句容市近60a氣候變化特征的統(tǒng)計(jì)分析

陸琦 胡丹丹 張瑞花 阮海棠 王慧娟

摘要 根據(jù)句容市1960—2019年的氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)資料，對(duì)句容市近60 a氣候變化特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明：句容市年平均氣溫、年平均最高氣溫和年平均最低氣溫均呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，四季的氣溫總體趨勢(shì)均是上升的，春季的增長最為顯著。降水量總體趨勢(shì)呈微弱的波動(dòng)增加，春季和秋季的降水量是減少的，夏季和冬季的降水量是明顯增加的。年日照時(shí)數(shù)總體趨勢(shì)是明顯波動(dòng)減少的。此外，通過分析氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，提出了一些應(yīng)對(duì)措施，以期為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供氣候方面的科學(xué)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 氣候;變化特征;句容;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

中圖分類號(hào)：P467 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）03–0068–03

全球氣候變暖問題已成為各國政府共同關(guān)注的問題。IPCC第五次評(píng)估報(bào)告明確指出：1880—2012年，全球海陸表面平均溫度呈線性上升趨勢(shì)，升高了0.85℃;2003—2012年平均溫度比1850—1900年平均溫度上升了0.78℃。氣象工作者對(duì)氣溫變化特征進(jìn)行了許多研究。

江蘇省鎮(zhèn)江市句容市位于長江三角洲，緊靠南京市，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，同時(shí)轄區(qū)內(nèi)地形復(fù)雜，有丘陵、山區(qū)、湖泊等，屬于氣象災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)。近年來，在氣候變暖背景下，句容市旱澇、大風(fēng)、暴雨等極端災(zāi)害性天氣頻發(fā)，高溫?zé)岷?、夏秋連旱造成的災(zāi)害嚴(yán)重，區(qū)域性強(qiáng)降水印發(fā)的漬澇災(zāi)害也比較重[1-2]。在氣候變暖背景下，光、熱、水資源不匹配時(shí)限制資源利用率的主要因素。本文利用句容市1960—2019年60 a氣象資料，包括氣溫、降水和日照時(shí)數(shù)，通過分析相關(guān)要素的氣候變化特征和發(fā)展規(guī)律，以期為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供天氣氣候方面的科學(xué)依據(jù)。

1 研究資料和方法

1.1 研究資料

選用江蘇省鎮(zhèn)江市句容站1960—2019年氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)資料，資料數(shù)據(jù)質(zhì)量經(jīng)過質(zhì)控檢驗(yàn)。

1.2 研究方法

（1）距平：某氣象要素與其平均值的差值，可以反映氣象要素偏離平均值的狀況，用公示表示為：

t=1，2，3…，n

公式中x表示某氣象要素，t表示時(shí)間，下同。

（2）氣候傾向率：用來解釋某氣象要素多年來的變化趨勢(shì)，可以看出多年來該氣象要素的走勢(shì)。某氣象要素x的長期變化趨勢(shì)采用線性回歸方程分析，公式為：

公式中a0為常數(shù)，a1為回歸系數(shù)，則定義a1×10是氣候傾向率，其正（負(fù)）情況用來表示氣象要素在計(jì)算時(shí)段內(nèi)線性增加（減少）趨勢(shì)，其值的大小用來表示氣象要素在計(jì)算時(shí)段內(nèi)線性增加（減少）程度。

（3）氣候趨勢(shì)系數(shù)：用來表示某氣象要素在長期氣候變化中的升降程度。

公式中n為年數(shù)，xi為第i年的氣象要素值，x為n年內(nèi)某氣象要素的平均值，t為時(shí)間序列的平均值，即。rxt的正（負(fù)）值表示該氣象要素在計(jì)算時(shí)間內(nèi)呈增加（減少）的趨勢(shì)，其絕對(duì)值越大表明該要素增加（減少）程度越明顯，即表示氣候變化趨勢(shì)越明顯。從公式可以看出氣候趨勢(shì)系數(shù)實(shí)際上就是某氣象要素和時(shí)間序列之間的相關(guān)系數(shù)，因此可以使用通常的相關(guān)習(xí)俗統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)其是否顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫的氣候變化特征

