1953-2012年丽水市极端气温事件变化分析

2014-01-20强玉华姜燕敏杨爱琴

浙江农业科学 2014年2期

关键词：最低气温丽水市日数

强玉华,姜燕敏,杨爱琴

（浙江省丽水市气象局,浙江丽水 323000）

1953-2012年丽水市极端气温事件变化分析

强玉华,姜燕敏,杨爱琴

（浙江省丽水市气象局,浙江丽水 323000）

利用丽水市国家气象观测站1953-2012年的逐日最高、最低气温资料,分析丽水市近60年极端最高、最低气温,高温、低温日数和高温及低温过程的变化趋势和特征。结果表明,近60年丽水市极端最高和极端最低气温均呈上升趋势。丽水市高温日数表现为少-多-少-多的年代际变化,而低温日数表现为少-多-少的单一年代际变化。丽水市最强高温过程出现在2007年6月27日至8月3日,连续38d日最高气温≥35℃；最强低温过程出现在1973年12月22日至1974年1月9日,连续19d日最低气温≤0℃；根据气候再现期理论,2007年6月27日至8月3日的连续高温为50年一遇的强高温过程,1973年12月22日至1974年1月9日的连续气温为100年一遇的强低温过程。

极端气温；高温日数；低温日数；变化趋势；丽水

相对于气候平均态,极端气候事件的变化经常会对经济、社会和自然生态系统等造成更大的影响。极端气温的变化已引起了人们的广泛关注,并成为气候变化研究的一个至关重要的内容,分析极端事件的长期变化趋势、空间演变特征具有非常重要的现实意义［1-4］。

极端气温的危害不仅与其气温极值有关,也与其过程持续日数有关。持续3d以上的高温造成的危害远大于偶尔出现的高温［5］。但国内已有研究多侧重对某一时期（如年、季、月等）极端气温日数或气温极值的研究,较少开展综合持续日数和气温极值的极端气温过程（或强度）的研究［6］。

丽水市地处亚热带湿润气候区,季风影响显著,过去对丽水气候变化的研究多侧重于研究气温、降水等气候因子平均值的变化［7-8］,而对于极端气候变化的研究尚不多见。作者对丽水极端最高、最低气温和高、低温日数及过程的气候变化特征开展分析,讨论了1953-2012年丽水极端温度的变化趋势及年代际的演变特征。

1 材料和方法

1.1 材料

所用资料为丽水市国家气象观测站1953-2012年的逐日最高、最低气温资料。对极端气温指标作出如下定义：高温日数为日最高气温≥35℃的日数；低温日数为日最低气温≤0℃的日数；弱高（低）温过程为连续3d≥35℃（≤0℃）；中等高（低）温过程为连续5d≥35℃（≤0℃）或连续3d≥38℃；强高（低）温过程为连续8d≥35℃（≤0℃）或连续5d≥38℃或连续3d≥40℃。

1.2 方法

计算趋势系数。为了解气象要素的长期趋势变化,计算了气象要素的时间序列与自然数列之间的相关系数（称为趋势系数）。趋势系数就是标准化的一元线性回归系数,它消除了气象要素的均方差和单位对线性回归系数数值大小的影响,从而可以在不同地理位置的不同气象要素之间比较趋势变化的大小。如果以rχy表示极端气温的气候趋势系数,即：

其中：n为年数；χy是第y年极端气温；χ-为气温的均值；y-=（n+1）/2；rχy表示极端气温的气候趋势系数；rχy的正（负）值表示极端气温在计算的n年内有线性增（减）的趋势。

年极端气温的趋势定量化可用一次线性方程表示,即：

χy=a0+a1y（y=1,2,3,…,n）。

其中回归系数a1表示极端气温的趋势倾向, a1＞0说明随时间y的增加极端气温χy呈上升趋势,a1＜0说明随时间y的增加极端气温χy呈下降趋势,而且a1的大小反映上升或下降的速率,并把10a1称为气候倾向率。

