廉江1971到2010年气候变化特征分析
2015-01-12池德文
池德文
(湛江市气象局,广东 湛江 524000)
廉江地处广东省西南部,雷州半岛北部,北部与广西[1]接壤东南毗邻南海,西南濒临北部湾,属亚热带海洋性季风气候。降水主要集中在汛期(4~9月),雨量充沛,高温期又与多雨期一致,优越的气候资源对农业生产非常有利。但因气候的不稳定性而处于“典型气候脆弱区”,一年四季均有气候灾害出现:春季有低温阴雨,春夏季节有暴雨、强对流、高温,热带气旋交替影响,冬半年有冷空气、寒潮,春秋有连旱等,每年气象灾害都可能对地方经济和人民生命财产造成危害。了解和掌握廉江气候变化,为地方气候资源开发[2]和防灾减灾决策提供科学依据有着重要意义。
根据气候特点对廉江四季划分为:春季 (3~5月)、夏季(6~8 月)秋季(9~11 月)冬季(12~次年 2月),汛期划分为前汛期(4~6月)主要受锋面低槽降水系统影响、后汛期(7~9月)主要受热带气旋、热带辐合带等热带系统降水为主[3],本文利用廉江国家气象观测站自1971~2010年共40年序列的降水、气温资料,分别按年、季节、月和前后汛期等观测样本做分类,运用数理统计方法[4],分析近40年来气温、降水变化总体特征和趋势。
1 廉江气候概况
廉江1971~2010年多年平均气温23.1℃,最高24.3℃(2003 年),最低 22.1℃(1976 年),最热月 7 月与最冷月1月平均温差13.1℃。历年平均降水量1741mm,最多 2539.7mm(1985 年),最少 929.7mm(1977年),降水逐月变化呈现准双峰型,3月份降水呈增多趋势,6月份增至次大峰值,7月份稍减,8月份增至最大峰值后迅速锐减,11月~次年1月减至全年最少,前汛期平均雨量占年平均的37.6%,后汛期占 46.6%。
2 气温变化特征
2.1 年际变化特征
图1 1979~2010年廉江年平均气温距平率变化曲线
图1是廉江近40年气温距平变化图,正距平极值 1.2℃(2006 年),负距平极值 1.0℃(1976、2008年)。1971年以来气温呈波动上升趋势,1998年起增幅明显加大,1998年~2006年廉江气温维持在较高水平上,2008年前期遭遇罕见连续低温阴雨天气影响,全年平均显著偏低1.0℃,与1976年负距平持平,2010年回到历年平均的正常水平。对40年平均气温做线性回归分析[5],结果通过了信度 a=0.01 显著性水平检验,表明自1971年以来廉江气温呈0.0274℃/年的趋势变暖,5年的滑动平均拟合曲线反映出,上世纪90年代以前气温偏低,90年代初开始回升,直到21世纪10年代中期起有下降趋势。从各统计特征可见,廉江40年来先后经历了偏冷期、冷暖交替期和偏暖期,21世纪第一个10年里分别出现正负距平极值,且间隔时间尺度小,年际温差变幅大,表示在该段时间里气温特征演变剧烈。
2.2 季节变化特征
图2 1979~2010年廉江四季气温距平率变化曲线
图2分别是春、夏、秋、冬四个季节的平均气温距平变化图。对四季平均气温做线性拟合分析,计算其相关系数 r, 四个季节 r 分别是 0.2107、0.4439、0.5742、0.2973,夏、秋季的拟合相关系数通过了自由度=39、信度 a=0.01 显著性水平检验,秋季 0.0374℃/年是四季中增幅最大的,且通过了显著性检验,认为秋季是全年温度上升最明显的季节;夏季增幅虽然明显,但增温幅度不大;冬季增温幅度较大,但相关性较低,认为增温不明显;春季增温幅度小,且相关性也低,认为该时段增温最不明显。从5年滑动平均拟合曲线反映出,各个季节平均气温有一个共同特点是自1996年起都经历了近10年的气温偏高期。
图3 1979~2010年廉江四季气温变异系数曲线
变异系数又称离散系数[6],是经过无量纲化处理的指标,变异系数和极差、标准差和方差一样,都是反映数据离散程度的绝对值,其数据大小不仅受变量值离散程度的影响,而且还受变量值平均水平大小的影响。变异系数是可以客观衡量气候要素离散程度的,按季节时间序列计算40年气温变异系数可见(图3),廉江冬季气温波动幅度远高于其它季节,说明出现冬季气温异常的概率最大,冬季气温异常变化最为突出,这与1996-2006年暖冬突出、2008年历史罕见低温阴雨天气事件反映一致。
