1960～2016年嵊泗縣氣溫 - 降水特征分析

陶燁明 虞佳維 朱艷

1、嵊泗縣氣象局2、永修縣氣象局

引言

對(duì)于近年來(lái)中國(guó)的溫度 、降水變化趨勢(shì)已有諸多氣象學(xué)家進(jìn)行過(guò)探究，有學(xué)者指出中國(guó)近百年總體呈現(xiàn)增溫趨勢(shì)，其增溫幅度明顯較全球和北半球偏高，且地區(qū)之間存在一定差異［1］。與此同時(shí) ，近年來(lái)中國(guó)降水量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，并同樣存在區(qū)域差異，比如長(zhǎng)江以南呈現(xiàn)降水增多趨勢(shì)[2]。當(dāng)前這方面的研究多是針對(duì)內(nèi)陸地區(qū)開(kāi)展，對(duì)于像嵊泗這樣地處東海、受城市化影響小的典型海島縣尚很少有人探究其氣溫、降水氣候特征變化。本文將以嵊泗國(guó)家基準(zhǔn)氣候站常年觀測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ) ，探究本地區(qū)氣溫 - 降水特征 ，以了解嵊泗本地氣候特點(diǎn)，為預(yù)報(bào)服務(wù)開(kāi)展提供一定的參考。

1 資料來(lái)源和分析方法

1.1 資料來(lái)源

本文將采用嵊泗國(guó)家基準(zhǔn)氣候站1960～2016年的平均氣溫、平均最高最低氣溫和降水?dāng)?shù)據(jù)資料，以1981～2010年要素平均值作為氣候平均值數(shù)據(jù)，季節(jié)劃分以3～5月為春季、6～8月為夏季、9～11月為秋季、12月 ～ 次年2月為冬季，并將各季各月的要素平均值作為季節(jié)平均值。

1.2 分析方法

（1）從年際、年代際 、季節(jié)三個(gè)不同的時(shí)間尺度分別對(duì)嵊泗縣的平均氣溫、最高最低氣溫和降水量進(jìn)行分析。

（2）對(duì)以上要素進(jìn)行線性趨勢(shì)分析，并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，檢查其可靠性。氣候要素線性傾向率計(jì)算公式為：y(t)=a+bt，式中y(t)為要素的時(shí)間序列，t為時(shí)間，b為線性趨勢(shì)項(xiàng)，其趨勢(shì)變化率方程為dy(t)/dt=b，用最小二乘法計(jì)算公式如下：

2 氣溫變化特征

2.1 年際、年代際變化特征

分析氣溫總變化可知，57a間嵊泗平均氣溫大體表現(xiàn)出前冷后暖的特點(diǎn)，90年代以前以負(fù)的溫度距平為主，90年代初期及中期年平均氣溫多在平均氣溫附近波動(dòng)，變化趨勢(shì)不明顯，1997年以來(lái)氣候變暖趨勢(shì)日益明顯，溫度距平多為正值。但在90年代之前的冷階段中同樣存在冷暖的相對(duì)波動(dòng)，其中有兩個(gè)階段明顯偏冷，分別是60年代初期到70年代中期和80年代初到80年代中期，2階段距平值多在－0.5℃以下，累積曲線呈下降趨勢(shì)。從90年代開(kāi)始嵊泗氣溫開(kāi)始出現(xiàn)變暖趨勢(shì)，但表現(xiàn)并不明顯。90年代后期起，嵊泗平均氣溫出現(xiàn)明顯回升，特別是在1997～2004年這8年之間，溫度距平始終保持正值，1998年平均氣溫達(dá)17.4℃，比常年偏高1.0℃，僅次于之后的2007年；2007年氣溫異常偏高。年平均氣溫、平均最高最低氣溫均打破記錄，成為歷史極值。

