劉 峰，張瑾文

(1. 云南省江川縣氣象局，云南 江川 652600;2. 云南省氣象科學(xué)研究所，云南 昆明 650034)

1 引言

在全球氣候變暖的大背景下，許多學(xué)者的研究表明近百年來(lái)我國(guó)氣候變化趨勢(shì)和全球氣候變化趨勢(shì)基本一致［1－2］。程建剛等［3］的研究表明，云南近50 a 氣溫變化與全球、北半球、中國(guó)變化趨勢(shì)基本一致，而且以20世紀(jì)90年代后期增溫最為明顯。20世紀(jì)以來(lái)的全球變暖已是公認(rèn)的氣候變化事實(shí)，但這種變暖存在很大的地域性和突變性［4］。氣候變化不僅直接影響局地天氣氣候的變化，也對(duì)當(dāng)?shù)毓I(yè)、農(nóng)業(yè)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響。觀測(cè)資料的保存和積累是研究一個(gè)地區(qū)氣候變化的基礎(chǔ)，作為一名觀測(cè)員，在日常觀測(cè)工作中可以感受到近年來(lái)觀測(cè)要素的明顯變化，為近一步分析和揭示這種變化的特征，我們對(duì)江川站近50 a的觀測(cè)要素進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，說(shuō)明江川各氣象要素對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)，以期為江川氣候分析和氣候資源的利用提供一定的科學(xué)依據(jù)。

2 研究區(qū)域概況

江川站始建于1958年10月，地理位置為102°46'E，24°17'N，處于云南省中部偏東，觀測(cè)場(chǎng)拔海高度1 731.1 m，江川縣國(guó)土面積850 m2，縣區(qū)四周高、中部低，其中山區(qū)、半山區(qū)占國(guó)土面積的71.67%，壩區(qū)占15.96%，高原湖泊占12.37%，形成“七山一水二分田”的格局。江川屬中亞熱帶半干燥高原季風(fēng)氣候，夏無(wú)酷暑，冬無(wú)嚴(yán)寒，四季如春。多年平均氣溫15.6℃，極端最高氣溫33.0℃，極端最低氣溫－5.9℃。降水受地形影響分布不均，且干濕季分明，雨季(5—10月)平均雨量727.8 mm，最多1 009 mm(1971年)，干季(11—次年4月)平均雨量134.0 mm，最多285 mm(1968年)，多年平均降水量為864.7 mm。

3 資料和分析方法

選用江川站1961—2010年共50 a 的氣溫、地溫及降水量資料，其中地溫采用了0 cm、5 cm、10 cm、20 cm 4個(gè)不同深度的資料。主要采用線性分析方法、10 a 滑動(dòng)平均及相關(guān)資料的分析，并對(duì)觀測(cè)資料的多年平均值、最值等特征量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出氣溫、降水量、地溫的季節(jié)和年的變化規(guī)律。通過(guò)這些要素值的變化來(lái)說(shuō)明氣候變化對(duì)江川的影響。

氣象要素的變化特征采用線性趨勢(shì)方程［5］表示，即:Y=a1×t+b。

式中，Y 為氣象要素，t 為時(shí)間，a1為線性趨勢(shì)項(xiàng)，a1＞0 表示呈上升趨勢(shì)，a1＜0 表示呈下降趨勢(shì)，a1絕對(duì)值的大小可以衡量上升、下降的幅度。a1×10 表示氣象要素每10 a 的傾向率，傾向率單位為:℃/10 a、mm/10 a。

