基于氣候標準改變分析濰坊地區(qū)氣候變化

王成玉　王恬茹　張愛玲　吳冠楠　申雨欣　馬英潔

摘要 利用濰坊地區(qū)9個氣象站的旬降水量和平均氣溫資料，比較1981—2010年和1991—2022年氣候標準值的差異，并分析濰坊地區(qū)的氣候變化地域特征。研究表明：濰坊地區(qū)降水量顯著增加，氣溫也顯著上升。濰坊地區(qū)1981—2010年和1991—2020年2個氣候標準差異的變化顯著，主要是由1981—1990年和2011—2020年2個氣候態(tài)的差異導致的。氣候標準的改變對統(tǒng)計分析氣候變化和氣象預報工作都有重大的影響。

關鍵詞 氣候標準；氣候變化；濰坊地區(qū)

中圖分類號：P467 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）06–0079-03

氣候標準值可以表現(xiàn)出大尺度環(huán)流形勢的變化趨勢，也是進行中長期天氣預報的根本，通常氣候標準值在氣象上為30年的氣候平均值。氣候變化的背景與氣象預報存在很大的關系，而氣候變化的背景又與氣候平均值有關。因此，30年整編的氣象資料是氣象預報的一個重要參量，因此在天氣預報中新氣候平均值具有重要的影響。王永光[1]對氣候平均值的分析表明，氣候平均值變化，它所代表的變量距平也將變化。王秀文[2]對氣象要素平均值的分析認為，氣溫距平的改變對冷空氣過程強度的劃分具有一定的影響。程增輝[3]對山東氣候要素變化特征分析的研究表明，山東地區(qū)降水序列基本呈不顯著減少趨勢，氣溫序列基本呈顯著增長趨勢；春季、秋季、冬季和非汛期降水少且集中，易發(fā)生干旱現(xiàn)象。降水序列除冬季和非汛期外均保持減少趨勢，氣溫序列除夏季外均保持增長趨勢[4～5]。

濰坊屬于北溫帶季風區(qū)，是暖溫帶季風型半濕潤大陸性氣候，冬冷夏熱，四季分明。降水季節(jié)分布不均，夏季炎熱多雨，春季少雨，旱澇災害頻發(fā)。旱澇災害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展具有重要影響，因此研究濰坊市氣候變化意義重大。

降水、氣溫2個氣象要素可以反映氣候的變化特點，因此本研究從這2個要素著手，分析1981—2020年40年來濰坊地區(qū)的氣候變化特點，將40年的旬氣象資料分為1981—2010年和1991—2020年前后2個30年時間段，分析濰坊地區(qū)近40年來氣候變化的特征和2個30年時間段氣候平均值的差異，以及差異所產(chǎn)生的影響。

1 資料來源及處理

氣象資料采用濰坊市9個縣（市、區(qū)）大監(jiān)站1981—2020年日降水量和日平均氣溫資料。9個大監(jiān)站的降水量和氣溫資料可用率高，且地理分布均勻，具有代表性，可以客觀地反映濰坊地區(qū)的氣候變化。

以1981—2020年的日降水量和日平均氣溫資料為基礎，計算得出1981—2010年和1991—2020年前后2個30年時間段的旬平均降水量值和旬平均氣溫值，對2個時間段的降水、氣溫平均值進行比較，分析變化特征。并選取1、4、7、10月4個月份作為冬、春、夏、秋4個季節(jié)的代表月份。

2 降水量距平的變化特征

用1991—2020年逐旬平均降水量減1981—2010年逐旬平均降水量，得出9個縣（市、區(qū)）站點全年共36個旬降水量的距平（以下距平均為前后30年平均值的差值），并選取1、4、7、10月為4個代表月。

2.1 1月旬降水量距平

1月上旬，除昌樂、諸城地區(qū)距平為負值外，其他地區(qū)均為正值，其中安丘、高密地區(qū)距平為0.1 mm，昌邑、寒亭地區(qū)距平為0.6 mm，臨朐地區(qū)為0.9 mm，青州地區(qū)為1.3 mm，壽光地區(qū)為1.6 mm。中旬濰坊地區(qū)距平均為正值，大部地區(qū)距平為0.2～0.4 mm。下旬濰坊地區(qū)降水距平均為正值，因此，1月濰坊地區(qū)降水量后30年比前30年有明顯的增長，其中距平增長為0.1～1.6 mm。

2.2 4月旬降水量距平

4月上旬，除諸城地區(qū)以外，其他地區(qū)均為正值，距平在1.0～3.0 mm之間，其中壽光降水距平為3.0 mm。中下旬濰坊地區(qū)降水量均為正值，其中中旬諸城地區(qū)距平最小，為0.5 mm；下旬臨朐、諸城地區(qū)距平最小，分別為0.2和0.6 mm，其余地區(qū)距平為1.9～3.2 mm。因此，4月濰坊地區(qū)降水量總體呈上升趨勢。

