陽信縣近40 a氣候變化特征分析

崔曉霞，王春鳳，王 志

(1.山東省陽信縣氣象局，山東 陽信 251800;2.慶云縣氣象局，山東 慶云 253700)

20世紀(jì)70年代以來，全球氣候不斷發(fā)生大范圍的異?，F(xiàn)象［1］，直接影響到人們的生產(chǎn)生活。氣候變化愈來愈引起人們的關(guān)注，近年來國內(nèi)外對(duì)氣候變化問題的研究十分廣泛［3-10］，林學(xué)椿等［5］對(duì)中國1951-1989年氣候變化研究結(jié)果表明，年平均溫度以每10 a 0.04℃的傾向率上升，年降水量以每10 a-12.66mm的速度減少?？盗⑹獾龋?］研究指出，山東省1961-2001年的年降水量總體呈顯著的下降趨勢，每10 a的傾向率為 -31.7mm。然而，氣候變化具有很強(qiáng)的局地性，各地氣候變化情況并不完全一致。陽信縣位于山東省北部，為華北平原與黃河三角洲交匯地帶，屬暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，陽信氣候的變化規(guī)律從一定程度上反映了魯北地區(qū)的氣候變化特征。在全球氣候變化的背景下，關(guān)于陽信縣甚至魯北地區(qū)氣候變化的研究并不多，為研究陽信縣氣候變化的規(guī)律性特點(diǎn)及氣候變化趨勢，為短期天氣氣候預(yù)報(bào)預(yù)測、氣候評(píng)估分析及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等提供依據(jù)，作者根據(jù)陽信縣近40 a氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，初步探討了陽信縣短期氣候變化的年際分布特征及變化趨勢。

1 材料與方法

選取陽信縣1971-2010年年平均氣溫、季平均氣溫、年降水量、季降水量、年日照數(shù)、季日照時(shí)數(shù)資料。對(duì)所選取的氣候資料進(jìn)行整理，計(jì)算出平均值、最大值、最小值、標(biāo)準(zhǔn)差等特征量及氣候傾向率，并根據(jù)氣候特征量和氣候傾向率分析氣候變化規(guī)律趨勢。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫變化特征

2.1.1 年際變化

1971-2010年陽信縣年平均氣溫12.7℃，其中1998年的年平均氣溫最高，為13.9℃，1984年和1985年的年平均氣溫最低，為11.6℃，年平均氣溫的每10 a氣候傾向率為0.2℃，近40 a氣溫總體變化呈上升趨勢，且具有明顯的階段性(圖1)。陽信縣年平均氣溫的年際變化可以分為2個(gè)階段，1971-1993為第1階段，平均氣溫為12.3℃，較40 a平均氣溫偏低0.4℃，氣溫年際變化較大，負(fù)距平年為16 a，最低的1984年和1985年在此階段，表明這一階段陽信處于冷期。1994-2010年為第2階段，平均氣溫為13.2℃，氣溫較冷期顯著升高且升溫速度增大，較40 a平均氣溫偏高0.5℃，尤其自1997年以后，氣溫增暖明顯，最高的1998年和次高的2007年在此階段，2008-2010年溫度有所下降，但仍高于40 a的平均值，表明這一階段陽信處于暖期［4］。

陽信縣年平均氣溫標(biāo)準(zhǔn)差為0.58℃，春季為0.8℃，夏季為0.7℃，秋季為1.0℃，冬季為1.2℃，可以看出陽信縣冬季平均氣溫標(biāo)準(zhǔn)差較大，說明冬季氣溫變化較為明顯;夏季的平均氣溫標(biāo)準(zhǔn)差較小，說明夏季氣溫變化不明顯［7］。

