1960—2012年銅陵地區(qū)氣候特征及變化分析

林群星

摘要 為了解大范圍氣候變暖背景下銅陵地區(qū)氣候變化趨勢(shì)，選取銅陵近53年（1960—2012年）逐日氣象觀測(cè)資料，采用線性趨勢(shì)擬合，結(jié)合滑動(dòng)平均等統(tǒng)計(jì)量分析銅陵地區(qū)氣候變化要素特征。結(jié)果表明：53年來(lái)銅陵年平均氣溫、年平均最高及最低氣溫均呈上升趨勢(shì)，氣候在變暖，其變暖幅度分別為0.20、0.19、0.24 ℃/10年，增溫貢獻(xiàn)最大的是最低氣溫。53年來(lái)年降水量呈略減少趨勢(shì)，變化傾向率為 -3.4 mm /10年；年平均風(fēng)速隨時(shí)間變化呈減小趨勢(shì)，減小速率為0.33 m/s·10年；日照時(shí)數(shù)整體呈減少趨勢(shì)，氣候傾向率達(dá)-54.81 h/10年。

關(guān)鍵詞 探測(cè)資料；氣候變化；特征分析；安徽銅陵；1960—2012年

中圖分類號(hào) P468.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）09-0238-03

Abstract To understand climate change trend in Tongling under the background of a wide range of climate warming，select nearly 53 years （1960-2012） daily meteorological data to analyze element characteristic of climate change in Tongling by using linear trend fit combined with moving average.The results showed that nearly 53 years annual average temperature，annual average maximum and minimum temperatures presented a trend of increasing，climate was in warming，the warming rate were 0.20 ℃ per 10 years，0.19 ℃ per 10 years，0.24 ℃ per 10 years，the biggest contribution for warming was the minimum temperature.Annual average precipitation presented a trend of slightly decreasing，the change trend rate was -3.4 mm per 10 years； annual average wind speed presented a trend of decreasing， the reducing rate was 0.33 m/s per 10 years； sunshine hours showed a trend of decreasing as a whole， the change trend rate was -54.81 h per 10 years.

Key words soundings data；climate change； characteristic analysis；Tongling Anhui；1960-2012

氣候變化是社會(huì)持續(xù)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。王紹武等[1]研究表明，近100年來(lái)中國(guó)氣溫上升了0.5 ℃左右，略低于全球平均氣溫上升值（0.6 ℃）。任國(guó)玉等[2]研究發(fā)現(xiàn)：1951—2004年中國(guó)年平均氣溫上升趨勢(shì)明顯，變暖幅度約為1.3 ℃，增溫速率達(dá)0.25 ℃/10年。由于各地小區(qū)域范圍內(nèi)的氣候變化研究還不夠全面深入，其變化的趨勢(shì)與強(qiáng)度也并不完全一致，因此分析銅陵地區(qū)近幾十年的氣候變化要素呈現(xiàn)的特征，對(duì)有效預(yù)防自然災(zāi)害，合理利用當(dāng)?shù)刭Y源，科學(xué)制定適應(yīng)性農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

銅陵地區(qū)近53年（1960—2012年）氣候概況：銅陵地區(qū)秋冬季盛行東北偏東風(fēng)，春夏季盛行西南偏西風(fēng)，屬于北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候。年平均氣溫16.4 ℃，年平均最高氣溫20.7 ℃，年平均最低氣溫13.1 ℃。歷年平均降水量1 368.0 mm，年最大降水量2 173.7 mm（1983年），最小降水量767.8 mm（1978 年），降水量逐月變化分布呈“單峰型”特點(diǎn)，降水量最大出現(xiàn)在6月；年平均日照時(shí)數(shù)為1 906 h，年日照百分率為43 %。

1 資料及方法

選取銅陵氣象觀測(cè)站近53年（1960—2012年）逐日觀測(cè)資料（日平均氣溫、最高最低氣溫、降水量、風(fēng)速、日照），加工成逐年平均資料，計(jì)算出距平值，做年際變化曲線、滑動(dòng)平均曲線、線性擬合趨勢(shì)線，進(jìn)行氣候要素變化特征分析。其中，利用線性擬合方法進(jìn)行氣候傾向分析，將氣候要素寫成時(shí)間t的線性函數(shù) y=at+b（a、b為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)），利用最小二乘法計(jì)算出a和b，a為線性趨勢(shì)，把一階系數(shù)a乘以 10 稱為該氣象要素變化傾向率，a為正（ 負(fù)） 表示增加（ 減小） 趨勢(shì)，0 表示趨勢(shì)無(wú)變化[3-4]。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫變化特征

