吉首市近50年蒸發量氣候變化特征

歐愛松 張金凱 歐 維 田甜 劉玥

（1.湖南省吉首市氣象局，湖南湘西 416000； 2.湖南省氣象局，湖南長沙 410007）お

摘要 利用吉首市1961~2001年小型和1984~2010年大型蒸發量資料及1961~2010年平均氣溫、年平均總云量資料，采用最小二乘法、相關分析、距平百分率等方法，分析吉首市蒸發量年際、各年代、各基準年、四季的氣候變化特征，并分析其與年平均氣溫、年平均總云量的關系。結果表明，吉首市50年來蒸發量隨年際變化呈上升趨勢，尤以2001~2010年上升較明顯，年蒸發量無明顯異常現象，僅夏季出現2次異常偏多年份；在各年代中，20世紀60~70年代為下降趨勢，70年代后基本為上升趨勢；2001~2010年蒸發量最大，70年代最小；各基準年中以第4基準年最大，第2基準年最小；四季的年際變化均呈上升趨勢，以春季上升最明顯，夏季上升最小。與氣溫呈正相關關系，與總云量呈負相關關系。

關鍵詞 吉首；蒸發量；氣候變化特征

中圖分類號 SB161文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2014）19-06311-03

お

作者簡介 歐愛松（1956- ），男，湖南張家界人，高級工程師，從事農業氣象服務和研究工作。

收稿日期 20140605

城市的迅速發展、自然及人類活動的干擾、大氣的污染、溫室氣體的升高，加劇了氣候變化的速度。各種氣候要素均表現出不同程度的變化，蒸發量與其他氣候要素一樣，也顯示出明顯的歷史變化。據有關資料分析許多地方在近50年中蒸發量存在下降趨勢［1］，蒸發量變化對社會經濟發展、水資源的利用及民生安全有明顯的影響，特別是對農業生產條件脆弱、農業防災減災能力差、水源條件差的露天農業生產影響較大，影響其農作物的布局、農作物的產量形成。筆者通過吉首市1961~2010年蒸發量資料分析，研究該市50年來蒸發量的氣候變化特征，以期為吉首市的農作物布局、水資源利用、干旱規劃提供指導作用。

1 資料與方法

1.1 資料來源

資料來自吉首市1961~2001年小型蒸發量、1984~2010年大型蒸發量、1961~2010年年平均氣溫和年平均總云量。按1961~1970、1971~1980、1981~1990、1991~2000、2001~2010年計算年代值；按全國統一規定的基準年，即1961~1990年稱為第2基準年、1971~2000年稱為第3基準年、1981~2010年稱為第4基準年，計算相應的平均值；按3~5月、6~8月、9~11月、12月~次年2月劃分春、夏、秋、冬四季。

1.2 資料處理方法

因小型蒸發量僅觀測到2001年，在此首先進行大小型蒸發量的相關分析，進行顯著性檢驗后，將逐年各月小型蒸發訂正到2010年，通過5年滑動平均處理后利用最小二乘法對逐年及四季平均蒸發量進行一元線性擬合，作出傾向性曲線，計算出傾向估計值［2］，分析歷年、四季蒸發量的氣候變化特征；用5個歷史年代和3個基準年資料分析各年代、各基準年的演變情況。

1.3 小型蒸發量序列訂正

通過對大小型蒸發量的相關性檢驗后，結果表明大小型蒸發量年際變化趨勢相同，相關系數為0.440 0，玹值為1.960 1，給定信度α=0.1，查的玹α值為1.764，玹≥tα，相關顯著，可以用直線性方程珁＝0.619 0x+705.81（其中y為小型蒸發量，x為大型蒸發量）將小型蒸發量資料進行序列延長使用。

2 結果與分析

2.1 蒸發量的氣候變化趨勢

2.1.1年際變化。

圖1 1961~2010年吉首市逐年蒸發量變化

2.1.2年代際變化。

由表1可見，吉首市蒸發量在20世紀70年代最小，2001~2010年最高，二者相差175.5 mm；60~70年代為下降，下降幅度為5.9 mm，70年代后基本為上升趨勢，其中80年代比70年代上升91.8 mm，90年代比80年代上升11.5 mm，2001~2010年比90年代上升72.2 mm；其距平百分率以20世紀60年代最高，90年代最小。

