黃山市(屯溪)近50年氣溫和降水變化特征研究

袁新田，高 楊，李 琦，李弘飛

宿州學院環(huán)境與測繪工程學院,宿州，234000

黃山市(屯溪)近50年氣溫和降水變化特征研究

袁新田，高 楊，李 琦，李弘飛

宿州學院環(huán)境與測繪工程學院,宿州，234000

運用1961-2010年黃山市屯溪氣象站觀測數(shù)據(jù)，采用趨勢分析和距平分析法，對黃山市近50年的氣溫和降水變化特征進行研究。結(jié)果表明：黃山市氣溫年平均值在15.8 ℃～17.9℃之間；總體上氣溫上升趨勢明顯，其中冬季有明顯的升溫特點，春、秋季次之，夏季略弱。氣溫年代際變化明顯，波動小，逐漸進入溫暖期。黃山市年降水量出現(xiàn)增多的趨勢，氣候趨向率為51 mm/10a；其中，秋季降水漸漸逐年變少，而春、夏和冬呈現(xiàn)增多的趨勢。降水年代際變化也較明顯，整體表現(xiàn)增多趨勢，上升幅度較大。

氣候變化；氣溫；降水；黃山市

據(jù)IPCC第四次(AR4)報告[1]，由于自然環(huán)境的改變和人類活動的干擾，使得空氣中的CO2等溫室氣體濃度逐年升高，導致氣候變化速率加大。在氣候變暖的大背景下，21世紀人類面臨最嚴重的問題將是氣溫升高和水資源枯竭。因此，氣溫和降水對農(nóng)業(yè)和環(huán)境的影響尤為重要。目前，對氣溫和降水的研究一直被國內(nèi)外學術(shù)界所關(guān)注。李春強[2]等針對河北省近40年氣溫和降水的研究表明平均最低氣溫和最高氣溫表現(xiàn)出升高趨勢，其中最低氣溫升溫傾向率比最高氣溫傾向率高；李占玲[3]等針對近40年甘肅省氣候變化特征的研究表明降水逐年減少，氣溫逐年升高，但不顯著。賀偉[4]等針對1961-2005年東北地區(qū)氣候特征研究表明45年來東北地區(qū)氣候出現(xiàn)暖干化趨勢。袁新田[5]等對近50年阜陽氣候變化特點的研究表明近50年阜陽市氣溫明顯上升，特別是近20年的氣溫上升顯著。Chen[6]等研究了中國氣溫、降水兩個氣象要素近70年的變化。

黃山市地處亞熱帶北緣，屬亞熱帶季風濕潤氣候。四季分明夏無酷暑，冬少嚴寒；熱量豐富，雨水充沛。本文根據(jù)1961-2010年屯溪氣象站的氣象觀測資料，分析了黃山市1961-2010年氣溫和降水兩個要素的變化特征，揭示黃山市氣候變化規(guī)律，以此為黃山市氣候預測和防災減災提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與處理

本文選取1961-2010年黃山屯溪氣象觀測站點氣溫和降水的觀測資料，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)資料，統(tǒng)計計算近50年的年平均氣溫、四季氣溫和年降水量、四季降水量，并計算距平值。四季劃分如下：春(3-5月)、夏(6-8月)、秋(9-11月)、冬(12-次年2月)。從年平均氣溫、年降水量、四季氣溫和降水量的變化以及年代際變化來分析黃山市的氣候變化特征。

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黃山市氣溫和降水數(shù)據(jù)進行分析[7]，即：

y=bx+a

式中，y為氣候要素擬合值(即氣溫、降水要素)，t為時間(即1961-2010年)，b·10稱為氣候傾向率，表示氣候要素每10 a 的變化率，a的符號反映氣候要素隨時間增加(正號)或減少(負號)的變化趨勢。

距平值計算方法：將1961-2010年每10年劃分為一個年代。以每10年平均值與50年平均值的差值作為距平值。差值小于0為負距平，差值大于0為正距平。據(jù)此進行氣溫、降水的年代際變化分析。

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，近50年來，黃山市年平均氣溫處在15.8℃～17.9 ℃之間。黃山市年平均氣溫呈現(xiàn)上升特點，升溫傾向率為0.199℃/10a，略低于全國溫度變化率0.21℃/10a[8]。1961-2000年40年間除個別年份年平均氣溫大于多年均溫，大部分年份均比多年均溫低，氣溫以偏冷為主；1998年氣溫達到18.7℃，是20世紀最熱的年份，與中國近百年來氣候變化結(jié)論一致[9]。21世紀以后年平均氣溫比多年均溫高，年平均氣溫增幅明顯高于1990年代，氣溫呈現(xiàn)逐漸上升趨勢。