年代際變化如表1所示，20世紀(jì)90年代之前，平均氣溫都比舊(1971～2000年)的常年值(16.0℃)略偏低，且年平均氣溫穩(wěn)定少動(dòng)。90年代已與新（1981-2010年）的常年值（16.4℃）持平，21世紀(jì)10年代氣溫已比常年偏高0.5℃。比70、80年代平均偏高1.0℃。平均最高氣溫在90年代前略有波動(dòng)，波動(dòng)幅度較小，90年代后變暖趨勢(shì)明顯，21世紀(jì)10年代嵊泗平均氣溫已然比20世紀(jì)70年代偏高1.1℃。平均最低氣溫(常年14.3℃)以90年代為分界線，之前穩(wěn)定少動(dòng)，之后明顯變暖，21世紀(jì)10年代的平均最低氣溫較90年代之前已經(jīng)上升1.0℃。分別計(jì)算1960～2016年的平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫的線性傾向值，結(jié)果分別是0.022℃/a、0.0188℃/a和0.0216℃/a，并且三者均通過(guò)信度99%的顯著性檢驗(yàn)，可見(jiàn)從氣溫變化來(lái)看嵊泗的增溫趨勢(shì)表現(xiàn)明顯。由表可知，1990年為氣溫顯著變化的分界線，為進(jìn)一步分析氣溫變化趨勢(shì)，以1990年為界分別計(jì)算平均氣溫線性傾向值，并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示1990年之前線性傾向值僅為0.0059℃/a，且不能通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，也就是說(shuō)1990年之前嵊泗氣溫相對(duì)保持穩(wěn)定 ；1991年 ～2010年的線性傾向值達(dá)到了0.0407℃/a，并通過(guò)了信度95%的顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明在1991年～2010年嵊泗出現(xiàn)了明顯的變暖趨勢(shì)。1991～2016年的線性傾向值僅為0.0136℃/a，并且未能通過(guò)信度為95%的顯著性檢驗(yàn)，這是因?yàn)?010年后嵊泗平均氣溫雖然仍舊比新的常年值偏高，但與20世紀(jì)10年代相比平均氣溫有所下降。

2.2 季節(jié)變化

由表1可知嵊泗四季平均氣溫、平均最高最低氣溫的變化情況也存在一定差異，90年代以前，三者變化較大的僅有冬季，主要表現(xiàn)為六七十年代三者均明顯回升，80年代相較于70年代冬季平均氣溫稍有下降；20世紀(jì)90年代到21世紀(jì)10年代，各季節(jié)均有增暖趨勢(shì)，平均氣溫與平均最高氣溫升溫幅度以夏季最為明顯 ，分別比80年代升高了1.3℃和1.4℃ ，秋季升溫幅度最小，分別比80年代升高了0.6℃和0.8℃。20世紀(jì)10年代后，四季的平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫與之前十年相比均有所回落，但與80年代相比依然明顯偏高。

表1嵊泗縣年平均氣溫、平均最高、平均最低氣溫的年及四季的年代平均值（℃）

分別計(jì)算四季線性傾向值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1960～2016年平均氣溫、 平均最高最低氣溫的線性傾向率均以春季最高 ， 分別為0.0316℃/a、0.0340℃/a和0.0294℃/a，且都通過(guò)了信度為99%的顯著性檢驗(yàn)，這說(shuō)明相比其他季節(jié)，春季的變暖速率較快 ，并且春季平均最高氣溫的變暖速率快于春季平均氣溫和春季平均最低氣溫的變暖速率。其次是冬季分別為0.0268℃/a、0.0230℃/a、0.0273℃/a，同樣通過(guò)了信度99%的顯著性檢驗(yàn)；夏季最低，三者分別為0.0127℃/a、0.0051℃/a和0.0142℃/a，其中夏季平均最高氣溫的線性傾向率未能通過(guò)信度90%的顯著性檢驗(yàn)，也就是說(shuō)夏季平均最高氣溫?zé)o明顯變化。

綜上可知，嵊泗縣從90年代開(kāi)始出現(xiàn)氣候變暖，且平均氣溫、平均最高最低氣溫的變暖速率有所區(qū)別 ，總體上看，平均氣溫增溫最顯著，而平均最高氣溫變化較小，也就是說(shuō)在氣溫的變暖趨勢(shì)中，平均氣溫的增暖對(duì)近年來(lái)嵊泗縣氣溫的整體上升貢獻(xiàn)更大，這同舟山市最低氣溫的上升貢獻(xiàn)更大有所不同。

3 降水變化特征

由年降水量距平圖（圖略）可知：90年代以前降水相對(duì)偏少，歷年最少降水量599.4mm，出現(xiàn)在1967年；90年代以后降水增多，歷年最多降水量為1534.6mm，出現(xiàn)在1997年；21世紀(jì)以來(lái)降水又呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，2003年降水量681.1mm，降水量歷史第二少，2013年后降水又開(kāi)始增多。

