鮮鐵軍,翟 園 (.四川省南充市氣象局,四川南充637000;.陜西省西安市氣象局,陜西西安7006)
一個世紀(jì)以來,全球氣溫變暖是氣候變化方面最顯著的特征,近50年尤為明顯[1]。隨著全球氣溫變暖,環(huán)境惡化加劇,氣象災(zāi)害在許多國家頻繁發(fā)生,許多學(xué)者和專家始終致力于氣候變化的程度和因素等方面的研究[2]。任國玉[3]研究發(fā)現(xiàn)1951~2004年我國年平均氣溫上升趨勢明顯,增溫速率達(dá) 0.25 ℃ /10a。也有不少研究表明[4-7],不同地區(qū)的氣候變化規(guī)律不盡相同。因此,以不同地區(qū)為研究對象的氣候變化研究也變得非常重要[8]。
南充市位于典型的中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū),四季分明,冬暖、春早、夏熱、秋雨、多云霧。由于其特殊的地理位置,該區(qū)域同時受到東亞季風(fēng)、印度季風(fēng)和高原季風(fēng)的影響,氣象災(zāi)害種類多,干旱、洪澇、冰雹、凍害等頻繁發(fā)生,嚴(yán)重影響著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,危害著人民生命財產(chǎn)安全。南充近期氣候也出現(xiàn)明顯異常的情況,由此引發(fā)的異常氣象災(zāi)害對該地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展影響越來越大。筆者在此利用南充市近54年氣溫資料,采用距平分析法、線性趨勢分析法和30年滑動變異系數(shù)法,在全球氣候變暖的背景下研究南充市氣溫變化趨勢特征,分析南充氣候變化趨勢特征,為南充市可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
1.1 資料來源 南充市下轄三區(qū)(順慶、嘉陵、高坪)和閬中、西充、南部、儀隴、蓬安及營山6縣(圖1),其中閬中和高坪為國家基本氣象觀測站,其余各縣為國家一般氣象觀測站。所用資料選自1961~2014年南充市所轄7個氣象觀測站的逐月平均氣溫,計算出全市歷年平均氣溫與歷年春、夏、秋、冬四季平均氣溫。采用氣象統(tǒng)計常用的劃分四季:春季(3~5月)、夏季(6~8月)、秋季(9~11月)、冬季(12月 ~次年2月)。
1.2 研究方法 通過距平分析法[9]、線性趨勢分析法[10]和30年滑動變異系數(shù)分析法[11-12]計算分析了南充市近54年的氣溫變化趨勢及特征,同時還分析了南充市近54年出現(xiàn)的極端冷暖天氣事件。
2.1 氣溫變化特征分析
2.1.1 年變化。由圖1可見,近54年南充市年平均氣溫為17.0℃,變化趨勢表現(xiàn)為震蕩上升趨勢,氣候變化傾向率為0.054℃/10a;氣溫正距平有34年,負(fù)距平有20年。其中1961~1979和1997~2014年屬于氣溫相對偏暖期,共37年里氣溫正距平有31年,占83.8%,最暖年份出現(xiàn)在2013年,年平均氣溫為18.2℃;而1980~1996年屬于氣溫相對偏冷期,共17年中氣溫負(fù)距平有14年,占82.4%,最冷年份出現(xiàn)在1989年,年平均氣溫為16.2℃。
2.1.2 季變化。從圖2可看出,近54年南充市氣溫除夏季外均表現(xiàn)為增暖趨勢,春季、夏季、秋季、冬季氣候變化傾向率分別為0.076、-0.023、0.135、0.026 ℃ /10a,其中秋季增溫幅度最大。春季平均氣溫、極大值與極小值分別為17.2、19.3(2013 年)、14.9 ℃ (1996 年),其中 1961 ~1975 和1997~2014年屬于相對偏暖年,共33年里氣溫正距平有26年,占78.8%,而1976~1996年屬于相對偏冷年,共21年里氣溫負(fù)距平有19年,占90.5%,這與年平均氣溫的變化趨勢基本一致。夏季平均氣溫、極大值與極小值分別為26.2、28.6(2006年)、24.7 ℃(1982 和1993 年),其中 1961 ~1979年屬于相對偏暖期,共19年里氣溫正距平有15年,占78.9%,1980~1993年屬于相對偏冷期,共14年里氣溫負(fù)距平有13年,占92.9%,而1994~2014年氣溫冷暖波動較明顯。