1999—2013年昆明市气温与降水量的变化趋势

魏康洪，陈晓平＊，熊升念

（1.云南大学资源环境与地球科学学院，云南昆明650091；2.四川省开江中学，四川达州636250）

1999—2013年昆明市气温与降水量的变化趋势

魏康洪1，陈晓平1＊，熊升念2

（1.云南大学资源环境与地球科学学院，云南昆明650091；2.四川省开江中学，四川达州636250）

为了解昆明近期气候变化和异常特征，为区域农业生产应对气候变化和异常状况提供理论依据，利用昆明1999—2013年气温和降水资料，进行气候均值、气候倾向率、距平、线性趋势和异常统计分析。结果表明：近15年昆明年均气温略呈上升趋势，降水呈下降趋势；气温增温率为0.007℃／a，降水下降率为18.758mm／a；干季增温弱于雨季，而雨季降水量下降幅度强于干季；冬春季呈气温偏高异常，且降水总量呈增加趋势，夏秋季呈低温异常，且降水总量呈下降趋势。

气候变化；气温；降水量；昆明；云南

近百年来，全球温度平均升高0.74℃（0.6～0.8℃），是千年以来温度升高最大的一个世纪［1］，而中国地表年平均气温也显著偏暖，升温幅度为0.5～0.8℃［2－3］。高原气候及其变化备受国内众多学者的关注，云南地处低纬高原，受西南季风和东亚季风的共同影响，气候类型复杂，且变化突出。在全球气候变化的背景下，云南的气温变化幅度略大于全球，弱于北半球和全国变化［4］。昆明市位于102°43′E、25°02′N，地处云贵高原中部，地势北高南低，多溶洞和溶岩地貌，地有石林坝子，属北亚热带低纬高原山地季风气候。目前，关于云南以及昆明市气候变化前人已作了较多研究，且成果明显。周国莲等［5］采用经验正交函数（EOF）方法分析1961—2002年云南42年降水量的时空分布特征，张万诚等［6］也采用EOF和小波变换分析研究了西南纵向岭谷区近百年降水的时空分布特征，陶云等［7－10］对云南省的年季气候变化、季节气候干湿成因、气温和降水异常状况等进行了研究；何云玲等［11］利用线性倾向率、小波分析等数理统计方法分析了昆明市近60年气候变化趋势和气候突变特征。但对于2000年以来昆明市短期气候演变和气候异常等研究较少。为此，笔者对昆明市1999—2013年15年的气温和降水资料进行统计分析，研究该地区气温与降水的线性变化和异常特征，揭示其气温和降水的短期演变规律，旨在为昆明市区域经济发展和农业生产活动应对气候变化工作提供指导。

1 材料与方法

1.1 资料来源

选用2000—2014年昆明统计年鉴中气候方面相关数据，统计15年的逐月平均气温和降水量。

1.2 分析方法

通过Excel 2003软件统计并计算昆明市1999—2013年历年的春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）和冬季（12月至翌年2月）的季节及年度的均温和降水量。采用气候均值、气候倾向率和距平分析，分别对气温、降水量进行季节和年际气候线性变化趋势分析，对季节与年际的气温和降水数据进行异常值统计。气温（降水）异常是指气温（降水）严重偏离平均状态。即气温（降水）距平绝对值超过标准差2倍以上为达异常标准［12］。

式中，Ki为气温（降水）异常指数，Ri为某年（季）气温（降水），R为多年平均气温（降水），S为标准差。当绝对值Ki大于或等于2时为出现异常，当绝对值Ki在1.5～2时为接近异常，若Ki为正距平时为偏高异常，反之为偏低异常。利用上述公式计算昆明近15年年际和季节气温（降水）异常指数，并统计出气温（降水）异常和接近异常指数。

2 结果与分析

2.1 气温变化

2.1.1 年气温 由年均温随年份推移的线性拟合关系（图1）可知，1999—2013年昆明年平均气温呈波动中小幅上升的趋势，多年平均气温为16.0℃；通过拟合线性关系直线的斜率可知线性增温率仅0.07℃／10a。从多年的变化趋势看，近15年来，年平均气温最高值出现在2005年，为16.7℃，比多年平均气温高0.7℃；最低值在2011年，为15.3℃，比多年平均气温低0.7℃，最高值与最低值相差1.4℃；从历年平均温度变化趋势看，年均气温在一定时段内升降趋势交替出现，呈4个波峰和3个波谷的变化趋势。表明，昆明市近15年气温变化的阶段性特征明显，短期内年均高、低温交替频繁，变化幅度较大，也反映气温出现局部异常。

