近五十年来广西海岛的气候变化与气象灾害特征分析

2015-01-12黄梅丽罗红磊李艳兰

气象研究与应用 2015年2期

何如，黄梅丽，罗红磊，李艳兰

（1．广西气象服务中心，南宁 530022；2．广西区气候中心，南宁 530022）

广西海岸带位于祖国沿海西南端，其海岸线东起自与广东接壤的英罗港，西至中越边界的北仑河口，全长1595km。沿海有大小岛屿624个，面积为45．8km2，岛屿岸线长 354．5km，其中涠洲岛和斜阳岛是广西最大的两个古火山残堆体岛屿。沿岸水深≤5m 的浅海面积为 1437．56km2，滩涂资源 10．1 万 hm2［1－3］。

广西海岛既是风能、太阳能、潮汐能等自然资源丰富的地带，又是台风、暴雨、雷暴等多种自然灾害频繁发生的地带［4－6］。研究广西海岛地区的气候特征及其变化规律，并对该地区的气象灾害特征进行分析，对科学开发利用海岛资源和保护海岛环境，增强北部湾经济的可持续发展具有重要的意义。

1 资料来源与方法

1．1 资料

以涠州岛作为代表站，利用其近50年（1956～2010年）的气象观测资料，包括气温、降水量、日照时数等气象要素，以及1961～2010年历史灾情数据。本文利用1956～2010年时间序列回归进行拟合。气候值为1956～2010年55年的平均值。

1．2 方法

（1）使用一元线性回归方程描述气温或降水的变化趋势，即y=a0+a1t，趋势变化率由最小二乘法求得，即，为气候倾向率，单位为：℃／10a 或 mm／10a。

（2）年代际阶段性分析：用 50、60、70、80、90 和21世纪10年代分别代表1956～1960年、1961～1970年、1971～1980 年、1981～1990 年、1991～2000 年和2001～2010年。

2 广西海岛基本气候要素特征

广西海岛地处南亚热带季风区［7－9］，气候温暖，热量丰富，涠洲岛年平均气温为23．2℃，是广西年平均气温最高的地方。年极端最高气温为35．8℃，出现在5月份。日最高气温≥35．0℃的酷热天气年平均出现日数仅为0．1天，酷热天气主要出现在5～9月份。年极端最低气温为2．9℃，出现在12月份。

涠洲岛年平均总降水量为1381．1mm。由于受冬、夏季风交替影响，降水量季节分配不均，以夏季最多，冬季最少；另外，秋季降水量多于春季。夏半年（4～9月）为雨季，降水量占全年降水总量的81%，其中6～8月为主汛期，是一年内降水最集中的时期，占全年降水总量的54%，大雨以上降水天气过程出现频繁。冬半年（10～3月）为干季，降水量仅占年降水量的19%，少雨干旱。

图1 1956～2010年广西海岛年平均气温变化图

涠洲岛年日照时数为2227．5小时。日照时数的季节变化特点是冬春少，夏秋多。其中，冬季最少，为381．6小时，仅占全年日照时数的17%；夏季最多，为699．4小时，占全年日照时数的31%。

涠洲岛年平均风速为 4．6m．s－1，其中冬季平均风速最大，达 5．2m．s－1；秋季、夏季次之，春季最小。年主导风向为北风或偏北风，冬季盛行偏北风，夏季盛行偏南风。

图2 广西海岛四季平均气温年代际变化趋势

3 广西海岛气候变化规律

3．1 气温变化

1956～2010年55年观测资料显示，广西海岛的年平均气温呈波动性上升趋势，年平均气温最低值为22．2℃，出现在1967年；年平均气温最高值为24．2℃，先后在1998年和2003年出现两次。从线性趋势分析，近50年来，海岛的年平均气温升高了0．70℃，升温速率为 0．13℃／10 年。年平均气温自上世纪80年代后期开始振荡上升，90年代后期以来，升温更加显著（图1）。

从气温的季节性变化来看，春季、秋季、夏季、冬季的升温速率依次增大，升温速率分别为0．08℃／10年、0．12℃ ／10 年、0．13℃ ／10 年和 0．18℃ ／10 年；1956～2010 年的 55 年间分别升高了 0．44℃、0．66℃、0．72℃和 1．00℃。由图 2可见，广西海岛四季气温年代变化均呈上升趋势，但各年代变化不尽相同。春季，90年代之前，气温呈现波动变化，60年代比50年代低0．23℃，70年代气温回升，80年代又比70年下降0．62℃，进入90年代后持续升温，90年代比80年代上升 0．59℃。夏季，70年代比 60年代略低0．08℃，80 年代比 70 年代上升 0．43℃，此后气温变化幅度不大。秋季，70年代比60年代低0．55℃，进入80年之后持续升温，21世纪10年代比90年代增温 0．27℃。冬季，80 年代比 70 年代低 0．32℃，进入90年之后持续升温，21世纪10年代比70年代升温0．36℃。总体看来，年平均气温的上升，主要来自冬季和夏季气温升高的贡献。

