合江縣氣溫降水變化特征分析以1957—2017年為例

蒲小蘭　阮騰飛　陳以華

摘 要：

選取1957—2017年合江站逐月、逐年的平均氣溫及降水量資料，運用線性傾向估計、滑動平均等方法研究了合江縣氣溫和降水量序列的變化特征。結(jié)果表明：1957—2017年合江縣年平均氣溫整體上呈增溫趨勢，特別是在20世紀(jì)80年代以后升溫趨勢更加顯著。春、秋、冬3季的氣溫都有所增加，尤其以秋季增溫更為明顯。合江縣年總降水量總體上呈減少趨勢，年總降水量變幅大，旱澇交替出現(xiàn)的特征十分明顯。夏、秋、冬3季的降水量都呈現(xiàn)下降趨勢，其中變化最顯著的是夏季。

關(guān)鍵詞：

合江;氣候變化;氣溫;降水量

中圖分類號：S16

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20191130059

引言

合江縣位于四川盆地南部，地跨E105°32′～106°28′，N28°27′～29°01′，屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，四季分明，雨量充沛，雨熱同季，氣候溫和。合江縣主要發(fā)展農(nóng)業(yè)，同時也在大力發(fā)展旅游業(yè)。在全球氣候變暖的大背景下，各種極端災(zāi)害性天氣頻發(fā)，對生產(chǎn)生活有較大影響。當(dāng)前學(xué)者們已經(jīng)選取過很多城市的氣候變化作為研究課題，然而卻很少有針對合江縣氣候變化的研究成果，因此本文主要采用線性傾向估計、滑動平均等方法，對合江縣1957—2017年的氣溫和降水變化做全面探究，致力于摸索出該縣的氣候變化規(guī)律，以期促進(jìn)合江縣氣候預(yù)測工作的開展，為該縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、短期天氣預(yù)報、氣象防災(zāi)減災(zāi)等公共服務(wù)提供參考，對指導(dǎo)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、旅游等方面具有十分重要的意義。

1 研究數(shù)據(jù)和方法

本文選取的氣象資料為合江國家一般氣象站1957—2017年的逐月、逐年平均氣溫和降水量等氣象因子。分別統(tǒng)計歷年春、夏、秋、冬季的氣象資料。按照氣象劃分習(xí)慣，3—5月屬于春季，6—8月屬于夏季，9—11月屬于秋季，12月—次年2月屬于冬季。利用線性傾向估計、滑動平均等方法，分析上述氣象要素年際、春夏秋冬四季的氣候變化特征。

為了定量分析合江縣溫度和降水時間序列的變化趨勢，運用線性傾向估計，建立年、春夏秋冬四季平均氣溫和降水量隨時間變化的一元線性回歸方程：

y（t）=a+b（t）

式中，y為氣象要素，t為時間（單位：a），a為回歸常數(shù)項，b為回歸系數(shù)，表示氣候變量y的趨勢傾向，本文將b稱為氣候傾向率。b的符號為正，即當(dāng)b>0時，說明隨時間t的增加y呈上升趨勢;當(dāng)b的符號為負(fù)，即b<0時，說明隨時間t的增加，y呈下降趨勢。10b表示每10a各氣象要素隨時間變化的傾向率。

相關(guān)系數(shù)R表示變量y與時間t之間線性相關(guān)的密切程度。R越接近0，y與t之間的線性相關(guān)越小;反之，R越大，y與t之間的線性相關(guān)就越密切。對相關(guān)系數(shù)R進(jìn)行顯著性檢驗，以判斷變化趨勢的程度是否顯著。

2 氣溫變化分析

2.1 年平均氣溫的年際變化特征

在1957—2017年，合江縣平均氣溫為18.1℃，1996年，合江縣迎來了最低平均溫度，低至17.2℃;2013年，合江縣的平均溫度達(dá)到19.3℃，也是這段時間該縣的最高溫度，極差值為2.1℃。由圖1可知，合江縣近61a平均氣溫呈波動上升趨勢，氣候傾向率為0.03℃/10a，然而這個變化趨勢并不顯著。合江縣20世紀(jì)60—70年代平均氣溫總體表現(xiàn)出下降的趨勢。分析1981年以來的變化特征，平均氣溫不斷增加，可具體表現(xiàn)成線性方程：

y=0.026t+17.576，R=0.59

圖1 兩種時間尺度的年平均氣溫變化趨勢

這個方程符合0.001的顯著性檢驗。據(jù)此可知，合江縣自20世紀(jì)80年代開始，氣候傾向率為0.26℃/10a。

2.2 四季的平均氣溫變化特征

合江縣春季平均氣溫為18.4℃，61a中平均氣溫最高為20.4℃（1969年），最低為16.3℃（1996年）。春季均溫呈“U”型變化曲線，20世紀(jì)60年代后均溫逐漸下降，到90年代降至最低點，隨后迅速上升，最大升幅達(dá)2.4℃。由于春季回暖快，氣溫變化梯度較大，各月月平均氣溫分別為14.2℃、18.8℃、22.1℃。

