甘肃省和政县近53年气候变化特征分析

2014-04-29赵月兰何临平

安徽农业科学 2014年13期

赵月兰　何临平

摘要 [目的]研究和政县近53年气候变化特征。[方法]利用和政县1961～2013年气象资料，选取气温、降水及蒸发量作为研究对象，采用相关系数检验法、线性倾向估计法、5年滑动平均值法及年代际比较法，对和政县近53年的气候变化趋势进行了分析。[结果]近53年和政县平均气温随时间变化呈明显的上升趋势，其中冬季增温速率最大，夏季和秋季接近，春季最小；降水量呈总体持平略减少趋势，其中春季和夏季降水量随时间的线性变化趋势不明显，冬季呈增加趋势，秋季呈减少趋势，但增减幅度不大；蒸发量随时间变化呈明显的减少趋势，其中春季和夏季蒸发量减少幅度较大，秋季和冬季减少幅度较小，年蒸发量的减少主要是由春季和夏季蒸发量减少造成的。[结论] 在气温明显升高、降水量正常略少的情况下，蒸发量呈明显的减少趋势，干旱指数小幅下降，和政县干湿状况基本稳定，气候暖干化趋势不明显，气候变暖对农业生产影响不大。

关键词和政县；气候；变化特征

中图分类号 S162 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）13-03962-04

Abstract [Objective] To study and analyze the climatic changes of Hezheng County during the past 53 years. [Method] Drawing on the meteorological materials of Hezheng County from the past 53 years， and taking temperature， precipitation and evaporation as the subjects， this paper studied and analyzed the climatic changes of Hezheng County during the past 53 years by using the correlation coefficient test， linear tendency estimate method， 5 years moving average method and decadal comparison method. [Result] The average temperature rises obviously with time， and the rate shows highest in winters， lowest in springs and with the rest of them close to each other. Precipitations are stable generally， while decreases in autumns and rises in winters. Evaporation declines drastically with time go on， and changes obviously in springs and summers， with the yearly decrease resulted mainly from that of springs and autumns. [Conclusion] When temperature rises greatly， and precipitations under average level， evaporation declines dramatically， drought index declines. Therefore， the humid index in Hezheng County keep stable， the tendency of climatic warming and drying is not obvious， climatic warming affects industrial life not severely.

Key words Hezheng County； Climate； Variation characteristics

气候作为人类赖以生存的自然环境的重要组成部分，它的任何变化均会对自然生态系统以及社会经济系统产生深远的影响。人类活动对地球气候的影响日益显著，气候改变也反过来影响着社会的发展。受气候变暖影响，极端天气气候事件频繁发生，人们以往所认识的天气特点和气候规律被突破，对人类防范气象灾害和应对气候变化提出了更加严峻的挑战[1]。气候变化问题已成为各国政府和科学界乃至普通民众普遍关心的问题，受到越来越多的关注[2]。第4次IPCC评估报告指出近100年全球平均地表气温上升了0.74 ℃，而过去50年升温率几乎是过去100年的2倍[3]。施雅风等研究指出我国西北气候可能从20世纪的暖干向暖湿转型[4-5]，西北地区西部降水量增多，呈暖湿趋势；东部降水量减少，呈暖干趋势[6]。近几年来气象科技人员对小区域气候也进行了大量的研究，结果表明气温均呈明显升高趋势，但降水量变化趋势不同地域间存在明显差异[7-10]。和政县大部分地方属于雨养农业区，因此研究和政县气候变化趋势，对调整农业种植结构、开展气象为农服务、指导农业生产和开发利用气候资源具有一定的参考意义。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

和政县位于甘肃省临夏回族自治州南部（35°07′～35°32′N、103°05′～103°30′E），总面积960 km2，占临夏州总面积的12%。地处青藏高原和西北黄土高原的过渡地带，地势南高北低，境内沟壑纵横，山多川少，属于高寒阴湿区。生态资源丰富，全县森林覆盖率为30.56%，植被覆盖率为95%以上。松鸣岩国家森林公园位于县城以南25 km处的太子山林区。