图1 1999—2013年昆明市年平均气温线性趋势Fig.1 Linear trend analysis of annual average temperature in Kunming during 1999—2013

图2 1999—2013年昆明市年均气温距平值的逐年变化趋势Fig.2 Change trend of annual mean temperature anomalies in Kunming during 1999—2013

2.1.2 年均与季均气温距平 通过计算昆明市1999—2013年的逐年平均气温和年平均气温的偏离程度（图2）发现，昆明市15年的气温距平拟合线性趋于下降，线性减温率为0.023℃／a，正负距平累积次数基本处于均衡状态，正负距平偏离最大值为1.4℃。正距平最大值出现在2005年，表明2005年昆明市气温历年比同期明显偏高，这一高温距平异常与晏红明等［13］对2005年4—5月气温距平分布分析得出云南大部分地区的气温比历年同期明显偏高，而东部地区尤为明显的结论相一致；负距平最大值出现在2011年，这一低温距平与2011年云南东部出现持续的低温冻害天气相关［14］。

从季均气温距平线性趋势（图3）看，春、夏季气温呈上升趋势，气温线性增温率分别为0.109℃／a 和0.001℃／a；秋、冬季气温呈下降趋势，气温线性减温率分别为0.112℃／a和0.05℃／a。其中，春季和秋季增温和减温变化幅度均大于年均气温变化率0.007℃／a，其余两季均小于年均变化率。可见，增温季节以春季为主，夏季次之；降温季节以秋季为主，冬季次之。就昆明市近15年干季（春季和冬季）和雨季（夏季和秋季）平均气温变化特征而言，干季以增温为主，线性增温率为0.06℃／a，雨季以降温为主，线性减温率为0.119℃／a，干季增温幅度比雨季减温幅度小。对于昆明市农业生产活动而言，春季增温但降水较少，易造成春旱发生；而秋季降温显著，则易对农作物的收割产生影响。

2.2 降水量变化

2.2.1 年际降水量 昆明市近15年年平均降水量为896.28mm，年降水量最高值出现在2001年，为1 173mm，最低值出现在2009年，为565.8mm。通过对1999—2013年年际降水量进行线性趋势分析表明，年际间降水量总体呈波动中大幅减少趋势（图4），下降倾向率为18.758mm／a。这与何云玲等［11］得出的2000—2010年降水量达昆明市近60年的最低值的统计结果相似，与近年来云南省的干旱气候实际情况吻合。

2.2.2 年均与季均降水量距平 由图5可知，1999—2013年昆明市年降水距平偏离程度趋势较大，其中年降水量正偏离程度最大值出现在2001年，为276.7mm，而负偏离程度最大值出现在2009年，为330.5mm，年降水量正负偏离值最大差值达607.2mm。2008年以前年均降水量以正距平为主，说明年降水均在平均年降水量之上，但随着年份推移，年降水量出现逐年减少的趋势，2009年年降水量出现极低值。2009年以来年均降水量基本为负距平，均在平均降水量以下。在2004年以来正偏离值呈减小趋势，且在2009年负偏离程度达到最大。说明年降水量的距平出现异常，也说明进入21世纪以来昆明市年降水量总体呈下降趋势。这与丁一汇等［15－16］得出的结论基本一致。

从降水的季节差异看，近15年各季节间平均降水量差异显著。从图6可以看出，春季、夏季和冬季的降水量均呈减少趋势，下降倾向率分别为4.589mm／a、19.078mm／a和1.359mm／a。其中，夏季减少尤为显著，且下降幅度略高于年均降水下降的幅度；而秋季降水量和降水变化趋势相反，呈上升趋势，上升倾向率为3.781mm／a。

图3 1999—2013年昆明春季、夏季、秋季和冬季气温距平变化Fig.3 Temperature anomaly changes in spring，summer，autumn and winter in Kunming during 1999—2013

图4 1999—2013年昆明市年降水量的线性趋势Fig.4 Linear trend of annual precipitation in Kunming during 1999—2013

