宿州市近50年氣候變化研究

徐國(guó)偉，袁新田，黃淑玲，高 楊

（宿州學(xué)院地球科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 宿州234000）

宿州市近50年氣候變化研究

徐國(guó)偉，袁新田，黃淑玲，高 楊

（宿州學(xué)院地球科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 宿州234000）

選取1959～2008年50年氣溫和降水的觀測(cè)資料，結(jié)合統(tǒng)計(jì)分析揭示宿州市氣候變化特點(diǎn)．結(jié)果表明：近50年來(lái)，宿州市年平均氣溫與降雨量均有所增加，氣溫變化傾向率為0．25℃／10年，降雨量變化傾向率為16．96mm／10a；季節(jié)變化表明，增溫最顯著是冬季，春季次之，秋季增溫不明顯，夏季平均氣溫略有下降．年降水量增多主要集中在夏季和冬季，春季和秋季降水都有不同程度的減少趨勢(shì)．

氣候變化；氣溫；降水；宿州

政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì) （IPCC，2007）第四次報(bào)告稱，由于自然環(huán)境的改變和人類活動(dòng)的干擾，大氣污染和溫室氣體濃度的升高，加劇了氣候變化的速度．中國(guó)許多學(xué)者對(duì)中國(guó)近代氣候變化規(guī)律作了不少的研究，如雷Wen等［1］指出，中國(guó)增溫明顯，特別是冬季，全年平均降雨量有下降趨勢(shì)．任國(guó)玉［2，3］等對(duì)1951～2004年全國(guó)年平均氣溫變化趨勢(shì)研究得出，這54年氣溫上升趨勢(shì)達(dá)到0．25℃／10a，增溫主要是從1980年開(kāi)始．而全國(guó)降雨量增減具有地區(qū)差異，華北平原略有下降．這些研究都認(rèn)為：自20世紀(jì)60年代后期，中國(guó)大部分地區(qū)氣溫升高明顯，降水呈減少趨勢(shì)．

許多觀測(cè)事實(shí)表明，全球和中國(guó)的氣候變化對(duì)中國(guó)的自然生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門(mén)產(chǎn)生了重要影響，而且這些影響以負(fù)面為主，某些影響甚至是不可逆轉(zhuǎn)的．因此，氣候變化已成為全球共同關(guān)注的重大問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外對(duì)氣候變化問(wèn)題的研究也十分活躍．但氣候變化具有很強(qiáng)的地域特征．為此，分析研究宿州市氣候特點(diǎn)，掌握未來(lái)變化趨勢(shì)，對(duì)政府部門(mén)科學(xué)地制定防災(zāi)減災(zāi)政策、水利部門(mén)更好地做好防旱抗洪工作，確保農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展具有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義和一定的指導(dǎo)意義．

為了揭示安徽省宿州市氣候變化的特點(diǎn)，本文利用安徽省宿州市近50年的氣溫、降水資料對(duì)宿州市氣候變化特征、變化趨勢(shì)作一些初步的分析，同時(shí)評(píng)估了氣候變化對(duì)該區(qū)農(nóng)業(yè)的影響．

1 資料來(lái)源與處理

宿州市地處安徽省最北部，位于黃淮平原南端，屬北溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，是南北冷暖空氣交匯的過(guò)渡地帶，季風(fēng)氣候明顯．宿州冬季的時(shí)間比較長(zhǎng)，有四個(gè)月之久，比較寒冷；夏日炎熱，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；春秋兩季很短，氣候適宜，雨水適中，空氣潮濕．宿州多年平均降雨量為817．28mm左右，降水量的年際變化大，最大年降雨是最小年降雨的3．2倍，5～9月份降雨占年降雨量的四分之三，常以大雨、暴雨、特大暴雨形式出現(xiàn)，極易發(fā)生洪澇災(zāi)害．

本文選取宿州市兩個(gè)國(guó)家基本氣象站 （宿州、碭山）1959～2008年各月平均溫度與降水觀測(cè)資料．由于宿州市處于季風(fēng)氣候區(qū)內(nèi)，單純從年平均氣溫和降水并不足以反映本地區(qū)氣候變化特征，因此對(duì)于每個(gè)季節(jié)分別加以分析．以3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12～2月為冬季，計(jì)算出四個(gè)季節(jié)平均氣溫、降水代際距平及各年的平均氣溫、降水量序列，以時(shí)間為自變量，氣象要素為因變量建立一元回歸方程來(lái)分析氣候在近50年的演變和年代際變化特征．

