1961—2015年寒溫帶漠河氣候變化特征分析

吳樹森,張玉澎,魏光輝,劉 晶,余嘉怡

（1.漠河縣氣象局,黑龍江 漠河 165399；2.黑龍江省氣象局,黑龍江 哈爾濱 150001）

1 引言

漠河是中國的最北端，地理坐標為121°07′—124°20′E，52°10′—53°33′N。 漠河屬于寒溫帶大陸季風性氣候，地形以山地為主，冬季在極地大陸氣團控制下，氣溫嚴寒、干燥而漫長；夏季受副熱帶海洋氣團的影響，降水集中，雨量充沛。春季多大風，降水偏少；秋季降溫急劇，常有早霜和凍害發生。漠河冬夏溫差巨大，晝夜溫度劇烈變化。55 a來氣溫年較差為48.1℃，日較差最大可達30℃以上。無霜期年平均為89.45 d。漠河屬于高緯、高寒地區，是氣候變化的最敏感地區，分析和研究漠河氣候變化規律，對于適應氣候變化，提升高寒、高緯度地區防災減災能力，更好為地方經濟建設和黑龍江上游生態環境可持續發展提供可靠的科學依據，都具有極為重要的意義。

2 氣溫變化特征

2.1 氣溫的年際和年代際變化分析

漠河1961—2015年年平均氣溫為-4.2℃，平均氣溫呈波動形上升趨勢（圖1），氣候傾向率為0.32℃/10a，通過了a=0.01顯著性檢驗。漠河氣溫變化可分為2個時期：第1個時期為上世紀60—70年代的偏冷期，平均氣溫均為-4.9℃，氣候傾向率為-0.06℃/10a。第2個時期為上世紀80年代—2015年的偏暖期，平均氣溫為-3.8℃，氣候傾向率為0.20℃/10a。上世紀80年代、90年代、本世紀前10 a平均氣溫分別為-4.0℃、-3.8℃、-3.9℃，比60—70年代分別上升了0.9℃、1.1℃、1.0℃；2011—2015年各年平均氣溫均高于歷年均值，5 a平均氣溫為-3.3℃，氣候變暖更為明顯?？傮w來看，近35 a平均溫度變暖趨勢十分明顯且穩定，與上世紀60—70年代相比上升了1.1℃。

圖1 1961-2015年漠河年平均氣溫變化趨勢

從平均氣溫距平曲線變化分析（圖略），平均氣溫有27 a處于負距平，有26 a處于正距平，處于距平0 ℃線有2 a（1967、2013年），正負距平次數相當。其中：上世紀60年代年平均氣溫波動幅度大，負距平占70%，只有1968年為正距平；70年代年平均氣溫波動幅度小，負距平占100%；80年代年平均氣溫波動幅度較大，正距平占70%；90年代年平均氣溫波動幅度較小，正距平占80%；本世紀前10 a年平均氣溫波動幅度大，正、負距平各占50%；2011—2015年距平都在0℃以上。

2.2 氣溫的四季變化分析

在全球變暖的背景下，漠河各季氣溫的變化趨勢與年平均氣溫的變化特征基本一致，但各季在年代上又有不同的特征，根據各季氣候傾向率幅度變化，氣候變暖貢獻大小依次為冬、春、秋、夏季。

2.2.1 冬季氣溫變化

漠河冬季達4個月，漫長而寒冷，其溫度變化對全年氣候影響很大，93%的偏冷年都是由冬季氣溫偏低造成的。55 a來冬季平均氣溫為-25.1℃，氣候傾向率為0.58℃/10a，通過了a=0.01顯著性檢驗，冬季變暖趨勢大于年平均氣溫，變暖趨勢非常明顯，對氣候變暖貢獻最大。其中：上世紀60—70年代季平均氣溫變化趨勢不明顯，氣溫以負距平為主，80年代—2015年氣溫以正距平為主，從冷暖冬分布來看，小于季平均氣溫共26 a，大于季平均氣溫共29 a，從80年代開始暖冬呈增多趨勢。冬季是北半球最冷的季節，漠河11—2月月平均氣溫分別為-18.4℃、-28.1℃、-29.5℃和-24.6℃。

2.2.2 春季氣溫變化

春季平均氣溫為-1.6℃，氣候傾向率為0.36℃/10a，通過了a=0.01的顯著性檢驗，增溫幅度僅次于冬季。其中：上世紀60—70年代季平均氣溫變化趨勢不明顯，80年代明顯上升，90年代略有下降，從本世紀前10 a開始又明顯回升。春季是回暖季節，溫度變化幅度較大，3—5月月平均氣溫分別為-13.8℃、0.0℃、9.0℃。

2.2.3 夏季氣溫變化

夏季平均氣溫為16.6℃，氣候傾向率為0.08℃/10a，增溫幅度不明顯，沒有通過顯著性檢驗。6—8月月平均氣溫分別為15.9℃、18.5℃、15.4℃。從年代分析：上世紀60—80年代季平均氣溫沒有變化，90年代平均氣溫略有上升，本世紀前10 a又略有下降，2011年以后明顯上升。

2.2.4 秋季氣溫變化

秋季平均氣溫為2.5℃，氣候傾向率為0.14℃/10a，通過了a=0.1的顯著性檢驗，增溫幅度次于春季而略高于夏季。其中：上世紀60年代秋季平均氣溫變化趨勢不明顯，70年代略有下降，不同于其他3季，80年代又略有回升，90年代平穩回升，本世紀前10 a略有回落，2011年以后明顯上升。秋季是轉冷季節，9—10月月平均氣溫分別為7.7℃、-2.7℃。

