1961—2010年費縣氣候變化特征分析

丁來曉+謝曉華

摘要 根據(jù)1961—2010年費縣氣溫和降水資料，運用一元回歸、相關(guān)分析等數(shù)理統(tǒng)計方法，對氣溫和降水變化進行了研究分析。研究結(jié)果表明，1961年以來費縣溫度以0.24 ℃/10年的傾向率上升，其中1961—1980年以0.03 ℃/10年的傾向率上升，1981—2010年上升率為0.43 ℃/10年，且秋季氣溫上升最為明顯。費縣冬季溫度變化幅度最大，穩(wěn)定性最差；夏季穩(wěn)定性最好。近50年費縣降水量總體呈下降的趨勢，傾向率為-10.2 mm/10年，夏、秋、冬降水量總體呈減少趨勢，春季降水量呈增加趨勢。20世紀80年代為少雨期。降水量秋季穩(wěn)定性最差；夏季降水量最大，穩(wěn)定性最好。

關(guān)鍵詞 氣溫；降水；氣候變化特征；山東費縣；1961—2010年

中圖分類號 P412.1 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）24-0188-03

氣候變化對全球區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展有重大的影響，氣候變化問題是國際社會關(guān)注的焦點之一。國內(nèi)外的氣候工作者對此問題作了許多研究。已有的研究結(jié)果表明，全球近100年的地表溫度正經(jīng)歷著一次明顯的增暖，線性增暖約為0.074 ℃/10年[1]。我國近100年地表溫度的變化趨勢與全球平均的情形相似，增溫率略高于全球的平均值[2-4]，因此產(chǎn)生的一系列問題不容忽視。近50年，我國年降雨量的變化趨勢明顯的地區(qū)差異；而全國平均的日照時數(shù)、平均風速以及水面蒸發(fā)量等氣候要素均呈顯著下降的趨勢[5]。氣候變化問題是21世紀世界重大的環(huán)境問題之一，氣候變暖也愈來愈引起國際社會的關(guān)注和重視，成為各國政府和專家關(guān)注的熱點問題。張 強等[6]指出，氣候變化的原因非常復雜，氣候變化是多因子共同作用、多尺度重疊、人類活動和自然因素混雜的過程。總而言之，氣候變化問題日益突出，不容忽視。

費縣地處北緯35°，東經(jīng)117°，山東省的南部，毗鄰江蘇，溫帶季風氣候顯著，四季分明。費縣呈中間地勢低，兩邊地勢高的南北分布形勢，其中縣城位于海拔高度相對較低的中間區(qū)域。受地形地勢以及人類活動的影響，費縣區(qū)域內(nèi)各氣象要素呈現(xiàn)出一定的時間和空間變化趨勢。受厄爾尼諾等一些大氣候背景的影響，近些年費縣降水、氣溫等氣象要素均有波動；并且隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，人類活動對氣候帶來的變化越來越明顯，同時，氣候變化給當?shù)厝说纳a(chǎn)生活帶來的影響愈加顯著。因此，對費縣近50年之間的降水、氣溫等氣象資料進行不同時間尺度變化特征的分析，不僅對當?shù)刭Y源的配置管理非常重要，還可以為本地工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局以及經(jīng)濟發(fā)展提供氣候環(huán)境背景數(shù)據(jù)。

1 資料來源與分析方法

利用費縣1961—2010年的實測氣象資料，計算氣溫、降水量的年平均值、5年滑動平均值，分析季節(jié)變化和年變化趨勢；并采用線性回歸分析、滑動平均等方法，統(tǒng)計分析年降水量，做出年、季各要素的歷史變化曲線，從而分析氣候變化特征。

2 氣候變化特征分析

2.1 氣溫變化特征

根據(jù)1961—2010年費縣溫度資料統(tǒng)計表明，費縣多年平均氣溫為13.6 ℃。表1中夏季離差系數(shù)最小，冬季離差系數(shù)最大，說明費縣冬季溫度變化幅度最大，穩(wěn)定性最差；夏季溫度變化幅度最小，穩(wěn)定性最好。

圖1是近50年費縣年、季氣溫距平的年代際變化，從圖中可以看出，80年代以前年季變化都呈現(xiàn)較一致的負距平，而20世紀90年代和21世紀以來都是一致的正距平，并且四季當中，秋季的距平絕對值最大。說明20世紀80年代以后，氣溫呈明顯上升上升趨勢，其中秋季上升率最大。

應用線性回歸方程y（t）=kt+b（t=1961，1962，…，2010），k×10年為氣溫傾向率（℃/10年），正、負分別表示每10年的增加、減少量。

圖2是1961—2010年溫度變化曲線和各時段擬合函數(shù)，為了消除噪聲和突出氣候階段性特征，進行了5年平滑處理，并計算了50年、30年和20年的擬合函數(shù)。由圖2可知，近50年的擬合函數(shù)為y=0.024 3x-34.564 1，1961—1980年20年擬合函數(shù)為y=0.003 3x+6.791 2，1981年以后的擬合函數(shù)為y=0.043 3x-72.631 7。從圖2可以明顯看出，1961年以來溫度以0.24 ℃/10年的傾向率上升，而1961—1980年以0.03 ℃/10年的傾向率上升，1981—2010年近30年以來上升最快，以0.43 ℃/10年的傾向率上升。有研究表明，近100年來我國年平均氣溫上升傾向率為0.074 ℃/10年[1]。由此可見，費縣平均氣溫上升率明顯高于全國平均氣溫上升率。