1.2 资料与方法

利用和政县1961～2013年气象观测资料，选取气温、降水、蒸发量作为研究对象。计算距平值时采用的历年平均值为1961～2013年算术平均值。四季划分为春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～次年2月）。蒸发量为口缘20 cm、深10 cm、距地面70 cm的小型蒸发器所测得的数据。采用相关系数显著性检验法、线性倾向估计法、5年滑动平均值法[11]及年代际比较法，分析近53年和政县气温、降水、蒸发量随时间的演变特征。

2 结果与分析

2.1 气温的变化特征

2.1.1 年变化。由图1可见，近53年和政县年平均气温呈明显的升高趋势，平均增温速率为0.291 ℃/10a。气温随时间的变化呈显著的正相关，相关系数R为0.715 9，通过了α=0.001的显著性水平检验。1961～1986年和政县处于绝对寒冷期，在近26 年的时间内，除1963年平均气温与历年平均值持平外，其余时间全部在负距平范围内波动，年平均气温最低值就出现在这一时段的1967和1976年，为4.3 ℃；1987～1996年出现升温迹象，但年平均气温在历年平均值附近波动，其中有6年继续保持负距平；从1997年开始升温幅度显著增大，进入偏暖期；1998年出现历史最大值，为6.9 ℃，比历年平均值偏高1.3 ℃，最大值出现时间明显早于甘肃省（2006年）[12]；其后基本在正距平范围内呈波动下降趋势，但不显著。1997～2013年17 年间仅2012年偏低历年平均值0.1 ℃，其余16年气温保持偏高态势，偏高幅度在0.1～1.3 ℃，偏高1.0 ℃以上的有5年，分别出现在1998、1999、2002、2006和2013年。从5年滑动平均可以看出，近53年和政县年平均气温呈波动上升趋势，其中20世纪60～90年代中期增温幅度小，趋势比较平缓；90年代后期增温剧烈，增温效果异常显著；近53年共有5次明显的波动，分别在1964、1973、1980、1989和2000年达到波峰，在1969、1976、1984、1994和2010年达到波谷。

2.1.2 季变化。经分析，近53年和政县四季平均气温均呈上升趋势，气温随时间的变化为显著的正相关，相关系数R分别为0.402 9、0.576 1、0.599 8、0.557 3，除春季显著性水平通过α=0.005检验外，其余三季显著性水平均超过了α=0.001。四季平均气温的线性气候趋势率分别为0.199、0.263、0.284、0.415 ℃/10 a，其中冬季平均气温上升速度最快，与宁惠芳等的研究结论一致[12-14]。其次是秋季和夏季，春季气温升高的速度最慢，与甘肃省的变化趋势不一致[12]。冬季对和政县气候变暖贡献最大。四季进入偏暖期的时间不同步，春季和夏季为20世纪90年代中期，秋季和冬季为80年代中期。

2.1.2.1 春季。春季平均气温为6.8 ℃。1961～1969年冷暖年份交替出现，最冷年份是1962年，偏低历年平均值0.9 ℃，最暖年份是1964年，偏高历年平均值1.0 ℃。1970～1996年属于明显的偏冷期，有16年气温为负距平；明显偏冷的有6年，距平值在-1.1～-1.6 ℃；偏低历年平均值1.6 ℃的冷春年出现在1970年；气温距平为正值的仅有10年，且距平值仅在0.1～0.5 ℃。1997～2013年属于明显偏暖期，有15年气温为正距平；明显偏暖的有5年，距平值在1.1～1.9 ℃。偏高历年平均值1.9 ℃的暖春年出现在2013年，与年平均气温最高值出现时间不一致；气温为负距平的仅有2年，距平值在-0.1～-0.2 ℃。

2.1.2.2 夏季。夏季平均气温为15.7 ℃。1961～1993年属于偏凉期，有26年气温为负距平；比较偏凉的有17年，距平值在-0.5～-1.0 ℃，明显偏凉的是1976年，偏低历年平均值1.7 ℃；气温为正距平的仅有7年，距平值在0.1～1.0 ℃，其中1961和1991年为较热年份，分别比历年平均值偏高0.8和1.0 ℃。1994～2013年进入偏热期，有17年气温距平为正值；明显偏热的有4年，距平值在1.1～1.5 ℃；比历年平均值偏高1.5 ℃的最热年出现在2006年，与甘肃省年平均气温历史最高值出现时间一致[12]；气温为负距平的仅有2年，距平值在-0.2～-0.5 ℃。

