上蔡縣近55年氣候變化特征分析

溫淑敏

利用上蔡縣1961-2015年氣溫、降水、日照觀測(cè)資料，分析該縣近55年的氣候變化特征。結(jié)果表明：上蔡縣近55年來(lái)，年平均氣溫呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，氣溫變化傾向率為0.095℃/10a。冬季、春季、秋季三個(gè)季節(jié)的季平均氣溫呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，冬季增溫明顯，春季次之，秋季最小。夏季季平均氣溫呈下降趨勢(shì)。極端最高氣溫呈下降趨勢(shì);極端最低氣溫呈上升趨勢(shì)。年降水量呈逐漸減少的趨勢(shì)，降水變化傾向率為-20.736mm/10a，冬季降水量呈增加趨勢(shì)，春、夏、秋三季的降水量呈減少趨勢(shì)，夏季減少明顯，秋季次之，春季最小。暴雨日數(shù)平均為3.2個(gè)/a。日照時(shí)數(shù)呈波動(dòng)減少趨勢(shì)，日照變化傾向率為-81.824/10 a。四季均為減少趨勢(shì)，其中夏季最為明顯。

近百年來(lái)，全球氣候變暖是國(guó)際社會(huì)和氣候變化科學(xué)界廣泛認(rèn)同和接受的客觀事實(shí)，從1986年開始，全球平均地面溫度一直在增高，上世紀(jì)增高了0.6±0.2℃。政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第五次評(píng)估報(bào)告（2013）指出：1880-2012年，全球地表平均溫度上升了0.85℃，1913年以來(lái)中國(guó)地表平均溫度上升了0.91℃，尤其是近60年平均每10a上升0.23℃。在氣候變暖的大背景下，極端氣候事件發(fā)生引起了眾多學(xué)者的關(guān)注。研究分析各地氣溫、降水、日照的多年變化特征，對(duì)于防災(zāi)減災(zāi)及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)均有重要意義，也是各界關(guān)注的熱點(diǎn)問題。左洪超等研究了中國(guó)近50年氣溫及降水量變化特征，苗長(zhǎng)明、常軍、焦建麗等研究了河南省降水特征，劉少華、陳敏、張?jiān)葡嫉确謩e對(duì)鄭州、三門峽、商丘地區(qū)的降水變化特征進(jìn)行了分析。賈金明、吳建河、徐巧真等對(duì)河南日照變化特征及成因進(jìn)行了分析。

上蔡縣位于河南省的中南偏東部，駐馬店市東北部，處于黃淮平原中部，耕地面積165.5萬(wàn)畝，人口150多萬(wàn)，是全國(guó)糧食生產(chǎn)百?gòu)?qiáng)縣、全國(guó)優(yōu)質(zhì)小麥種植縣。據(jù)南北氣候的分界線秦嶺—淮河一線不遠(yuǎn)，同時(shí)兼有南北兩種氣候的特點(diǎn)，屬大陸性暖溫帶季風(fēng)性的亞濕潤(rùn)氣候，光、熱、水氣候資源豐富。因地處平原且為農(nóng)業(yè)大縣，氣象災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)蓮娜影響造成了震驚中外的“75·8”大暴雨，引發(fā)了淮河上游的大洪水，造成千萬(wàn)人受災(zāi)，上萬(wàn)人死亡的慘劇，上蔡為主要的受災(zāi)區(qū)。因而，深入研究揭示上蔡縣多年來(lái)的氣候變化特征，為本區(qū)域防災(zāi)減災(zāi)及合理開發(fā)利用氣候資源，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 資料和方法

1.1 資料來(lái)源

本文數(shù)據(jù)來(lái)源于上蔡縣氣象局1961-2015年實(shí)測(cè)氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)等資料。本文采用10年滑動(dòng)平均值來(lái)消除年紀(jì)突變的影響。季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)：冬季為上年12月-次年2月，春季為3-5月，夏季為6-8月，秋季為9-11月。降水量（20-20時(shí)）≥50mm為一個(gè)暴雨日。

1.2 資料處理和方法

1.2.1 采用氣候傾向率、距平對(duì)我縣氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

1.2.2 氣候傾向率。本文中，溫度、降水和日照的氣候趨勢(shì)用一次直線方程來(lái)定量描述，其單位為℃/10 a、mm/10 a和h/10a。a1×10大于0說(shuō)明該氣象要素隨時(shí)間增加呈上升或偏多趨勢(shì)，小于0則反之。