圖1 黃山市年平均氣溫變化趨勢

2.1.2 四季氣溫變化分析

由圖2可知，黃山市四季平均氣溫呈現(xiàn)增高的趨勢，但是四季增暖速率不一致，其中冬季最大，為0.29℃/10a；春、秋兩季較小，分別為0.23℃/10a、0.18℃/10a；夏季最小，為0.09℃/10a。全國四季年平均氣溫增暖速率：春季為0.23℃/10a，夏季為0.12℃/10a，秋季為0.19℃/10a，冬季為0.36℃/10a[8]。黃山市年平均氣溫和四季平均氣溫變化趨勢與全國變化趨勢一致，增暖速率卻稍微略低于全國水平。

黃山市春季平均溫度為16.11℃，春季平均氣溫圍繞多年均溫波動幅度較小；1970到1997年期間，絕大多數(shù)年份的春季溫度都低于多年均溫；1970年與1996年溫度分別為14.35℃和14.68℃，是1990年代以來兩個溫度低值；從1990年末期到21世紀以來氣溫遠遠高于多年平均氣溫，特別是在1996年出現(xiàn)溫度急劇上升的現(xiàn)象，氣溫呈現(xiàn)變暖趨勢。夏季平均氣溫為26.75℃，1960-1999年氣溫大幅波動，而1974年溫度為25.52℃，是夏季溫度最低的年份；21世紀以后，夏季平均氣溫比多年均溫高，逐漸回升。秋季平均氣溫為17.72℃，1960-1970年期間大部分年份秋季平均氣溫比多年均溫高，但總體上升緩慢。1970-1999年，此時間段秋季平均氣溫圍繞多年均溫變化幅度不大，1976年氣溫為15.5℃，是1960-2000年40年里氣溫最低的一年。冬季平均氣溫為5.45℃，1990年之前氣溫普遍較低，1990年之后逐漸升高； 1979年溫度為7.11℃，是20世紀氣溫最高的年份；1967年與1984年氣溫分別為3.42℃和2.99℃ ，是20世紀以來氣溫最低的兩個年份；1990年以后氣溫明顯升高。21世紀以后氣溫增溫速率逐年上升。

圖2 黃山市四季氣溫變化趨勢

2.1.3 氣溫年代際變化分析

從表1可以看出，20世紀60年代，春、冬季氣溫距平值為負，夏、秋季氣溫距平值為正，表明春、冬季溫度逐漸偏冷，夏、秋季溫度相對偏暖。年氣溫距平值為-0.12℃，1960年代黃山市氣溫處于偏冷期。20世紀70年代，春、夏、秋季的氣溫距平值與60年代相比減小，說明溫度較之偏低；冬季氣溫距平值增加，說明溫度較之偏高。四季氣溫距平值都為負，可以得出這一期間黃山市溫度依舊普遍處于寒冷期。年距平值為-0.31℃，與1960年代相比降溫顯著，氣溫仍然較低。20世紀80年代，四季氣溫距平值均為負；春、秋兩季與1970年代相比略有上升，夏、冬兩季氣溫略有下降。年氣溫距平值為-3.2℃，與60年代趨勢一致，無明顯變化，大體仍處在較冷階段。20世紀90年代，春、冬季距平值為正，夏、秋季距平值為負；1990年代，春、冬季氣溫偏暖，夏、秋兩季氣溫偏冷，與1960年代正好相反。年氣溫距平值為0.03℃，說明總體上1990年代黃山市氣溫處于偏暖期。21世紀初期四季氣溫距平值都為正，整體呈現(xiàn)變暖趨勢；年氣溫距平值為0.71℃，較20世紀有明顯上升，處在溫暖階段。

黃山市氣溫年代際變化明顯，整體呈現(xiàn)變暖趨勢。20世紀60-90年代之間溫度較低，1990年代之后開始變暖，其后氣溫逐年升溫，上升幅度變大。

表1黃山市氣溫距平值

℃

季節(jié)年 份1961-19701971-19801981-19901991-20002001-2010春-0．2-0．36-0．310．090．79夏0．01-0．12-0．180．350．65秋0．17-0．6-0．280．010．73冬-0．45-0．17-0．490．410．70年-0．12-0．31-0．320．030．71