合江縣夏季平均氣溫為26.5℃，61a中平均氣溫最高達(dá)28.6℃（2013年），最低達(dá)25.1℃（1982年）。與春季類似，夏季均溫從20世紀(jì)60—80年代下降趨勢明顯，而升溫節(jié)點較春季卻提前了10a，80年代以后緩慢上升，21世紀(jì)初表現(xiàn)出強烈的升溫態(tài)勢。各月月平均氣溫分別為24.5℃、27.6℃、27.5℃。

合江縣秋季平均氣溫為18.5℃，61a中平均氣溫最高為19.8℃（1998年），最低為17.0℃（1981年）。秋季均溫以0.086/10a的幅度上升，除20世紀(jì)60年代有小幅度的下降趨勢外，其余年代秋季平均氣溫均呈上升趨勢。各月月平均氣溫分別為23.3℃、18.3℃、13.9℃。

合江縣冬季平均氣溫為9.0℃，61a中平均氣溫最高為10.6℃（1979年），最低為7.2℃（1984年、2005年）。20世紀(jì)60年代—21世紀(jì)初，冬季均溫在波動中緩慢上升，僅在最近7a表現(xiàn)出強烈升溫態(tài)勢。各月月平均氣溫分別為9.4℃、7.9℃、9.8℃。

由此分析可知，合江縣春、秋、冬3季增溫，秋季增溫較為明顯，冬季次之，春季增溫很小;夏季降溫，但降溫的幅度極小。

圖2 1957—2017年四季平均氣溫變化趨勢

3 年降水量變化

3.1 年降水量的年際變化特征

1957—2017年合江縣年平均降水量為1159.7mm，分析圖3年降水量的變化曲線可以看出，年降水量總體上呈減少趨勢，但不顯著，氣候傾向率為-3.9mm/10a。從5a滑動平均曲線上可看出，合江縣在20世紀(jì)60—80年代和21世紀(jì)最近5a處于豐水期，而在20世紀(jì)90年代—2012年降水量明顯偏少。年降水量最多年份為2016年，1562.3mm，年降水量最少年份2011年，為786.8mm，最大值為最小值的近2倍，可見合江縣的年降水量有很大的年際變化差異。年總降水量變幅大，旱澇交替出現(xiàn)的特征十分明顯。

圖3 1957—2017年逐年降水量變化趨勢

3.2 四季降水量變化趨勢

在1957—2017年期間，春季平均降水量285.9mm，在1992年降水量達(dá)到最多，為466.8mm，在1969年降水量最少，為135.5mm。春季降水量在20世紀(jì)60年代、90年代呈小幅度上升趨勢，最近7a表現(xiàn)出明顯上升趨勢，20世紀(jì)70年代、80年代和21世紀(jì)初均表現(xiàn)出減少的趨勢，特別是20世紀(jì)70年代，減少趨勢最為明顯。

夏季降水量平均為503.9mm，最大值為893.8mm（1998年），最小值為252.4mm（2011年）。分析合江縣夏季降水量的變化可知，20世紀(jì)60—80年代呈現(xiàn)出下降的趨勢，90年代表現(xiàn)出較明顯的上升趨勢，到21世紀(jì)初又表現(xiàn)為下降趨勢，在最近7a呈緩慢上升趨勢。

秋季降水量平均為276.0mm，最大值為405.0mm（2016年），最小值為145.9mm（2009年）。從秋季降水量變化來看，20世紀(jì)60年代合江縣秋季降水量為上升的趨勢，從20世紀(jì)70年代—21世紀(jì)初呈現(xiàn)波動中緩慢減少的態(tài)勢，2009年降到最低點后，2010年開始又表現(xiàn)出明顯的上升趨勢。

冬季降水量平均為93.9mm，最大值為150.1mm（1965年），最小值60.0mm（1990年）。冬季降水氣候傾向率為-3.3/10a，呈下降趨勢且變化明顯，同時通過0.05的顯著性檢驗。從冬季降水量變化看，冬季合江縣降水量在不斷減少，但降水量在20世紀(jì)70年代和最近7a呈上升趨勢，20世紀(jì)60年，20世紀(jì)80年代—21世紀(jì)初下降幅度較為明顯。

綜上所述，合江縣夏、秋、冬3季降水量減少，夏季降水量減少對年總降水量減少貢獻(xiàn)最大，其次為冬季，秋季貢獻(xiàn)最小;春季降水量增加，但增加幅度不大。

圖4 1957—2017年四季降水量變化趨勢

4 結(jié)論

1957—2017年合江縣的平均氣溫為18.1℃，年平均氣溫整體上呈增溫趨勢，氣候傾向率為0.03℃/10a;特別是在20世紀(jì)80年代以后升溫趨勢更加顯著，平均升溫速率為0.26℃/10a。春、秋、冬3季的氣溫都有所增加，尤其以秋季增溫更為明顯。

61a來，合江縣年平均降水量為1159.7mm，總體上呈減少趨勢，氣候傾向率為-3.9mm/10a。年總降水量變幅大，旱澇交替出現(xiàn)的特征十分明顯。夏、秋、冬3季的降水量都呈現(xiàn)下降趨勢，其中變化最顯著的是夏季。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：

蒲小蘭，女，助理工程師。研究方向：地面氣象觀測和中短期天氣預(yù)報。