福州氣溫變化研究

福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院 許慧瓊

福州氣溫變化研究

福建師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院 許慧瓊

本文，筆者根據(jù)福州市1960–1990年逐年氣溫資料，通過對(duì)福州市的月平均氣溫、月極端最高氣溫、月極端最低氣溫及各個(gè)季節(jié)的氣溫變化特征進(jìn)行回歸分析，對(duì)福州近年來的氣溫變化情況及其原因進(jìn)行了深入研究，并在此基礎(chǔ)上提出了城市化和熱島效應(yīng)矛盾的解決對(duì)策。

一、研究區(qū)域地理概況

福建省地處歐亞大陸東南邊緣，位于我國東南沿海，東經(jīng)l15°50′～120°47′，北緯23°30′～28°19′，處于亞熱帶的南部，東臨遼闊的太平詳，地勢(shì)總體上西北高東南低，兼受大陸與大洋的劇烈影響，氣候溫暖濕潤(rùn)。福建的地理位置使其成為受東亞大氣活動(dòng)中心影響最敏感的地區(qū)之一。由于海陸熱力差異是季風(fēng)形成的最根本的原因，所以，福建成為我國乃至東亞季風(fēng)氣候最顯著的地區(qū)之一，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。

二、資料和方法

根據(jù)福州氣象臺(tái)站1960–1990年的氣溫資料，筆者利用Excel進(jìn)行回歸分析，通過時(shí)間上變化過程和變化特征的比較，以及全年四季的氣溫分布和變化特征的比較，結(jié)合該地區(qū)城市化的進(jìn)程資料以及地形的資料，分析變化成因。

1.1960–1990年福州年平均最高氣溫分析。最高氣溫回歸分析曲線如圖1所示。

由圖1可知，1960-1990年福州年平均最高氣溫隨著線性回歸線上下波動(dòng)，且變化圖像與正弦變化圖像相似，呈一定周期，其周期大約為2～3年。但是根據(jù)線性分析，總體來看，福州1960–1990年的年平均最高氣溫呈上升的趨勢(shì)。

2.1960–1990年福州年平均最低氣溫分析。最高氣溫回歸分析曲線如圖2所示。

由圖2亦可見，1960–1990年福州年平均最低氣溫也隨著線性回歸線上下波動(dòng)，且同年平均最高氣溫變化類似，變化圖像與正弦變化圖像相似，變化周期大約為2～3年。但從線性的總體分析，福州1960–1990年的年平均最低氣溫呈上升的趨勢(shì)。

3.1960–1990年福州年平均氣溫分析。年平均氣溫回歸分析曲線如圖3所示。

將圖3與圖1、圖2進(jìn)行對(duì)比分析，可以看出福州大約在1967–1977年經(jīng)歷了一個(gè)較冷的時(shí)期，曲線在1977–1990年呈上升趨勢(shì)，且變化趨勢(shì)較快，說明該時(shí)段福州氣溫總體偏暖。除較冷期外，其他時(shí)期的氣溫波動(dòng)情況和最低溫度、最高溫度的波動(dòng)情況相似，但年平均氣溫總體上升的趨勢(shì)不明顯。上升的程度較極端溫度小。

從福州近20年來的氣候數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其春夏秋冬的氣溫變化都不一樣，四季有著不同的變化特征。從環(huán)流形勢(shì)、天氣過程和要素特征的轉(zhuǎn)折劃定福建的自然天氣季節(jié)：3–6月為春季，7–9月為夏季，10–11月為秋季，12–2月為冬季。春季氣溫的年波動(dòng)小，年均氣溫值較為穩(wěn)定。從回歸分析來看，春季的溫度呈下降的趨勢(shì)。夏季作為福州最炎熱的季節(jié)，其氣溫年波動(dòng)大，各年之間的極差較大。從近20年的氣候數(shù)據(jù)可以看出，最高氣溫為1988年的28.67 ℃，最低氣溫的為1965年的26.7 ℃，氣溫相差2 ℃。且夏季的平均氣溫上升快，上升的幅度大。秋季的平均氣溫變化波動(dòng)也較大，最高的為1983年的29.97 ℃，最低的為1988年的20.84 ℃，相差2.13 ℃。與春季的變化趨勢(shì)一樣，秋季氣溫的變化呈下降的趨勢(shì)。冬季的年平均氣溫變化波動(dòng)同夏季類似，變化波動(dòng)小，但是氣溫卻呈略有上升的趨勢(shì)。

