貴州省七星關(guān)區(qū)20世紀(jì)中后期蒸發(fā)量變化和日照、氣溫相關(guān)性分析

郭江　遲華　陳焰犢　龔雪鵬

摘 要 選取貴州省畢節(jié)市國(guó)家基本氣象站1961—2000年七星關(guān)區(qū)地面氣象觀測(cè)資料中的蒸發(fā)量、日照和溫度數(shù)據(jù)，分析其影響因素及其年代際變化特征，探究七星關(guān)區(qū)日照和溫度變化對(duì)蒸發(fā)量的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在20世紀(jì)中后期，七星關(guān)區(qū)的蒸發(fā)量和日照時(shí)數(shù)都明顯減少的變化趨勢(shì)，溫度則沒有明顯變化;該地區(qū)年蒸發(fā)量和年日照時(shí)數(shù)、年平均氣溫都有較為明顯的正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明日照時(shí)數(shù)和年平均氣溫都是影響年蒸發(fā)量變化的主要因素，但是由于氣溫變化波動(dòng)比較平穩(wěn)，因此日照時(shí)數(shù)的變化對(duì)蒸發(fā)量的變化影響更大。

關(guān)鍵詞 蒸發(fā)量;氣溫;日照時(shí)數(shù);對(duì)比分析;貴州省畢節(jié)市

中圖分類號(hào)：S16 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.30.087

貴州省七星關(guān)區(qū)屬于烏蒙山喀斯特地貌區(qū)域，海拔高，山地氣候復(fù)雜，夏季突發(fā)性暴雨天氣頻繁，冬季多連陰雨天氣，對(duì)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓M(jìn)行研究對(duì)當(dāng)?shù)氐臍庀蠓罏?zāi)減災(zāi)具有積極意義。

在氣候變化過程中，蒸發(fā)量的變化是氣候變化的重要組成部分，影響著氣候變化中的降水、熱量分布、溫度等各種氣象數(shù)據(jù)。通過對(duì)貴州省七星關(guān)區(qū)局地蒸發(fā)量的變化趨勢(shì)進(jìn)行研究，將其與日照和溫度的變化趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)比，分析本地日照和溫度對(duì)蒸發(fā)量的影響。

1 研究?jī)?nèi)容和方法

1.1 研究資料

選取畢節(jié)市國(guó)家基本氣象站1961—2000年七星關(guān)區(qū)地面氣象觀測(cè)資料中的蒸發(fā)量、日照和溫度數(shù)據(jù)，對(duì)歷年平均數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而分析其影響因素及年代際變化特征。

1.2 研究方法

采用一元線性趨勢(shì)估計(jì)的方法，對(duì)1961—2000年畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)的蒸發(fā)量、日照和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行線性趨勢(shì)計(jì)算，制作一元線性趨勢(shì)圖，計(jì)算出蒸發(fā)量、日照和溫度與時(shí)間的關(guān)系方程。根據(jù)一元回歸方程斜率的正負(fù)、大小來(lái)判斷時(shí)間序列趨勢(shì)變化，并將這些變化進(jìn)行對(duì)比分析，同時(shí)將這些數(shù)據(jù)的年代際關(guān)系進(jìn)行對(duì)比分析，從而得到七星關(guān)區(qū)日照和溫度變化對(duì)蒸發(fā)量的影響[1-3]。

2 各要素變化特征分析比較

2.1 蒸發(fā)量的變化特征分析

對(duì)畢節(jié)市國(guó)家基本氣象站1961—2000年的歷年總蒸發(fā)量進(jìn)行線性理合后進(jìn)行一元線性趨勢(shì)評(píng)估，得到1961—2000年蒸發(fā)量平均值為989.5 mm，并得到蒸發(fā)量的線性趨勢(shì)方程為：y=-4.241x+99。

在蒸發(fā)量線性趨勢(shì)方程中可以看出，蒸發(fā)量在1961—2000年的變化氣象傾向率為-42.4 mm/10 a。由此得出，七星關(guān)區(qū)1961—2000年的蒸發(fā)量變化趨勢(shì)如圖1。

通過分析，1961—2000年七星關(guān)區(qū)的蒸發(fā)量變化存在明顯的下降趨勢(shì)，平均每10年蒸發(fā)量就要下降42.4 mm，根據(jù)1961—2000年的氣候變化來(lái)看，這個(gè)變化值很大。