2.1.1 氣溫的年際變化特征 由圖1可知，句容市年平均氣溫總體上呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)上升趨勢(shì)，20世紀(jì)60～90年代都為負(fù)距平，屬于相對(duì)偏冷時(shí)期。進(jìn)入21世紀(jì)后，氣溫上升趨勢(shì)更加明顯，21世紀(jì)00年代的距平值為0.66℃，相較于20世紀(jì)90年代的距平值上升了0.72℃。對(duì)比圖2、圖3的年平均最高、最低氣溫距平的曲線，總體變化趨勢(shì)與年平均氣溫是一致的，同樣是進(jìn)入21世紀(jì)后，由負(fù)距平轉(zhuǎn)為正距平，上升值分別為0.71℃、0.80℃。

為了更加清晰地認(rèn)識(shí)句容市氣溫的氣候變化特征，計(jì)算了句容站年平均氣溫、年平均最高、最低氣溫的氣候傾向率和氣候趨勢(shì)系數(shù)（表1）。句容市年平均氣溫的氣候傾向率為0.25℃/10 a，也就是每10 a平均氣溫上升0.25℃。年平均最高、最低氣溫的氣候傾向率為0.23、0.27℃/10 a，計(jì)算得到的氣候趨勢(shì)系數(shù)均是正值，也說明了句容市的氣溫總體是呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，而且氣候趨勢(shì)系數(shù)分別為0.67、0.55、0.68，說明氣溫上升趨勢(shì)都是比較顯著的。

2.1.2 氣溫的季節(jié)變化特征 氣候趨勢(shì)系數(shù)既可以體現(xiàn)長期氣候變化下氣象要素的變化趨勢(shì)，又可以體現(xiàn)變化趨勢(shì)的顯著性程度，因此，可以利用氣候趨勢(shì)系數(shù)對(duì)句容市氣溫的季節(jié)變化特征進(jìn)行分析。從圖4可以看出，句容市氣溫一年四季均處于上升的趨勢(shì)，但是上升的顯著程度有所不同。對(duì)于年平均氣溫，春季的氣溫上升最顯著，其次是冬季、秋季，而夏季的上升最不顯著。年平均最高、最低氣溫的情況與年平均氣溫大體類似，也是春季最顯著，夏季最不顯著。

2.2 降水量的氣候變化特征

2.2.1 降水量的年際變化特征 由圖5可以明顯看出，句容市年降水量總體上呈現(xiàn)出微弱的波動(dòng)增加趨勢(shì)，計(jì)算得到其氣候傾向率為48.15 mm/10年。而且，年降水量在各年代的情況有所不同，20世紀(jì)60～90年代都為負(fù)距平，屬于降水相對(duì)偏少時(shí)期。進(jìn)入21世紀(jì)后，降水量距平轉(zhuǎn)為正距平，尤其是10年代的距平值為180.59 mm，相較于00年代的距平值34.13 mm增加了146.46 mm。

2.2.2 降水量的季節(jié)變化特征 通過句容站60 a的降水量資料計(jì)算得到，句容市四季的降水量氣候傾向率分別為春季-1.54 mm/10 a、夏季35.77 mm/10 a、秋季-1.38 mm/10 a、冬季15.13 mm/ 10 a，可以發(fā)現(xiàn)，春季和秋季的降水量是減少的，而夏季和冬季的降水量是明顯增加的。結(jié)合圖6來看，冬季降水量的增加較為顯著，夏季次之，春季、秋季都比較不顯著。

2.3 日照時(shí)數(shù)的氣候變化特征

2.3.1 日照時(shí)數(shù)的年際變化特征 由圖7可以看出，句容市年日照時(shí)數(shù)總體趨勢(shì)是明顯波動(dòng)減少的，計(jì)算得到其氣候傾向率為-36.92 h/10 a。年日照時(shí)數(shù)在各年代的情況也是不同的，20世紀(jì)60～70年代，處于正距平，相對(duì)偏多。從20世紀(jì)80年代開始，年日照時(shí)數(shù)轉(zhuǎn)為負(fù)距平，80年代的距平值為-69.43 h，相較于70年代的94.61 h減少了164.04 h，年日照時(shí)數(shù)下降明顯。

