云南省60年氣候變化特征分析

陳勝

云南省60年氣候變化特征分析

陳勝

（云南師范大學(xué) 旅游與地理科學(xué)學(xué)院，云南 昆明 650500）

基于云南省1958—2017年28個氣象站點的觀測數(shù)據(jù)，采用線性趨勢分析和Mann-Kendall檢測方法分析了氣候變化特征。結(jié)果表明，氣溫呈上升趨勢，其中年平均氣溫呈波動上升；年平均最高氣溫在20世紀(jì)90年代后增溫明顯，年平均最低氣溫在20世紀(jì)70年代后增溫顯著；年降水量呈周期性的波動變化，略有增加趨勢，長期增加變化趨勢不太顯著；日照時數(shù)波動起伏變化較大，總體呈減少趨勢；年平均相對濕度呈逐漸減小趨勢；年平均風(fēng)速呈高低起伏降低且波動顯著。五個氣象要素都發(fā)生突變，1993年為年平均氣溫升溫突變點，2004年為年平均最高氣溫升溫突變點，1996年為年平均最低氣溫升溫突變點；2005年為年降水量減少突變點；1981年為年日照時數(shù)減少突變點，2011年為年日照時數(shù)增加突變點，2015年為年日照時數(shù)減少突變點，60年來整體呈減少趨勢；2000年為年平均相對濕度減小突變點；1991年為年平均風(fēng)速減小突變點，2014年為略微增大突變點。

氣候變化；氣溫；降水量；日照時數(shù)

近百年來地球氣候系統(tǒng)正在經(jīng)歷一次以變暖為主的顯著變化，氣候變化不僅會影響自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)平衡，還會囿于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人類生活。因此，氣候變化在區(qū)域、國家乃至全球的可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用[1]。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次報告指出：近年來，全球升溫明顯。近50年來中國氣候變暖顯著，年平均地表增溫幅度為0.6～0.8 ℃，略高于同期全球升溫幅度[2]。而越來越多的科學(xué)數(shù)據(jù)表明，在氣候變暖的背景下，各類氣象要素時空變化均較大[3-7]。氣候變暖不但具有全球性而且具有局地特征。云南又位于低緯度高原地區(qū)，青藏高原和東亞、南亞季風(fēng)對其影響明顯，由人類活動引起的全球氣候變化是影響該地區(qū)氣候變化的重要因素[8]。特殊的地理位置，使不同區(qū)域?qū)θ蜃兓捻憫?yīng)也具有顯著的區(qū)域差異[9]。

本研究利用云南60年（1958—2017年）的氣象資料，對其氣候變化特征進(jìn)行分析，對了解云南氣候變化有重要科學(xué)意義。

1 研究資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文采用云南28個氣象站的觀測數(shù)據(jù)。這些站點有1958—2017年共60年逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、降水量、平均風(fēng)速和日照時數(shù)等資料。

1.2 研究方法

給定顯著性水平，本研究取=0.05，|0.05|=1.96，如果|k|=1.96，則表明該氣候序列在置信水平上呈顯著的變化趨勢。同樣的，按氣候序列的逆序列重復(fù)上面的過程，使|k|=﹣k。如果2條曲線出現(xiàn)交點，且交點位于置信水平內(nèi)，則該點對應(yīng)的時刻就是突變可能發(fā)生的時間。

2 云南氣候變化特征

2.1 氣溫變化特征

2.1.1 年平均氣溫變化特征

由分析得，云南年平均氣溫呈波動上升趨勢，氣候傾向率為0.193攝氏度/十年，增溫趨勢顯著。近60年云南平均氣溫為16.3 ℃，從年尺度上看，其中年平均氣溫的最大值出現(xiàn)在2010年，高達(dá)17.3 ℃，最小值出現(xiàn)在1968年，為15.5 ℃，兩者相差1.8 ℃。經(jīng)歷了1958—1976年相對冷期、1977—2010年相對暖期、2011—2017年相對偏冷期3個階段。1958—1971年間的氣溫升溫趨勢不明顯，1971年后平均氣溫增加趨勢較明顯。從年代際看，20世紀(jì)60、70、80、90年代，2000年、2010—2017年的年平均溫度分別為15.97 ℃、15.95 ℃、16.18 ℃、16.43 ℃、16.7 ℃、16.85 ℃。從20世紀(jì)60年代的相對暖期進(jìn)入20世紀(jì)70年代的相對冷期，20世紀(jì)70年代末的年代際呈現(xiàn)持續(xù)波動升溫趨勢，但在20世紀(jì)80年代末至20世紀(jì)90年代初出現(xiàn)了短暫的冷期階段，到2010年末又開始相對降溫，進(jìn)入相對冷期整體呈增溫趨勢，增溫主要從20世紀(jì)60年代末開始，且有加快的趨勢。

