三原縣近43年來氣候變化特征分析

李　群，李　飛，羅銳敏，趙曉慧

(三原縣氣象局，陜西三原　713800)

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三原縣近43年來氣候變化特征分析

李群，李飛，羅銳敏，趙曉慧

(三原縣氣象局，陜西三原713800)

摘要：利用1972—2014年三原縣氣象站地面氣象觀測(cè)站逐日氣溫、降水量、平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)等資料，采用5年滑動(dòng)平均、一元線性回歸等方法，分析三原縣近43年的氣候變化特征。結(jié)果表明：近43年來三原縣溫度變化特征為明顯的上升趨勢(shì)，氣候傾向率為0.296 ℃/10 a；年降水量、日照時(shí)數(shù)，平均風(fēng)速、干燥指數(shù)均呈減少趨勢(shì)，氣候傾向率分別為-3.959 mm/10 a、-30.872 h/10 a、-0.048 (m/s)/10 a和-0.448(10 a)-1。20世紀(jì)80年代氣溫較低，主要由夏季降溫所致；21世紀(jì)氣候變暖，四季均有貢獻(xiàn)，以春季貢獻(xiàn)最大。80年代降水偏多，春季貢獻(xiàn)最大；90年代降水的減少，主要由秋季降水減少造成。春季風(fēng)速變化對(duì)年平均風(fēng)速變化影響較大。80年代日照時(shí)數(shù)減少，夏季貢獻(xiàn)最大；90年代日照時(shí)數(shù)減少，春季貢獻(xiàn)最大；21世紀(jì)日照時(shí)數(shù)增加，春季貢獻(xiàn)最大。80年代末以前為冷濕期，80年代末到2000年為相對(duì)暖干期，2000年以后向暖濕發(fā)展。

關(guān)鍵詞：氣溫；降水量；風(fēng)速；日照時(shí)數(shù)；干燥指數(shù)；三原縣

近百年來，地球氣候正經(jīng)歷著一次以全球氣候變暖為主要特征的顯著變化。政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)第四次評(píng)估報(bào)告指出：過去的100年(1906—2005年)全球地表平均氣溫升高了0.74℃[1]。在全球變暖的大背景下，中國(guó)年平均地表氣溫也在升高，尤其是近50年更為顯著，其中以冬季西北、華北、東北地區(qū)最為明顯[2-5]。蔡新玲等[6]指出：關(guān)中平原年平均氣溫顯著升高，降水量年際波動(dòng)較大，階段性變化特征明顯。三原縣位于關(guān)中平原中部，平均海拔350～610 m，地勢(shì)北高南低，在近十年氣候變化異常明顯背景下對(duì)三原縣氣候變化進(jìn)行全面分析，以期為本地地方工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考。

1資料和方法

選用三原縣氣象站1972—2014年氣溫、降水、平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)等要素的逐月序列，利用5年滑動(dòng)平均、一元線性回歸方法分析三原縣氣候變化趨勢(shì)。采用德馬頓干燥指數(shù)[7-8]表征三原氣候的干燥程度，即

式中，I為年干燥指數(shù)，R為年降水量(mm)，t為年平均氣溫 (℃)。季節(jié)按照氣候統(tǒng)計(jì)學(xué)劃分，即春季為3—5月，夏季為6—8月，秋季為9—11月，冬季為12—次年2月。

2氣候變化分析

2.1氣溫

2.1.1平均氣溫由圖1可看出，近43 a氣溫年際波動(dòng)較大，呈明顯上升趨勢(shì)，氣候傾向率為0.296 ℃/10 a。20世紀(jì)70年代中期以前呈緩慢上升趨勢(shì)，70年代后期到80年代初呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，80年代中期以后持續(xù)增溫，2006年最高為15.3 ℃。各季溫度變化與全年較為相似，夏、秋、冬三季的變化趨勢(shì)比全年小，其氣候變化傾向率分別為0.243 ℃/10 a、0.260 ℃/10 a、0.177 ℃/10 a，而春季的氣候變化傾向率為0.506 ℃/10 a，可見，三原縣四季氣溫均呈上升趨勢(shì)，春季較顯著。