3 降水變化特征

3.1 降水年代際變化分析

受大氣環流及地形地貌的影響,漠河降水量具有明顯的季節性：冬季干冷同季，夏季雨熱同季。從降水形態上，夏半年為液態降水（雨），冬半年為固態降水（雪），春夏交季和秋冬交季會出現混合降水（雨夾雪）。55 a來降水量變化整體上呈明顯增多趨勢（圖2），多年平均降水量為437.8 mm，增幅為14.35 mm/10a，通過了a=0.1的顯著性檢驗，正負距平分別為30 a、25 a，是黑龍江省降水增幅最大的區域。

圖2 1961—2015年漠河降水量變化趨勢

漠河降水趨勢可分為2個時期：第1個時期為上世紀60—70年代為降水偏少時期，平均降水量為403.2 mm，60年代為降水略少時期，負距平有7 a，平均降水量為414.4 mm，1964—1968年連續偏少，為第1個偏少時段；70年代降水量繼續減少，為漠河降水最少時期，負距平有8 a，平均降水量為392.0 mm，比年均值偏少45.8 mm，1970—1976年持續偏少，為第2個偏少時段。第2個時期為1980—2015年降水明顯偏多時期，正距平占57.4%，平均降水量為461.8 mm。這2個時期降水量相差58.6 mm，達到1次暴雨過程。上世紀80—90年代為漠河降水偏多時期，本世紀前10 a為漠河降水略多時期，2011—2015年降水為顯著偏多期。

漠河年降水量呈波動變化，且波動幅度較大，年際降水差異明顯。1962—1969年、1977—1984年、1999—2009年、2013—2015年基本是從一個高峰值驟降到一個低谷值，再升到另一個高峰值。從5 a滑動平均降水量變化曲線分析，1963—1968年、1970—1976年、1986—1992年為降水波動平穩偏少期，1995—1999年為降水波動平穩偏多期，2000—2007年、2012—2015年為降水波動明顯偏多期。

3.2 降水季節變化特征

3.2.1 冬季

漠河冬季歷時最長，但降水量為四季最少，降水形態全部為固態降水。11—2月份降水量分別為12.4、7.4、5.5、4.2 mm， 季降水總量在 10.0—62.4 mm之間，季平均降水量為29.6 mm，僅占全年降水的6.8%，占夏季降水的10.9%，對全年降水變化影響不大，季降水量氣候傾向率為3.71 mm/10a，通過了a=0.01的顯著性檢驗，表明對降水量增幅貢獻較大。

3.2.2 春季

春季降水形態由固態轉為液態，降水量逐月增多，3—5月份降水量分別為 6.7 mm、20.4 mm、36.7 mm，季降水總量在23.7—124.5 mm之間，平均降水量為63.0 mm，占全年降水的14.6%，季降水量氣候傾向率為3.02 mm/10a，未通過顯著性檢驗，表明對降水量增幅貢獻不大。

3.2.3 夏季

夏季降水形態為液態，是降水最多的季節，6—8月份降水量分別為66.3 mm、105.7 mm、99.4 mm，季降水總量在122.0—455.6 mm之間，季平均降水量為271.4 mm，超過其他3季總量，占全年降水的62.0%，因此，夏季降水對全年降水貢獻率最大，同時也影響到生長期旱澇和汛情。季降水量氣候傾向率為6.48 mm/10a，未通過顯著性檢驗。

3.2.4 秋季

漠河秋季僅為2個月，降水形態由液態轉為固態，9—10月份降水量分別為 52.2 mm、21.0 mm，季降水量在17.0—191.1 mm之間，季平均降水量為73.2 mm，占全年降水的16.7%，季降水量氣候傾向率為3.42 mm/10a，未通過顯著性檢驗。

4 結論

（1）漠河55 a來平均氣溫為-4.2℃，氣候傾向率為0.32℃/10a，氣溫總體呈上升趨勢。冬季升溫趨勢最明顯，氣候傾向率為0.58℃/10a，對氣候變暖貢獻最大；其次是春季，氣候傾向率為0.36℃/10a；秋季升溫趨勢不明顯，氣候傾向率為0.14℃/10a；夏季增溫幅度最不明顯，氣候傾向率為0.08℃/10a。

（2）漠河上世紀60—70年代為偏冷期，平均氣溫均為-4.9℃。80年代—2015年為偏暖期，平均溫度為-3.8℃。1969年2月13日出現了-52.3℃的極端最低氣溫極值，是中國最低氣溫極值；2010年6月24日最高氣溫為39.3℃，為漠河最高氣溫極值。

（3）漠河55 a來年均降水量為437.8 mm，降水量變化總體上呈明顯增多趨勢，增幅為14.35 mm/10a。漠河年降水可分為2個時期：上世紀60—70年代為降水偏少期，平均降水量為403.2 mm；80年代—2015年為降水偏多期，年平均降水量為461.8 mm。各季降水遞增率依次為夏季（6.48 mm/10a）、冬季 （3.71 mm/10a）、 秋 季 （3.42 mm/10a）、春 季 （3.02 mm/10a）。

（4）漠河四季降水量差異較大。冬季平均降水量為29.6 mm，僅占全年降水的6.8%，占夏季降水的10.9%；春季平均降水量為63.0 mm，占全年降水的14.6%；夏季平均降水量為271.4 mm，超過其他3季總量，占全年的62.0%，秋季平均降水量為73.2 mm，占全年降水的16.7%。