值乘以10來表示10年的數(shù)據(jù)變化。當(dāng)b>0，y隨x的增大而增加，當(dāng) b<0，y隨x的減小而下降；a和b的值應(yīng)用最小二乘法進行估算[7]。應(yīng)用Excel軟件統(tǒng)計數(shù)據(jù)并建立線性回歸方程，制作出相關(guān)的圖和表格，分析說明霍山縣1961-2010年氣溫和降水的變化特征。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫變化分析2.1.1 年平均氣溫變化分析

由圖1可知，1961-2010年霍山縣平均溫度總體呈上升態(tài)勢，溫度的增加速度為0.177℃/10a，比我國1951-2004年的氣溫上升速率0.25℃/10a略低，約低0.08℃/10a[4],但接近安徽省近41年來平均氣溫0.19℃/10a的變化速率[3]。從整體來看，1993年以前，溫度表現(xiàn)為負距平狀態(tài)，平均距平值為-0.28℃；1994年以后，氣溫多為正距平，平均距平值為0.54℃，其中1994年升溫幅度明顯，相比1993年氣溫升高了1.12℃。

圖1 1961-2010年霍山縣年氣溫變化趨勢

2.1.2 四季氣溫變化分析

根據(jù)圖2，從各個季節(jié)氣溫分布規(guī)律來看，1961-2010年間，霍山縣冬季平均溫度增長的趨勢最為顯著，氣溫上升的速率達0.38℃/10a，50年內(nèi)，冬季溫度上升了0.5℃，呈現(xiàn)出變暖的趨勢；春季和秋季升溫速率次之，分別為0.28℃/10a、0.18℃/10a，春季溫度的上升速率大于秋季；而在這期間，夏季平均溫度稍微有所降低，降溫速率為-0.05℃/10a，可見夏季的高溫天氣在減少。冬、春、秋三季氣溫都有所升高，而夏季溫度略微降低[4，8]，這對緩解霍山縣氣候變暖有一定的積極意義。

圖2 1961-2010年霍山縣四季氣溫變化趨勢

2.1.3 氣溫的年代際變化分析

根據(jù)統(tǒng)計分析得出：1961-2010年霍山縣的平均氣溫為15.4℃，比六安市的平均氣溫略低，約低0.4℃[11]。表1為取每個年代(按照世紀(jì)的劃分標(biāo)準(zhǔn)，把n1年看作是一個年代的開端)四季氣溫的平均值。1960年代的平均氣溫為15.4℃,1970年代為15.0℃，1980年代為15.1℃，1990年代為15.7℃，21世紀(jì)前10年(2001-2010年)為16.0℃；相鄰10年之間的增溫幅度分別為-0.4℃、0.1℃、0.6℃、0.3℃，除1970年代氣溫有所降低外，1980年代以后氣溫均有所升高，其中1990年代氣溫升高最為顯著[11]，升溫幅度相比1980年代達0.6℃。

表1 不同年代四季平均氣溫

℃

年代春夏秋冬年均6015.226.916.13.515.47014.926.315.53.315.08015.126.015.83.415.19015.726.416.14.415.72001-201016.326.616.64.416.0平均15.426.416.03.815.4

1961-2010年霍山縣春、夏、秋、冬四季平均氣溫分別為15.4℃、26.4℃、16.0℃、3.8℃(表1)，從1970年代至21世紀(jì)前10年，春、夏、秋、冬四季溫度均呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，春季溫度增加了1.4℃，秋、冬兩季都上升了1.1℃，夏季溫度僅升高0.3℃，增溫不明顯；顯然，霍山縣的全年氣候呈現(xiàn)逐漸變暖的趨勢[8]，而春、秋、冬三季溫度的增高對霍山縣氣候變暖起著不可忽視的作用。

安吉拉·卡特：人以自己對這世界的意識構(gòu)筑自己的命運。你參與陰謀，因為你相信再不起眼的事物都參與了對付你的陰謀。

由表2可知，1960年代平均氣溫距平0℃，以此為基準(zhǔn)來分析其他各年代的氣溫，1970年代為-0.4℃，1980年代為-0.3℃，1990年代為0.2℃，21世紀(jì)前10年為0.6℃；顯然，1970年代距平值最低，其中1969年溫度最低，最低溫度為14.59℃；進入1980年代，氣溫開始逐漸升高，增溫速度緩慢，相比1970年代，僅上升0.1℃；進入1990年代后迅速升溫，與1980年代相比，升溫幅度較大，達到0.5℃，氣溫變化的趨勢與我國1951-2004年相一致[8]；2001-2010年是年平均氣溫最高的10年，其中2006年是溫度最高的一年，平均溫度為16.68℃。

表2 年代四季氣溫距平值 ℃

年代春夏秋冬年均60-0.20.40.0-0.30.070-0.6-0.2-0.5-0.5-0.480-0.3-0.4-0.2-0.4-0.3900.30.00.10.60.22001-20100.80.20.60.60.6

