1961-2013年黑龍江省總云量的氣候變化特征分析

孫　爽，裴宇航，朱紅蕊，高　原（.黑龍江省氣候中心，黑龍江哈爾濱5000；.黑龍江省大氣探測技術(shù)保障中心，黑龍江 哈爾濱5000；.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江哈爾濱5000）

1961-2013年黑龍江省總云量的氣候變化特征分析

孫爽1，裴宇航2，朱紅蕊1，高原3
（1.黑龍江省氣候中心，黑龍江哈爾濱150030；2.黑龍江省大氣探測技術(shù)保障中心，黑龍江 哈爾濱150030；3.黑龍江省人工影響天氣辦公室，黑龍江哈爾濱150030）

利用黑龍江省67個臺站1961-2013年地面月總云量觀測資料，采用氣候趨勢系數(shù)和氣候傾向率方法分析了黑龍江省總云量的時空漸變特征。結(jié)果表明，近53 a，黑龍江省年平均總云量呈減少趨勢，氣候傾向率為-0.6%/10 a，20世紀(jì)90年代總云量減少最明顯，1963年總云量最多，2001年最少。四季平均總云量均呈減少趨勢，尤其在夏季。從空間分布看，黑龍江省多云區(qū)域主要位于大興安嶺、伊春、三江平原、牡丹江，少云區(qū)域位于西部地區(qū)。黑龍江省大部分地區(qū)總云量呈減少趨勢。

溫度；黑龍江省；總云量；變化趨勢

1　引言

云是常見的一種重要天氣現(xiàn)象，云在天氣和氣候及全球變化中起到十分重要的作用。云能調(diào)節(jié)地氣系統(tǒng)的輻射能量和水分循環(huán)的平衡，云特性的任何變化都可能對全球氣候造成很大影響，而氣候變化反過來又將引起云特性的調(diào)整［1-7］。近年來，隨著人們對氣候變化研究的日益深入，愈加認(rèn)識到云這個氣候系統(tǒng)中最復(fù)雜因素之一的重要性。劉引鴿［8］研究了中國總云量的時空分布特征、變化趨勢以及影響原因；吳偉等［9］分析了中國北方云量的變化特征，并對云量與降水、氣溫的關(guān)系進(jìn)行了研究；張琪等［10］分析了西南地區(qū)云量的時空變化特征，研究表明近46 a，云量呈減少趨勢，冬、春和秋季總云量和低云量分布呈“東多西少”，夏季相反。

本文利用1961-2013年黑龍江省67個臺站逐月總云量資料，研究黑龍江省總云量的空間分布、時間變化和年際變化趨勢等，認(rèn)識黑龍江省總云量分布與變化，得出了一些較有意義的結(jié)論。

2　資料與方法

2.1資料

選取黑龍江省氣象臺站1961-2013年逐月總云量作為基礎(chǔ)資料，篩選出資料序列比較完整的67個臺站的地面觀測資料（圖1）。按照季節(jié)劃分3-5月為春季，6-8月為夏季、9-11月為秋季、12月-次年2月為冬季。

圖1　黑龍江省67個氣象站點(diǎn)分布

2.2氣候趨勢系數(shù)

式中，rxt為n個時刻（年）的要素序列與自然數(shù)列1，2，3，……，n的相關(guān)系數(shù)。其中：n為年數(shù)，xi為第i年要素值，x為其樣本均值，t=（n+1）/2。顯然，rxt為正（負(fù)）時，表示總云量在所計算的時段內(nèi)有線性增加 （減少）的趨勢。

2.3氣候傾向率

氣象要素的趨勢變化一般用一次線性方程表示：即

式中，xt為氣象要素的擬合值；a1·10成為氣候傾向率，表示氣象要素每10 a的變化率。

3　總云量的時空變化特征分析

3.1年總云量的變化

黑龍江省年平均總云量為49%。由圖2可以看出，總體上黑龍江省總云量呈減少趨勢，減少速率每10 a減少約0.6%，通過了信度95%的顯著性檢驗(yàn)。不同時段變化趨勢不同，1964-1970年總云量減少，1971-1972年總云量呈增加趨勢，1973-2001年總云量呈波動式減少，2002-2013年有增加趨勢，1963年總云量最大值為54%，2001年最小為44%。

圖2　1961-2013年黑龍江省年平均總云量變化曲線

表1　黑龍江省不同年代總云量變化（單位：%）

由表1可知，不同年代總云量變化不同，20世紀(jì)60-70年代總云量偏多，80年代至今總云量均偏少，其中20世紀(jì)90年代總云量減少最多，這個年代也是全球氣候最暖時期，氣候變暖可能使總云量減少［8］。

圖3　平均總云量的月際變化曲線

3.2總云量的月際變化特征

圖3為黑龍江省月平均總云量1-12月的變化特征，可以看出，總云量的月際變化呈單峰型，1-7月總云量逐漸增多，到7月份達(dá)到最大值為67%，而1月份總云量最少為32%，8-12月總云量逐月減少。

3.3季平均總云量的變化

圖4　1961-2013年黑龍江省春季、夏季、秋季、冬季平均總云量變化曲線

近53 a來，春、夏、秋、冬季平均總云量分別為52%、64%、44%和34%。夏季，暖濕空氣供應(yīng)充足，同時溫度高，蒸發(fā)量大，成為云量形成的最多時段；冬季受西北干冷空氣氣流的影響，同時溫度低、蒸發(fā)量少，從而成為云量形成最少時段［8］。從四季總云量時間變化圖（圖4）可以看出，四季平均總云量均呈減少趨勢，夏季總云量減少幅度最大，減少速率為1.0%/ 10 a，通過了信度95%的顯著性檢驗(yàn)，其次是冬季，減少速率為0.6%/10 a，春季和秋季總云量變化比較平穩(wěn)，減少速率均為0.4%/10 a。由表1可知，春季總云量20世紀(jì)60和70年代偏多，80和90年代偏少，2000年以來偏多；夏季總云量60年代偏多，70年代偏少，80年代偏多，90年代至今，均為偏少；秋季和冬季總云量年代際變化特征相同，60和70年代偏多，80年代至今，均為偏少。

