五營林區(qū)近58 a氣候變化事實分析

靳世波,王程,程春香,2,孫鵬飛

（1.五營區(qū)氣象局，黑龍江伊春153033; 2.東北林業(yè)大學森林植物生態(tài)學教育部重點實驗室，黑龍江哈爾濱150040）

五營林區(qū)近58 a氣候變化事實分析

靳世波1,王程1,程春香1,2,孫鵬飛1

（1.五營區(qū)氣象局，黑龍江伊春153033; 2.東北林業(yè)大學森林植物生態(tài)學教育部重點實驗室，黑龍江哈爾濱150040）

利用1958－2015年五營林區(qū)的地面資料進行統(tǒng)計分析,研究了近58 a五營林區(qū)年際和年代際氣候變化特征。結果表明:五營林區(qū)近58 a氣溫呈變暖趨勢，氣候從“偏冷期”躍變?yōu)椤捌凇?；降水量則呈減少趨勢，但近年降水量有所增加；平均風速迅速減?。粺o霜期明顯延長。極端高溫氣候事件增多，極端低溫氣候事件減少，五營林區(qū)氣溫范圍明顯縮小。

五營林區(qū)；氣候變化

1 引言

近百年來由于自然和人類活動的共同影響造成全球和中國的氣候正經(jīng)歷著一次以變暖為主要特征的顯著變化[1]。氣候變化不但對社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生深遠影響,對已十分脆弱的自然環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)也產(chǎn)生了難以估量的影響。氣候變化初期影響具有局地性,各地的氣候變化程度是不同的,因而從大尺度的時間空間進行氣候變化的研究對區(qū)域性地方氣候變化的評估效果并不好[2]。因此，研究區(qū)域氣候變化趨勢特征具有重要意義。本文試圖對近58 a五營原始紅松林林區(qū)的氣候變化特征進行探討,為該生態(tài)系統(tǒng)的氣候變化研究提供參考和依據(jù)。

2 資料與方法

2.1 資料來源

本文使用的資料來源于伊春市五營區(qū)氣象局的常規(guī)氣象觀測資料，資料時間1958－2015年，該站位于伊春市五營區(qū)，地處黑龍江省東北部小興安嶺腹地（129°14′E，48°06′N），海拔288.0 m，森林覆蓋率89.2%[3]，屬于北溫帶大陸季風氣候，林區(qū)四季氣候鮮明，春季干旱，夏季短且溫暖濕潤，秋季涼爽，冬季漫長且寒冷，為小興安嶺典型的原始紅松林代表區(qū)域，獨特的地理環(huán)境形成了本地區(qū)特有的森林環(huán)境類型，其資料較能代表小興安嶺林區(qū)的背景值。

2.2 研究方法

氣候突變是氣象要素變化中出現(xiàn)的某種不連續(xù)現(xiàn)象，常采用累積距平法來檢驗，即指標為：

式中：Xi為要素歷年值，X為要素多年平均值。當指標的絕對值達到最大時，其所對應的年份t即為轉折年份。

3 結果與分析

3.1 年際氣候變化分析

3.1.1 氣溫

1958－2015年，五營年平均氣溫迅速升溫，每10 a升高0.34℃，58 a間升高2.0℃。由上世紀50－80年代的“偏冷期”快速增溫為90年代至今的“偏暖期”（圖1a），其中上世紀80年代為“躍變期”，五營年平均氣溫在1987年左右發(fā)生突變（圖1b），與全國氣溫突變時間一致[4]。

3.1.2 降水量

圖1 近58 a五營年平均氣溫(a)變化趨勢與(b)突變特征

圖2 近58 a五營年降水(a)變化趨勢與(b)突變特征

1958－2015年，五營年降水量呈減少趨勢，每10 a減少16.8 mm，58 a間共減少97.4 mm。存在明顯年代際波動，其中上世紀50至60年代為“偏多期”，本世紀00年代為“偏少期”，近年降水量減少略有緩解，有所增加（圖2a）。但五營年降水量還是以波動性變化為主，沒有明顯的突變點（圖2b）。

3.1.3 日照

1960－2015年，五營年日照時數(shù)變化呈增加趨勢，但與氣溫和降水量相比，趨勢較弱，每10 a增加4 h，56 a間共增加23 h。但年代際波動變化明顯，其中上世紀70年代為“偏多期”，上世紀90年代為“偏少期”，21世紀00年代又為“偏多期”，年日照時數(shù)偏多期和偏少期交替變化。五營年日照時數(shù)出現(xiàn)了2個明顯的突變點，一個出現(xiàn)在1982年由“偏多期”向“偏少期”躍變，一個出現(xiàn)在1999年由“偏少期”躍變?yōu)椤捌嗥凇薄?/p>

3.1.4 風速

1962-2015年，五營年平均風速迅速減小，每10 a減小0.08 m/s，55 a間共減小了0.44 m/s。由上世紀70年代至90年代的“偏大期”快速減小到本世紀初至今的“偏小期”，其中本世紀00年代為“躍變期”，五營年平均風速在2003年左右發(fā)生突變。

3.1.5 初霜、終霜日

1958-2015年，五營年初霜累積日數(shù)迅速減少初霜明顯提前，每10 a提前3.8 d，58 a間提前了21.8 d。年終霜累積日數(shù)則呈緩慢增加趨勢，終霜推遲，每10 a推遲0.7 d，58 a間推遲了3.9 d。初霜的提前和終霜的推遲導致五營無霜期明顯延長，每10 a延長4.4 d，58 a間共延長了25.7 d。