銅陵地區(qū)近53年（1960—2012年）年平均氣溫及年平均最高、最低氣溫在20世紀(jì)60—80年代均呈下降趨勢(shì)（表1），到80年代降至最低，分別低于近53年平均值0.4、0.6、0.4 ℃；90年代至2012年均呈上升趨勢(shì)，到2000—2012年升至最高，均高出近53年平均值0.7 ℃。年平均氣溫，年平均最高、最低氣溫21世紀(jì)初期（2000—2012年）比20世紀(jì)60年代分別升高了0.8、0.6、1.0 ℃，可見(jiàn)變暖幅度最明顯的是最低氣溫，從另一角度也說(shuō)明了近53年銅陵地區(qū)夜間增溫明顯，白天增溫速度略低。

從銅陵地區(qū)近 53年月平均氣溫（表2）可以看出，月平均最高氣溫出現(xiàn)在7月（28.7 ℃），最低出現(xiàn)在1月（3.5 ℃），全年最熱月與最冷月溫差25.2 ℃。在月平均氣溫變化中，1—3月升溫較慢，3—5月升溫較快，6—8月氣溫變化平穩(wěn)，8—12月降溫較快。

由圖 1可知，年平均氣溫距平為負(fù)的相對(duì)偏冷年份有 27 年，占51%，年平均氣溫為正常（零距平）的年份有2年，占4%。年平均氣溫距平為正的相對(duì)偏暖年份有24年，占45%。圖1中年平均氣溫距平的5年滑動(dòng)平均線將氣溫劃分為1個(gè)相對(duì)冷期和1個(gè)相對(duì)暖期，表現(xiàn)為“前冷后暖”的趨勢(shì)。20世紀(jì)60年代初期至90年代初期氣溫距平的5年滑動(dòng)平均為負(fù)值，氣溫大多在53年平均值以下，是相對(duì)較冷期，其中冷中心有2個(gè)，1980年附近為最冷時(shí)期，1969年附近為次冷時(shí)期；1990年之后銅陵轉(zhuǎn)入偏暖期，5年滑動(dòng)平均值為近53年來(lái)最大值，氣溫升高明顯，且年平均氣溫維持在53年平均值以上。2007年正距平達(dá)1.4 ℃，是53年中最暖的一年，1980年負(fù)距平達(dá)-0.9 ℃，是最冷的一年。

由圖2可知，近53年來(lái)銅陵地區(qū)年平均氣溫、年平均最高、最低氣溫整體均呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，變化節(jié)奏基本一致，線性擬合增長(zhǎng)率分別為0.20、0.19、0.24 ℃/10年。年平均氣溫升溫速率（0.20 ℃/10年）低于全國(guó)的升溫速率（0.25 ℃/10年）[2]。最低氣溫升溫速度明顯加快，升溫速率大于平均氣溫和最高氣溫的升溫速率，對(duì)增溫變暖貢獻(xiàn)最大。最高氣溫升溫速率最小，沒(méi)有顯著的變暖現(xiàn)象。

2.2 降水變化特征

由圖3可知，銅陵地區(qū)近53年來(lái)降水量以波動(dòng)變化為主，但沒(méi)有通過(guò)信度檢驗(yàn)，序列線性趨勢(shì)較為平穩(wěn)，呈-3.4 mm/10年減少趨勢(shì)，這一結(jié)果與我國(guó)1951—1989年（39年）降水傾向率-12.69 mm/10年類似[5]。降水距平百分率的年際變化在-44%～59%之間，除1983年（降水距平百分率59%）偏澇以外，其余年份降水量相對(duì)比較穩(wěn)定。從10年滑動(dòng)平均來(lái)看，年降水量階段性變化歷經(jīng)了1個(gè)相對(duì)多雨期和2個(gè)相對(duì)少雨期，60年代中期到70年代初期是相對(duì)少雨期，70年代中期到90年代初期是相對(duì)多雨時(shí)期，90年代初期至2001年是相對(duì)少雨時(shí)期，2002—2012年降水量最為穩(wěn)定且趨于常年平均值。多雨期和少雨期交替變化，少雨期中有多雨波動(dòng)，多雨期中有少雨波動(dòng)，出現(xiàn)了3個(gè)年降水量大于2 000 mm以上“峰值年”（1983年、1991年、1999年）和3個(gè)年降水量小于1 000 mm的“谷值年”（1968年、1978年、2001年）。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，近53年銅陵平均年降水量1 368.0 mm，年最大降水量出現(xiàn)在1983年（2 173.7 mm），最小降水量出現(xiàn)在1978年（767.8 mm）。