表1 1961~2010年吉首市各年代平均蒸發量及平均距平百分率

年代 蒸發量∥mm 距平百分率∥%

60年代 1 036.0 9.2

70年代 1 030.1 7.8

80年代 1 121.9 8.6

90年代 1 133.4 5.9

21世紀以來 1 205.6 9.1

平均 1 105.4 8.1

2.1.3基準年變化特征。

從表2可以看出，在3個基準年中以第4基準年蒸發量值最高，其年平均值比50年平均高出48.2 mm，比最低的第2基準年高出90.9 mm，變化幅度以第2基準年變化幅度最大，其距平百分率為8.5%。

お

表2 1961~2010年吉首市各基準年平均蒸發量及平均距平百分率

基準年 蒸發量∥mm 距平百分率∥%

2 1 062.7 8.5

3 1 095.1 7.4

4 1 153.6 7.9

平均 1 105.4 8.1

2.1.4季變化。

2.1.4.1逐年四季蒸發量氣候變化。

利用5年滑動后資料，采用最小二乘法求出線性方程作出線性擬合和相關分析，結果表明相關均顯著（表3）。

由表3和圖2可見，1961~2010年吉首市所有季節中蒸發量均隨年代變化而升高，以春季上升最明顯，夏季上升最小。春、夏、秋、冬季上升趨勢分別為19.5、12.7、17.4、13.3 mm/10a。

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表3 1961~2010年吉首市四季線性擬合方程及檢驗

季節 方程 玶 t α tα

春季 y=1.948x-3 605.0 0.825 2 10.820 0 0.001 3.551

夏季 y=1.268 5x-2 055.1 0.689 2 5.513 1 0.001 3.551

秋季 y=1.736 1x-3 181.1 0.909 1 14.478 0 0.001 3.551

冬季 y=1.325 4x-2 504.9 0.697 1 6.449 2 0.001 3.551

注：a.春季;b.夏季;c.秋季;d.冬季。

圖2 1961~2010年吉首市逐年各季蒸發量變化

2.1.4.2四季的年代變化。

從各年代四季蒸發量平均值和距平百分率（表4）可以看出，吉首市四季平均蒸發量值以夏季最大，其平均值為464.7 mm，春季次之，其平均值為266.2 mm，冬季最小，其平均值為126.9 mm；距平百分率以冬季最大，為20.3%，說明最不穩定，春季次之，為12.2%，夏季最小，為10.3%。

春季以21世紀以來為最大，其平均值為303.4 mm，比50年平均值多37.2 mm，比最少的20世紀70年代多71.2 mm；夏季以80年代最大，其值為491.5 mm，比50年平均值多26.8 mm，比最少的70年代多52.8 mm；秋季以21世紀以來最大，其值為306.1 mm，比50年平均值多40.5 mm，比最少的60年代多68.7 mm；冬季以21世紀以來最大，其值為174.0 mm，比50年平均值多47.1 mm，比最少的70年代多63.9 mm。

各年代距平百分率，春季21世紀以來最大，為18.8%，60年代最小，為8.7%；夏季80年代最大，為12.6%，21世紀以來最小，為6.4%；秋季21世紀以來最大，為15.1%，90年代最小，為10.4%；冬季21世紀以來最大，為47.2%，70年代最小，為13.3%。歷年四季中出現異常年的不多，僅1981和1990年夏季出現2次異常偏多。

表4 1961~2010年吉首市各年代四季蒸發量及距平百分率

年代

春季平均值∥mm 距平百分率∥%

夏季平均值∥mm 距平百分率∥%

秋季平均值∥mm 距平百分率∥%

冬季平均值∥mm 距平百分率∥%

60年代 240.5 8.7 445.5 11.8 237.4 11.1 112.6 13.7

70年代 232.2 12.7 438.7 12.4 249.1 11.3 110.1 13.3

80年代 257.2 9.9 491.5 12.6 257.9 11.6 115.4 13.5

90年代 273.0 10.7 458.7 8.5 279.2 10.4 122.5 13.9

21世紀以來 303.4 18.8 489.1 6.4 306.1 15.1 174.0 47.2

平均 266.2 12.2 464.7 10.3 265.6 11.9 126.9 20.3

2.1.4.3四季的各基準年變化。

從各基準年的四季蒸發量及距平百分率比較（表5）可以看出，春、夏、秋、冬季均以第4基準年最大，分別比50年平均值高11.6、14.7、15.5、10.4 mm；以第2基準年最小，分別比50年平均值少22.9、6.1、17.5、14.2 mm，比最高的第4基準年分別低34.5、20.8、33.0、24.6 mm。春、秋、冬季距平百分率均以第4基準年最大，夏季以第2基準年最大。

