玉林市氣候與主要氣象災害演變趨勢分析

陸小林 黎玲 陳立東

(玉林市氣象局,廣西 玉林 537000)

玉林位于北回歸線以南,地處東南地區桂東南丘陵臺地,屬典型的亞熱帶季風氣候,氣候溫和,夏無酷暑,冬無嚴寒,雨量充沛,光熱充足,特別適宜農作物生長,是我國重要的糧食生產基地和廣西糧食主產區,也是荔枝、龍眼、沙田柚、香蕉等熱帶水果生產基地,是有名的“荔枝之鄉”、“龍眼之鄉”和“沙田柚之鄉”,農業總體發展水平居全廣西14個市之首。研究全球氣候變暖對玉林市氣候的影響,總結長期以來的氣候和農業氣象災害的演變規律趨勢,對當地農業的生產規劃,合理利用氣候資源,以及防災減災保持農業高質高產有著現實的意義。

氣候變暖的背景下,極端氣候事件發生頻率加大[1]。諸多的學者對廣西的各地氣候演變做了大量的研究,普遍認為,廣西60多年來氣溫呈上升的趨勢[1-3],降水量年際變化不大,而內容多是熱量和雨量在季節上的分布研究[2-4]。由于地域地形不同造成廣西各地氣候的變化規律存在一定的差異,近年來針對玉林市的氣候變化規律鮮有研究,對氣候變暖背景下氣象災害的發展更是少有探討,本文嘗試在此方面做些補充的分析,總結其中的規律,為當地農業生產提供科學參考依據。

1 資料與方法

選取玉林市氣象觀測站為代表做典型分析,其中氣溫、降水、日照數據選取觀測記錄比較完整的時段:1954-2017年的數據,氣溫是取年平均值,降水和日照取年總量。

氣象災害取1960-2017年的寒露風、大暴雨和霜凍數據,考慮到各個氣象災害發生的時間前后、連續發生天數的長短、以及量級不同造成的災害程度的差別,將幾個氣象災害作了級別分離:

表1

根據各個氣象數據的平均值以及各自5a滑動平均值幾十年以來走勢,分析各自的年際及年代演變趨勢規律。

2 結果與分析

2.1 光溫水的演變

2.1.1 年平均氣溫的演變趨勢 統計分析表明(圖1),玉林市的氣溫在自上世紀50年代以來,從5a滑動平均值線的走勢來看,經歷了三個時期:正常期～偏冷期～偏暖期。1954～1966年屬于正常期,年均溫基本是圍繞累年平均線22.0℃小幅波動,該時期的平均值為22.0℃,最高溫是1966年的22.4℃,最低是1956年和1962年的21.7℃,差值只有0.7℃,年際間起伏不大;1967～1996年屬于偏冷期,此時期長達30年,該時期的平均值為21.7℃,年均溫基本都在累年均溫線下起伏,只有1973年、1980年等6年的年均溫值在累年均線之上,期間最高溫22.4℃,出現在1987和1991年,最低溫21.0℃,出現在1984年,高低溫差值是1.4℃,起伏較大;1997～2017年屬于偏暖期,該時期的平均值為22.6℃,年均溫一直在累年均線22.0℃之上高位震蕩,最高溫23.1度,出現在2006年和2009年,最低溫22.1℃,出現在1997年、2006和2008年,高低差值為1.0℃,偏暖時期的低溫值區處于偏冷期的高溫值區,氣候變暖顯著,至今仍在一個高位區間內震蕩,但5a滑動平均線沒有持續升溫的趨勢。

2.2.2 年降水的演變趨勢 由圖1看出,50年代以來,玉林市年降水量各個時期間并沒有明顯的變化趨勢,基本在1100mm到2100mm之間震蕩。以累年平均雨量線1589.3mm劃分少雨期和多雨期,從5a滑動平均線的走勢分析表明:1954年到1964年屬于少雨時期,基本在累年平均雨量之下,時段平均年雨量為1421.0mm;1965到1985年屬于多雨期,年雨量多在累年平均線之上,時段平均年雨量為1706.6mm;1986到2007年屬于少雨期,期間除了1994年1997年等四年年雨量短期回抽累年均線之上外,其余年份都在累年均線之下,時段平均年雨量為1495.4mm;2007年至今,年平均雨量又回歸一個多雨時期的型態,時段平均年雨量為1734.9mm。從上世紀60年代至今的幾個雨期周期轉換來分析,無論少雨期還是多雨期,一般都維持相近(21～22)年的時間長度,以此預測,此后十年左右,年降水量應該還是維持在多雨的時期,但從小周期來看,年雨量有觸破區間線(1100～2100mm)后反彈去觸破相反區間線的震蕩規律,周期時間一般是8～10a,最近突破事件是2012年雨量2167.9mm,所以此后兩三年會有一個觸碰下區線1100mm的大概率事件。

2.3.3 年日照的演變趨勢 由圖1可見,玉林市年日照量自1963年到1997年,呈單邊震蕩降低的趨勢[2],而且下降的幅度很顯著,從 1963年的2179.1h降到1995年的1250.7h,期間年日照減少了43%,達到290.1h/10a的幅度;1998年～2003年有一個反彈回抽累年均線之上的回升過程,讓年日照長期下降的趨勢得到暫時的修正,但此后至今5a滑動平均線基本還是在累年均線下波動,與上世紀90年代中期之前相比,現在還處于相對少日照的階段。自上世紀60年代以來,日照年際變化的波峰和波谷有上下震蕩的周期,平均振幅577h,90年代中期后,周期變得更為規律,為7～9a,振幅趨于穩定,在612.4～674.9h之間。上次的波谷是2012年的1289.7h,所以推測年日照在小周期內,往后幾年應該是波動向1900h峰值靠近的趨勢。

