天?？h近60年氣候變化分析

齊高先　錢莉　汪作成

摘要 根據天?？h烏鞘嶺氣象站1951～2010年的氣溫、降水資料，分析天?？h氣溫、降水的年際變化、季節變化，并對其進行異常性分析。研究表明，近60年天?？h年平均氣溫呈上升趨勢，增溫速率達0.17 ℃/10a；四季氣溫、年最高和最低氣溫均呈上升趨勢，且冬季平均氣溫、年平均最低氣溫的增溫對天?？h氣候變暖起了關鍵作用；年平均降水量呈減少趨勢，變化率為-1.4%/10a；四季中春、夏、冬3季降水呈減少趨勢，秋季降水呈增加趨勢；進入90年代后，秋、冬季降水均明顯持續增加，而夏季降水的持續減少對年降水量減少貢獻最大。綜合各要素的突變特征和對氣溫與降水的異常分析，天祝氣候向暖干化發展。

關鍵詞 天?？h；氣溫；降水；氣候變化

中圖分類號 S161.6；P467 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）16-05255-03

2007年政府間氣候專門委員會（IPCC）第四次評估報告明確提出，1906～2005年全球地表平均氣溫上升了0.74 ℃[1-2]，氣候變暖已成為一個不爭的事實[3]。1951～2001年我國年平均氣溫上升趨勢非常明顯，升溫幅度達0.22 ℃/10a，增溫主要從20世紀80年代開始，且有加快趨勢[3]。西北地區的許多研究也表明，在全球變化背景下，過去50年（1961～2010年）平均氣溫增幅達0.27 ℃/10a[4-5]。武金慧等對甘肅氣候變化趨勢進行了研究，結果表明1957～2006年平均氣溫增幅達0.21 ℃/10a[6-7]。天?？h地處西北地區祁連山東端（102°07′～103°46′E、36°31′～37°55′N），東西寬142.6 km，南北長158.4 km，面積7 149 km2。境內地勢西北高、東南低，處于青藏高原、黃土高原和內蒙古高原的交匯地帶，屬青藏高原東北邊緣，海拔在2 040～4 874 m。位于縣境中部的烏鞘嶺橫亙東西，是古絲綢之路的咽喉要道，河西走廊門戶，也是石羊河水系（內陸）和黃河水系（外流）的分水嶺。始建于1938年的烏鞘嶺氣象站，海拔高度3 045 m，位于700 hPa高度，是我國中東部地區氣象科研和天氣預報的指標站，在全國氣象站網中地位十分重要，其探測環境不受人為因素的破壞，氣象資料具有良好的連續性、代表性、比較性和準確性。個別學者對天?？h的氣候變化有過初步研究[8]，但有關該地近十幾年的氣候變化規律目前還少有研究。因此，筆者利用烏鞘嶺氣象站1951～2010年的氣溫和降水資料，全面、客觀地分析近60年天?？h的氣候變化規律，對適應氣候變化、采取趨利避害的生態環境保護和工農牧業生產管理技術措施具有重要的參考價值。

1 資料與方法

采用天祝縣烏鞘嶺氣象站1951～2010年的逐年（月）氣溫、降水資料，進行氣候要素變化趨勢分析。采用統計學的方法處理溫度、降水數據。把氣候要素寫成時間t的線性函數y=at+b，通過實況資料用最小二乘法計算出a和b，其中a表示線性函數的斜率，也就是氣候要素的線性趨勢和速率。a為正（負）表示增加（減小）趨勢[9-10]。多年平均為1951～2010年60年平均。季節劃分為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～次年2月）。

2 結果與分析

2.1 氣溫變化特征

2.1.1 平均氣溫的變化趨勢。

2.1.1.1 年際變化。由圖1可見，近60年天?？h年平均氣溫為0.1 ℃，年平均氣溫自1951年以來呈上升趨勢，增溫速率達0.17 ℃/10a，近60年來平均氣溫升高了1.0 ℃；天?？h最暖年出現在1998年，平均氣溫為1.5 ℃，比常年偏高1.4 ℃，最冷年出現在1967年，平均氣溫為-1.1 ℃，比常年偏低1.2 ℃；氣溫距平從1997年后呈一致的正距平，其上升幅度逐漸加大，說明天?？h從1997年開始溫度升高異常顯著。1997～2010年是近60年來最暖的14年，比60年的氣溫平均值高出0.7 ℃，增溫幅度之大為近60年來最大。

2.1.1.2 年代變化。統計分析20世紀50年代至21世紀以來天?？h平均氣溫距平發現，50年代平均氣溫與多年平均氣溫持平，60～80年代進入相對冷期，自90年代開始上升幅度逐漸加大，尤其是進入2000年后，上升速率明顯增大。21世紀以來（0.8 ℃）、20世紀90年代（0.4 ℃）比50年代分別上升了0.7和0.3 ℃，比60和70年代分別上升了1.1和0.7 ℃，比80年代分別上升了1.0和0.6 ℃。也就是說自1951年以來，天?？h經歷了由冷期向暖期轉變的過程。1954～1986年為冷期，1986年后為暖期，與我國和西北地區增溫期基本一致[3]。

2.1.1.3 季變化。由圖2可知，近60年天?？h四季氣溫變化均呈一致的上升趨勢，春、夏、秋、冬四季平均氣溫增溫幅度分別達0.07、0.18、0.22、 0.27 ℃/10a，近60年來氣溫分別升高了0.4、1.1、1.3、1.6 ℃，表明天祝氣溫升高冬季貢獻最大。分析四季平均氣溫年代變化（表1）發現，20世紀50～60年代夏、秋、冬季氣溫偏低，70～80年代四季氣溫均偏低；90年代開始，四季氣溫均偏高，表明四季升溫加速。

