李 穎
(通遼市氣象局,內(nèi)蒙古 通遼 028000)
以溫度升高為主要特征的氣候變化是當前全球關(guān)注的熱點,2007年IPCC第四次氣候變化評估報告顯示,過去100 a(1906—2005年)全球平均地表氣溫升高0.74℃,預(yù)計未來100 a仍將上升1.1~6.4℃[1]。這一增溫將對全球自然生態(tài)系統(tǒng)和各國社會經(jīng)濟造成重大而深刻的影響,使人類的生存發(fā)展面臨巨大的挑戰(zhàn)[2]。
全球變暖并非僅是氣溫升高,它會導(dǎo)致極端天氣事件增多[3]。通遼市近些年“倒春寒”、“高溫?zé)崂恕薄ⅰ暗蜏乇鶅觥钡葮O端溫度事件頻發(fā),給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失。因此,希望通過研究分析得到在全球變暖背景條件下通遼市近60 a來的氣溫變化特征。
選取通遼市扎魯特旗、奈曼旗、開魯縣、科爾沁區(qū)、科左中旗、科左后旗和庫倫旗等7個旗縣級氣象觀測站1955—2014年月平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫,以及由月數(shù)據(jù)處理的年數(shù)據(jù)為主要研究資料進行分析。
為了研究氣溫氣象要素在氣候變化中升降的定量程度,采用線性傾向估計法,并用F檢驗對線性趨勢進行信度檢驗。采用累積距平曲線和5 a滑動平均曲線方法定量描述氣溫的年代際變化特征,并使用Mann-Kendall突變分析法明確突變時間。
由通遼市1955—2014年平均氣溫的年際變化曲線(圖1)可以看出,通遼市60 a平均氣溫為6.5℃,最高值出現(xiàn)在2007年,為8.5℃,最低值出現(xiàn)在1969年,為4.5℃,二者相差4℃。通遼市60 a平均氣溫的線性傾向率為每10 a上升0.32℃/a,且通過α=0.01的F信度檢驗,說明上升趨勢顯著,且明顯可以看出年平均氣溫后30 a明顯高于前30 a。通遼市近60 a升溫趨勢單調(diào)、顯著、劇烈[4],這與北半球氣候變暖趨勢一致。
為了更能直觀而準確地確定通遼市近60 a平均氣溫年際變化特征,給出年平均氣溫的累積距平曲線(圖2),并對其做了5 a滑動平均。從圖2可以看出,通遼市1955—2014年年平均氣溫呈明顯V字形,即1955—1987年為氣溫低值區(qū),1987—2014年為氣溫高值區(qū),轉(zhuǎn)折點發(fā)生在1987年左右。
采用曼-肯德爾(Mann-Kendall)突變分析法對60 a平均氣溫數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計(圖3)??梢钥闯觯?0世紀80年代后期以來,通遼市年平均氣溫有一明顯的增暖趨勢。90年代開始這種增暖趨勢大大超過顯著性水平α=0.05臨界線,表明通遼市年平均氣溫的上升趨勢是十分顯著的。同時,根據(jù)UF和UB相交情況,可判定1983—1986年為發(fā)生突變的區(qū)域,其中有3個突變點,分別為1983年、1985年和1986年(或1987年,1986年平均氣溫值與1987年一致)。結(jié)合圖2中滑動平均曲線分析結(jié)果,可以確定真正的突變點為1986年。由此證明,通遼市年平均氣溫在20世紀80年代的增暖是一突變現(xiàn)象,具體是從1986年開始的。