图5 1999—2013年昆明市年降水量距平值逐年变化Fig.5 Annual variation of precipitation anomalies in Kunming during 1999—2013

图6 1999—2013年昆明市春季、夏季、秋季和冬季的降水距平Fig.6 Precipitation anomalies in spring，summer，autumn and winter in Kunming during 1999—2013

从昆明市干季和雨季降水量变化状况看，干季（冬、春）和雨季（夏、秋）总降水量均趋于下降，下降倾向率分别为5.965mm／a、15.297mm／a，雨季降水量下降幅度明显大于干季降水量下降的幅度。这一结论与刘瑜等［12］将云南的降水变化趋势划分为5个区分别进行讨论指出干季（冬、春）降水总量趋于增加的趋势相反，原因在于其划分的区域和比较的时段不同，而与滇东北、滇中（昆明市）降水为明显下降趋势以及云南近46年总的降水量趋于减少的趋势相一致。这也与何云玲等［11］得出的1951—2010 近60年昆明市年降水量减少由雨季降水量减少引起的结论相吻合。

2.3 昆明气温与降水的异常表现

从表1看出，1999—2013年昆明市高温异常和低温异常在年际和季节间交替出现，季节间气候变化明显。就年均气温异常而言，只出现过2次气温异常现象，1次气温偏高异常（2005年）和1次气温偏低异常（2011年）；从各季节的气温异常分布看，冬、春季共出现5次气温异常（3次正异常和2次负异常），气温以正异常为主，温度偏高，暖冬现象稍明显，说明2000年以来冬春季进入了一个持续增温时期。这一结论与前面的气温距平和气候倾向率分析得出的结果相一致。2003年冬春季中高纬以纬向环流为主，乌拉尔山高压脊较常年偏弱，而南方副热带高压较常年偏强，使冷空气活动大多偏北偏东，影响到昆明市的次数较少，气温偏高；而2005年冬季和2010年春季昆明市受冷空气影响较常年弱，阴冷天气过程较少，各月全区大部分地区气温较常年偏高，致使暖冬气候特征明显。在全球温室效应的大环境下，昆明市出现暖冬现象与之有着不可忽视的内在联系。在2008年和2011年的夏秋季节气温出现负（低温）异常，原因在于昆明市2008年大气环流异常和西太平洋副热带高压强度偏弱以及2011年亚洲高压势力强盛和北方冷空气活动频繁的影响所致。

表1 1999—2013年年气温及季节气温异常指数Table 1 Statistics of air temperature anomaly for year and season in Kunming during 1999—2013

从表2可知，1999—2013年昆明市年降水量波动较大，虽只出现3次异常（1次异常和2次接近异常），但接近负异常发生的概率较高。说明，昆明市年降水量表现出偏少异常的特征，这与前面所分析的昆明市年降水量趋于减少趋势相一致。春季降水发生2次正异常（2000年和2004年各1次），没有发生负异常，说明昆明市春季及冬季降水进入偏多时期。夏、秋季降水异常现象与冬、春季总体趋势相反，以负异常为主，说明夏、秋季降水进入偏少时期。其中，2009年秋季降水异常偏少在于秋季亚洲极涡强度异常偏弱，副高面积和强度指数异常偏强，位置异常偏西［17］。2011年夏季降水异常偏少则与南亚高压、极涡以及中低纬环流异常有直接关系［18］。由此可见，在1999—2004年期间昆明市冬春季降水趋于增加，2009—2013年期间年降水减少趋势明显，夏、秋季降水呈减少趋势。

表2 1999—2013年年降水及季节降水异常指数Table 2 Statistics of precipitation anomaly for year and season in Kunming during 1999—2013