3.4總云量的空間變化

黑龍江省大部地區(qū)總云量在45%以上，其中大興安嶺西北部、伊春大部、三江平原大部、牡丹江大部、方正、延壽、五常、巴彥總云量在50-56%，齊齊哈爾個別市縣、綏化大部、肇州、肇源總云量在40-45%，漠河總云量最大為56%，泰來總云量最小為40%。總云量的分布特點(diǎn)與地形特征、下墊面、降水量密切相關(guān)［9］，大興安嶺地區(qū)是總云量的高值區(qū)，其顯著特點(diǎn)是總云量的分布形式與地形正好吻合，黑龍江年降水東西差異明顯，"西旱東澇"是多年來黑龍江省降水的顯著特點(diǎn)，年降水量的空間分布與年平均總云量的空間分布特征基本一致。

全省大部分地區(qū)總云量呈減少趨勢，共計50個臺站，綏化個別市縣、三江平原部分市縣、呼瑪、遜克、五營、富裕、龍江、雙城、木蘭、通河、尚志等共計30個臺站通過了95%以上的信度檢驗(yàn)，其中蘭西減幅最大，傾向率達(dá)-4.3%/10 a，青岡減幅最小；黑河、齊齊哈爾市區(qū)、克山、依安、甘南、望奎、慶安、肇源、巴彥、方正、五常、寧安、湯原、蘿北共計14個臺站，總云量略有增加；漠河、哈爾濱、杜爾伯特總云量變化趨勢不明顯。

4　結(jié)論

（1）近53 a，黑龍江省年平均總云量呈減少趨勢，氣候傾向率為-0.6%/10 a，20世紀(jì)90年代總云量減少最明顯，1963年總云量最多，2001年最少。總云量最多月份為7月，最少月份為1月。四季平均總云量均呈減少趨勢，夏季通過了信度95%的顯著性檢驗(yàn)，其次是冬季，春季和秋季總云量變化比較平穩(wěn)。

（2）黑龍江省多云區(qū)域主要位于大興安嶺、伊春、三江平原、牡丹江，少云區(qū)域位于西部。黑龍江省大部分地區(qū)總云量呈減少趨勢，共計50個臺站，其中30個臺站通過了95%以上的信度檢驗(yàn)；黑河、齊齊哈爾市區(qū)、克山、依安等共14個臺站總云量略有增加；漠河、哈爾濱、杜爾伯特總云量變化趨勢不明顯。

［1］趙勇，崔彩霞，賈麗紅，等.中國天山區(qū)域云量的變化及其與降水的關(guān)系［J］.沙漠與綠洲氣象，2013，7（6）:1-7.

［2］封彩云，王式功，尚可政，等.中國北方水汽與云和降水的關(guān)系［J］.蘭州大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2009，45（4）: 30-35.

［3］王可麗，江灝，陳世強(qiáng)，等.青藏高原地區(qū)的總云量［J］.高原氣象，2001，20（3）:252-257.

［4］丁守國，趙春生，石廣玉，等.近20年全球總云量變化趨勢分析［J］.應(yīng)用氣象學(xué)報，2005，16（5）:670-676.

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［6］陳少勇，董安祥，王麗萍.中國西北地區(qū)總云量的氣候變化特征 ［J］.成都信息工程學(xué)院學(xué)報，2006，21（3）: 110-115.

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［9］吳偉，王式功.中國北方云量變化趨勢及其與區(qū)域氣候的關(guān)系［J］.高原氣象，2011，30（3）:651-658.

［10］張琪，李躍清，陳權(quán)亮，等.近46年西南地區(qū)云量的時空變化特征［J］.高原氣象，2011，30（2）:339-348.

Analysis of the total cloud characteristics of climate change in Heilongjiang province during 1961 to 2013

SUN Shuang1，PEI Yu-hang2，ZHU Hong-rui1，GAO Yuan3
（1.Climate Center of Heilongjiang Province，Heilongjiang Harbin 150030；2.Heilongjiang Meteorological Observation and Technical Support Center，Heilongjiang Harbin 150030；3.Weather Modification Office of Heilongjiang Province，Heilongjiang Harbin 150030）

Based on the month total cloud cover of 67 stations in Heilongjiang province from 1961 to 2013，the spatial and temporal variations of total cloud cover were analyzed by using the climate tendency coefficient and climate trend rate method.The results showed that：in recent 53 years，total cloud cover was decreased in Heilongjiang，and the climate trend rate is-0.6%/10 a，the most obvious reduction occurred in 1990s，total cloud cover was the most in 1963，the least in 2001.Four seasons showed a decreasing trend，especially in summer. Spatial distribution of total cloud cover shows that total cloud cover is the largest in Daxinganling、Yichun、Sanjiang plain、Mudanjiang，less in west Heilongjiang.Total cloud cover showed a decreasing trend in most areas of Heilongjiang.

Heilongjiang；total cloud cover；variation trend

孫 爽（1984-），女，黑龍江省哈爾濱市人，成都信息工程大學(xué)，碩士生，工程師.

P468.0+27

A

1002-252X（2015）04-0001-04

2015-9-1