2.3 7月旬降水量距平

7月上旬，除臨朐地區(qū)以外，其他地區(qū)降水量距平大幅度下降，最大降幅達9.6 mm；中旬安丘、高密、諸城地區(qū)降水量距平下降明顯，其余地區(qū)距平均為正值；下旬除安丘地區(qū)以外，其余地區(qū)降水量距平大幅度增長。由此可見，濰坊地區(qū)7月上旬總體呈下降趨勢，中旬濰坊東南部地區(qū)降水量下降，下旬整體呈上升趨勢。

2.4 10月旬降水量距平

10月上下旬，濰坊地區(qū)降水量距平都呈上升趨勢，中旬距平呈下降趨勢。上旬距平增長量為0.8～2.6 mm，下旬增長量為0～1.5 mm；中旬降幅明顯，在-6.4～-2.3 mm之間。因此，10月上下旬濰坊地區(qū)降水量增多，中旬降水量減少。

3 氣溫距平變化特征

計算1981—2010年和1991—2020年旬平均氣溫，并計算得到氣溫距平，選取1、4、7、10月4個代表月。

3.1 1月旬平均氣溫距平

1月，濰坊各地區(qū)的各旬氣溫距平均為正值，其中上旬，除青州以外地區(qū)的距平均達0.4 ℃以上，壽光、安丘、諸城三地氣溫距平達0.7 ℃。中旬氣溫距平整體比上旬低，但除青州、昌樂以外地區(qū)距平達0.4 ℃以上，昌邑、諸城兩地距平達0.6 ℃。下旬氣溫距平最高，各地區(qū)距平均達0.5 ℃以上，其中，昌邑地區(qū)距平達到0.9 ℃。因此，1月濰坊地區(qū)后30年旬平均氣溫相比前30年有明顯的升高，平均升高0.5 ℃以上，氣溫升高反映出冬季顯著增溫。

3.2 4月旬平均氣溫距平

4月，濰坊各地區(qū)各旬氣溫距平均為正值，其中上旬濰坊大部分地區(qū)距平在0.1～0.3 ℃，青州地區(qū)距平為0 ℃，昌邑地區(qū)距平達0.9 ℃。中旬濰坊大部地區(qū)距平在0.4～0.6 ℃，昌邑地區(qū)距平達1.2 ℃。下旬濰坊各地區(qū)氣溫距平在0.3～0.5 ℃，昌邑地區(qū)距平達0.9 ℃。可以看出，濰坊地區(qū)4月平均氣溫后30年相比前30年明顯升高，其中昌邑地區(qū)升溫最明顯，達1 ℃。

3.3 7月旬平均氣溫距平

7月各旬，平均氣溫距平在濰坊各地區(qū)為正值，其中上下旬大部分地區(qū)距平在0.4 ℃以上，中旬除昌邑地區(qū)以外距平在0.3 ℃以下，下旬濰坊地區(qū)升溫最明顯，平均距平達0.5 ℃。因此，7月濰坊地區(qū)升溫明顯，平均升高0.3～0.5 ℃。

3.4 10月旬平均氣溫距平

10月上旬，濰坊除臨朐、安丘氣溫距平為0 ℃之外，其余地區(qū)距平均為負值，昌邑地區(qū)距平達-0.7 ℃。下旬濰坊大部地區(qū)氣溫距平為0.2～0.5 ℃，昌邑地區(qū)距平為-0.4 ℃。下旬除青州地區(qū)距平為-0.1 ℃昌樂地區(qū)距平為0 ℃昌邑地區(qū)距平為-0.5 ℃之外，其余地區(qū)距平均為0.2～0.3 ℃。由此可見，10月上旬，濰坊地區(qū)后30年氣溫比前30年氣溫呈下降趨勢，中下旬大部分地區(qū)氣溫呈上升趨勢，其中昌邑地區(qū)10月氣溫后30年比前30年明顯下降。

4 氣候平均值的年變化特征

濰坊地區(qū)的降水量和氣溫后30年與前30年相比，氣候平均值都發(fā)生了明顯的變化，在一年的不同時段，特征變化不同。

由圖1和圖2可以看出，在1年36個旬中，有28個旬降水量距平為正，表征后30年比前30年增多，增幅約為1.5 mm。

其中，8月中旬增幅最大，達16.9 mm。5月下旬至7月中旬、9月上旬、10月中旬距平為負，其余時段距平為正。因此，濰坊地區(qū)降水量總體呈增加趨勢，但5—7月9—10月降水量后30年較前30年呈減少趨勢。

根據(jù)降水量的年變化曲線，分析旬平均氣溫年變化。由圖3和圖4可以看出，平均氣溫距平1年有35個旬為正值，僅在10月上旬為負值。冬季和春季距平偏高，為0.6 ℃左右，最大值出現(xiàn)在2月下旬至3月下旬。秋季10月距平最低，在0.1 ℃以下。因此，濰坊地區(qū)冬季和春季增溫明顯，夏季和秋季增溫幅度較小。