2.2 降水變化特征

由表2可以看出，費縣秋季降水離差系數(shù)最大，說明近50年秋季降水量變化最大；此外，與氣溫變化類似，夏季降水量最大，而降水離差系數(shù)最小，穩(wěn)定性最好。

費縣降水量夏季最多，為539.3 mm，占64.6%；秋季其次，為133.9 mm，占16.0%；春季降水量為121.0 mm，占14.5%；降水最少的為冬季78.9 mm，占9.5%。近50年降水整體呈下降的趨勢，圖3是費縣逐年降水量和50年降水變化趨勢圖，可以看出費縣近50年降水傾向率為-10.2 mm/10年，說明降水量總體呈下降的趨勢。由多項式擬合結(jié)果可知，費縣的降水量具有波動增減的特點，20世紀80年代呈現(xiàn)明顯的低值區(qū)。近50年來，費縣的平均降水量為835.0 mm，年降水量最大值為1 180.2 mm，出現(xiàn)在2003年；年最小降水量出現(xiàn)在2002年，為407 mm。目前，費縣年平均氣溫呈現(xiàn)增暖趨勢，降水呈現(xiàn)減少趨勢，這與有關(guān)專家研究認為1961年以來我國除西北地區(qū)以外降水量略有減少的結(jié)論相符[7]。

圖4是費縣年、季降水量距平的年代際變化，可以看出，80年代以前年季變化都呈現(xiàn)較一致的正距平，80年代呈現(xiàn)明顯負距平，而20世紀90年代和21世紀以來均是秋、冬兩季負距平，春、夏兩季正距平；表明近20年秋季和冬季降水量偏少，春季和夏季降水量偏多。endprint

費縣近50年的夏、秋、冬季降水量總體呈減少趨勢，春季降水量呈增加趨勢。從圖5可以看出，春季降水量在20世紀80年代下降到最低值，在90年代有所回升。夏季降水下降傾向率為1.9 mm/10年。秋季下降趨勢最明顯，為12.0 mm/10年，在20世紀80年代初略有下降后迅速回升，而90年代后持續(xù)下降，2005年上升后又繼續(xù)回落。冬季在80年代明顯低于平均值，為谷區(qū)。與年降水量變化趨勢最為相似。

近50年來，費縣各個季節(jié)降水量最大值出現(xiàn)在不同年代，春季出現(xiàn)在20世紀90年代，夏季出現(xiàn)在70年代，秋季出現(xiàn)在60年代，冬季出現(xiàn)在90年代。如圖5所示，21世紀以來（2001—2010年）除秋季以外，降水量呈現(xiàn)穩(wěn)定的波動形式，說明，近期降水量整體偏少，但變化趨勢比較穩(wěn)定。

3 結(jié)論

經(jīng)過分析可知，1961年以來溫度以0.24 ℃/10年的傾向率上升，其中1961—1980年以0.03 ℃/10年的傾向率上升， 1981—2010年近30年以來上升加快，以0.43 ℃/10年的傾向率上升。近30年當中秋季氣溫上升最為明顯。費縣冬季溫度變化幅度最大，穩(wěn)定性最差；夏季溫度變化幅度最小，穩(wěn)定性最好。近50年降水傾向率為-10.2 mm/10年，說明降水量總體呈下降的趨勢。夏、秋、冬季降水量總體呈減少趨勢，春季降水量呈增加趨勢。其中，秋季下降趨勢最明顯，傾向率為12.0 mm/10年。20世紀80年代降水量呈現(xiàn)明顯負距平，為明顯少雨期。降水量秋季穩(wěn)定性最差，夏季降水量最大，而降水離差系數(shù)最小，穩(wěn)定性最好。

4 參考文獻

[1] 秦大河，陳振林，羅勇，等.氣候變化科學的最新認知[J].氣候與環(huán)境研究，2007，3（2）：63-73.

[2] 馮瑞權(quán)，吳池勝，王婷，等.澳門近百年氣候變化的多尺度特征[J].熱帶氣象學報，2010，26（4）：452-461.

[3] 丁一匯，任國玉，石廣玉，等.中國氣候變化的歷史和未來趨勢[J].氣候與環(huán)境研究，2006，2（1）：3-9.

[4] 丁一匯，戴曉蘇.中國近百年來的溫度變化[J].氣象，1994，20（12）：19-26.

[5] 趙宗慈，王紹武，徐影，等.近百年我國地表氣溫趨勢變暖的可能原因分析[J].氣候與環(huán)境研究，2005，10（4）：808-817.

[6] 張強，韓永翔，宋連春.全球氣候變化及其影響因素研究進展綜述[J].地球科學進展，2005，20（9）：990-998.

[7] 肖軍，趙景波.西安市54年來氣候變化特征分析[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2006，27（3）：179-182.endprint