3．2 降水变化

1956～2010年广西海岛年降水量呈增多趋势，增幅为 19．1mm／10年。 1956～2010年的 55年间，海岛的年降水量增多了105．1mm，变化趋势比较明显。年最大降水量为2404．7mm，出现在2008年，为洪涝年；年最小降水量为634．9mm，出现1962年，为干旱年（图 3）。

年降水量的变化亦较明显，从进入80年代之后，降水量增加趋势明显。上世纪50年代呈现出逐渐增大的趋势；进入60年代除1965年外，均为少雨期；70年代中后期大多数为多雨期；80年代前期为多雨期，后期为少雨期；90年代雨量振荡，趋势不明显；进入21世纪，雨量变幅较大，2001～2002年、2008年为多雨期，其余均为少雨期（图3）。

图3 1956～2010年广西海岛年降水量变化图

从降水量的季节性变化来看，1956～2010年四季的降水量以增多趋势为主，其中以夏季降水量的增幅最为明显，海岛的夏季降水量增幅为29．9mm／10年，而海岛春季降水量则呈现出微弱的减少趋势，减幅为2．7mm／10年，其余季节的降水量增幅均不明显。由表1可知，春季降水量70～80年代降水量有增加，90年代比80年代减少34．45mm；夏季降水量呈现出少－多-少－多的波动增涨的趋势，60年代比50年代减少54．4mm，70年代比60年代增加167．59mm，90年代又开始减少，比 80年代少62．3mm，21 世纪 10 年代比 90 年代增加 87．8mm；秋季降水量在80年代之前基本呈现稳步增加，进入90年代以后开始下降，90年代比80年代减少59．34mm；冬季降水量 50～70年呈减少趋势，80年代比 70年代增加 70．91mm，90年代比 80年代减少61．79mm，21世纪 10年代比 90年代稍有增加3．99mm。因此，年降水量的增多，主要来自夏季降水量增多的贡献。

表1 广西海岛降水量各季与年代变化（单位：mm）

图4 1956～2010年广西海岛年日照时数变化图

表2 广西海岛日照各季与年代变化（单位：h）

3．3 日照变化

1956～2010年海岛年日照时数呈略微的递减趋势，减幅为 10．3 小时／10 年。 1956～2010 年的 55 年间，海岛的年日照时数减少了56．7小时。总体来看，海岛的日照变化趋势并不明显（图4）。

从日照时数的季节性变化来看，1956～2010年的55年间春季、冬季分别减少了25．97 mm、209．88 mm，夏季、秋季分别增加了 237．97 mm、126．14 mm。其中，春、秋、冬季的日照时数在80年代减少的比较明显，其余各年代四季的日照时数基本变化不大（表2）。

4 广西海岛主要气候灾害

广西海岛地区的气象灾害相当频繁，经常受到台风、大风、暴雨、干旱等危害，其中以台风最为突出。

4．1 台风

据统计，影响广西海岸带的台风平均每年有4．5个，最多的年份达9个，个别年份无台风影响。台风引起的大风、暴雨是造成灾害的直接因素。据统计（表3），由台风引起的大风（风力≥8级）涠洲岛平均每年出现天数约为6．2天，台风引起的大风历史极大风速为 53．1 m．s－1；由台风引起的暴雨（日降水量≥50 mm）平均每年出现天数2．8天，台风引起的暴雨一日最大降雨量为327．9 mm。

表3 广西海岛由台风引起的大风、暴雨情况表

图5 1961～20010年影响广西北部湾海域的台风个数逐年变化图

由影响广西北部湾海域的台风个数逐年变化图（图5）可见，对海岛造成影响的台风个数总体略呈减少趋势。1996年以前台风影响个数相对较多，1997年以后相对较少。

4．2 大风

由于台风活动频繁，涠洲岛的年平均大风日数为 29．1 天，以 7 月份出现最多，为 3．5 天（表 4）。 8～9月是一年中最大风速和极大风速出现的高频期，累年最大风速为42m．s－1，此期间的大风风速多数是台风或飑线过程造成的；累年极大风速达 53．1m．s－1，多由台风、寒潮和强对流天气造成。大风有可能掀翻水上船只、吹翻公路上行驶的车辆，吹倒建筑物、高空设施，使地面建筑物和输电线路等严重受损，易造成人员伤亡。

由图6可见，涠洲岛历年大风日数在6～63天之间，1974年达峰值，进入21世纪以来，年大风日数呈明显减少趋势，2007年以后为历史最小的几年。