黄山市(屯溪)近50年气温和降水变化特征研究

2017-11-23袁新田李弘飞

宿州学院学报 2017年10期

关键词：黄山市平均气温降水量

袁新田，高杨，李琦，李弘飞

宿州学院环境与测绘工程学院,宿州，234000

黄山市(屯溪)近50年气温和降水变化特征研究

袁新田，高杨，李琦，李弘飞

宿州学院环境与测绘工程学院,宿州，234000

运用1961-2010年黄山市屯溪气象站观测数据，采用趋势分析和距平分析法，对黄山市近50年的气温和降水变化特征进行研究。结果表明：黄山市气温年平均值在15.8 ℃～17.9℃之间；总体上气温上升趋势明显，其中冬季有明显的升温特点，春、秋季次之，夏季略弱。气温年代际变化明显，波动小，逐渐进入温暖期。黄山市年降水量出现增多的趋势，气候趋向率为51 mm/10a；其中，秋季降水渐渐逐年变少，而春、夏和冬呈现增多的趋势。降水年代际变化也较明显，整体表现增多趋势，上升幅度较大。

气候变化；气温；降水；黄山市

据IPCC第四次(AR4)报告[1]，由于自然环境的改变和人类活动的干扰，使得空气中的CO2等温室气体浓度逐年升高，导致气候变化速率加大。在气候变暖的大背景下，21世纪人类面临最严重的问题将是气温升高和水资源枯竭。因此，气温和降水对农业和环境的影响尤为重要。目前，对气温和降水的研究一直被国内外学术界所关注。李春强[2]等针对河北省近40年气温和降水的研究表明平均最低气温和最高气温表现出升高趋势，其中最低气温升温倾向率比最高气温倾向率高；李占玲[3]等针对近40年甘肃省气候变化特征的研究表明降水逐年减少，气温逐年升高，但不显著。贺伟[4]等针对1961-2005年东北地区气候特征研究表明45年来东北地区气候出现暖干化趋势。袁新田[5]等对近50年阜阳气候变化特点的研究表明近50年阜阳市气温明显上升，特别是近20年的气温上升显著。Chen[6]等研究了中国气温、降水两个气象要素近70年的变化。

黄山市地处亚热带北缘，属亚热带季风湿润气候。四季分明夏无酷暑，冬少严寒；热量丰富，雨水充沛。本文根据1961-2010年屯溪气象站的气象观测资料，分析了黄山市1961-2010年气温和降水两个要素的变化特征，揭示黄山市气候变化规律，以此为黄山市气候预测和防灾减灾提供参考。

1 数据来源和研究方法

1.1 数据来源与处理

本文选取1961-2010年黄山屯溪气象观测站点气温和降水的观测资料，由国家信息中心气象资料室提供。统计并整理出1961-2010年逐日气温和降水的基本数据资料，统计计算近50年的年平均气温、四季气温和年降水量、四季降水量，并计算距平值。四季划分如下：春(3-5月)、夏(6-8月)、秋(9-11月)、冬(12-次年2月)。从年平均气温、年降水量、四季气温和降水量的变化以及年代际变化来分析黄山市的气候变化特征。

1.2 研究方法

为了分析气候要素的时间序列变化趋势，采用一元线性回归方程对黄山市气温和降水数据进行分析[7]，即：

y=bx+a

式中，y为气候要素拟合值(即气温、降水要素)，t为时间(即1961-2010年)，b·10称为气候倾向率，表示气候要素每10 a 的变化率，a的符号反映气候要素随时间增加(正号)或减少(负号)的变化趋势。

距平值计算方法：将1961-2010年每10年划分为一个年代。以每10年平均值与50年平均值的差值作为距平值。差值小于0为负距平，差值大于0为正距平。据此进行气温、降水的年代际变化分析。

2 结果与分析

2.1 气温变化分析2.1.1 年平均气温变化分析

由图1可知，近50年来，黄山市年平均气温处在15.8℃～17.9 ℃之间。黄山市年平均气温呈现上升特点，升温倾向率为0.199℃/10a，略低于全国温度变化率0.21℃/10a[8]。1961-2000年40年间除个别年份年平均气温大于多年均温，大部分年份均比多年均温低，气温以偏冷为主；1998年气温达到18.7℃，是20世纪最热的年份，与中国近百年来气候变化结论一致[9]。21世纪以后年平均气温比多年均温高，年平均气温增幅明显高于1990年代，气温呈现逐渐上升趋势。

图1 黄山市年平均气温变化趋势

2.1.2 四季气温变化分析

由图2可知，黄山市四季平均气温呈现增高的趋势，但是四季增暖速率不一致，其中冬季最大，为0.29℃/10a；春、秋两季较小，分别为0.23℃/10a、0.18℃/10a；夏季最小，为0.09℃/10a。全国四季年平均气温增暖速率：春季为0.23℃/10a，夏季为0.12℃/10a，秋季为0.19℃/10a，冬季为0.36℃/10a[8]。黄山市年平均气温和四季平均气温变化趋势与全国变化趋势一致，增暖速率却稍微略低于全国水平。

黄山市春季平均温度为16.11℃，春季平均气温围绕多年均温波动幅度较小；1970到1997年期间，绝大多数年份的春季温度都低于多年均温；1970年与1996年温度分别为14.35℃和14.68℃，是1990年代以来两个温度低值；从1990年末期到21世纪以来气温远远高于多年平均气温，特别是在1996年出现温度急剧上升的现象，气温呈现变暖趋势。夏季平均气温为26.75℃，1960-1999年气温大幅波动，而1974年温度为25.52℃，是夏季温度最低的年份；21世纪以后，夏季平均气温比多年均温高，逐渐回升。秋季平均气温为17.72℃，1960-1970年期间大部分年份秋季平均气温比多年均温高，但总体上升缓慢。1970-1999年，此时间段秋季平均气温围绕多年均温变化幅度不大，1976年气温为15.5℃，是1960-2000年40年里气温最低的一年。冬季平均气温为5.45℃，1990年之前气温普遍较低，1990年之后逐渐升高； 1979年温度为7.11℃，是20世纪气温最高的年份；1967年与1984年气温分别为3.42℃和2.99℃ ，是20世纪以来气温最低的两个年份；1990年以后气温明显升高。21世纪以后气温增温速率逐年上升。