通過對1958—2017年平均氣溫進(jìn)行M-K檢驗，可以看出曲線在1958—1977年間波動幅度不大，在1978年之后呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，并在1994年超過置信區(qū)間范圍，與曲線在1993年附近相交，說明1993年為云南年平均氣溫升溫突變點。

2.1.2 年平均最高氣溫變化特征

由分析可得，云南年平均最高氣溫為23 ℃，氣候傾向率為0.219攝氏度/十年，呈現(xiàn)波動上升的趨勢。尤其是20世紀(jì)90年代后的增溫趨勢極顯著。從年尺度上看，年均最高氣溫的最大值出現(xiàn)在2014年，高達(dá)24.4 ℃，最小值出現(xiàn)在1992年，為22.2 ℃，兩者相差2.2 ℃。年平均最高氣溫經(jīng)歷了1958—1960年短暫的升溫、1961—1997年的相對冷期、1998—2015年的相對暖期、2015—2017年的相對冷期四個階段，增溫主要從20世紀(jì)90年代初開始，呈加快的趨勢。從年代際看，20世紀(jì)60、70、80、90年代，2000年、2010—2017年的年平均溫度分別為22.75 ℃、22.7 ℃、22.81 ℃、22.89 ℃、23.35 ℃、23.95 ℃。20世紀(jì)60年代初到20世紀(jì)90年代初的相對冷期，20世紀(jì)90年代中期到2010—2017年的相對暖期兩個階段，整體呈持續(xù)波動升溫趨勢。

通過對1958—2017年平均最高氣溫進(jìn)行M-K檢驗，可以看出曲線在1958—1968年間呈下降趨勢；1969—1976年呈波動上升，升溫幅度不大；1977—1992年波動較小，在1993年之后呈現(xiàn)明顯的上升趨勢，并在2005年超過置信區(qū)間范圍，與曲線在2004年附近相交，說明2004年為云南年平均最高氣溫升溫突變點。

2.1.3 年平均最低氣溫變化特征

由分析得，云南年平均最低氣溫為11.82 ℃，氣候傾向率為0.318攝氏度/十年，呈波動顯著上升的趨勢。從年尺度上看，最低氣溫的最大值出現(xiàn)在2016年，為13.29 ℃，最小值出現(xiàn)在1971年，為10.8 ℃，兩者相差2.4 ℃。年平均最低氣溫經(jīng)歷了1958—1971年相對冷期、1972—2017年相對暖期兩個階段，增溫主要從1972年開始，呈持續(xù)升溫的趨勢。1958—1971年間云南省的年平均最低氣溫升溫趨勢不明顯，1972年后增加趨勢較明顯。從年代際看，20世紀(jì)60、70、80、90年代，2000年，2010—2017年的年平均最低氣溫分別為11.24 ℃、11.26 ℃、11.59 ℃、11.96 ℃、12.27 ℃、12.92 ℃。20世紀(jì)50年代末至20世紀(jì)70年代初的相對冷期，20世紀(jì)70年代中期到2010—2017年的相對暖期，呈持續(xù)波動升溫趨勢，尤其是20世紀(jì)70年代后增溫趨勢很顯著。

通過對1958—2017年平均最低氣溫進(jìn)行M-K檢驗，可以看出曲線在1958—1971年間呈起伏波動下降趨勢，1972—1978年呈波動上升，升溫幅度不大，1979年之后呈現(xiàn)顯著上升趨勢，并在1987年超過置信區(qū)間范圍，與曲線在1996年附近相交，說明1996年為云南年平均最低氣溫升溫突變點。