圖1 1971-2010年陽信縣年平均氣溫的變化

2.1.2 季變化

從圖2可以看出，春、夏、秋、冬季平均氣溫均呈上升趨勢，20世紀(jì)90年代以前各季平均氣溫均低于40 a季平均氣溫，進(jìn)入90年代，氣溫明顯上升，其中冬季升溫最早，于1991年開始，秋季最晚，于1997年開始。春季溫度呈明顯上升趨勢。其中1979，1985，1991年平均氣溫 11.8℃，為40 a來春季平均氣溫最低值，2008年平均氣溫14.8℃，為40 a來春季平均氣溫最高值，1993年前，氣溫12.0～14.0℃，總體低于40 a春季平均氣溫，1994年后氣溫持續(xù)上升，維持在較大的正距平區(qū)。夏季平均氣溫增溫不明顯，1976年平均氣溫24.1℃，為40 a來夏季平均氣溫最低值，1997年平均氣溫27.5℃，為40 a來夏季平均氣溫最高值，1971-1993年為25.0～26.0℃，變化平緩，1994年后波動(dòng)較大，呈上升趨勢。秋季平均氣溫呈平穩(wěn)上升趨勢，無明顯的階段性，1986年平均氣溫12.0℃，為40 a來秋季平均氣溫最低值，2003年平均氣溫16.6℃，為40 a來秋季平均氣溫最高值。冬季平均氣溫上升趨勢最明顯，在-4.0～1.0℃波動(dòng)，變化幅度大，1984年平均氣溫-3.8℃，為40 a來冬季平均氣溫最低值，2007年平均氣溫1.2℃，為40 a來冬季平均氣溫最高值。冬季升溫明顯表明陽信縣氣溫除受全球氣候變暖影響外［4-5］，冬季氣溫受城市化影響較大［11］。

2.1.3 趨勢

從圖1-2可以看出，陽信縣平均氣溫呈上升趨勢，春、夏、秋、冬季平均氣溫變化趨勢同年變化一致。每10 a年平均氣溫傾向率為0.2℃，春季平均氣溫傾向率為0.15℃，夏季為0.18℃，秋季為0.07℃，冬季為1.03℃。可以看出，陽信縣冬季平均氣溫增溫幅度明顯，春、夏、秋3季平均氣溫變化不明顯，其中春、夏季升溫趨勢大于秋季。

圖2 1971-2010年陽信縣春、夏、秋、冬季平均氣溫的變化

2.2 降水變化特征

2.2.1 年際變化

1971-2010年陽信縣年平均降水量550.0mm，其中1990年的年降水量最大，為1037.9mm，1989年的年降水量最小，為264.2mm，每10 a年降水量的氣候傾向率為-45.4mm，年標(biāo)準(zhǔn)差為160.8mm。一年之中，降水主要集中在5-9月，占全年總降水量的83%，其余17%分布在10月至次年4月。7月份平均降水量最大，為165.5mm，8月份次之，為 130.1mm，12月和1月份平均降水量最小，分別為4.2mm和4.6mm。由此可見，陽信縣降水量年際變化大，時(shí)空分布不均，總體呈弱減少趨勢，具有明顯的階段性。

由圖3可以看出陽信縣降水呈現(xiàn)多雨期和少雨期交替，1971-1979年為多雨期，年平均降水量618.2mm，比40 a平均降水量偏多68.2mm;1980-1989年為少雨期，年平均降水量453.0mm，比40 a平均降水量偏少97.0mm，其中1989年降水量僅為264.2mm，是40 a來降水量最小值;1990-1996年為第2個(gè)多雨期，年平均降水量633.7mm，比 40 a平均降水量多 83.7mm，1990年降水量 1037.9mm，為 40 a的最大值。1997-2002年為第2個(gè)少雨期，年平均降水量409.8mm，比 40 a平均降水量偏少 140.2mm。2003-2004年為第3個(gè)多雨期，年平均降水量809.8mm，比平均降水量偏多259.8mm，此后，2005-2008進(jìn)入一個(gè)降水緩和期，降水量略偏少，2009年以后降水量呈上升趨勢［5-8］。從時(shí)間尺度來看，多雨期和少雨期交替變化愈加頻繁，變化周期由20世紀(jì)70和80年代的9～10 a到21世紀(jì)初期的2～4 a，呈縮短趨勢。