從表1可看出，平均氣溫在各年代波動(dòng)變化，20世紀(jì)80年代最低，比43 a平均值低0.5 ℃，21世紀(jì)最高，比平均值高0.58 ℃，且氣溫的變化幅度比其它時(shí)段大得多。對(duì)于各季而言，各年代變化不盡相同。80年代夏、冬季氣溫較70年代分別下降了0.99 ℃和0.12 ℃，秋季變化不大，春季上升了0.05 ℃；21世紀(jì)以來，四季氣溫均在升高。三原縣20世紀(jì)80年代氣溫較低，主要是夏季降溫所致，而21世紀(jì)氣候變暖，四季均有貢獻(xiàn)，以春季貢獻(xiàn)最大。

圖1　三原縣1972—2014年年平均氣溫變化趨勢(shì)

時(shí)段/年份平均氣溫/℃降水量/mm年春夏秋冬年春夏秋冬1972—198013.3813.7725.6613.320.84488.3100.7269.0170.718.61981—199013.0913.8224.6713.220.72568.9115.7274.3179.018.21991—200013.4113.9325.5813.191.14477.3115.1275.6134.217.62001—201414.1715.4225.8113.921.38512.976.1255.6171.817.21972—201413.5914.4026.0313.471.06512.6104.8268.0164.619.3

2.1.2平均最高和最低氣溫從年平均最高氣溫的變化曲線(圖略)可見，最高氣溫的年際波動(dòng)較大，呈上升趨勢(shì)，5年左右的周期變化顯著。各季平均最高氣溫在20世紀(jì)70年代末到80年代初呈下降趨勢(shì)，80年代中期開始均為上升趨勢(shì)，春季變化最明顯，高于年平均氣溫變化趨勢(shì)率，冬、秋變化基本一致，低于年平均氣溫趨勢(shì)率。夏季年代變化不明顯。

年平均最低氣溫整體為上升趨勢(shì)(圖略)，70年代到80年代中期較平穩(wěn)，從80年代后期到21世紀(jì)前在波動(dòng)中緩慢下降，21世紀(jì)以后平均最低氣溫升高顯著。冬季5年滑動(dòng)平均曲線與全年一致，波動(dòng)中呈緩慢上升趨勢(shì)，春、夏、秋三季在21世紀(jì)前呈波動(dòng)變化，趨勢(shì)不明顯。

2.2降水量

從圖2可看出，三原縣降水量年際變化較大，階段性變化特征明顯，總體呈減少趨勢(shì)，氣候傾向率為-3.959 mm/10 a。20世紀(jì)70年代到90年代末，降水量呈下降趨勢(shì)，1996年最低為295.9 mm。90年代后期降水為上升趨勢(shì)，2003年最高為824.2 mm。各季降水變化不一致，夏季變化不明顯，春、秋季與全年趨勢(shì)較為一致，冬季呈減少趨勢(shì)，但是降水量較少，只占全年降水量的10%?？梢姡喝h降水主要集中在夏、秋兩季，1972年以來降水減少主要由秋季降水減少造成。

圖2　三原縣1972—2014年降水量變化趨勢(shì)

20世紀(jì)80年代降水量最多，比平均值偏多56.3 mm，90年代最少，較比平均值偏少35.3 mm。從表1可看出，降水量80年代春、夏、秋都在增加，冬季略減少；90年代春、秋、冬均減少，夏季略增加。三原縣80年代降水增多，春季貢獻(xiàn)最大；90年代降水減少，主要由秋季降水減少造成。

2.3平均風(fēng)速

從圖3可看出，三原縣平均風(fēng)速的年際變化較小，總體呈減小趨勢(shì)，氣候傾向率為-0.048 (m/s)/10 a。上世紀(jì)70年代維持高風(fēng)速期，70年代末到80年代初期平均風(fēng)速呈明顯下降趨勢(shì)，1982最小為1.47 m/s，80年代中期以后到90年代末年際波動(dòng)變化明顯，90年代末以后呈明顯上升趨勢(shì)，2008年風(fēng)速最大為1.98 m/s。各季平均風(fēng)速變化與全年基本一致，5年滑動(dòng)平均曲線秋季與全年接近，各季無明顯差異。

圖3　三原縣1972—2014年平均風(fēng)速變化趨勢(shì)

從表2可看出，20世紀(jì)70年代風(fēng)速最大，之后減小，90年代減至最小，減幅較80年代小。春季平均風(fēng)速最大，夏、冬季次之，秋季最小。80年代平均風(fēng)速除冬季略有偏大外，其他三季均偏?。?0年代春、夏季略有增大，秋、冬季減小，冬季減少幅度較大；21世紀(jì)以后，平均風(fēng)速迅速增加。由此可見：三原縣春季風(fēng)速較大，春季風(fēng)速變化對(duì)年平均風(fēng)速變化影響較大。