3.2 四季氣候變化分析

3.2.1 溫度

1958-2015年，五營四季平均氣溫均升溫明顯，冬季（上年12月-2月）、春季（3-5月）、夏季（6-8月）、秋季（9-11月）每10 a分別升高0.50℃、0.35℃、0.24℃、0.28℃。其中冬季平均氣溫升溫最快，58 a間平均氣溫共升高2.9℃，比年平均氣溫高0.9℃；夏季平均氣溫升溫最慢，58 a間平均氣溫共升高1.4℃（圖3）。

四季平均氣溫的年代際變化基本一致，上世紀60年代至70年代為“偏冷期”，上世紀90年代至本世紀00年代為“偏暖期”。夏季和秋季略有不同，其中上世紀90年代平均氣溫夏季年際間波動較大，年代際平均接近歷年均值，秋季平均氣溫則偏低；2010年之后夏秋兩季平均氣溫迅速升高，與歷年平均值相比分別高0.8℃、0.9℃。

3.2.2 降水

1958-2015年，五營四季降水量變化趨勢，冬季（上年12月-2月）和春季（3-5月）呈增加趨勢，夏季（6-8月）和秋季（9-11月）則呈減少趨勢，每10 a變化率分別為0.45 mm、1.4 mm、-10.6 mm、-8.0 mm。夏季和秋季減少速度要大于冬季和春季的增加速度，其中夏季減少最快，58 a間降水量共減少了61.7 mm。四季降水量年代際變化夏季和秋季表現(xiàn)的較為明顯，但變化規(guī)律不完全一致。上世紀60年代和本世紀00年代同為夏秋兩季的“偏多期”和“偏少期”，本世紀00年代秋季偏少更為明顯。上世紀80年代和90年代夏秋兩季則出現(xiàn)不同的變化規(guī)律，秋季均為“偏多期”，夏季上世紀80年代與歷年均值接近，而90年代為“偏少期”（圖4）。由于氣候變化趨勢夏季最為明顯，加上夏季的降水量為四季中最多，年降水年代際變化和夏季降水的年代際變化規(guī)律接近。

圖3 近58 a五營氣溫(a)冬(b)春(c)夏(d)秋季變化趨勢

圖4 近58 a五營降水四季變化趨勢

3.3 極端氣候變化分析

1958-2015年，五營年極端高溫和極端低溫均呈升高趨勢，每10 a分別升高了0.2℃和0.7℃,58 a間分別升高了1.0℃和4.0℃。極端高溫和極端低溫變化成不對稱性，極端最低上升速率要明顯高于極端最高，表明極端值向極高方向傾斜，極端高溫氣候事件增多，極端低溫氣候事件減少，五營林區(qū)氣溫范圍明顯縮小。

4 結論

近58 a來，五營林區(qū)氣候從“偏冷期”到“偏暖期”，氣溫呈變暖趨勢，并在1987年左右發(fā)生了突變；降水量則呈減少趨勢，但近年降水量有所增加；日照時數(shù)變化呈較弱的增加趨勢；平均風速迅速減小，在2003年發(fā)生突變，由“偏大期”躍變?yōu)椤捌∑凇?；初霜的提前和終霜的推遲導致無霜期明顯延長。五營在過去的58 a里，平均氣溫升高2.0℃；降水量減少97.4 mm；日照時數(shù)增加23 h；平均風速減小0.44 m/s；無霜期延長25.7 d，五營氣候發(fā)生了明顯的變化。

五營四季平均氣溫均升溫明顯，冬季升溫最快夏季最慢。五營在過去58 a間冬季平均氣溫共升高2.9℃，比年平均氣溫高0.9℃；四季降水量變化趨勢，冬季和春季呈增加趨勢，夏季和秋季則呈減少趨勢，其中夏季減少最快，58 a間降水量共減少了61.7 mm。

[1]方精云.全球生態(tài)學-氣候變化與生態(tài)響應.北京：高等教育出版社/施普林格出版社，2000.26-41.

[2]程春香,李晶,孫鵬飛.小興安嶺五營林區(qū)近49a氣候變化趨勢及突變分析[J].黑龍江氣象,2010,27 (4):9-12.

[3]孫鵬飛,程春香.小興安嶺五營林區(qū)地溫變化特征分析[J].黑龍江氣象,2011,28(4):9-10.

[4]尤衛(wèi)紅，段旭，鄧自旺.全球、中國及云南近百年氣溫變化的層次結構和突變特征[J].熱帶氣象學報，1998，14(2)：173-180.

Factual analysis of climate change in the past 58 years in the Wuying Forest Region

JIN Shi－bo1,WANG Cheng1,CHENG Chun－xiang1,2,SUN Peng－fei1
（1.Wuying District Meteorological Bureau，Heilongjiang Wuying 153033;（2.Key Laboratory of forest plant ecology of Ministry of education,Northeast Forestry University, Heilongjiang Harbin 150040）

Based on the statistical analysis of the ground data of the five forest areas in 1958－2015,the interannual and interdecadal climate change characteristics of the five forest areas in the past 58 years were studied. The results show that,the temperature had warming trend and the climate from the"cold period"jump to"warm period"of Wuying Forest Region in the past 58 years;Precipitation trend is decreasing,but the precipitation has increased in recent years;the average wind speed is decreasing rapidly;the frost－free period is obviously prolonged.Extreme high temperature climate events increased,extreme low temperature climate events reduced,the range of Wuying Forest Region temperature was significantly reduced.

Wuying Forest Region;climate change

P463.1

A

1002－252X（2017）02－0007－04

2017－3－1

靳世波（1971－），女，吉林省扶余縣人，東北林業(yè)大學，本科生，工程師.