根據(jù)表2，從溫度的距平變化規(guī)律來看，霍山縣1960年代四個季節(jié)的氣溫距平值分別為-0.2℃、0.4℃、0℃、-0.3℃；1970年代的氣溫距平值分別為-0.6℃、-0.2℃、-0.5℃、-0.5℃，均為負距平[12]，四季溫度都有所降低，其中夏季溫度下降最為顯著，為-0.6℃，秋、春兩季降溫次之，分別為-0.5℃、-0.4℃，冬季氣溫下降的最少；1980年代的氣溫距平值分別為-0.3℃、-0.4℃、-0.2℃、-0.4℃，也均為負距平，但除了夏季以外，其他三季均表現(xiàn)為增溫的態(tài)勢，但升溫幅度都不大，分別為0.3℃、0.3℃和0.1℃；1990年代的氣溫距平值分別為0.3℃、0℃、0.1℃、0.6℃，冬季溫度升高最為顯著，與1980年代相比，冬季增溫達1℃；21世紀(jì)前10年的氣溫距平值分別為0.8℃、0.2℃、0.6℃、0.6℃，均為正距平，與90年代相比，各季節(jié)增溫幅度分別為0.5℃、0.2℃、0.5℃、0℃，春、秋兩個季節(jié)溫度增加十分明顯。整體而言，霍山縣氣候呈現(xiàn)變暖的特征。

2.2 降水變化分析2.2.1 年降水量變化分析

分析霍山縣近50a年降水量發(fā)現(xiàn)，1960-2010年期間，霍山縣年降水量總體呈現(xiàn)波動增多的趨勢，但增加的幅度不大，年平均降水量的上升速率為28.17 mm/10a(圖3)，近50年的降水量基本上都維持在平均值上下，降水量的年際變化大，波動較為顯著，線性擬合度較低，這與亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候相一致，具有季風(fēng)氣候降水變率大的典型特征[10]。近50年霍山縣的年平均降雨量為1351.8 mm，其中1991年降雨量最豐富，為1991.9 mm，超過平均值640.1 mm；1978年年降雨量最少，為732.3 mm，比平均值少619.5 mm。

2.2.2 四季降水量變化分析

從圖4可以看出，近50年，霍山縣春、夏、秋、冬四季的降水變化速率分別為-10.45 mm/10a、37.25 mm/10a、-11.17 mm/10a、12.53 mm/10a。1960-2010年期間，霍山縣春季降雨量呈下降趨勢且降雨的年際變化幅度偏大；夏季降雨量年際變化相對較小，總體呈上升趨勢，為多雨季節(jié)，降雨量充沛，符合夏季多雨的亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候特征；秋季降雨量年變化率相對較大且不穩(wěn)定，表現(xiàn)出下降的態(tài)勢；冬季降雨量的年變率大，并呈現(xiàn)不穩(wěn)定的上升態(tài)勢。

圖3 1961-2010年霍山縣年降水量變化趨勢

圖4 1961-2010年霍山縣四季降水量變化趨勢

2.2.3 降水的年代際變化分析

近50年，霍山縣各年代平均降雨量依次分別為1261.4 mm、1332.5 mm、1400.1 mm、1326.1 mm、1439.1 mm(表3)。顯然可見，1961-2010年霍山縣年降雨量總體表現(xiàn)為波動增多的趨勢，1990年代的降雨量稍微有所減少，2001-2010年代是降水量最豐富的10年，比1990年代增加了113 mm；降水量最少的是1960年代。近50年，霍山縣降水量呈現(xiàn)出由少到多的變化過程，同安徽省降水的年際變化相一致[3]。

表3 各年代四季降水量 mm

年代春夏秋冬年均60369.1467.8285.8138.71261.470381.3564.9247.2139.11332.580320.8597.6334.2147.41400.190339.6610.0222.5154.01326.12001-2010338.8650.5253.2196.71439.1平均349.9578.2268.6155.21351.8

從各季節(jié)降雨量看，近50年來，霍山縣春、夏、秋、冬四季平均降水量分別為349.9 mm、578.2 mm、268.6 mm、155.2 mm，顯然，夏季是四季中降水量最多的季節(jié)，占年降雨量的42.8%，冬季降雨較少，這與我國南方氣候的降水特征，冬季降水少，夏季降雨多相一致[10]。其中，2001-2010年，夏季降水比較集中且多暴雨，雨量大；夏季降水量一直呈現(xiàn)上升趨勢，說明霍山縣夏季易發(fā)生洪澇災(zāi)害和地質(zhì)災(zāi)害，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定的影響。在各季節(jié)中，夏季降水量增多最為明顯，1961-2010年夏季降雨量增加了150.8 mm，是增長速率最快的季節(jié)，可見，夏季降雨量的增加對霍山縣年降水量總體上呈上升趨勢的貢獻率最大。