圖3 1971-2010年陽信縣年降水量的變化

2.2.2 季變化

陽信縣年降水量550.0mm，夏、秋兩季降水量分別為373.7和84.5mm，占全年降水量的68%和15%。春季降水量1971-1982年和1992-2002年偏少，1983-1991年和 2003-2009年偏多，1990年最多，為 187.6mm，1996年最少，為154.8mm，變幅172.2mm;夏季1971-1989年降水處于持續(xù)減少趨勢，1990-1996年降水量略有上升，總體呈減少趨勢，1990年最多，為759.5mm，1989年最少，為154.8mm，變幅604.7mm;秋季降水量1971-1985年偏多，1986-2010年除2003年降水異常偏多外呈減少趨勢，秋季降水量2003年最多，為 256.8mm，1988年最少，為15.0mm，變幅241.8mm;冬季降水變化較大，其中1971-1979年降水量偏多，1980-1996年降水偏少，僅1984年和1990年高于40 a冬季平均降水量，1997-2001年降水增多，其后降水仍處于減少趨勢，冬季降水量1990年最多，為48.8mm，1999年冬季無降水。由此可見，夏季降水量變化最為明顯，秋季次之，由于夏、秋季降水量占全年降水量比重較大，所以，20世紀(jì)70年代降水量總體偏多，80年代降水量總體偏少，90年代初期降水相對(duì)較多，與全年降水量變化特征較為一致。

2.2.3 趨勢

從圖3可知，陽信縣降水量呈弱減少趨勢，每10 a年降水量傾向率為-45.4mm。根據(jù)各季降水量的變化曲線 (圖4)可以看出，夏、秋、冬三季平均降水量均呈下降趨勢，降水量傾向率分別為-13.3mm，-19.3mm，-2.6mm，春季降水量變化呈上升趨勢，但由于春季降水量僅占全年降水量的14%，對(duì)全年降水量的變化無太大影響。

2.3 日照變化特征

2.3.1 年際變化

1971-2010年陽信縣年平均日照時(shí)數(shù)2592.7 h，其中1971年年日照時(shí)數(shù)最多，為2957.1 h，1984年最少，為2298.5 h，年標(biāo)準(zhǔn)差為167.5 h，每10 a年日照傾向率-131.1 h。一年之中，日照時(shí)數(shù)在各季節(jié)變化較大，11月至次年2月月平均日照時(shí)數(shù)較少，為170～180 h，3月份開始日照時(shí)數(shù)增多，月平均日照時(shí)數(shù)均在200 h以上，6月份最多，達(dá)272.1 h。由此可見，陽信縣近40 a日照時(shí)數(shù)總體上呈明顯減少趨勢，年際變化顯著。

圖4 1971-2010年陽信縣春、夏、秋、冬季降水量的變化

由圖5可以看出，在1994年前，年日照時(shí)數(shù)減速不明顯，24 a中有8 a低于平均值;1995年后，年日照時(shí)數(shù)顯著減少，16 a中有11年低于平均值，整個(gè)時(shí)期高值期與低值期交替出現(xiàn)。1971-1981年年日照時(shí)數(shù)為第1高值期，平均2725.4 h，比40 a平均日照時(shí)數(shù)高出132.7 h，11 a中僅有2 a低于平均值，40 a最大值出現(xiàn)在該時(shí)段內(nèi)。1982-1985年年日照時(shí)數(shù)為第1低值期，平均2424.1 h，比40 a平均低168.6 h，40 a最少值出現(xiàn)在1984年。1986-1994年為第2高值期，平均2638.3 h，比40 a平均高出45.6 h。1995-1999年為第2低值期，平均2414.9 h，比40 a平均低177.8 h。2000-2005年為第 3高值期，平均2656.7 h，比40 a平均高出64.0 h。2006年以后年日照時(shí)數(shù)再次進(jìn)入低值期［3］。