表2　三原縣1972—2014年各階段平均風(fēng)速和年(季)日照時(shí)數(shù)

2.4日照時(shí)數(shù)

從圖4可看出，日照時(shí)數(shù)呈波動(dòng)減少趨勢(shì)，氣候傾向率為-30.872 h/10 a。日照時(shí)數(shù)20世紀(jì)70年代呈上升趨勢(shì)，1977年最多為2 525.40 h，從70年代末到90年代初，日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)，1993年最少為1 405.90 h；之后到90年代末期，年日照時(shí)數(shù)呈上升趨勢(shì)；21世紀(jì)初年日照時(shí)數(shù)年際變化較大。各季日照時(shí)數(shù)變化不一致，只有春季為增加趨勢(shì)，夏、秋、冬季與年日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)一致，呈減少趨勢(shì)，夏、冬季最為明顯，由此可見：三原縣日照時(shí)數(shù)減少夏、冬季均有貢獻(xiàn)。

從表2可看出：20世紀(jì)70年代日照時(shí)數(shù)最多，比歷年平均值偏多213.54 h，90年代最少，平均值減少134.19 h。80年代四季均為減少，90年代，春、秋季減少，夏、冬季增加，21世紀(jì)四季均為增加。80年代日照時(shí)數(shù)減少，夏季貢獻(xiàn)最大；90年代日照時(shí)數(shù)減少，春季貢獻(xiàn)最大；21世紀(jì)日照時(shí)數(shù)增加，春季貢獻(xiàn)最大。

圖4　三原縣1972—2014年日照時(shí)數(shù)變化趨勢(shì)

2.5干燥指數(shù)

由圖5可看出，干燥指數(shù)80年代末以前出現(xiàn)極濕年，降水較多，氣溫較低，相對(duì)濕度較大，為相對(duì)冷濕期；80年代末到2000年，干燥指數(shù)明顯減少，降水偏少，溫度偏高，相對(duì)濕度減小，為相對(duì)暖干期；2000年以后干旱指數(shù)上升，溫度升高，降水增加，為暖濕期。

3結(jié)論

(1)降水量年際變化在波動(dòng)中呈減少趨勢(shì)，氣候傾向率為-3.96 mm/10 a。降水主要集中在夏、秋兩季，降水減少主要因秋季降水減少造成。20世紀(jì)80年代降水增多，春季貢獻(xiàn)最大；90年代降水減少，主要由秋季降水減少造成。

圖5　三原縣1972—2014年干旱指數(shù)變化趨勢(shì)

(2)三原縣溫度變化特征為明顯的上升趨勢(shì)，氣候傾向率為0.296 ℃/10 a；20世紀(jì)80年代氣溫較低，主要由夏季降溫所致；21世紀(jì)氣候變暖，四季均有貢獻(xiàn)，以春季貢獻(xiàn)最大。

(3)平均風(fēng)速的年際變化較小，總體呈減小趨勢(shì)。70年代為高風(fēng)速區(qū)，90年代處于低風(fēng)速區(qū)，各季平均風(fēng)速的變化與全年基本一致，但春季風(fēng)速較大，對(duì)全年風(fēng)速變化影響較大。

(4)日照時(shí)數(shù)呈波動(dòng)減少趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)減少夏、冬季均有貢獻(xiàn)。80年代日照時(shí)數(shù)減少，夏季貢獻(xiàn)最大；90年代日照時(shí)數(shù)減少，春季貢獻(xiàn)最大；21世紀(jì)日照時(shí)數(shù)增加，春季貢獻(xiàn)最大。

(5) 三原縣80年代為冷濕期，90年代為暖干期，2000年以后向暖濕發(fā)展。

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中圖分類號(hào)：P467

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

作者簡(jiǎn)介：李群(1964—)，女，漢，陜西三原人，工程師，從事氣象科技服務(wù)與地面測(cè)報(bào)。

收稿日期：2015-07-09

文章編號(hào)：1006-4354(2016)01-0016-04

李群，李飛，羅銳敏，等. 三原縣近43年來氣候變化特征分析[J].陜西氣象，2016(1)：16-19.