2.2 降水變化分析

2.2.1 年降水量變化分析

由圖3可知，黃山市年平均降水量為1 697.3 mm,近50年來降水量逐年上升，降水傾向率為51 mm/10a，與全國相比呈減少趨勢相反[10]。1960-1975年間降水偏少，尤其是1963年，僅為1 079.3 mm，是年平均降水的3/5。1980年到21世紀初期降水量逐漸上升，1973(2 479 mm)、1997(2 128 mm)、1983(2 295.5 mm)、1993(2 136.1 mm)、1999(2 460.5 mm)這5年降水量都超過了2 000 mm，是多雨年份。整體上降水呈現(xiàn)增多趨勢。

圖3 黃山市年降水量變化趨勢

2.2.2 四季降水量變化分析

從圖4可知，黃山市四季降水量變化差異明顯。秋季降水量呈減少趨勢，降水傾向率-10.6 mm/10a；春、夏和冬季降水量呈現(xiàn)增加的趨勢，夏季降水傾向率為41.3 mm/10a，冬季為17.1 mm/10a，春季增加幅度最小，為3.2 mm/10a。因此，夏、冬兩季降水的增加對全年降水量變化有很大影響。

黃山市春季降水量為611.4 mm，占全年的36.03%；尤其是1973年(1078.8 mm)、1995年(1120.6 mm)這兩年降水量最多，遠遠超過多年平均降水量。夏季降水量為626.9 mm，占全年的36.93%；降水量最少的年份是1978年，為160.2 mm；自1980年開始，降水量逐年升高，1999年降水量最多，高達1445.6 mm；2003年至2007年五年內(nèi)表現(xiàn)出短暫降水減少的特點。秋季降水量為227.9 mm，占全年的13.42%；1960-1969年秋季降水量大致逐年遞減，1970-1990年期間絕大多數(shù)年份降水高于多年平均降水量；降水量最大值出現(xiàn)在1972年為531.5 mm；降水量最小值在1988年為88.1 mm。冬季降水量231.2 mm，占全年的13.62%；1963年降水量最少，僅為57 mm； 1973、1998、2010年為三個多雨年，降水量分別為369.6 mm、354.7 mm、391.2 mm。

2.2.3 降水量年代際變化分析

從表2分析可以看出：20世紀60年代黃山市四季降水距平值均為負值，年降水距平值為-197.8 mm，黃山市60年代降水偏少。20世紀70年代春、秋和冬季降水距平值為正，降水偏多；夏季降水距平值為負，降水偏少。年降水距平值為45.3 mm，降水偏多。20世紀80年代夏、冬季降水距平值為負，降水偏少；春、秋季降水距平值為正，降水偏多；年降水距平值為-8.1 mm，80年代年降水偏少。20世紀90年代春、秋和冬季降水距平值為正，夏季降水距平值為負，可以看出春、秋和冬季降水偏多，夏季降水偏少。年降水距平值為209.3 mm，90年代黃山市降水處于增多期，幅度變化大。21世紀初期，春、夏和秋季降水距平值為負，降水量偏少。冬季降水距平為正值，降水偏多。年降水距平值為251.5 mm，降水呈現(xiàn)增多趨勢。

圖4 黃山市四季降水量變化趨勢

季節(jié)年 份1961-19701971-19801981-19901991-20002001-2010春-30．010．45．046．4-31．9夏-94．2-20．8-52．6206．1-38．8秋-34．352．756．9-46．4-28．8冬-39．42．8-17．53．050．9年-197．845．3-8．1209．3251．5

3 結(jié) 論

(1)1961-2010年，黃山市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上一致，但增溫速率低于全國；從不同年代來看，1990年代以來，黃山市年平均溫度上升最為顯著。

(2)1961-2010年，黃山市年平均氣溫增長速率為0.20℃/10a，溫度增加最快的季節(jié)是冬季，增溫速率為0.29℃/10a，春、秋季僅次于冬季，夏季溫度上升最不明顯，冬季溫度的上升對黃山市氣候變暖的影響程度很大。

(3)1961-2010年，黃山市年降水量整體上表現(xiàn)出增多的趨勢，增長速率為51 mm/10a；黃山市四季降水量變化有明顯的差別，春、夏、冬季降水量呈增多趨勢，夏季降水量增長速率最大；秋季降雨量呈現(xiàn)出減少的特征；從不同年代來看，1990年代以來，黃山市年降水量增多趨勢顯著。

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(責任編輯：劉小陽)

2017-05-28

安徽省教育廳人文社科研究重點項目(SK2016A995)；宿州學院重點科研項目(2016yzd07) 。

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

10.3969/j.issn.1673-2006.2017.10.030

P468.0

A

1673-2006(2017)10-0117-04