從年代際看，20世紀(jì)60年代降水最少，80年代次之；90年代降水最多，比60年代偏多326.6mm。

從季節(jié)尺度看，夏季降水最多，且年代平均值變化幅度最大，秋季降水較少，年代平均值變化最小。從60年代至90年代夏季降水量呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，2000～2010年則呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。冬季降水趨勢(shì)特征呈明顯不同之處：最少年代為80年代，90年代以來(lái)呈逐漸增多的趨勢(shì)，2000～2010年的平均值比80年代偏多了72.5mm。從年降水線性傾向率看，年降水量以每年4.1957mm/a的速率增長(zhǎng)，同浙江全省的降水變化趨勢(shì)相同。從季節(jié)看，夏季降水量的線性傾向值在各季節(jié)中最大為4.0634mm/a，有明顯的增多趨勢(shì)，冬季降水量的線性傾向率為1.1974mm/a，呈現(xiàn)緩慢增多的趨勢(shì) ， 而秋季降水量的線性傾向率為 -1.2257mm/a，為負(fù)值，并通過(guò)了信度95%的顯著性檢驗(yàn)，這說(shuō)明近年來(lái)秋季降水量與冬季恰好相反，呈現(xiàn)出緩慢減少的趨勢(shì)。春季降水量的線性傾向率與冬季相近 ，但未能通過(guò)顯著性檢驗(yàn) ，說(shuō)明春季降水量的變化趨勢(shì)不明顯。

4 冷暖事件與干濕事件分析

將出現(xiàn)幾率約為10a一遇的距平大于1.3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的事件定義為嚴(yán)重氣候?yàn)?zāi)害，統(tǒng)計(jì)嵊泗近57a來(lái)得嚴(yán)重冷暖事件和嚴(yán)重多雨少雨年，結(jié)果如下：

表2嵊泗縣1960-2016年嚴(yán)重冷暖和干濕事件

由表2可知嵊泗統(tǒng)計(jì)時(shí)段共出現(xiàn)嚴(yán)重的冷冬9次，暖冬4次(其中1967～1968年冬季出現(xiàn)異常冷冬)，90年代前平均每10年出現(xiàn)1～2次，共出現(xiàn)7次嚴(yán)重冷冬，其余兩次嚴(yán)重冷冬出現(xiàn)在2005～2016年之間。與之相反的是所有嚴(yán)重暖冬事件發(fā)生在1998～2008年之間，且平均每3年左右發(fā)生一次。

從降水來(lái)看，57年間，嵊泗出現(xiàn)多雨事件3次，少雨事件9次，少雨事件60年代和70年代各發(fā)生三次，此外，80年代末、21世紀(jì)初期和21世紀(jì)10年代各出現(xiàn)一次；多雨事件則集中發(fā)生在80年代末到90年代。綜合分析來(lái)看，90年代以來(lái)隨著溫度升高，降水也有明顯的增加。從年代看，60年代冷而干，90年代增溫增雨最明顯，2000～2010年氣溫最高，冬季逐漸變得暖而濕。

5 結(jié)語(yǔ)

受海洋下墊面影響，1960～2016年嵊泗氣溫 - 降水特征總體呈現(xiàn)以下特征：

（1）氣溫總體趨暖，平均氣溫的線性傾向值為0.022℃/a，90年代為嵊泗氣候變暖的分界線，1990年以后嵊泗氣溫升高明顯。在氣溫的變暖趨勢(shì)中，平均氣溫的增暖對(duì)近年來(lái)嵊泗縣氣溫的整體上升貢獻(xiàn)最大。

（2）氣溫的變化趨勢(shì)季節(jié)差異顯著，平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫變暖率以春季最顯著；夏季平均最高氣溫?zé)o明顯變化。

（3）年降水量總體呈增多趨勢(shì)，夏季降水增加相對(duì)顯著。進(jìn)入21世紀(jì)后降水總體有減少趨勢(shì)，其中春、冬季略有增加，秋季降水緩慢減少。從降水量看，60年代最少，90年代最多。從季節(jié)看，冬季降水量持續(xù)緩慢增加，春季降水量基本穩(wěn)定。

（4）從氣溫和降水綜合可知：60年代是冷而干的年代，90年代增溫增雨最明顯，2000～2010年是氣溫最高的10a，冬季氣候近年來(lái)呈現(xiàn)出暖而濕的變化特征 ；57a來(lái)共出現(xiàn)嚴(yán)重的冷冬9次，暖冬4次，多雨事件3次，少雨9次。