图4 1979~2010年廉江年平均降水量距平率变化曲线
3 降水变化特征
3.1 年际变化特征
根据年降水量距平百分比>10%为偏涝,>25%为显著偏涝,<-10%为偏旱,<-25%为显著偏旱的标准划分旱涝年景,40年间(图4)偏旱有13年(1977、1986、1987、1988、1989、1996、1998、1999、2004、2005、2006、2007、2009),其中 6 年显著偏旱(1977、1986、1999、2004、2005、2007),1986 ~1989 年 和2004~2007年均连续4年偏旱;降水偏涝有12年(1972、1973、1976、1978、1981、1985、1994、1995、1997、2001、2002、2008), 其中显著偏涝 4 年(1973、1985、1994、1995)。
降水年际变化线性拟合趋势显示40年以来降水量以-0.2665mm/年递减,但相关系数没有通过显著性检验,说明年降水量的递减趋势变化不显著;从7年滑动平均变化曲线可见,20世纪八十年代中期到九十年代中初期属偏旱时期,九十年代中期降水明显增多。40年来降水多寡变化呈现阶段性交替出现。
3.2 季节变化特征
从图5可以看到,春秋冬季的降水略呈增加趋势,夏季略呈减少。对四个季节降水线性拟合趋势分析,相关系数均没有通过显著性检验,说明四个季节的降水量虽有增减,但变化趋势是不显著的。从夏季7年滑动平均变化曲线可见,在40年间,20世纪中前期到末期属降水丰沛时段,基本跟年际滑动变化曲线波动基本一致,说明夏季降水多寡对全年雨量距平有决定作用。
春秋冬季中,春秋季的滑动变化曲线基本一致,距平百分比震荡幅度比冬季大,且冬季是全年降水最少时期,对全年雨量影响贡献不大。从20世纪七十年代到九十年代初,春秋季降水属偏多时段,九十年代和21世纪以来均处于2个降水偏寡时段,说明这2段时期内有发生春秋连旱的气候特征。
4 气温与降水的年际变化关系
图6 1979~2010年廉江年平均降水、气温变化曲线
统计逐年气温与降水量分析两者变化趋势关系(图 6)[7],双变量相关系数通过 a=0.1 的显著性水平检验。在1971~1974年、1998~2010年两段时期气温和降水量保持负相关趋势,1975~1986呈现正相关趋势。
5 小结
(1)廉江 1971~2010年先后经历偏冷期、冷暖交替期和偏暖期,21世纪第一个10年里年际温差变幅大,气温特征演变剧烈。
(2)秋季是廉江全年温度上升最明显的季节,春季增温最不明显;各个季节气温共同特点是自1996年起都经历了近10年的气温偏高期;冬季廉江气温波动幅度远高于其它季节,冬季气温变化最不稳定,气温异常变化突出,异常概率大。
(3)1971~2010年降水量的递减趋势变化不显著;从7年滑动平均变化曲线可见,20世纪八十年代中期到九十年代中初期属偏旱时期,九十年代中期到21世纪初经历了一段多雨期后,40年来降水多寡变化呈现阶段性交替出现。
(4)夏季降水多寡对全年雨量距平有决定作用。九十年代和21世纪以来均处于2个降水偏寡时段有春秋连旱气候特征。
[1]苏恒,吴益平.博白县近 50年气候变化特征分析 [J].气象研究与应用, 2008, 29 (3): 18-20
[2]苏志,黄丽梅.气候论证的内容和技术方法探讨 [J].广西气象, 2005, 26 (3): 17-19
[3]广东省气象局 《广东省天气预报技术手册》编写组.《广东省天气预报技术手册》 [M].北京:气象出版社, 2006: 12-17
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[6]管勇,黄江辉.江门市近45年的气候变化特征 [J].广东气象, 2007, 29 (2): 29-31
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