益陽市最高氣溫氣候分析與其他天氣要素相關(guān)性分析

陳安賢　斯楠培初　楊令　李超　賴悅平

摘 要 最高氣溫是日常天氣預(yù)報中的主要天氣要素，也是一項重要的冷暖指標(biāo)。目前，根據(jù)國家氣象局的要求，該項已被列入城鎮(zhèn)天氣預(yù)報質(zhì)量考核，且比重比較重。在全球氣候變暖背景下，世界各國高溫事件頻發(fā)，不利影響越來越突出，逐漸成為一種嚴(yán)重的氣象災(zāi)害。高溫災(zāi)害對人類和牲畜安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、能源需求、運(yùn)輸及野生動植物種群保護(hù)等均能產(chǎn)生重要影響?；诖?，以益陽市最高氣溫進(jìn)行氣候變化分析，并與其他天氣要素進(jìn)行了相關(guān)性分析，以期為提高最高氣溫的預(yù)報準(zhǔn)確率提供參考。

關(guān)鍵詞 最高氣溫；天氣要素；益陽市

中圖分類號：P445.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.17.091

益陽市位于湖南東北部，既有平原又有山區(qū)，最高氣溫的分布極具代表性?；诖?，應(yīng)用益陽市有歷史記錄以來的逐日最高氣溫，對益陽市最高氣溫和高溫災(zāi)害的氣候特征進(jìn)行統(tǒng)計分析，并與其他相關(guān)天氣要素進(jìn)行相關(guān)性分析，旨在提高最高氣溫的預(yù)報準(zhǔn)確率。

1 益陽市最高氣溫氣候變化分析

1.1 資料來源及統(tǒng)計說明

選取有歷史資料以來的益陽市5個氣象站的日最高氣溫，根據(jù)益陽市氣候特點，以12月—次年2月、3—5月、6—8月、9—11月分別表示冬、春、夏、秋季。日最高氣溫≥35 ℃稱為高溫日，其中，35 ℃≤日最高氣溫<37 ℃稱為一般高溫日，37 ℃≤日最高氣溫<40 ℃稱為重高溫日，日最高氣溫≥40 ℃稱為嚴(yán)重高溫日。

1.2 逐日平均最高氣溫分析

將益陽市5個氣象站逐日最高氣溫進(jìn)行平均得到的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，日平均最高氣溫并不是單純的線形增加或者減小的趨勢，而是有波動的，但整體來說，日平均最高氣溫是先升后降；最大值集中時間為7月下旬到8月上旬，赫山區(qū)、桃江縣和沅江市最大值均出現(xiàn)在7月22日，分別為34.7 ℃、34.6 ℃和34.0 ℃，南縣最大值出現(xiàn)在7月29日，為33.9 ℃，安化縣最大值為34.8 ℃，出現(xiàn)在7月22日、31日和8月1—2日；最小值集中時間為1月下半月，最大值除了赫山區(qū)出現(xiàn)在1月24日的7.4 ℃以外，其他縣市均出現(xiàn)在1月15日，分別為桃江縣7.7 ℃、南縣7.3 ℃、安化縣8.1℃ 、沅江市7.3 ℃；逐日最高氣溫較高的縣市為南部山區(qū)安化縣，較低的縣市為北部湖區(qū)南縣。

1.3 日最高氣溫距平分析

將益陽市5個氣象站的最高氣溫與日平均最高氣溫進(jìn)行距平分析，并挑選出最大值與最小值，由得到的數(shù)據(jù)可知：日最高氣溫距平最大值和最小值都不是單純的線形增加或減小的趨勢，而是有波動的；最大值是先降后升，前期波動比后期要厲害，其低位位于夏季，高位位于冬季；最小值先升后降，起伏比最大值要小很多，其低位位于春季，高位位于夏季；最大值距平安化縣最大，南縣最小；最小值距平與其相反，南縣最大，安化縣最小。

1.4 日最高氣溫空間分析

從益陽市近56年平均最高氣溫分布圖（圖略）可以看出，平均最高氣溫自北向南、自東向西遞減。這與益陽市的地形有很大的關(guān)系，益陽市自東向西地勢逐步增高，東北側(cè)為水域或者水域環(huán)繞平原，逐步過渡到中部的山丘區(qū)，最后為西部的山區(qū)。水體對陽光的感應(yīng)相對空氣要遲緩些，所以山區(qū)的最高氣溫比較容易上升，湖區(qū)則較緩。而且冷空氣易從湖南向東北方向開口的馬蹄形入侵，益陽市的北部正好位于該地區(qū)，從而奇聞首當(dāng)其沖受到影響。