三、結(jié)論及原因分析

近百年來，全球氣候變暖已經(jīng)是不可爭(zhēng)辯的事實(shí)。世界氣象組織公布，全球氣候在過去100年中溫度升高了0.3～0.4 ℃，在近40年中溫度升高了0.2～0.3 ℃。特別是近20年我國的工業(yè)化程度升高、城市化進(jìn)程加快等因素使城市氣候發(fā)生了明顯的變化，許多城市的溫度逐年升高，福州市就是在這樣的背景條件下，年平均氣溫出現(xiàn)了比較大的波動(dòng)?？偨Y(jié)以上的特征，可以得出，福州自1960–1990年來的氣溫呈上升的趨勢(shì)，在近幾年的數(shù)據(jù)分析中，福州的總體氣溫不斷在升高，并成為了全國新“三大火爐”之首。有關(guān)專家稱，綠地被蠶食是引起福州熱島效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)住３鞘谢瘜?duì)城市氣候影響最顯著的就是“熱島效應(yīng)”。它對(duì)區(qū)域氣候的改變有著重要的影響。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市建設(shè)的高速發(fā)展，城市熱島效應(yīng)也變得越來越明顯。其歸根結(jié)底是由如下原因造成的。

1.城市下墊面的變化。城市內(nèi)新增了大量的人工構(gòu)筑物，如混凝土、柏油路面和各種建筑墻面等，從而改變了下墊面的熱力屬性。這些人工構(gòu)筑物吸熱快而比熱容小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫快，因而其表面溫度明顯高于自然下墊面。

2.人工熱源的增多。工廠生產(chǎn)、交通運(yùn)輸以及居民生活都需要燃燒各種燃料，燃料的燃燒向外排放大量的熱量，這些熱量相當(dāng)于給福州加熱，升高了城市的溫度。

3.城市中綠地、林木和水體的減少。近年來，隨著福州市大面積進(jìn)行舊城改造，綠地?fù)p失面積越來越大。尤其是隨著房?jī)r(jià)的節(jié)節(jié)攀升，城區(qū)地價(jià)寸土寸金，為此，一些開發(fā)商在規(guī)劃建造樓房時(shí)，不僅沒有很好地規(guī)劃綠地，而且還把所圈地域內(nèi)的原有綠地建成水泥樓房。市中心一些地價(jià)高的地帶，樓間距離越來越近，留下的綠地空間極少。在城區(qū)大面積舊城改造期間，由于沒有注意保護(hù)綠化樹木，不少生長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年甚至百年的古樹被砍伐。在一些舊街道在各種線路重新布局時(shí)，砍去原有樹木，之后又沒有及時(shí)種下綠化樹木。

4.城市中的大氣污染。城市中的機(jī)動(dòng)車、工業(yè)生產(chǎn)以及居民生活產(chǎn)生了大量的氮氧化物、二氧化碳和粉塵等排放物。這些物質(zhì)會(huì)吸收下墊面熱輻射，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，從而引起大氣進(jìn)一步升溫。

另外，福州四季氣溫變化趨勢(shì)存在的差異也是由于下墊面的改變?cè)斐傻?，下墊面的比熱容減小，使福州氣溫上升快，下降也快。以至于在春轉(zhuǎn)夏氣溫迅速回升的時(shí)期氣溫波動(dòng)大，極差大，且上升的速度也逐漸加大；在夏轉(zhuǎn)秋氣溫下降的時(shí)期，波動(dòng)大，極差大，且下降的速度也逐漸加大。這就形成了1960–1990年間夏季呈氣溫上升的趨勢(shì)，而秋季卻呈氣溫下降的趨勢(shì)。

四、減少“熱島效應(yīng)”的對(duì)策

“熱島效應(yīng)”主要是由于下墊面的改變引起的，要減小“熱島效應(yīng)”的影響就要從下墊面入手，通過恢復(fù)自然下墊面屬性，進(jìn)行合理的改造?？梢酝ㄟ^以下對(duì)策來降低熱島效應(yīng)。

1.擴(kuò)大綠地面積，保護(hù)現(xiàn)有水體，適當(dāng)建造人工河、湖泊等，改變城市下墊面的透水、半透水比例，把恢復(fù)下墊面自然屬性作為工作的中心。

2.優(yōu)化能耗布局，減少過分集中能耗。還要減少人為熱能的釋放，盡量將民用煤改為用液化氣、天然氣，擴(kuò)大集中供熱面積。

3.發(fā)展城市快速交通，引導(dǎo)市區(qū)和商業(yè)區(qū)人口的分流，降低熱效應(yīng)聚集。

4.合理布局，保證城市空+氣的流通。如，在市中心只保留中央政府和市政府、旅游、金融等部門，其余部門應(yīng)遷往衛(wèi)星城，再通過環(huán)城地鐵連接各衛(wèi)星城。

5.建設(shè)林蔭大道，使其構(gòu)成城區(qū)的帶狀綠色通道，逐步形成以綠色為隔離帶的城區(qū)組團(tuán)布局，降低熱島效應(yīng)。