表4 各年代四季降水距平值 mm

年代春夏秋冬年均6019.2-110.317.2-16.5-90.47031.4-13.2-21.4-16.1-19.380-29.119.565.6-7.848.390-10.331.9-46.1-1.2-25.72001-2010-11.172.4-15.441.587.3

從表4看，1960年代，霍山縣四季降水距平值分別為19.2 mm、-110.3 mm、17.2 mm、-16.5 mm，年降雨量距平值為-90.4 mm，年降雨量較少，偏干燥；1970年代距平值分別為31.4 mm、-13.2 mm、-21.4 mm、-16.1 mm，四季平均降水量分別為381.3 mm、564.9 mm、247.2 mm、139．1 mm，春季降雨量偏多，對比1960年代，降雨量增加明顯；1980年代距平值分別為-29.1 mm、19.5 mm、65.6 mm、-7.8 mm，年平均降水量距平值為48.3 mm，年降水量較多，偏濕潤，四季平均降水量分別為320.8 mm、597.6 mm、334.2 mm、147.4 mm，其中夏季降雨量偏多；1990年代距平值分別為-10.3 mm、31.9 mm、-46.1 mm、-1.2 mm，年降雨量距平值為-25.7 mm，對比1980年代，年降雨量偏少，四季平均降雨量分別為339.6 mm、610.0 mm、222.5 mm、154.0 mm，顯然夏季降水量偏多；21世紀(jì)前10年四季距平值分別為-11.1 mm、72.4 mm、-15.4 mm、41.5 mm，年平均降水量距平值為87.3 mm，降水較多，氣候濕潤，四季平均降水量分別為338.8 mm、650.5 mm、253.2 mm、196．7 mm，與較為濕潤的1980年代相比，夏、秋、冬季降雨量都表現(xiàn)出明顯增多的狀況[9]，其中夏季降雨量增多最為突出。整體而言，霍山縣夏季降雨量增加最多，對年降雨量的增加貢獻度最大。

4 結(jié) 論

根據(jù)以上分析，可得出以下結(jié)論：

(1)1961-2010年，霍山縣年平均氣溫總體表現(xiàn)出波動上升態(tài)勢，同我國溫度的變化基本一致，但增溫速率低于全國；從不同年代看，1990年代，霍山縣年平均溫度上升最為顯著。

(2)1961-2010年，霍山縣年平均氣溫增長速率為0.177℃/10a，溫度上升最快的季節(jié)是冬季，春季僅次于冬季，秋季溫度上升最不明顯，而夏季溫度稍微有所下降，但降溫速率并不大，約為-0.05℃/10a，冬季溫度的上升對霍山縣氣候變暖的影響程度很大。

(3)1961-2010年，霍山縣年降雨量整體上表現(xiàn)出增多的趨勢。從四季看，霍山縣四季降水量有明顯的差別，夏季降水量增多表現(xiàn)最為突出，也是增長速率最快的季節(jié)，而春、秋兩季降雨量呈現(xiàn)出下降的特征，霍山縣夏季降雨的變率情況對年降雨量的增減有決定性的意義。

(4)總體上而言，霍山縣近50年氣溫和降水變化呈正相關(guān)，均表現(xiàn)為上升的趨勢，尤其是進入21世紀(jì)以來，溫度逐漸上升，降雨量不斷增加，正相關(guān)程度增加，霍山縣的氣候表現(xiàn)為暖濕的特征，與全國氣候變化相一致。

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(責(zé)任編輯：劉小陽)

Analysis of the Characteristics of Temperature and Precipitation in Recent 50 Years in Huoshan County

YUAN Xintian,WU Maocheng

School of Environment and Surveying Engineering, Suzhou University, Suzhou,Anhui 234000,China

The data of daily temperature and precipitation in 1960-2010 in Huoshan county was collected,and statistical method and linear regression analysis method were employed to analyze the changes of characteristics of temperature and precipitation. The results show that the annual average temperature and the annual total precipitation are characterized by rising trend in that period.The growth rate of temperature is 0.177℃/10a,the growth rate of precipitation is 28.17 mm/10a,and precipitation has experienced evident fluctuation. Seasonal change shows that the winter temperature increases significantly, followed by those of spring and autumn, while summer temperature reduces. Increased rainfall in summer and winter is significant, especially the increase of summer precipitation contributes most to the increase of annual precipitation, while the precipitation in spring and autumn reduces.

Huoshan County;Climate change;Temperature;Precipitation

10.3969/j.issn.1673-2006.2016.12.027

2016-04-15

安徽高校省級自然科學(xué)研究重點項目(KJ2013A244；KJ2014A251)。

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

P468

A

1673-2006(2016)12-0091-06