圖1

2.2 主要氣象災害的年代演變

2.2.1 寒露風 由圖2可見,上世紀60到90年代是寒露風的高發時期,該時期年代平均為15次,本世紀2000年代至今是低發時期,年代平均為6.5次,高低時期的差異幅度達到57%,減少趨勢明顯;由90年代高爆發區轉入本世紀2000年代的低發區,減少幅度達到67%,突變的趨勢非常顯著;從演變趨勢來看,現在處于低發的時期;上世紀70年代發生的次數最多,為16次,本世紀2000年代發生的次數最少,才5次;嚴重級別(發生10月中旬之前)的寒露風,90年代的發生最多,達到9次,占發生比例的60%,危害最大,本世紀2000年代最少,才2次。

2.2.2 暴雨 由圖2看出,暴雨日數在各個年代分布較為均勻,峰值出現在上世紀70年代,達到70天數,本世紀2000年代42天,為最少的年代時期,其他年代都是51～55天之間,其間差值不足5天。嚴重級別暴雨(≥100mm)的日數,80年代最多,達到17天,本世紀2010年代次之,雖然距離年代末還差兩年多的時間,但是大暴雨的日數已經有9天次,呈增多的趨勢。

2.2.3 霜凍 由圖2看出,一方面,從霜凍的總日數來看,從上世紀60年代至今,霜凍日數演變過程呈現一個拋物線的形態,從60年代的20日次到80年代的31日次,是階梯增多的過程,增率為5.5日/年代,上世紀80年代后至今是逐年減少的過程,遞減率為9.6/年代,減少趨勢很顯著,尤其是進入本世紀之后,更是一個數據劇減的過程,霜凍日數由上世紀90年代的25天減到8天,本世紀2010年代后至今霜凍日數萎縮到2天。另一方面,從霜凍的重級別(連續兩天以上)的發生次數來看,上世紀60年代到90年代相差無幾,60年代為5次,70年代到90年代都是6次,說明2000年之前4個年代里,發生重霜凍過程的概率基本相近;進入本世紀2000年代之后,重霜凍過程縮減到2次,2010年后至今沒有發生重級別的過程,年代減少的趨勢顯著。

圖2

3 討論與結論

3.1 關于氣溫演變

玉林市自1954年以來的氣溫演變過程經歷了三個時期:正常期～偏冷期～偏暖期,各個時期的氣溫轉換沒有明顯的銜接過程,值區都是直接沉降或者抬升,突變趨勢比較明顯。1966年之前的正常期的均值22.0℃,1967～1996年的較冷期的平均值為21.7℃,兩個時期的氣溫均值差-0.4℃,氣候變冷不明顯,1997年至今屬偏暖期,時段的年氣溫均值為22.6℃,與偏冷期的均溫差值為0.9℃,說明近20年來氣候變暖顯著。幾個時期的氣溫波動都有共同的特點:轉入新的時期之后,氣溫并沒有明顯持續下降或者上升趨勢,是否可推測幾十年來氣候變遷只是冷暖期之間的周期輪換?假設每一個時期有維持時間接近的規律前提下,以上一個時期(偏冷期)維持的時間尺度30年來推算,氣溫維持目前的偏暖期應該還有10年左右的時間,目前來看,未來氣溫沒有繼續變暖的跡象。與氣溫變暖相對應的是,寒露風與霜凍年代發生次數的明顯遞減,霜凍更顯著。寒露風上世紀70到90年代是高發的階段,進入本世紀后至今是低發時期,但是重災害級別的寒露風高發階段并沒有發生在最冷的70～80年代,而是發在氣溫冷暖交接時期的90年代,是否說明氣溫劇變的時期容易引發極端的災害天氣?這個還有待探討;霜凍無論哪個級別進入本世紀后都是一個劇減的過程,本世紀2010年代后還沒發生過重級別的霜凍過程,說明氣候變暖與霜凍的發生是一個非常顯著的負相關的關系,這與李秀存等[5]的觀點基本一致。

3.2 關于年降水量

上世紀50年代以來,玉林市年降水量經歷了少多交替的四個時期,大周期上一般都維持(21～22)年的時間長度,現在處于多雨期;小周期來看,有區間線內來回震蕩的8～10a的規律,未來幾年有下探下區間線(1100mm)的趨勢;雨量的年際變化沒有明顯的趨勢,不同雨期年平均雨量比較:兩個少雨期之間差值為 74.4mm、兩個多雨期之間差值為28.3mm,說明降水并未受氣溫的年際變化所影響,暴雨年代差異不大,分布較為均勻;大暴雨級別的整體年代變化呈之字型遞減,但是上世紀90年代至今呈增多的趨勢。

3.3 關于年日照量

玉林市年日照量自1963年到1997年,呈單邊震蕩減少的顯著趨勢,至今仍處在低日照的狀態,上世紀90年代中期后日照有7～9a的峰谷震蕩規律,以此推測往后幾年在低值區內有波動上升的趨勢。