1.5 年平均最高氣溫年際及年代積變化

由于益陽市5個氣象站開始觀測的年份不一樣，故取最晚開始觀測的赫山區(qū)氣象站開始的1960年對6個氣象站每年的日最高氣溫進(jìn)行平均，得到圖1。由圖可知，1960—2015年益陽市年平均最高氣溫為20.1 ℃（1989年）～23.1 ℃（2013年），呈現(xiàn)先減后增的趨勢，其趨勢公式為y=0.001x2-0.059x+21.63，其相關(guān)系數(shù)R2為0.329；在20世紀(jì)60年代為減少的趨勢，其峰值為1960年的22.6 ℃，低谷為1964年和1969年的20.7 ℃，起伏度達(dá)到1.9 ℃；在20世紀(jì)70年代前期相對比較平穩(wěn)，后期出現(xiàn)了2個明顯的峰值，最高為1979年的22 ℃，其次為1978年的21.8 ℃，其余年份均在21.2℃ 以下，最小值為1970年的20.4 ℃；在20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了1個峰值和2個低谷，峰值出現(xiàn)在1987年的21.5 ℃，低谷值出現(xiàn)在1989年和1984年，分別為20.1 ℃和20.2 ℃；在20世紀(jì)90年代為波動的上升趨勢，呈現(xiàn)2～3年一個周期的波動，峰值為1998年的22.2 ℃，低谷為1991年的20.6 ℃；2000年以后為明顯的震蕩增加趨勢，到2011年之前，其值均在21 ℃以上，峰值為2007年的22.3 ℃，到了2012年突然的下降之后，2013年又達(dá)到近十來年的最高值23.1 ℃，隨后波動震蕩。

2 最高氣溫與其他天氣要素相關(guān)性分析

2.1 最高氣溫與降水相關(guān)性分析

一般來說，降水對最高氣溫的影響很明顯，有降水時，氣溫難以上升。據(jù)益陽市5個臺站近60年年平均日白天降水量和日最高氣溫的散點分布，發(fā)現(xiàn)日最高氣溫與白天降水量存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，。其趨勢公式為y=

-0.068x+3.451，兩者之間的趨勢并不是特別明顯，且相關(guān)性并不是很好，相關(guān)系數(shù)僅為0.014。

2.2 最高氣溫與云量相關(guān)性分析

云量多少直接影響著氣溫變化。最高氣溫與云量呈負(fù)相關(guān)，云量多則最高氣溫低，云量少則最高氣溫高。由益陽市5個臺站近60年平均日總云量、日低云量和最高氣溫的散點分布，發(fā)現(xiàn)日最高氣溫與日總云量和日低云量都存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。與日總云量的趨勢公式為y=-0.178x+11.04，與日低云量的趨勢公式為y=

-0.086x+5.707，與總云量的趨勢要是比低云量明顯，且相關(guān)性也與低云量要好。

2.3 最高氣溫與日照相關(guān)性分析

日照時間對最高氣溫影響也較大。最高氣溫與日照時間呈正相關(guān)，日照時間多則最高氣溫高，日照時間少則最高氣溫低。依據(jù)益陽市5個臺站近60年平均日照時間和最高氣溫的散點分布，發(fā)現(xiàn)日最高氣溫與日照時間都存在正相關(guān)關(guān)系。趨勢公式為y=0.086x+2.275，相關(guān)性不太好，相關(guān)系數(shù)僅為0.020。

2.4 最高氣溫與風(fēng)速相關(guān)性分析

風(fēng)對最高氣溫是有影響的，一般來自于高緯度的西北風(fēng)利于降溫，來自于低緯度的西南風(fēng)利于升溫。風(fēng)力大不利于白天升溫。風(fēng)速對日最高氣溫也是有影響的，從益陽市5個臺站近60年年日平均風(fēng)速和最高氣溫的散點分布發(fā)現(xiàn)，日最高氣溫與平均風(fēng)速都存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。趨勢公式為y=-0.13x+4.744，其趨勢較明顯，但相關(guān)性不太好，相關(guān)系數(shù)僅為0.070。

2.5 最高氣溫與相對濕度相關(guān)性分析

根據(jù)實際資料研究了日最高氣溫與日平均相對濕度之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)日最高氣溫與日平均相對濕度存在顯著的反相關(guān)關(guān)系。益陽市5個臺站近60年年日平均相對濕度和最高氣溫的散點分布顯示，日最高氣溫與平均風(fēng)速都存在明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。趨勢公式為y=-2.413x+131.6，其趨勢很顯著，且相關(guān)性比較好，相關(guān)系數(shù)為0.339。

3 結(jié)論

1）益陽市近56年最高氣溫有一定的氣候規(guī)律：日平均最高氣溫是先升后降，最大值集中時間為7月下旬到8月上旬，最小值集中時間為1月下半月；距平最大值是先降后升，距平最小值先升后降；距平最大值安化縣最大，南縣最小；最小值距平與其相反，南縣最大，安化縣最?。荒昶骄罡邭鉁?0.1～23.1 ℃，呈現(xiàn)先減后增的趨勢；日最高氣溫季節(jié)從高到低的順序為夏季、秋季、春季和冬季；日平均最高氣溫月份最高值為7月，其次為8月，再次為6月；日平均最高氣溫月份最低值為1月，其次為2月，再次為12月。

2）益陽市平均日最高氣溫自北向南、自東向西遞減；逐日最高氣溫較高的縣市為南部山區(qū)安化縣，較低的縣市為北部湖區(qū)南縣；每月日平均最高氣溫最高值的縣市都是安化縣，最高為7月的33.7 ℃；每月日平均最高氣溫最低值的縣市不是固定的，2—5月和9—11月最低為沅江市，1月、6—8月和12月最低為南縣。

3）日最高溫度與日照時間呈顯著正相關(guān)，與白天降水量、總云量、低云量、相對濕度、風(fēng)速呈顯著負(fù)相關(guān)，而與白天降水量、低云量和日照時間的相關(guān)性不顯著，與相對濕度的負(fù)相關(guān)最好。

（責(zé)任編輯：趙中正）