2.2 年平均溫度的變化特征分析

對(duì)畢節(jié)國(guó)家基本氣象站1961—2000年的歷年年平均氣溫變化進(jìn)行線性理合后做一元線性趨勢(shì)評(píng)估，得到20世紀(jì)中后期40年年平均氣溫的平均值為12.8 ℃，并得到年平均氣溫的線性趨勢(shì)方程為：y=0.001x+10.33。

在年平均氣溫的線性趨勢(shì)方程中可以看出，年平均氣溫在20世紀(jì)中后期的變化氣象傾向率為0.01 mm/10年。由此得出七星關(guān)區(qū)1961—2000年的年平均氣溫的變化趨勢(shì)如圖2。

通過分析，1961—2000年期間七星關(guān)區(qū)的年平均氣溫變化有較大的變化波動(dòng)，但是變化率總體還是很平穩(wěn)的，從氣候傾向率上看平均每10年年平均氣溫就要上升0.01 ℃，對(duì)于40年時(shí)間域的氣候變化來(lái)看，這個(gè)變化值可以說(shuō)是微乎其微的，沒有太明顯的變化。

2.3 年日照時(shí)數(shù)變化的特征分析

對(duì)畢節(jié)市國(guó)家基本氣象站1961—2000年的日照時(shí)數(shù)變化進(jìn)行線性理合后進(jìn)行一元線性趨勢(shì)評(píng)估，得到1961—2000年日照時(shí)數(shù)的平均值為1264.1 h，并得到歷年日照時(shí)間的線性趨勢(shì)方程為：y=-9.35x+197。

在歷年日照時(shí)間的線性趨勢(shì)方程中可以看出，歷年日照時(shí)間在1961—2000年的變化氣象傾向率為-93.5 h/10 a，由此得出七星關(guān)區(qū)1961—2000年的歷年日照時(shí)間變化趨勢(shì)如圖3。

通過分析，在1961—2000年的歷年日照時(shí)數(shù)變化總體可以分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段是1961—1973年，這個(gè)階段的日照時(shí)數(shù)總體比較長(zhǎng)，在13年里有12年的日照時(shí)數(shù)高于年平均日照時(shí)數(shù);第二個(gè)階段是1974—2000年，這個(gè)階段里的歷年日照時(shí)數(shù)開始呈現(xiàn)波動(dòng)性減少趨勢(shì)，在這個(gè)階段有19年的年蒸發(fā)量小于年平均蒸發(fā)量，日照時(shí)數(shù)減少趨勢(shì)非常明顯。

2.4 將蒸發(fā)量、溫度和日照變化的特征進(jìn)行對(duì)比分析

為了對(duì)畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)1961—2000年的多年蒸發(fā)量、多年日照時(shí)數(shù)和多年年平均溫度變化特征進(jìn)行對(duì)比分析，將1961—2000年年蒸發(fā)量、年日照時(shí)數(shù)和年平均氣溫進(jìn)行疊加對(duì)比分析。

通過分析，1961—2000年的蒸發(fā)量變化與日照時(shí)數(shù)變化、年平均溫度變化存在一定的相似性，但又表現(xiàn)不同。蒸發(fā)量變化和日照時(shí)數(shù)變化都有較大的振蕩期，變化波幅明顯，而溫度的變化則相對(duì)平穩(wěn)，變化波幅較小。根據(jù)三個(gè)氣象要素的變化，可以從時(shí)間上將變化分為三個(gè)階段。

第一個(gè)階段是1961—1978年，在這個(gè)階段，三個(gè)氣象要素都呈現(xiàn)波動(dòng)變化，蒸發(fā)量和日照時(shí)數(shù)呈總體下降趨勢(shì)，氣溫雖然也有所下降，但總體平穩(wěn)。在第一個(gè)階段，蒸發(fā)量出現(xiàn)了5次較為明顯的高峰期和6次低谷期，日照時(shí)數(shù)出現(xiàn)了7次較為明顯的高峰期和6次低谷期，氣溫出現(xiàn)了5次高峰期和6次低谷期，但氣溫的高峰期和低谷期不明顯。在這些波形變化的高峰期和低谷期中，日照時(shí)數(shù)變化與蒸發(fā)量變化出現(xiàn)時(shí)間相同的有高峰期5次、低谷期6次;溫度變化與蒸發(fā)量變化出現(xiàn)時(shí)間相同的高峰期有4次、低谷期6次。在此階段，三個(gè)氣象要素變化呈正相關(guān)性，但是由于氣溫變化波動(dòng)比較平穩(wěn)，因此日照時(shí)數(shù)的變化對(duì)蒸發(fā)量的變化影響更大一些。