2 结果与分析

2.1 极端气温

极端气温统计结果如表1。

表1 丽水市极端气温的情况

2.2 极端气温变化趋势

由图1可见,近60年丽水市极端最高气温呈波动上升趋势,其线性拟合增长率为每10年上升0.086℃。从图2可以看出,年极端最低气温总体呈较明显的波动上升趋势,其线性拟合增长率为每10年上升0.27℃。

图1 丽水市历年极端最高气温变化趋势

图2 丽水市历年极端最低气温变化趋势

2.3 极端气温日数的年代际距平

1953-2012年,丽水市高温日数表现为少、多、少、多的年代际变化（图3）,以2001-2010年最多,年均56.7d,距平11.6d；其次是2011-2012年和1961-1970年,年均高温日数正距平分别为7.9和2.9d；在20世纪50年代、70-90年代年均高温日数较少,负距平分别为-2.1,-8.0,-2.7和-3.9d。

与高温日数不同,丽水市低温日数表现为少-多-少的单一年代际变化（图4）,在20世纪80年代以前,低温日数都为正距平,而从80年代至今,年均低温日数都为负距平。在20世纪60年代低温日数最多,年均24.3d,距平5.4d,在2011-2012年年均低温日数最少,负距平5.4d。

图3 丽水市高温日数年代际距平

图4 丽水市低温日数年代际距平

2.4 极值重现期

根据气候极值再现期理论,如果极值的概率分布函数形式已知（或假定为已知的某种形式）,再现期问题转化为研究右侧（或左侧）概率问题［9］。设X为连续35℃以上高温日数（连续0℃以下低温日数）,假设其为连续型随机变量,X的取值小于χ的概率为则X超过某个定值的发生概率称为右侧概率,即当X大于某个特定值χ的事件平均在T年出现1次时,则把这个T年叫做X的特定值χ的再现期,也就是俗称的T年一遇。如果令F（χ）为X的分布函数,χ代表X的年最大值或最小值,则根据概率分布原理,最大值或最小值的再现期为T（χ）可由下式给出

采用上式计算得到丽水市连续35℃以上高温日数和连续0℃以下低温日数的极值再现期如表2。

表2 丽水市连续35℃以上高温日数和连续0℃以下低温日数的极值再现期

3 小结与讨论

丽水市1953-2012年极端最高气温、极端最低气温均呈上升趋势,其线性拟合增长率分别为每10年上升0.086和0.27℃。高温日数表现为少、多、少、多的年代际变化,而低温日数表现为少、多、少的单一年代际变化。

丽水市最强高温过程出现在2007年6月27日至8月3日,连续38d日最高气温≥35℃；最强低温过程出现在1973年12月22日至1974年1月9日,连续19d日最低气温≤0℃；根据气候再现期理论,2007年6月27日至8月3日的连续高温为50年一遇的强高温过程,1973年12月22日至1974年1月9日的连续气温为100年一遇的低温过程。

［1］高学杰.中国地区极端事件预估研究［J］.气候变化研究进展,2007,3（3）：162-166.

［2］胡宜昌.董文杰,何勇.21世纪初极端天气气候事件研究进展［J］.地球科学进展,2007（10）：1066-1075.

［3］李青春,曹晓彦,郑祚芳,等.极端气温对城市人群死亡的影响评估.灾害学,2006,21（1）：13-17.

［4］杨萍,刘伟东,侯威.北京地区极端温度事件的变化趋势和年代际演变特征［J］.灾害学,2011,26（1）：60-63.

［5］张德山,邓长菊,尤焕苓,等.北京地区中暑气象指数预报与服务［J］.气象科技,2005,33（6）：574-576.

［6］史军,丁一汇,崔林丽.华东地区夏季高温期的气候特征及其变化规律［J］.地理学报,2008,63（3）：237-246.

［7］强玉华,卢钊,陈华霜.丽水市冬季气温变化趋势及其突变特征［J］.浙江农业科学,2013（1）：83-85.

［8］强玉华,李敏.近60年丽水市气候变化特征分析［J］.现代农业科技,2010（12）：238-240.

［9］马开玉,丁裕国,屠其璞,等.气象统计原理与方法［M］.北京：气象出版社,1993：391-394.

（责任编辑：张才德）

S161.2

0528-9017（2014）02-0256-03