秋季平均氣溫、極大值與極小值分別為17.4、19.0(1998年)、15.7℃(1981年),其中1961~1997年屬于相對偏冷年,共37年里氣溫負(fù)距平有26年,占70.3%,1998~2014年屬于相對偏暖年,共17年里氣溫正距平13年,占76.5%,可見秋季氣溫呈現(xiàn)較明顯的從冷到暖的變化趨勢。冬季平均氣溫、極大值與極小值分別為 7.2、8.6(1987 年)、5.6 ℃(1977年),其中1961~1981年為相對偏暖年,共21年里氣溫正距平有15年,占71.4%,1982~1996年為氣溫相對偏冷年,共15年里氣溫負(fù)距平有12年,占80.0%,而1997~2014年氣溫冷暖波動明顯,呈現(xiàn)跳躍式的變化。分析表明,南充市四季氣溫變化中春季氣溫變化與年氣溫變化基本一致,出現(xiàn)了兩段相對偏暖期和一段相對偏冷期;夏季氣溫和冬季氣溫變化比較類似,在相對偏暖期后出現(xiàn)了一段相對偏冷期,其后氣溫出現(xiàn)了較明顯的冷暖波動;秋季氣溫呈現(xiàn)出從冷到暖的較明顯增溫趨勢;秋季氣溫在四季中增溫最為突出,對南充市近54年年平均氣溫的增溫貢獻(xiàn)最大。
2.2 氣候變率分析 從圖3可以看出,就氣溫而言,冬季氣溫的變率和波動明顯高于其他季節(jié)和全年氣溫,說明冬季氣溫離散度較高,體現(xiàn)了冬季氣溫的不確定性較高,偏離平均值的年份較多,冬季出現(xiàn)極端天氣的概率較大,這與冬季平均氣溫距平趨勢變化(圖2d)是相符合的。夏季氣溫的變異系數(shù)趨勢和全年氣溫的趨勢基本一致,在1977前后年出現(xiàn)了明顯波動,說明夏季氣溫在全年氣溫的變化中所占比重最大,在1977年之后的30年間出現(xiàn)極端天氣的概率較大,所以有必要分析近54年里南充極端冷、暖天氣事件。
2.3 極端冷熱事件分析 以氣溫來表征的氣象災(zāi)害主要有極端冷冬和極端熱夏,極端天氣事件經(jīng)常會給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失[13],根據(jù)WMO的規(guī)定,月平均氣溫距平大于或等于2個標(biāo)準(zhǔn)差為異常暖,小于或等于2個標(biāo)準(zhǔn)差為異常冷。分析全市月平均氣溫發(fā)現(xiàn),近54年來南充市共出現(xiàn)極端冷冬3次,熱夏2次。極端冷冬除2011年外,其余2次出現(xiàn)在1977和1984年,其相距不到10年,氣溫距平最低值出現(xiàn)在1976~1977年的冬天。極端熱夏分別出現(xiàn)在2001和2006年,其相距也不到10年,氣溫距平最高值出現(xiàn)在2006年的夏天。
(1)近54年南充市氣溫呈震蕩上升趨勢,其中1961~1979年和1997~2014年屬于氣溫相對偏暖期,1980~1996年屬于氣溫相對偏冷期;最暖年份出現(xiàn)在2013年,年平均氣溫為18.2℃;最冷年份出現(xiàn)在1989年,年平均氣溫為16.2 ℃。
(2)近54年南充市秋季氣溫在四季中增溫最為突出,對近54年南充市氣溫的增溫貢獻(xiàn)最大。而四季的變化又不盡相同,其中春季氣溫變化與年氣溫變化基本一致,出現(xiàn)了兩段相對偏暖期和一段相對偏冷期;夏季氣溫和冬季氣溫變化比較類似,在相對偏暖期后出現(xiàn)了一段相對偏冷期,其后氣溫出現(xiàn)了較明顯的冷暖波動;秋季氣溫呈現(xiàn)出從冷到暖的較明顯增溫趨勢。
(3)變異系數(shù)分析表明,近54年南充市冬季氣溫的波動明顯高于其他季節(jié)和全年氣溫,冬季氣溫的不確定性較高,偏離平均值的年份較多,冬季出現(xiàn)極端天氣的概率較大。近54年南充市共出現(xiàn)了極端冷冬3次,熱夏2次,極端冷冬出現(xiàn)在2011、1977、1984 年,極端熱夏出現(xiàn)在2001、2006 年。
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