2.3.2 日照時(shí)數(shù)的季節(jié)變化特征 通過句容站60 a的日照時(shí)數(shù)資料計(jì)算得到，句容市四季的日照時(shí)數(shù)氣候傾向率分別為春季8.55 h/10 a，夏季-25.73 h/10 a，秋季-6.89 h/10 a，冬季-12.85 h/10 a。可以發(fā)現(xiàn)，除了春季是增加的，其他3個(gè)季節(jié)均為減少，其中夏季減少最明顯。結(jié)合圖8來看，夏季減少最為顯著。

3 結(jié)論和討論

3.2 結(jié)論

利用句容站近60 a的氣候資料，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，分析了句容市60 a以來氣溫、降水量、日照時(shí)數(shù)等基本氣象要素的年際、年代際和季節(jié)變化特征，得出以下結(jié)論：

（1）句容市年平均氣溫、年平均最高氣溫和年平均最低氣溫均呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，每10年的上升量分別為0.25℃、0.23℃、0.27℃。進(jìn)入21世紀(jì)以來，氣溫均為正距平，進(jìn)入相對(duì)偏暖期，尤其是21世紀(jì)00年代正距平有顯著上升。句容市四季的氣溫總體趨勢(shì)均是上升的，其中春季的增長最為顯著。

（2）句容市年降水量總體趨勢(shì)呈微弱的波動(dòng)增加，21世紀(jì)10年代的增加最明顯。春季和秋季的降水量是減少的，夏季和冬季的降水量是明顯增加的。

（3）句容市年日照時(shí)數(shù)總體趨勢(shì)是明顯波動(dòng)減少的，20世紀(jì)60～70年代的年日照時(shí)數(shù)相對(duì)偏多，從20世紀(jì)80年代開始，年日照時(shí)數(shù)相對(duì)偏少，特別是80年代下降尤為明顯。

3.3 討論

句容市近60年氣溫整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，降水年際變化較大，時(shí)空分布不均勻，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利有弊。一方面，氣候變暖使積溫增加，使無霜期延長，農(nóng)作物生長季熱量資源普遍增加，減少了低溫冷害減產(chǎn)的發(fā)生概率。另一方面，氣候變暖使作物生長發(fā)育加快、生長期普遍縮短，使農(nóng)田地力下降，導(dǎo)致干物質(zhì)積累和籽粒產(chǎn)量減少，氣候變暖之后，潛江市近幾年旱澇、大風(fēng)等極端災(zāi)害性天氣頻發(fā)，降水的季節(jié)性變化波動(dòng)比較大，時(shí)空分布不均勻，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害程度加重[3-4]。

針對(duì)氣候變化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)也應(yīng)該有所調(diào)整，首先可以改善作物品種、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。在未來氣候暖干化的背景下，增強(qiáng)品種的抗逆性可以有效提高作物氣候生產(chǎn)潛力?？梢岳脷夂蜃兣狗e溫增加、熱量條件變好、生育期延長、低溫冷害凍害減輕等有利條件，適當(dāng)調(diào)整農(nóng)林作物種植結(jié)構(gòu)，培育優(yōu)良品種，擴(kuò)大晚熟品種的種植面積。其次，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)。氣象部門應(yīng)該加強(qiáng)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的預(yù)警預(yù)報(bào)工作，在重大災(zāi)害性天氣來臨之前及時(shí)為農(nóng)業(yè)大戶等提供相關(guān)預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)，多渠道多方式發(fā)布服務(wù)產(chǎn)品以及相關(guān)消息[5-6]，盡可能減少農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害的影響。三是加強(qiáng)水資源利用、提高作物抗旱性。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及作物布局時(shí)，要注意選用抗旱性較強(qiáng)的作物品種，同時(shí)多采用噴灌以及滴灌等作物澆灌技術(shù)，顯著提高水資源的利用率[7-8]。

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責(zé)任編輯：黃艷飛