1.2.3 距平。距平是某一系列數(shù)值中的某一個(gè)數(shù)值與平均值的差。距平值在氣象上，主要是用來(lái)確定某個(gè)時(shí)段或時(shí)次的數(shù)據(jù)，相對(duì)于該數(shù)據(jù)的某個(gè)長(zhǎng)期平均值是高還是低。

2 結(jié)果分析

2.1 溫度的變化特征

溫度是反映物體冷熱程度的物理量。本文中的溫度是上蔡縣實(shí)測(cè)距地1.5M高的百葉箱中的空氣溫度。導(dǎo)致全球變暖的主要原因是人類在近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)大量使用礦物燃料，排放出大量的二氧化碳等溫室氣體，還有其他一些方面的因素：如人口劇增、土地沙化、森林銳減等。

2.1.1 年平均氣溫變化。圖1是上蔡縣55a平均氣溫隨時(shí)間序列的變化情況統(tǒng)計(jì)分析，如圖可知：上蔡縣近55年平均氣溫為波動(dòng)上升趨勢(shì)，氣溫變化傾向率為0.095℃/10a，多年平均氣溫為14.8℃。氣溫最高值出現(xiàn)在1961年，為15.8℃，氣溫最低值出現(xiàn)在1984年，為13.9℃。

2.1.2 歷年季平均氣溫變化

竺可楨指出我國(guó)冬季溫度主要受西伯利亞冷空氣控制，升降比較統(tǒng)一，可以用冬季溫度作為氣候變動(dòng)的指標(biāo)。圖2為上蔡縣1961—2015年季平均氣溫變化曲線圖，由圖可知：近55年來(lái)，上蔡縣冬季、春季、秋季三個(gè)季節(jié)的季平均氣溫為波動(dòng)上升趨勢(shì)，冬季增溫最為明顯，春季次之，秋季最小，氣溫變化傾向率分別為0.234℃/10a 、0.203℃/10a、0.123℃/10a，夏季季平均氣溫呈下降趨勢(shì)，氣溫變化傾向率為-0.18℃/10a。對(duì)比圖1分析，多年平均氣溫變化曲線與多年冬季平均氣溫變化的走勢(shì)基本一致，氣溫變暖主要體現(xiàn)在冬季。

2.1.3 極端最高、最低氣溫變化

從上蔡縣55a極端最高氣溫隨時(shí)間序列的變化情況統(tǒng)計(jì)分析，極端最高氣溫呈現(xiàn)出波動(dòng)下降的趨勢(shì)，最高值為43.7℃，出現(xiàn)在1966年;極端最低氣溫呈現(xiàn)出波動(dòng)上升的趨勢(shì)，最低值為-16.4℃，出現(xiàn)在1990年。

2.2 降水變化特征

降水是研究氣候變化的另外一個(gè)重要因素，它是干旱氣象災(zāi)害發(fā)生的直接決定因素。近50年來(lái)，中國(guó)降水變化趨勢(shì)為南多北少，北方主要耕作區(qū)農(nóng)業(yè)干旱有加重發(fā)生趨勢(shì)。本文中的暴雨是指日降水量≥50MM。

2.2.1 年降水量變化。過(guò)對(duì)上蔡縣1961-2015年年降水量資料的統(tǒng)計(jì)分析得知，該縣近55年降水呈波動(dòng)減少趨勢(shì)，降水變化傾向率為-20.736mm/10a，年平均降水量為858.7 mm，從上蔡縣1961—2015年年降水變化曲線（圖5）可以看出：近55年中，年降水最少值出現(xiàn)在1966年，為417.9 mm，較多年平均值偏少440. 8 mm。年降水最多值出現(xiàn)在1975年，為1547.4 mm，較多年平均值偏多688.7 mm。

2.2.2 歷年季降水變化。從上蔡縣1961—2015年季降水變化曲線圖（圖6）上可以看出：從總趨勢(shì)看，55a上蔡縣的冬季降水量呈增加趨勢(shì)，變化傾向率為0.326mm/10a春、夏、秋三季的降水量呈減少趨勢(shì)，夏季減少明顯，秋季次之，春季最小。氣候變化傾向率分別為-9.298mm/10a、-5.326mm/10a、-5.092mm/10a。