3 结论与讨论

1）研究结果表明，1999—2013年昆明市多年平均气温为16.0℃，气温在波动中略上升，线性增温率为0.07℃／10a；多年平均降水量为896.28 mm，年降水量呈波动中大幅减少趋势，下降倾向率达18.758mm／a，成为自19世纪50年代以来年降水量最低值时段。说明，全球气候变暖和云南省的干旱气候大背景对昆明市的影响不容忽视。从气温和降水变化不同季节看：气候增温主要发生在春季，夏季次之；降温主要发生在秋季，冬季次之；雨季减温率强于干季增温。春、夏和冬季降水量均呈减少趋势，秋季相反，其中，夏季降水量减少最为显著，下降幅度高于年降幅度；干季和雨季总降水量均趋于下降；雨季降幅强于干季。由此可知，昆明市近15年年降水量呈现减少趋势，主要是由雨季降水量减少所引起。从气温的局部异常统计看：冬春季气温以正异常为主，说明暖冬气候特征明显；夏秋季气温以负异常为主，说明夏秋季气温进入了一个较常年偏低温阶段。归根结底在于其深受大气环流异常、海温异常、气压带风带的季节移动、气旋活动、地形和海陆环境等共同作用的结果。从降水的局部异常统计看：昆明市年降水量波动较历史常年大，且年降水负异常发生的概率较高，反映了昆明年降水量呈偏少异常特征；就降水季节异常分布而言，冬春季降水趋于增加，夏秋季降水趋于减少。

2）对于全球气候变暖而言，其发生的尺度、强度、响应机制和影响程度等各有差异。相关学者研究表明，近50年全国气温以每年0.022℃的增幅持续上升［15］；云南省大部分地区则以每年0.03℃的增温幅度呈持续上升趋势，增温幅度较大的区域主要集中在西北部和南部地区，但部分地区却呈降温趋势，如金沙江河谷、元江河谷等［9，16］。另外，云南省大部分地区降水量呈降低趋势，其中滇东北、滇中（昆明等地区）降水下降趋势显著，干季（春冬）降水呈上升趋势，而雨季（夏秋）降水却在下降［12］。本研究对2000—2013年昆明市短期阶段性气温和降水变化分析结果与全球、中国、云南的变化总趋势基本一致，但其增温幅度小于全国及云南的平均水平，原因在于选取的时间序列长短、比较的基础时段及参照对象不同等。

3）就气候变化成因而言，西南地区气温和降水异常成因从大气环流的角度来说，东南亚夏季风较常年偏晚，对流活动较常年偏弱［19］。印度洋海温偏暖［20］、行星对天气尺度的扰动［21］、热带大气季节内震荡异常［22］、南亚高压和西太平洋副热带高压的异常［23］等将导致云南省气温和降水的异常现象。此外，气候变化学者Sahai指出，气候变化的成因与火山喷发、土地利用、城市热岛效应及人类生产活动等密切相关［24］，也与各地区下垫面状况（如地形地貌差异性、海拔等）密切关联，即区域气候变化成因是自然环境条件和人类社会发展、经济活动等综合作用的结果。因此，对于特定区域气候变化的成因机制、对人类各种生产活动的影响以及对生态系统的响应尚有待于深入研究。

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（责任编辑：姜 萍）

Variation Trend of Temperature and Precipitation in Kunming During 1999—2013

WEI Kanghong1，CHEN Xiaoping1＊，XIONG Shengnian2
（1.School of Resources Environment and Earth Science，Yunnan University，Kunming，Yunnan650091；2.Sichuan Kaijiang Middle School，Dazhou，Sichuan636250，China）

In order to understand the climate change and anomaly features in Kunming，so as to provide basis for regional agriculture production adapting to climate changes and abnormal conditions，the authors conducted the statistical analysis on climate mean，climate trend，anomaly and linear trend by using the data of temperature and precipitation in Kunming from 1999to 2013.Results：The average annual temperature was slightly on the rise，but the precipitation tended to decrease in Kunming in recent 15years；The annual mean temperature increased at the trend rate of 0.007℃／a，the annual precipitation decreased at the rate of 18.758mm／a；The increasing trend of temperature is less obvious in dry season than rainy season，However，the rainy seasons precipitation decreased significantly greater than the dry seasons；The abnormal high temperature and increasing precipitation emerged in winter and spring seasons.However，the abnormal low temperature and decreasing precipitation emerged in summer and autumn seasons.

climate change；temperature；precipitation；Kunming；Yunnan

S161.2

A

1001－3601（2016）07－0317－0133－05

2015－10－12；2016－05－05修回

国家自然科学基金项目“云南高原喀斯特石牙坡地土壤水蚀机制研究”（41261067）

魏康洪（1987－），男，在读硕士，研究方向：土壤侵蚀与水土保持。E－mail：598723649＠qq.com

＊通讯作者：陈晓平（1958－），男，教授，从事喀斯特环境与土壤侵蚀研究。E－mail：xpchen＠ynu.edu.cn