2.2 降水量變化特征

由分析得，云南降水量呈波動增加的趨勢，氣候傾向率為4.718毫米/十年，增加趨勢不明顯，近60年云南年平均降水量為1113.8 mm，從年尺度上看，年降水量的最大值為1295.9 mm，出現(xiàn)在2001年；最小值為914.3 mm，出現(xiàn)在2009年，兩者相差381.6 mm。年降水量經(jīng)歷了1958—1965年波動增加，1966—1980年減少，1981—1986年相對增加，1987—2001年增加，2002—2011年減少，2012—2017年不斷增加變化趨勢。從年代際看，20世紀(jì)60、70、80、90年代，2000年、2010—2017年的年降水量分別為1 090.7 mm、 1 113.6 mm、1 103.9 mm、1 160.1 mm、1 126.9 mm以及 1 097.1 mm。整體呈減少到增加，循環(huán)變化趨勢。

通過對1958—2017年降水量進(jìn)行M-K檢驗，可以看出曲線在1958—1966年間呈波動上升趨勢，1967—1980年呈下降趨勢，1981—1986年呈上升趨勢，1987—1989年又出現(xiàn)短暫減少變化，1990—2003年呈顯著上升趨勢，2004—2014年呈持續(xù)下降趨勢，2015—2017年呈上升趨勢，與曲線在2005年附近相交，表明云南省1958—2017年的年降水量呈現(xiàn)多次減少的變化，且2004年為云南省年降水量下降突變點。

2.3 日照變化特征

日照時數(shù)表示一個地區(qū)受太陽輻射時間長短的狀況，最能直接表現(xiàn)該地區(qū)的太陽輻射能力，也是區(qū)域氣候形成的重要因素，它與人類生產(chǎn)活動和動植物生長發(fā)育有關(guān)聯(lián)[14]。由分析得，日照時數(shù)波動起伏變化較大，總體呈減少趨勢，氣候傾向率為﹣1.734小時/十年。從年尺度上看，年日照時數(shù)最多為2 301.9 h，出現(xiàn)在1969年，最小值為1 884.6 h，出現(xiàn)在1990年，兩者相差417.3 h。年日照時數(shù)經(jīng)歷了1958—1963年增加，1964—1968年減少，1969—1977年減少，1978—1990年持續(xù)減少，1991—1993年短暫地增加，1994—2000年減少，2001—2003年短暫地增加，2004—2013年增加，2014—2017年呈減少的變化趨勢。從年代際看，20世紀(jì)60、70、80、90年代，2000年、2010—2017年的年日照時數(shù)分別為2 048 h、2 149 h、2 114.3 h、2 073 h、2 113.4 h、2 209.1 h。年日照時數(shù)在2010—2017年最大，呈先增加后減少的波動變化，整體呈略微減少趨勢。

通過對1958—2017年日照時數(shù)進(jìn)行M-K檢驗，可以看出曲線在1958—1967年間呈波動上升趨勢，1968—1977年呈下降趨勢，1978—1981年呈短暫地上升趨勢，1982—1992年呈極顯著下降趨勢，1993—2001年波動下降趨勢較小，2002—2015年呈持續(xù)上升趨勢，2016年之后呈下降趨勢，與曲線在1981年、2011年、2015年等年份附近相交，表明云南省1958—2017年的年日照時數(shù)呈現(xiàn)多次變化趨勢，說明1981年為日照時數(shù)減少突變點，2011年為增加突變點，2015年為減少突變點，60年來整體呈減少趨勢。

2.4 相對濕度變化特征

從分析得，云南省多年平均相對濕度為73%，十年平均氣候傾向率為﹣0.512%，呈逐漸減小趨勢；從年尺度上看，1974 年平均相對濕度最大，達(dá)75.1%，2009年最低，僅為68.6%。從1958—2000年的變化趨勢相對緩慢，十年平均下降速率只有﹣0.041%；2000年之后的下降速度加快，十年平均下降速率達(dá)﹣3.485%；到2012年后又開始增加。從年代際看，20世紀(jì)60、70、80、90年代，2000年、2010—2017年的年平均相對濕度分別為73.6%、74.3%、73.4%、73.7%、71.8%、71.1%。20世紀(jì)60年代到20世紀(jì)70年代增加，20世紀(jì)70年代后開始緩慢下降，尤其是2000年以后下降速度加快。