4 結(jié)果與分析

4.1 氣溫變化

4.1.1 年、年代平均氣溫變化 1961—2010年江川年平均氣溫升高趨勢(shì)明顯(見(jiàn)圖1)，上升傾向率為0.19℃/10 a。1998年以前，年均氣溫在15～16℃間波動(dòng)，多年平均為15.6℃，上升趨勢(shì)不明顯;1998 以來(lái)，年平均氣溫升至16～17℃，多年平均為16.3℃，且逐年升高，近2 a 更是躍升至17～18℃。從氣溫10 a 滑動(dòng)平均可見(jiàn)，20世紀(jì)70年代有一降溫期，其后不斷升溫;氣溫升高并非逐漸緩慢變化，雖然60—80年代氣溫變率都不大，但在90年代后氣溫變率逐漸加大，近10 a 上升趨勢(shì)尤為明顯。

圖1 江川1961—2010年平均氣溫變化趨勢(shì)、年代氣溫變化趨勢(shì)

江川站累年(1961—2010)平均氣溫為15.8℃，近50 a 江川站年平均氣溫變化可以分為2個(gè)時(shí)期:第1個(gè)時(shí)期(1961—1997年)為偏冷期，平均氣溫為15.6℃，低于累年平均值0.2℃，呈先降后升的趨勢(shì)，且變化幅度不大;第2個(gè)時(shí)期(1998—2010年)為偏暖期，平均氣溫為16.3℃，高于歷年平均值0.5℃，這一時(shí)期的氣溫變化呈快速上升趨勢(shì)，變化幅度加大。年均氣溫最低出現(xiàn)在1971 和1992年，為14.9℃(距平為－0.9℃);最高則出現(xiàn)在2010年，為17.6℃(距平為+1.8℃)，最高與最低差值達(dá)2.7℃。高溫年份多出現(xiàn)在1998年以來(lái)，有10 a≥16.0℃，1998年之前僅有2 a≥16.0℃，近2 a 更是≥17.0℃(見(jiàn)表1)。2001年以來(lái)，氣溫連續(xù)10 a 高于累年平均值。4.1.2 季節(jié)的氣溫變化 進(jìn)行氣溫的季節(jié)變化分析時(shí)，3—5月、6—8月、9—11月分別代表春、夏、秋季，12月—次年2月為冬季。季平均氣溫均呈上升趨勢(shì)(見(jiàn)圖2):冬季升高最顯著，高達(dá)0.31℃/10 a，遠(yuǎn)高于其它季節(jié)，夏季、秋季升溫率分別為0.18℃/10 a、0.17℃/10 a，略低于全年平均氣溫增幅，春季升溫率最低，僅為0.1℃/10 a。表明冬季增溫貢獻(xiàn)最大，春季對(duì)年平均氣溫升高起滯緩作用。

表1 近50 a 江川高溫年份年均溫

4.2 地溫變化

下墊面與大氣的相互作用影響著各種尺度的天氣氣候變化，而在陸氣相互作用中，地表反照率、土壤溫度和濕度對(duì)大氣環(huán)流和氣候變化有重要的影響［6］。土壤溫度是太陽(yáng)輻射平衡、土壤熱量平衡和土壤熱學(xué)性質(zhì)共同作用的結(jié)果。下墊面溫度和不同深度的土壤溫度統(tǒng)稱地溫，淺層地溫指離地面5 cm、10 cm、15 cm、20 cm 的地中溫度［7］。在陸氣相互作用中，氣候變化、氣溫升高對(duì)地溫有著重要的影響，許多研究均表明，地溫呈上升趨勢(shì)，與氣溫變化保持一致［8－9］。

江川0 cm、5 cm、10 cm、20 cm 4個(gè)層次地溫的逐年變化(見(jiàn)圖3)，淺層地溫的年平均值均呈上升趨勢(shì)，與氣溫的變化趨勢(shì)一致;0 cm、5 cm、10 cm、20 cm 地溫的上升傾向率分別為0.32℃/10 a、0.21℃/10 a、0.20℃/10 a、0.19℃/10 a，地溫的增溫幅度基本大于氣溫的變化，說(shuō)明淺層地溫對(duì)氣候變暖的響應(yīng)比氣溫更強(qiáng);0 cm 地溫受太陽(yáng)輻射影響上升趨勢(shì)最大，最小是20 cm，說(shuō)明增幅隨深度增加而減少。地溫與氣溫的相關(guān)系數(shù)分別是0 cm(0.41)、5 cm(0.46)、10 cm(0.47)、20 cm(0.46)，淺層地溫與氣溫變化相關(guān)更密切。0 cm 的升溫率最大;氣溫升高和降水減少對(duì)地溫上升的影響較大。