2.3 風(fēng)速變化特征

由圖4可知，銅陵地區(qū)近53年來(lái)年平均風(fēng)速總體呈波動(dòng)減小趨勢(shì)，減小速率為0.33 m/s·10年。1962—1969年平均風(fēng)速呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，在1966—1969年達(dá)到最大值（3.8 m/s）；1970—2000年平均風(fēng)速呈減弱趨勢(shì)，在2000年達(dá)到最小值（1.6 m/s）；1969—2000年平均風(fēng)速減小了2.2 m/s。21世紀(jì)初風(fēng)速經(jīng)歷了一個(gè)“N”型的變化，即2001—2006年呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，2007—2011年呈減弱趨勢(shì)，2012年風(fēng)速又呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。

從20世紀(jì)70年代開始銅陵地區(qū)的風(fēng)能儲(chǔ)量進(jìn)入逐年減小狀態(tài)，直至21世紀(jì)開始減弱趨勢(shì)放緩。研究認(rèn)為，城市化發(fā)展、測(cè)站遷址及測(cè)風(fēng)儀器的變更會(huì)對(duì)平均風(fēng)速的長(zhǎng)期變化產(chǎn)生一定影響，但大氣環(huán)流的變化才是造成平均風(fēng)速顯著減小的最可能原因[6-9]。銅陵地處中緯地帶，長(zhǎng)江下游南岸，位于亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候區(qū)，受東亞大氣環(huán)流影響，季風(fēng)環(huán)流控制，氣壓帶、風(fēng)帶的季節(jié)移動(dòng)，海陸熱力性質(zhì)差異等也會(huì)對(duì)風(fēng)速造成影響。

2.4 日照時(shí)數(shù)年變化特征

由圖5可知，近53年銅陵地區(qū)日照時(shí)數(shù)整體呈顯著減少趨勢(shì)，氣候傾向率達(dá)-54.81 h/10年。年日照時(shí)數(shù)最大值出現(xiàn)在1978年（2 304 h），最小值出現(xiàn)在1977年（1 629h）。從年日照時(shí)數(shù)5年滑動(dòng)平均趨勢(shì)可以看出，20世紀(jì)60年代初至70年代初呈減少趨勢(shì)，70年代中末期呈上升趨勢(shì)，80年代呈減少趨勢(shì)，90年代呈上升趨勢(shì)。21世紀(jì)初經(jīng)歷了一個(gè)“V”型的變化，在2000—2009年日照時(shí)數(shù)減少明顯，成為有記錄以來(lái)的歷史新低，2010年以后年日照時(shí)數(shù)又呈上升趨勢(shì)。

從銅陵日照時(shí)數(shù)年代際變化（表3）可以看出，銅陵地區(qū)年平均日照時(shí)數(shù)為1 906 h，60年代日照時(shí)數(shù)最大，70年代開始日照時(shí)數(shù)一直呈減少趨勢(shì)，2000—2009年日照時(shí)數(shù)減至最低，為近53年來(lái)日照時(shí)數(shù)最小值。

影響日照時(shí)數(shù)變化的因子很多，主要因子有晴天日數(shù)、降水量、平均氣溫、臺(tái)站探測(cè)環(huán)境等。

3 結(jié)論

（1）近53年來(lái)銅陵地區(qū)年平均氣溫，年平均最高、最低氣溫整體均呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，變化節(jié)奏基本一致，線性擬合增長(zhǎng)率分別為0.20、0.19、0.24 ℃/10年。最低氣溫升溫速率大于平均氣溫和最高氣溫的升溫速率，對(duì)增溫變暖貢獻(xiàn)最大。最高氣溫升溫速率最小，沒(méi)有顯著的變暖現(xiàn)象。

（2）近53年來(lái)銅陵年降水量序列線性趨勢(shì)較為平穩(wěn)，呈-3.4 mm/10年減少趨勢(shì)，階段性變化經(jīng)歷了1個(gè)相對(duì)多雨期和2個(gè)相對(duì)少雨期，降水距平百分率的年際變化在-44%～59%之間，除1983年偏澇以外，其余年份降水量較穩(wěn)定。

（3）銅陵地區(qū)近53年來(lái)年平均風(fēng)速總體呈波動(dòng)減小趨勢(shì)，減小速率為0.33 m/s·10年，在1966—1969年達(dá)到最大值（3.8 m/s），2000年時(shí)達(dá)到最小值（1.6 m/s），1969—2000年間風(fēng)速減小了2.2 m/s 。21世紀(jì)開始風(fēng)速減弱趨勢(shì)放緩[10]。

（4）近53年銅陵日照時(shí)數(shù)在波動(dòng)中總體呈顯著減少趨勢(shì)，氣候傾向率為-54.81 h/10年，到2009年降到最低，2010年后減少趨勢(shì)放緩。

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