2 近50年平均溫度變化分析

為了定量地分析氣溫時(shí)間序列變化趨勢(shì)，建立了年及平均氣溫的一元回歸模型：

其中，x為時(shí)間 （單位a），b為氣溫隨時(shí)間變化的傾向率，10 b表示每10 a氣溫隨時(shí)間變化的傾向率，b＞0表示氣溫隨時(shí)間變化增加，b＜0表示氣溫隨時(shí)間變化降低．由 （1）式計(jì)算宿州市各季平均氣溫變化傾向率．

2．1 年平均氣溫變化

圖1 宿州市近50年氣溫變化圖

宿州市近50年平均氣溫為14．51℃，從宿州市年平均氣溫變化、5年滑動(dòng)平均及年平均溫度回歸分析可以看出，1962～1993年，年平均氣溫比多年平均水平偏低．其中，只有1978與1990年平均溫度超出平均值．1993年以后，平均氣溫上升趨勢(shì)較為明顯 （見(jiàn)圖1），20世紀(jì)90年代的年均氣溫增幅明顯高于其它年代．1998平均溫度達(dá)到15．76℃，為20世紀(jì)最熱的年份，與中國(guó)近百年來(lái)氣候變化結(jié)論一致［1］．2008年平均溫度達(dá)到15．87℃，超過(guò)1998年平均溫度，為宿州市近50年來(lái)的最高值．總體而言，宿州市年平均氣溫每10年上升0．25℃，與全國(guó)1951～2004年平均氣溫每10年上升0．25℃的變化速率一致［2］．

2．2 四季平均氣溫變化

表1 宿州市各季節(jié)氣溫距平代際變化 （℃）

圖2 宿州市1959～2008年四季氣溫距平圖

宿州市春季平均氣溫為14．65℃，氣溫在20世紀(jì)60～80年代30年間有21年距平均值為負(fù)，其中70年代平均距平達(dá)到－0．53℃，1980年溫度距平為－1．47℃，為60～80年代最低值．20世紀(jì)90年代以來(lái)19年間有14年溫度距平為正值，90年代距平為0．08℃，2000～2008年為1．22℃，其中2000年與2007年溫度距平為2．05℃，是90年代以及1959年以來(lái)溫度最高的兩個(gè)春季，溫度上升明顯．宿州市春季氣溫從20世紀(jì)70年代以后處于較為穩(wěn)定的上升趨勢(shì)，從70年代的平均14．12℃上升到了2000年以來(lái)的平均15．87℃，40年的時(shí)間內(nèi)平均氣溫上升了1．75℃，平均每10年溫度上升了0．44℃，增溫較為明顯．

宿州市夏季平均氣溫為26．43℃，年際波動(dòng)較大，1967年以前平均溫度總體水平較高，20世紀(jì)60年代平均溫度達(dá)到26．75℃，距平達(dá)到0．32℃，為50年來(lái)最高，其中1967年夏季平均溫度最高，達(dá)到28．12℃，為近50年來(lái)最熱的一個(gè)夏季；20世紀(jì)70與80年代平均溫度水平偏低，其中1980年夏季平均溫度最低，為25．13℃，為近50年來(lái)的最低值．1994～2008年后平均溫度水平有一定的升高．從數(shù)據(jù)分析總體結(jié)果來(lái)看，線性回歸趨勢(shì)吻合度不高，但仍可以反映出宿州市夏季平均氣溫呈現(xiàn)出波動(dòng)式下降．

宿州市秋季平均氣溫為15．47℃，高于春季平均氣溫，表現(xiàn)出較為明顯的大陸性氣候．宿州市秋季氣溫各年之間變化較小，在較小振幅內(nèi)呈現(xiàn)平穩(wěn)上升趨勢(shì)，平均溫度從20世紀(jì)60年代的15．16℃上升到2000年以來(lái)的16．19℃，50年時(shí)間內(nèi)平均溫度上升了1．03℃，平均每10年時(shí)間內(nèi)平均溫度上升0．21℃，上升趨勢(shì)較為明顯．