2.1.2 年平均最高、最低氣溫的變化趨勢。由圖3可見，天?？h年平均最高、最低氣溫自1951年以來呈上升趨勢，增溫速率分別達0.12、0.25 ℃/10a，近60年來氣溫分別升高了0.7、1.5 ℃。天?？h年平均最高和最低氣溫自1997年以來呈一致的正距平，表現為快速上升趨勢，存在明顯的躍變，且年平均最低氣溫的氣候變化率明顯大于年平均氣溫和年平均最高氣溫，表明年平均最低氣溫的增溫對天?？h氣候變暖起了關鍵作用。

2.2 降水變化特征

2.2.1 年際變化。由圖4可見，近60年天祝縣年平均降水量為410.5 mm，年平均降水量自1951年以來呈減少趨勢，變化率為-1.4%/10a；1961年是天?？h近60年來降水最多的年份，降水量為555.2 mm，比常年偏多35%，1962年是降水最少的年份，降水量僅有231.3 mm，比常年偏少44%。

2.2.2 年代變化。近60年天?？h降水量的年代際變化十分顯著，20世紀50和80年代降水偏多，特別是50年代比常年偏多16.1%，80年代僅偏多0.8%；60～70年代降水偏少，特別是60年代比常年偏少13.4%，70年代僅偏少0.8%；90年代和21世紀以來降水偏少，分別比常年偏少2.4%、0.4%。50～60年代降水變化劇烈，存在明顯的降水年代際躍變；自70年代中后期開始，降水平穩變化，減少趨勢有所減緩；進入90年代后，降水持續偏少，變化趨勢與西北地區自80年代后期開始降水持續減少[11]的總體趨勢相吻合，這與90年代后的增溫形成反相關，但這種關系不是絕對的，即溫度的變化不是降水變化的直接原因[12]。

2.2.3 季變化。近60年來天祝縣四季降水變化也十分顯著。春、夏、冬季降水均呈減少趨勢，變化率分別為-2.2、-1.5、-1.8%/10a；僅秋季降水呈增加趨勢，變化率為1.2%/10a。分析四季降水年代變化（表2）發現，20世紀50年代四季降水均偏多，60年代四季降水均偏少；70年代冬、春季降水減少明顯，夏、秋季小幅增加；80年代春、夏、冬季降水增多，秋季降水減少；進入90年代后，春、秋、冬季降水均增加，而夏季降水小幅減少。天祝縣夏季降水量占全年的59%，且夏季降水減少趨勢大于年降水的減少趨勢，因此夏季降水減少對年降水量減少起了關鍵作用。

2.3 年平均氣溫與降水的異常分析 在統計天祝縣年平均氣溫和降水時，采用中國氣象局《全國氣候影響評價》的標準，利用氣溫距平（△T）和標準差（σ）及降水距平百分率（△R%）按表3的標準評價氣溫、降水異常。經統計，近60年來天?？h氣溫異常偏高的有1年，出現在1998年；顯著偏高的有3年，出現在2002、2006和2009年；偏高的有4年，出現在1997、1999、2007、2010年；偏低的有3年，出現在1974、1977、1983年；顯著偏低的有3年，出現在1970、1976、1984年；異常偏低的有1年，出現在1967年，其他45年均為正常。說明偏冷期集中在20世紀60年代后期僅80年代前期；90年代后期逐漸進入偏暖期，2000年后更趨偏暖。近60年來天?？h降水偏多的年份有9年，集中在20世紀50～60年代前期，80年代后僅出現了2年，分別為1988和2003年；偏少年份有9年，集中在1962～1975年，80年代后出現了2年，為1990和1991年，無異常（偏多）偏少和顯著（偏多）偏少年份，其他42年均為正常。

3 小結

（1）近60年來天祝縣年平均氣溫呈上升趨勢，增溫速率達0.17 ℃/10a；從1997年開始，氣溫呈一致的正距平，表明溫度升高異常顯著；從氣溫的季節變化看，四季氣溫均呈上升趨勢，20世紀70～80年代四季氣溫均偏低，90年代開始，四季氣溫均偏高，且冬季氣溫的升幅明顯高于其他3個季節。年最高和最低氣溫也呈上升趨勢，且年平均最低氣溫的變化率明顯大于年平均氣溫和年平均最高氣溫。說明冬季升溫和年平均最低氣溫的增溫對天?？h氣候變暖起了關鍵作用。

（2）天祝縣年平均降水量自1951年以來呈減少趨勢，變化率為-1.4%/10a。20世紀50～60年代降水變化劇烈，自70年代中后期開始，降水平穩變化，減少趨勢有所減緩，但進入90年代后，降水明顯持續偏少。從降水的四季變化看，春、夏、冬季降水均呈減少趨勢，僅秋季降水呈增加趨勢。進入90年代后，春、秋、冬季降水均明顯持續增加，而夏季降水持續減少。由于夏季降水量占全年的59%，且夏季降水減少趨勢大于年降水的減少趨勢，因此夏季降水減少對年降水量減少起了關鍵作用。

（3）綜合各要素的突變特征和對氣溫與降水的異常分析，可知20世紀90年代后期氣候逐漸變暖，2000年后升溫迅速，而降水卻總體呈下降趨勢，說明天?？h氣候向暖干化發展。

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