2.2.3 暴雨日數(shù)變化特征。從上蔡縣1961-2015年各年代暴雨日數(shù)變化統(tǒng)計(jì)來(lái)看，近55a上蔡的暴雨日數(shù)累計(jì)為154個(gè)，平均3.2個(gè)/a。從季節(jié)來(lái)看，夏季暴雨日數(shù)最多，占全年的79.2%;春季占全年的12.1%;秋季占全年的8.7%;冬季無(wú)暴雨出現(xiàn)。暴雨均出現(xiàn)在4-10月份，其中7月份最多，4月份和10月份最少。60年代、90年代暴雨日數(shù)較少分別為20個(gè)、22個(gè)外，70年代、2000年代暴雨日數(shù)分別為30個(gè)、33個(gè)，90年代最多，暴雨日數(shù)為44個(gè)。

2.3 日照變化特征

日照時(shí)數(shù)是指太陽(yáng)在一地實(shí)際照射的時(shí)數(shù)。日照時(shí)數(shù)是氣候形成的又一個(gè)重要因素，它與人類生產(chǎn)活動(dòng)及植物的生長(zhǎng)密切相關(guān)。隨著地球人口的增加、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及工業(yè)污染的加重，大氣透明度下降，對(duì)日照時(shí)數(shù)產(chǎn)生很大的影響 。

2.3.1 年日照變化。通過(guò)對(duì)上蔡縣1961-2015年年日照資料的統(tǒng)計(jì)分析得知，上蔡縣年日照時(shí)數(shù)變化呈波動(dòng)減少的趨勢(shì)，日照變化傾向率為-81.824h/10a， 多年平均日照時(shí)數(shù)為1933.0h。從上蔡縣1961—2015年年日照時(shí)數(shù)變化曲線（圖7）可以看出：近55年中，年日照時(shí)數(shù)最少值出現(xiàn)在2007年，為1401.3 h，較多年平均值偏少531.7 h，年日照時(shí)數(shù)最多值出現(xiàn)在1966年，為2313.6 h，較多年平均值偏多380.6 h。

2.3.2 歷年季日照變化

從上蔡縣1961—2015年季日照變化曲線圖（圖8）上可以看出：從總趨勢(shì)看，55a上蔡縣的四季日照均呈減少趨勢(shì)，夏季減少最多，冬、秋季減少趨勢(shì)相差不大，春季變化不明顯。日照氣候變化傾向率分別為-37.662h/10a、-23.466h /10a、-21.124h /10a、-2.096h /10a。

2.3.3 影響日照時(shí)數(shù)變化的因子分析。日照時(shí)數(shù)的變化與多種因素有關(guān)，云量、大氣透明度、輕霧（霧），霾、相對(duì)濕度等要素直接影響日照時(shí)數(shù)的多少。由上蔡縣55a的氣象資料可以看出，多年來(lái)輕霧（霧）、霾日數(shù)從總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且上升趨勢(shì)明顯，而日照時(shí)數(shù)呈減少趨勢(shì)。由此可見，輕霧（霧）日數(shù)是影響日照的變化的重要因子。

3 結(jié)論與討論

（1）近55 a來(lái)上蔡縣氣候在變暖，氣溫在升高。氣溫變化傾向率為0.095℃/10a，年平均氣溫為14.8℃。上蔡縣冬季、春季、秋季三個(gè)季節(jié)的季平均氣溫呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，夏季季平均氣溫呈下降趨勢(shì)。冬季年平均氣溫變化與多年平均氣溫變化曲線的上升、下降走勢(shì)基本一致，所以，冬季氣溫為衡量氣候變化的重要指標(biāo)。極端最高下降趨勢(shì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于極端最低上升趨勢(shì)，也可以作為氣候變暖的一項(xiàng)指標(biāo)。（2）近55 a上蔡縣降水呈波動(dòng)減少趨勢(shì)，降水變化傾向率為-20.736mm/10a，年平均降水量為858.7 mm。從總趨勢(shì)看，55a上蔡縣的冬季降水量呈增加趨勢(shì)，春、夏、秋三季的降水量呈減少趨勢(shì)。四季占全年降水百分比分別為：春季19.9%、夏季53.0%、秋季20.9%、冬季6.2%。近55a上蔡的暴雨日數(shù)累計(jì)為154個(gè)，平均3.2個(gè)/a。夏季暴雨日數(shù)最多，占全年的79.2%。（3）近55 a上蔡縣日照時(shí)數(shù)呈整體下降趨勢(shì)，日照時(shí)數(shù)變化傾向率為-81.824h/10a， 多年平均日照時(shí)數(shù)為1933.0h。四季日照均呈減少趨勢(shì)。影響日照變化的主要因子有總、低云量，相對(duì)濕度，輕霧（霧），霾等。