宿州市冬季平均氣溫為1．91℃，溫度變化線性擬合度較高，從20世紀(jì)60年代以來(lái)溫度穩(wěn)定上升趨勢(shì)明顯．60年代距平為－1．02℃，為近50年來(lái)最冷的年代，其中1967年冬季平均氣溫度為－0．83℃，距平為－2．75℃，為近50年來(lái)最冷的一個(gè)冬季，最高為1998年4．53℃，相差達(dá)到5．36℃．1988年以來(lái)，21年間宿州市冬季平均氣溫距平只有兩年為負(fù)值，平均溫度從20世紀(jì)80年代的1．59℃上升到2000年以來(lái)的2．88℃．總體而言，宿州市暖冬趨勢(shì)明顯，對(duì)宿州市年均溫升高貢獻(xiàn)最大．

3 近50年降水量變化分析

為定量分析年、各季平均降水量，同樣擬定一元回方程．其中平均降水量的一元方程為：y＝c（x）＋d，其中，x為時(shí)間 （單位a），c為平均降水量隨時(shí)間變化的傾向率，c＞0表示平均降水量隨時(shí)間變化增加，c＜0表示平均降水量隨時(shí)間變化減少．

3．1 年均降水量變化

圖3 宿州市多年平均降水量變化圖

從宿州市年多年降水量變化來(lái)看 （圖3），宿州市降水量年際振幅較大，線性擬合度較低，與宿州市氣候?yàn)闇貛Ъ撅L(fēng)氣候一致，具有降水變率大這一典型季風(fēng)氣候特征，特別是1996年以來(lái)年際降雨量波動(dòng)明顯，出現(xiàn)極端降水事件頻率較高．1959～2008年降水量最高年份為2003年，達(dá)到1326mm，超出平均值809．47mm將近516．5mm；降水量最小值出現(xiàn)年份為1966年，比常年偏少295．97mm．從多年降水回歸分析與多年降水5年滑動(dòng)平均來(lái)看，宿州市年降水量在波動(dòng)中呈微增趨勢(shì)，變化傾向率為10．1mm／10a，與一些學(xué)者的研究結(jié)論相反［1，2］．

3．2 四季降水量變化

圖4 宿州市1959－2008年四季降水量距平圖

宿州市春季多年平均降水量為150．24mm，占全年的18．56%．從宿州市近50年春季降水 （圖4）來(lái)看，變化較為復(fù)雜，波動(dòng)明顯，振幅大，線性不明顯．春季降水最多的年份為1963年，達(dá)到385．8mm，幾乎占年均降水量的47．7%，春季降水最少的年份為2001年，僅27．1mm，只占年平均值的3．3%．從春季降雨量距平代際來(lái)看，20世紀(jì)90年代最高，距平達(dá)到20．90mm，2000～2008年平均最低，距平為－18．63，表現(xiàn)為春旱嚴(yán)重．從春季降水回歸分析來(lái)看，呈現(xiàn)波動(dòng)式減少趨勢(shì)．宿州市春季降水變率較大且呈波動(dòng)式變化，20世紀(jì)70與90年代降水變率相對(duì)60年代與2000年以來(lái)要低．

表2 宿州市各季節(jié)降水量距平代際變化 （mm）

夏季為宿州市多雨季節(jié)，夏季多年平均降水量為454．12mm，占全年的56．1%．由于夏季降水主要由夏季風(fēng)帶來(lái)，而夏季風(fēng)具有不穩(wěn)定的特征，因此宿州市夏季降水年際之間變化較大，特別是1958～1967年和1997～2008年這兩個(gè)時(shí)間段，振幅較為突出．1968～1996年間，夏季降水年際之間變化相對(duì)較?。畯乃拗菔邢募窘涤炅看H距平來(lái)看，60年代與2000～2008年為正距平，特別是2000～2008年平均距平達(dá)到137．84mm．從宿州市夏季降水變化回歸分析結(jié)果來(lái)看，有較為明顯的增高趨勢(shì)，特別是2003年以后，降水增高的趨勢(shì)更為顯著，2003～2008年，6年平均夏季降水量達(dá)到631．26mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出夏季多年平均降水量．宿州市夏季降水變率為25．6%，從20世紀(jì)70年代以來(lái)具有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，說(shuō)明宿州市夏季降水穩(wěn)定度逐漸降低，發(fā)生旱澇的幾率增加．

宿州市秋季降水多年平均為151．7mm，占全年的18．74%．從圖4可以看出，宿州市秋季降水量振幅較大，降水不穩(wěn)定．特別是進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后，降水波動(dòng)增大．從宿州市秋季降水總體來(lái)看，有較為明顯的減少趨勢(shì)，特別是20世紀(jì)90年代降雨平均距平為－18．32mm．宿州市秋季降水變率為39．4%，處于四季的第二位，且與夏季一樣從20世紀(jì)70年代以后具有增高的趨勢(shì)．