第二個(gè)階段是1979—1990年，這個(gè)階段的蒸發(fā)量變化和日照時(shí)數(shù)變化都呈現(xiàn)穩(wěn)定下降的趨勢(shì)，但溫度變化并不明顯。在這個(gè)階段，蒸發(fā)量出現(xiàn)了4次較為明顯的高峰期和4次低谷期，日照時(shí)數(shù)出現(xiàn)了4次較為明顯的高峰期和3次低谷期，年平均氣溫變化出現(xiàn)了2次高峰期和1次低谷期。在這些波形變化的高峰期和低谷期中，日照時(shí)數(shù)變化與蒸發(fā)量變化出現(xiàn)時(shí)間相同的高峰期有3次、低谷期2次;溫度變化與蒸發(fā)量變化出現(xiàn)時(shí)間相同的高峰期有2次、低谷期1次?？梢娫诖穗A段，三個(gè)氣象要素變化也呈正相關(guān)性，但氣溫變化波動(dòng)比較平穩(wěn)，日照時(shí)數(shù)的變化對(duì)蒸發(fā)量的變化影響更大。

第三個(gè)階段是1991—2000年，這個(gè)階段的蒸發(fā)量變化和日照時(shí)數(shù)變化都呈現(xiàn)振蕩周期較大的波動(dòng)式下降趨勢(shì)，但溫度變化呈現(xiàn)略微振蕩提高。在此階段，蒸發(fā)量出現(xiàn)了3次較為明顯的高峰期和3次低谷期，日照時(shí)數(shù)出現(xiàn)了2次較為明顯的高峰期和3次低谷期，年平均氣溫變化出現(xiàn)了2次高峰期和2次低谷期。在這些波形變化的高峰期和低谷期中，日照時(shí)數(shù)變化與蒸發(fā)量變化出現(xiàn)時(shí)間相同的有高峰期1次、低谷期3次;溫度變化與蒸發(fā)量變化出現(xiàn)時(shí)間相同的高峰期有2次、低谷期0次。在此階段，三個(gè)氣象要素變化也呈高度正相關(guān)性，氣溫變化波動(dòng)比較平穩(wěn)，因此日照時(shí)數(shù)的變化對(duì)蒸發(fā)量的變化影響更大。

3 結(jié)論

通過對(duì)貴州省七星關(guān)區(qū)1961—2000年的年蒸發(fā)量、年日照時(shí)數(shù)、年平均氣溫等數(shù)據(jù)分析，得出以下結(jié)論。

1）總體上年蒸發(fā)量呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，下降變化的氣象傾向率為-42.4 mm/10 a，下降的時(shí)間主要是20世紀(jì)80年代和20世紀(jì)90年代。

2）總體上年日照時(shí)數(shù)也呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，下降變化的氣象傾向率為-93.5 h/10 a，20世紀(jì)80年代下降明顯。

3）溫度變化相對(duì)平穩(wěn)，只是在20世紀(jì)70年代和80年代略有下降，20世紀(jì)90時(shí)年代又略有回升，其變化氣象傾向率為0.01 mm/10 a。

4）在對(duì)年蒸發(fā)量、年日照時(shí)數(shù)和年平均氣溫的變化波動(dòng)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，年蒸發(fā)量和年日照時(shí)數(shù)、年平均氣溫都有較為明顯的正相關(guān)性，即波形變化比較一致，說(shuō)明日照時(shí)數(shù)和年平均氣溫都是影響年蒸發(fā)量變化的主要因素，但是氣溫變化波動(dòng)比較平穩(wěn)，因此日照時(shí)數(shù)對(duì)蒸發(fā)量的變化影響更大[4]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔡建華，華榮強(qiáng)，李俊英，等.重慶合川近28年蒸發(fā)特征分析[J].氣象科學(xué)，2008，28（S1）：115-118.

[2] 肖偉軍，熊亞麗，簡(jiǎn)茂球.西沙蒸發(fā)量的時(shí)間變化特征及與日照時(shí)數(shù)和近地面風(fēng)速的關(guān)系[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2007（5）：121-123，128.

[3] 劉波，馬柱國(guó)，丁裕國(guó).中國(guó)北方近45年蒸發(fā)變化的特征及與環(huán)境的關(guān)系[J].高原氣象，2006（5）：840-848.

[4] 胡兵輝，王維，張紅芳.西南干熱河谷休閑農(nóng)田溫度與蒸發(fā)量日變化規(guī)律及協(xié)同關(guān)系[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（5）：259-265.

（責(zé)任編輯：劉 昀）