通遼市最高氣溫出現(xiàn)在5—8月,7月頻率最高,達到35%,其次是6月為30%,5月和8月相對較低。從圖4可以看出,20世紀50—70年代中期最高氣溫年際變化明顯,其中1956年和1969年分別為34.7℃和34.8℃,為60 a最高氣溫的最低值。同時,20 a間僅有1 d 40℃以上的高溫天氣,出現(xiàn)在1974年5月27日;70年代中期至90年代中期最高氣溫年際變化趨勢平緩且數(shù)值偏低,甚至沒有出現(xiàn)超過 39℃的高溫天氣;20世紀 90年代末至2014年最高氣溫年際變化非常明顯,2006年最高氣溫為36.8℃,2007年為43.7℃,二者相差6.9℃,為60 a最大差值。同時,2007年也是60 a最大值,出現(xiàn)在6月10日。20世紀90年代中期開始通遼市夏季超過40℃的酷暑天氣明顯增多,5個年份中超過40℃的高溫日數(shù)共7 d,其中2007年最多為3 d,其余年份各1 d。通遼市60 a最高氣溫的線性傾向率為每10 a上升0.15℃,沒有通過F檢驗,增溫趨勢不顯著。
通遼市最低氣溫出現(xiàn)在12月至次年2月,1月頻率最高為72%,其次是12月為27%,2月最少,僅占1%,歷史極值為-35.9℃,出現(xiàn)在2001年1月14日,也是60 a唯一低于-35℃的年份。通遼市1955—2014年最低氣溫低于-30℃的日數(shù)總計61 d,2001年最長,為11 d。從圖5可以看出,低于-30℃的極端嚴寒天氣主要集中在20世紀60年代和21世紀。20世紀50—90年代最低氣溫年際變化趨勢平穩(wěn),進入21世紀年際波動明顯,且隨著時間的推移,波動強度逐漸加大,60 a中最高值(-22.8℃,2007年1月12日)和最低值(-35.9℃,2001年1月14日)均出現(xiàn)在此期間。通遼市60 a最低氣溫的線性傾向率為每10 a 0.31℃,通過α=0.10的F信度檢驗,增溫趨勢顯著。
受全球氣候變暖影響,通遼市氣溫持續(xù)偏高已成為趨勢。通遼市地處半干旱氣候區(qū),水資源嚴重匱乏。近幾年,極端天氣與氣候事件頻發(fā),給原本脆弱的通遼市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大影響。氣溫升高使積溫及持續(xù)天數(shù)增加,作物生長期延長,有利于產(chǎn)量的增加[5]。但冬季氣溫偏高,有利于蟲卵、病菌越冬,易導(dǎo)致春季病蟲害蔓延[6]。通遼市冬季氣候干燥,氣溫偏高促使土壤失墑嚴重,引發(fā)春旱的可能性加大。暖冬也破壞了植物原有的生態(tài)平衡,氣候變暖加劇了旱情[7]。同時,夏季的異常高溫也是導(dǎo)致旱情迅速發(fā)展、危害程度加重的主要因素。為適應(yīng)生產(chǎn)條件的變化,通遼市可灌溉農(nóng)田面積逐年擴大,農(nóng)業(yè)需水量也隨之加大,農(nóng)業(yè)成本和投資需求大幅增加。
1955年以來通遼市氣溫呈顯著上升趨勢,年平均氣溫傾向率為每10 a 0.32℃,其中20世紀90年代開始增溫幅度明顯加強,進入21世紀氣溫年際變化差異明顯,極端酷暑和極度嚴寒天氣發(fā)生次數(shù)增多。近60 a最高氣溫變化趨勢不顯著,而最低氣溫呈明顯上升趨勢,由此說明通遼市氣溫升高主要是由于最低氣溫升高引起的。
氣候變暖導(dǎo)致極端災(zāi)害性天氣事件頻發(fā),增加了糧食生產(chǎn)的不穩(wěn)定性,從而提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。未來的氣候變化仍然存在許多未知因素,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響還存在相當大的不確定性。因此,在以后的農(nóng)業(yè)科學(xué)研究中需要加入氣候變化的因素,以便適應(yīng)和減緩氣候變化給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的影響[8]。
參考文獻:
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