通過對1958—2017年相對濕度進(jìn)行M-K檢驗，可以看出曲線在1958—1974年間呈波動上升趨勢，1975—1989年呈顯著下降趨勢，1989—1993年呈短暫的上升趨勢，1994—2015年呈極顯著下降趨勢，2016年之后呈上升趨勢，與曲線在2000年附近相交，說明2000年為相對濕度的下降突變點。

2.5 風(fēng)速變化特征

由于氣溫變暖，主要體現(xiàn)為最低溫度顯著升高，這一因素是導(dǎo)致風(fēng)速降低的關(guān)鍵因子[15]。

從分析得，風(fēng)速呈先下降再增加又緩慢下降的波動減小的趨勢，減小趨勢波動較顯著，年平均風(fēng)速為1.75 m/s，氣候傾向率為﹣0.024 m/（s·10年），從年尺度上看，年平均風(fēng)速的最大風(fēng)速為1.96 m/s，出現(xiàn)在1975年；最小風(fēng)速為 1.36 m/s，出現(xiàn)在2000年，兩者相差0.6 m/s。年平均風(fēng)速經(jīng)歷了1958—1968年持續(xù)下降趨勢，1969—1991年波動較小變化，1992—2000年呈顯著下降趨勢，2001—2005呈增加趨勢，2006—2017年呈略微下降趨勢。從年代際來看，20世紀(jì)60、70、80、90年代，2000年、2010—2017年的年平均風(fēng)速分別為1.7 m/s、1.89 m/s、1.87 m/s、1.6 m/s、1.65 m/s、1.75 m/s。從20世紀(jì)60年代到20世紀(jì)80年代不斷增加，從20世紀(jì)80年代末到20世紀(jì)90年代末又開始持續(xù)下降，到2000年初期呈顯著增加，到2000年中期又開始下降，60年來整體呈下降趨勢。

通過對1958—2017年年平均風(fēng)速進(jìn)行M-K檢驗，可以看出曲線在1958—1968年間呈持續(xù)下降趨勢，1969—1984年呈顯著上升趨勢，1985—2003年呈顯著下降趨勢，2004—2015年呈略上升趨勢，2016年之后呈下降趨勢，與曲線在1991年附近相交，說明1991年為年平均風(fēng)速減小突變點。

3 結(jié)論

年平均氣溫為16.3 ℃，氣候傾向率為0.193攝氏度/十年，呈波動上升趨勢。

1993年為年平均氣溫升溫突變點；年平均最高氣溫為23 ℃，氣候傾向率為0.219攝氏度/十年，呈波動上升趨勢，尤其是20世紀(jì)90年代后的增溫趨勢極顯著，2004年為年平均最高氣溫升溫突變點；年平均最低氣溫為11.80 ℃，氣候傾向率為0.318攝氏度/十年，呈現(xiàn)波動顯著上升趨勢，尤其是20世紀(jì)70年代后增溫趨勢很顯著，1996年為年平均最低氣溫升溫突變點；年降水量為1 113.8 mm，其氣候傾向率為4.718毫米/十年，呈周期性的波動變化，呈略增加趨勢，長期變化趨勢不顯著，2005年為年降水量減少突變點；年日照時數(shù)為2 130.7 h，氣候傾向率為﹣1.734小時/十年，波動起伏變化較大，總體呈減少趨勢。1981年為年日照時數(shù)減少突變點，2011年為增加突變點，2015年為減少突變點，60年來整體呈減少趨勢；平均相對濕度為73%，十年平均氣候傾向率為﹣0.512%，呈逐漸減小趨勢，2000年為年平均相對濕度減小突變點；年平均風(fēng)速為1.75 m/s，呈現(xiàn)先下降再增加又緩慢下降的波動減小趨勢，氣候傾向率為 ﹣0.024 m/（s·10年），減小趨勢波動顯著。1991年為年平均風(fēng)速減小突變點，2014年為略微增大突變點。

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P467

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.01.021

2095－6835（2020）01－0067－03

陳勝（1990—），男，碩士研究生，主要研究方向為環(huán)境變化與區(qū)域管理。

〔編輯：張思楠〕