圖3 江川1961—2010年地溫變化趨勢(shì)

4.3 降水量變化

4.3.1 年降水量變化 1961—2010年江川的降水量資料表明，多年平均降水量為864.7 mm，最大降水量出現(xiàn)在1968年(1 220.6 mm)，最小降水量出現(xiàn)在1969年(591.1 mm)。通過(guò)對(duì)年平均降水量的趨勢(shì)分析表明年降水量呈減少趨勢(shì)(見(jiàn)圖4)，減少的傾向率為－21.85 mm/10 a;通過(guò)10 a 滑動(dòng)平均表明，降水量在20世紀(jì)60年代和90年代中后期有2個(gè)上升期，其它時(shí)期為下降期;其變化的特征是前期多雨，中期少雨，后期先多后少，近10 a 的減少趨勢(shì)明顯。

圖4 江川1961—2010年降水量變化趨勢(shì)

4.3.2 干季、雨季降水量變化 由于屬半干燥高原季風(fēng)氣候，江川降水量有明顯的季節(jié)變化，干、雨季節(jié)明顯。進(jìn)行降水量季節(jié)變化分析時(shí)，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)僅做干、雨兩季的分析，5—10月代表雨季，1—4月和11—12月代表干季。雨季降水占全年降水量的84%左右，干季降水量?jī)H占16%，雨季和干季降水量均呈下降趨勢(shì)(見(jiàn)圖5)。雨季的下降趨勢(shì)(傾向率－ 21.29 mm/10 a)大于干季(傾向率－0.56 mm/10 a)。對(duì)比干季、雨季降水情況表明，干季對(duì)年降水量變化影響較小(相關(guān)系數(shù)0.52)，雨季對(duì)年降水量的變化影響較大，密切相關(guān)(相關(guān)系數(shù)0.92)，說(shuō)明雨季降水的變化決定年降水量的變化，降水量減少主要由雨季降水量的減少造成的。

圖5 江川1961—2010年雨季、干季降水量變化趨勢(shì)

5 結(jié)論與討論

①近50 a 江川站氣溫呈上升趨勢(shì)，年平均氣溫以每0.19℃/10 a 的速率上升。20世紀(jì)70年代有一個(gè)降溫期，其后不斷升溫;90年代后期以來(lái)增溫趨勢(shì)逐漸加大，近10 a 上升趨勢(shì)明顯，這一時(shí)期增溫趨勢(shì)與觀測(cè)到的測(cè)站周圍城鎮(zhèn)化建設(shè)同步。

②淺層地溫的變化與氣溫一致，均呈上升趨勢(shì)。4個(gè)層次地溫的上升傾向率分別為0.32℃/10 a、0.21℃/10 a、0.20℃/10 a、0.19℃/10 a，地溫的增溫幅度比氣溫更強(qiáng);0 cm 地溫的上升趨勢(shì)最大，20 cm 地溫的上升趨勢(shì)最小。

③近50 a 江川站年降水量總體表現(xiàn)為減少趨勢(shì)，減少速率為－21.85 mm/10 a。降水量在20世紀(jì)60年代和90年代中后期有2個(gè)上升期，其它時(shí)期為下降期，近10 a 的減少趨勢(shì)明顯。江川年降水量的減少主要是雨季降水量的減少。

④隨著城市化進(jìn)程的加快，如今觀測(cè)站已和縣城連成一片，城市規(guī)模的擴(kuò)大對(duì)觀測(cè)要素的影響是除氣候變化外另一個(gè)不能忽視的影響因子，這還有待進(jìn)一步研究。

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