2.1.2.3

秋季。秋季平均气温为5.8 ℃。1961～1986年属于偏凉期，气温为负距平的有20年；明显偏凉的有5年，距平值在-1.1～-1.5 ℃；比历年平均值偏低1.5 ℃的最凉年出现在1966年；气温距平为正值的仅有5年，距平值在0.2～0.7 ℃。1987～2013年属于偏热期，有21年气温为正距平，明显偏热的有6年，距平值在1.0～1.6 ℃；比历年平均值偏高1.6 ℃的最热年出现在1998年，与年平均气温极值出现时间同步；气温距平为负值的仅有5年，距平值在-0.1～-0.6 ℃。

2.1.2.4 冬季。冬季平均气温为-6.1 ℃。1961～1985年属于绝对寒冷期，有20年气温为负距平；明显偏冷的有5年，距平值在-1.2～-1.6 ℃；异常寒冷的有4年，距平值在-2.0～-2.3 ℃；比历年平均值偏低2.3 ℃的特冷年分别出现在1967和1976年，与年平均气温最低值出现时间同步；气温为正距平的仅有3年，其中1978年明显偏暖，偏高历年平均值1.5 ℃。1986～2013年属于偏暖期，有21年气温为正距平，明显偏暖的有11年，距平值在1.0～2.2 ℃；其中1986和1998年为特暖年份，分别比历年平均值偏高2. 1和2.2 ℃；气温距平为负值的有7 年，距平值在-0.2～-1.2 ℃，比历年平均值偏低1.2 ℃的冷冬年出现在2007年。

2.1.3

年代际变化。从表1可以看出，和政县20世纪60～80年代处于寒冷期，季、年气温距平全部为负值；春季的最冷期在80年代，夏季在70年代，秋季和冬季则在60年代，其中冬季平均气温偏低历年值0.91 ℃，偏冷现象异常突出；夏季、秋季和冬季对60～70年代寒冷期的贡献最大；春季则对80年代寒冷期贡献最大；增温始于20世纪90年代，进入21世纪增温幅度加大，增温效果更明显。2001～2010年平均气温距平值达0.66 ℃，四季中冬季增温最明显，距平值达0.93 ℃；2011～2013年春季和夏季增温现象异常显著，但时间序列太短，代表性不强。

2.2 降水量的变化特征

2.2.1 年变化。近53年和政县降水量无明显的线性变化，总体呈正常略少的趋势，与张高斌等的研究结论一致[9-10，12，15]。由图2可见，20世纪60年代降水量呈波动减少，且年际间降水变率较大，其后小幅增加至70年代中期，70年代后期～90年代中期基本在负距平范围内呈波动减少趋势，90年代后期开始缓慢增多，最多降水量出现在2007年，偏多历年平均值200.7 mm，其后又开始逐年减少。大旱大涝年主要集中在20世纪60年代中期和70年代末期。1964年降水量为922.8 mm，1965年降至486.2 mm， 1966年又从514.0 mm猛升至1967年的934.1 mm，出现了53年的最大值，偏多历年平均值324.1 mm；1979年降水量为840.8 mm，1980年又出现历史最小值，年降水量为408.0 mm，偏少历年平均值202.0 mm。53年间降水量偏多的年份仅有8年，偏少年份仅有4年，其余41年均在正常偏少的范围内波动。从5年滑动平均可以看出，年降水量整体在平均值附近波动，20世纪80年代至21世纪初波动在平均值以下；近53年明显的波动共有3次，分别在1965、1977和2005年达到波峰，在1970、1996和2011年达到波谷。

（4）在气温明显上升、降水量保持正常略少情况下，蒸发量呈明显减少趋势，干旱指数小幅下降，说明和政县干湿状况基本稳定，气候没有出现明显的暖干化趋势。

参考文献

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