5 氣候標準差異的原因和影響

在1981—2010年與1991—2020年的30年氣候標準中，在2個氣候標準值中均存在1991—2010年的氣象資料，因此，2個氣候標準的差異主要是因為1981—1990年和2011—2020年2個時間段的差異引起的。分析降水量、氣溫的年代際變化與前后30年氣候平均值差異的原因，計算1981—2020年40年平均值的距平，以及每10年的降水和氣溫的平均值與距平。

由表1分析發(fā)現(xiàn)，1991—2000年、21世紀00年代、2011—2020年平均旬降水量較40年平均值偏多，分別為0.3、0.2和1.0 mm，降水量增多趨勢明顯。1981—1990年距平為-1.8 mm，明顯較其他年代偏少。因此，濰坊地區(qū)降水量30年氣候平均值的變化主要是由于1981—1990年降水量明顯偏少造成的。

對氣溫進行分析發(fā)現(xiàn)，1991—2000年與2001—2010年的氣溫平均值較40年的氣溫平均值略偏小，而1981—1990年的氣溫比40年平均值偏低0.7 ℃左右，2011—2020年較40年平均值偏高0.6 ℃左右。由此可見，30年氣溫平均值的差異有1981—1990年顯著偏低與2011—2020年顯著偏高2個原因。因此，濰坊地區(qū)氣候平均值變化是1981—1990年和2011—2020年氣候態(tài)差異導致的。

濰坊地區(qū)的降水量與氣溫在2個30年氣候平均值變化顯著，將對氣候變化分析和天氣預報工作產(chǎn)生重要的影響。在氣候變化趨勢預報時對氣溫和降水量距平的標準將有所變化。由于前后30年2個氣候平均值不同，在對比時的距平也將有所不同，這種距平的差異將導致預報氣候變化不同。

通過分析對比濰坊市前后2個30年氣溫的變化，得出氣溫顯著升高的結論，氣溫的升高導致對冷空氣過程的劃分也發(fā)生變化。因為在冷空氣過程中使用降溫幅度和氣溫距平進行劃分，氣溫升高導致距平減小，距平減小將導致冷空氣過程增多，冷空氣增多會對氣象預報產(chǎn)生較大的影響。

6 結論

通過比較濰坊地區(qū)旬氣溫與旬降水量前后30年距平，以及對氣候平均值變化的分析，得出如下結論。

（1）濰坊地區(qū)降水量增加顯著，降水量距平的年變化表明，在春末夏初和初秋季節(jié)的降水量呈減少趨勢。其余時段降水量增加，且增加幅度大于春末夏初和初秋季節(jié)的減少幅度。

（2）后30年較前30年旬平均氣溫的明顯上升導致濰坊地區(qū)氣溫距平減小。濰坊地區(qū)氣溫在一年中大部分時段和全部站點中的大部分站點均呈上升趨勢，這種變化在春季最明顯。

（3）濰坊地區(qū)在1981—2010年與1991—2020年前后30年的氣候標準值變化顯著，這是由1981—1990年和2011—2020年2個時間段的差異所引起的。濰坊地區(qū)平均降水量和氣溫的差異都是由于1981—1990年和2011—2020年降水量顯著偏小與氣溫顯著偏高所導致的。

參考文獻

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[2] 王秀文，李月安.新氣候平均值在中期預報業(yè)務中的應用[J].氣象，2003（1）：43-45.

[3] 程增輝，陸寶宏，王慧鳳，等.山東地區(qū)氣候要素變化特征分析及預測[J].水電能源科學，2017，35（5）：10-14.

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[5] 白愛娟，劉曉東.從氣候標準的改變分析西北地區(qū)的氣候變化[J].干旱區(qū)研究，2005（4）：42-48.

責任編輯：黃艷飛

Analysis of Climate Change in Weifang Based on Climate Standard Change

Wang Cheng-yu et al（Changle Meteor-

ological Bureau of Shandong Province; Changle， Shandong 262400）

Abstract Using the ten-day precipitation and average temperature data of 9 meteorological stations in Weifang area， the differences between the climatic standard values of 1981—2010 and 1991—2022 were compared， and the regional characteristics of climate change in Weifang area were analyzed. The research showed that the precipitation and temperature in Weifang area have increased significantly. The difference between the two climatic standards in Weifang from 1981 to 2010 and from 1991 to 2020 had changed significantly， which was mainly caused by the difference between the two climatic states from 1981 to 1990 and from 2011 to 2020. The change of climate standards had a significant impact on statistical analysis of climate change and weather forecasting.

Key words Climate standard; Climate change; Weifang area

作者簡介 王成玉（1995—），男，山東濟寧人，助理工程師，主要從事綜合氣象業(yè)務工作。

收稿日期 2023-02-24