圖5 1971-2010年陽信縣年日照時(shí)數(shù)的變化

2.3.2 季變化

從圖6可以看出，各季日照時(shí)數(shù)變化趨勢與年際的變化趨勢相一致，但各季變化幅度不同，春、冬2季平均日照時(shí)數(shù)減少明顯，夏、秋季無明顯變化。春季1971-1982年日照時(shí)數(shù)均高于40 a春季平均日照時(shí)數(shù)，1983-1999年日照時(shí)數(shù)大幅減少，17 a中僅4 a高于40 a春季平均日照時(shí)數(shù)，2000年后日照時(shí)數(shù)略有增加，春季平均日照時(shí)數(shù)1972年最多，為 898.5 h，1998年最少，為 579.2 h，變幅319.3 h。夏季日照時(shí)數(shù)變化平緩，略呈減少趨勢，2002年夏季日照時(shí)數(shù)最多，為 828.0 h，2008年最少，為553.7 h，變幅274.3 h。秋季日照時(shí)數(shù)減少趨勢較夏季略明顯，階段性波動(dòng)增大，1971-1985年平均日照時(shí)數(shù)偏少，15 a中有9 a低于秋季平均日照時(shí)數(shù)，1986-1994年日照時(shí)數(shù)增加明顯，僅2 a略低于秋季平均日照時(shí)數(shù)，1995-2000年秋季日照時(shí)數(shù)再次進(jìn)入低值期，2001年后略有增加，總體呈減少趨勢，1990年秋季日照時(shí)數(shù)最多，為720.5 h，1977最少，為517.7 h，變幅202.8 h。冬季日照時(shí)數(shù)呈明顯減少趨勢，1971-1986年日照時(shí)數(shù)偏多，16 a中僅有3 a低于40 a冬季平均日照時(shí)數(shù)，1987-2010年日照時(shí)數(shù)進(jìn)入持續(xù)減少階段，24 a中有18 a低于40 a冬季平均日照時(shí)數(shù)。冬季日照時(shí)數(shù)1975年最多，為650.2 h，2001年最少，為413.2 h，變幅237.0 h。

圖6 1971-2010年陽信縣春、夏、秋、冬季日照時(shí)數(shù)的變化

2.3.3 趨勢

從圖5可以看出，陽信縣年日照時(shí)數(shù)呈顯著減少趨勢。每10 a年日照時(shí)數(shù)傾向率為-131.1 h，冬季為 -32.6 h，春季為 -44.1 h，夏季為-26.4 h，秋季為-28.0 h。由圖6各季變化圖可以看出，各季的變化趨勢與年際的變化趨勢一致，均呈減少趨勢，各季日照時(shí)數(shù)減少趨勢春、冬兩季最為明顯，秋季大于夏季。

3 小結(jié)

通過對(duì)陽信縣1971-2010年40 a期間氣候資料的統(tǒng)計(jì)分析，可以得出以下結(jié)論。

年平均氣溫變化總體呈上升趨勢，每10 a傾向率為0.2℃1，增溫趨勢顯著且具有明顯的階段性。一年之中冬季平均氣溫增溫明顯，春、夏、秋三季平均氣溫變化不明顯。年平均氣溫年際變化可以分為2個(gè)階段，1971-1993年為冷期;1994-2010年為暖期。

年降水量變化總體呈減少趨勢，每10 a傾向率為-45.4mm，一年之中，除春季外均表現(xiàn)為減少趨勢，其中秋季最為明顯。降水量年際變化大，時(shí)空分布不均，具有明顯的階段性，多雨期和少雨期交替出現(xiàn)，變化周期由前期9～10 a到后期2～4 a，呈縮短趨勢。

年日照時(shí)數(shù)呈顯著減少趨勢，每10 a傾向率為-131.1 h，各季變化趨勢與年際的變化趨勢一致，均表現(xiàn)為減少趨勢，其中春季日照時(shí)數(shù)減少最為明顯。1994年前日照時(shí)數(shù)減少不明顯，1995年后日照時(shí)數(shù)顯著減少，整個(gè)時(shí)期多值期與少值期交替出現(xiàn)。

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