在季風(fēng)氣候影響下，宿州市冬季降水多年平均為53．46mm，僅占年降水量的6．60%．從宿州市冬季降水距平變化及回歸分析結(jié)果來(lái)看，宿州市冬季降水具有較為明顯的增多趨勢(shì)，但是由于趨勢(shì)性不很明顯，規(guī)律性不強(qiáng)，因此在這種趨勢(shì)下存在降水波動(dòng)的可能．如在2000～2008年冬季降水平均距平為6．72 mm總體背景下，2008年冬季降水只有22．2mm，形成秋冬連旱；在1968和2000年兩年內(nèi)，冬季降水異常增多，1976年只有5．5mm，出現(xiàn)異常減少的情況．宿州市冬季降水變率在四季中最高，為47．85%，從20世紀(jì)80年代以來(lái)具有減少的趨勢(shì)．

4 結(jié)果與討論

1959～2008年，宿州市氣候變化主要特征為：

（1）宿州市年平均氣溫呈上升趨勢(shì)，與全國(guó)氣溫變化有一定的一致［4］，但不同季節(jié)變化趨勢(shì)有所不同．近50年來(lái)，平均氣溫升高約0．25℃／10a；增溫最顯著是冬季，特別是20世紀(jì)90年代，增溫趨勢(shì)顯著，春季次之，秋季增溫不明顯，夏季略有下降，可能與夏季增多的降雨有一定的聯(lián)系，這對(duì)緩解氣候變暖有積極作用．

（2）宿州市在近50來(lái)年降水量表現(xiàn)增多趨勢(shì)，年降水量增多主要集中在夏季；這種趨勢(shì)在進(jìn)入21世紀(jì)突現(xiàn)．冬季降水也有一定程度的增多，可能與暖冬效應(yīng)具有一定的聯(lián)系，需要做進(jìn)一步的探討．宿州市春季和秋季降水都有不同程度的減少趨勢(shì)，這往往會(huì)加重宿州市某些年份的春旱和秋旱的程度，使處于返青階段的夏糧作物和秋播作物缺水，對(duì)宿州市農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生一定的影響．

［1］ 雷 Wen，查爾斯 A．Lin．全球氣候變化及其影響 ［J］．水科學(xué)進(jìn)展，2003，14（09）：667－674

［2］ 任國(guó)玉，初子瑩，周雅清，等．中國(guó)氣溫變化研究最新進(jìn)展 ［J］．氣候與環(huán)境研究，2005，10（04）：701－716

［3］ 任國(guó)玉，郭軍，徐銘志，等．近50年中國(guó)地面氣候變化基本特征 ［J］．氣象學(xué)報(bào)，2005，63（06）：942－956

［4］ 姜大膀，王會(huì)軍，郎咸梅．全球變暖背景下東亞氣候變化的最新情景預(yù)測(cè) ［J］．地球物理報(bào)，2004，47（10）：590－596

Variations of Climate in Suzhou City in Recent 50 Years

XU Guo－wei，YUAN Xin－tian，HUANG Shu－ling，GAO Yang
（Earth Science and Engineering College，Suzhou College，Suzhou 234000，Auhui，China）

Based on mathematic statistic methods，we studied the characteristics of the climate change in Suzhou city with the data of temperature and precipitation from 1959to 2008．The results showed that temperature and precipitation both increased during almost 50years in Suzhou city．The rising rates in temperature and precipitation respectively were 0．25℃／10aand 19．96mm／10a．Seasonal average temperature had an increasing trend，and the fastest increased in winter and spring，the slowest in autumn while it showed a slight decreasing trend in summer．The precipitation of summer and winter showed an obviously increasing trend，in contrast，the precipitation of spring and autumn showed an obviously decreasing trend．

climate change；temperature；precipitation；Suzhou City

P 467

A

1673－1492 （2011）06－0054－05

來(lái)稿日期：2011－08－29

安徽省教育廳自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目 （KJ2010A315）

徐國(guó)偉（1979－），男，安徽蒙城人，安徽宿州學(xué)院地球科學(xué)與工程學(xué)院講師，碩士．

劉守義 英文編輯：劉彥哲］