表5 基準年四季度蒸發量及距平百分率

基準年

春季平均值∥mm 距平百分率∥%

夏季平均值∥mm 距平百分率∥%

秋季平均值∥mm 距平百分率∥%

冬季平均值∥mm 距平百分率∥%

2 243.3 10.4 458.6 12.3 248.1 11.3 112.7 13.5

3 254.1 11.1 463.0 12.2 262.1 11.1 116.0 13.4

4 277.8 13.1 479.4 9.1 281.1 12.8 137.3 23.8

平均 266.2 12.2 464.7 10.3 265.6 11.9 126.9 20.3

2.2 蒸發量與年平均氣溫及年平均云量的關系

2.2.1與年平均氣溫的關系。

經分析（圖3），吉首市年蒸發量與年平均氣溫呈正相關，相關系數玆=0.768 8，玹值為8.325 9，給定信度α=0.001，t>tα=3.551，說明相關顯著；其擬合方程為y＝169.61x-1 727.1，式中，y為年蒸發量，x為年平均溫度。筆者在分析吉首市44年氣溫變化特征中指出該市受氣候變化和城市建筑物的發展其年平均氣溫是上升的，所以年蒸發量逐年上升［2］。如2001~2010年年平均氣溫均在17 ℃以上，其年蒸發量也均在平均值1 105.4 mm┮隕稀＊

圖3 1961~2010年吉首市年蒸發量與年平均氣溫關系

2.2.2與年平均總云量的關系。

由圖4可見，吉首市年蒸發量與年平均總云量呈負相關，其相關系數玆=-0.523 7，t值為4.259 3，給定信度α=0.001，t>tα=3.551，說明相關顯著，其擬合方程為y＝-225.97x+2 843.5，式中，y為年蒸發量，x為年平均總云量。分析吉首市50年總云量資料發現，吉首市年平均總云量隨年代減少，其中2001~2010年連續10年低于1961~2010年的平均值，其蒸發量也連續10年高于歷年平均值。

圖4 1961~2010年吉首市年蒸發量與年平均總云量關系

3 小結

（1）吉首市50年來年蒸發量隨逐年氣候變化呈上升趨勢，尤以2001~2010年上升較明顯，1997~2010年連續14年在平均值以上。1988年出現最高值1 301.6 mm，1977年出現最低值918.0 mm。正負振蕩幅度以20世紀60年代較大，60年代后期~60年代中期較小。50年距平百分率為8.1%，年蒸發量未出現明顯異常現象。

（2）

各年代年蒸發量20世紀60~70年代為下降趨勢，70年代后基本為上升趨勢。以2001~2010年蒸發量最大，70年代最小，其振蕩幅度以60年代最大，其距平百分率為9.2%。

（3）各基準年年蒸發量以第4基準年最大，第2基準年最小，其振蕩幅度以第2基準年最大，其距平百分率為8.5%。

（4）四季中逐年變化均呈上升趨勢，以春季上升最明顯，夏季上升最小，四季上升趨勢分別為19.5、12.7、17.4、13.3 mm/10a，50年距平百分率分別為12.2%、10.3%、11.9%、20.3%。1981、1990年夏季異常偏多；不同年代中各季蒸發量，春、秋、冬季以21世紀以來最大，夏季則以80年代最大。振蕩幅度以冬季最明顯；各基準年中的四季蒸發量均以第4基準年最大。

（5）吉首市蒸發量與年氣溫呈正相關，即隨年平均氣溫上升蒸發量增大，尤其是2001年后隨著城市快速發展氣溫明顯上升，蒸發量增加明顯；

與年總云量呈負相關，即隨年平均總云量減少蒸發量增大，2001年后連續10年年平均總云量低于50年平均值，蒸發量連續10年高于歷年平均值。

（6）吉首市50年來年、季蒸發量蒸發量均上升，導致水循環發生變化，需加強農村水利和農業節水建設，科學調度水資源，強化人工增雨作業，盡量減少干旱對農業的損失。

參考文獻

［1］唐凱，王讓會，凌良新，等.近43a潮州市蒸發變化特征及影響因素［J］.南京信息工程大學學報，2014，6（2）：135-143.

［2］ 歐愛松，王宏華，彭潔，等.近44年吉首市氣溫變化統計分析［J］.中國農業氣象，2006，27（3）：183-186.