图2 黄山市四季气温变化趋势

2.1.3 气温年代际变化分析

从表1可以看出，20世纪60年代，春、冬季气温距平值为负，夏、秋季气温距平值为正，表明春、冬季温度逐渐偏冷，夏、秋季温度相对偏暖。年气温距平值为-0.12℃，1960年代黄山市气温处于偏冷期。20世纪70年代，春、夏、秋季的气温距平值与60年代相比减小，说明温度较之偏低；冬季气温距平值增加，说明温度较之偏高。四季气温距平值都为负，可以得出这一期间黄山市温度依旧普遍处于寒冷期。年距平值为-0.31℃，与1960年代相比降温显著，气温仍然较低。20世纪80年代，四季气温距平值均为负；春、秋两季与1970年代相比略有上升，夏、冬两季气温略有下降。年气温距平值为-3.2℃，与60年代趋势一致，无明显变化，大体仍处在较冷阶段。20世纪90年代，春、冬季距平值为正，夏、秋季距平值为负；1990年代，春、冬季气温偏暖，夏、秋两季气温偏冷，与1960年代正好相反。年气温距平值为0.03℃，说明总体上1990年代黄山市气温处于偏暖期。21世纪初期四季气温距平值都为正，整体呈现变暖趋势；年气温距平值为0.71℃，较20世纪有明显上升，处在温暖阶段。

黄山市气温年代际变化明显，整体呈现变暖趋势。20世纪60-90年代之间温度较低，1990年代之后开始变暖，其后气温逐年升温，上升幅度变大。

表1黄山市气温距平值

℃

季节年份1961-19701971-19801981-19901991-20002001-2010春-0．2-0．36-0．310．090．79夏0．01-0．12-0．180．350．65秋0．17-0．6-0．280．010．73冬-0．45-0．17-0．490．410．70年-0．12-0．31-0．320．030．71

2.2 降水变化分析

2.2.1 年降水量变化分析

由图3可知，黄山市年平均降水量为1 697.3 mm,近50年来降水量逐年上升，降水倾向率为51 mm/10a，与全国相比呈减少趋势相反[10]。1960-1975年间降水偏少，尤其是1963年，仅为1 079.3 mm，是年平均降水的3/5。1980年到21世纪初期降水量逐渐上升，1973(2 479 mm)、1997(2 128 mm)、1983(2 295.5 mm)、1993(2 136.1 mm)、1999(2 460.5 mm)这5年降水量都超过了2 000 mm，是多雨年份。整体上降水呈现增多趋势。

图3 黄山市年降水量变化趋势

2.2.2 四季降水量变化分析

从图4可知，黄山市四季降水量变化差异明显。秋季降水量呈减少趋势，降水倾向率-10.6 mm/10a；春、夏和冬季降水量呈现增加的趋势，夏季降水倾向率为41.3 mm/10a，冬季为17.1 mm/10a，春季增加幅度最小，为3.2 mm/10a。因此，夏、冬两季降水的增加对全年降水量变化有很大影响。

黄山市春季降水量为611.4 mm，占全年的36.03%；尤其是1973年(1078.8 mm)、1995年(1120.6 mm)这两年降水量最多，远远超过多年平均降水量。夏季降水量为626.9 mm，占全年的36.93%；降水量最少的年份是1978年，为160.2 mm；自1980年开始，降水量逐年升高，1999年降水量最多，高达1445.6 mm；2003年至2007年五年内表现出短暂降水减少的特点。秋季降水量为227.9 mm，占全年的13.42%；1960-1969年秋季降水量大致逐年递减，1970-1990年期间绝大多数年份降水高于多年平均降水量；降水量最大值出现在1972年为531.5 mm；降水量最小值在1988年为88.1 mm。冬季降水量231.2 mm，占全年的13.62%；1963年降水量最少，仅为57 mm； 1973、1998、2010年为三个多雨年，降水量分别为369.6 mm、354.7 mm、391.2 mm。

2.2.3 降水量年代际变化分析

从表2分析可以看出：20世纪60年代黄山市四季降水距平值均为负值，年降水距平值为-197.8 mm，黄山市60年代降水偏少。20世纪70年代春、秋和冬季降水距平值为正，降水偏多；夏季降水距平值为负，降水偏少。年降水距平值为45.3 mm，降水偏多。20世纪80年代夏、冬季降水距平值为负，降水偏少；春、秋季降水距平值为正，降水偏多；年降水距平值为-8.1 mm，80年代年降水偏少。20世纪90年代春、秋和冬季降水距平值为正，夏季降水距平值为负，可以看出春、秋和冬季降水偏多，夏季降水偏少。年降水距平值为209.3 mm，90年代黄山市降水处于增多期，幅度变化大。21世纪初期，春、夏和秋季降水距平值为负，降水量偏少。冬季降水距平为正值，降水偏多。年降水距平值为251.5 mm，降水呈现增多趋势。

图4 黄山市四季降水量变化趋势

季节年份1961-19701971-19801981-19901991-20002001-2010春-30．010．45．046．4-31．9夏-94．2-20．8-52．6206．1-38．8秋-34．352．756．9-46．4-28．8冬-39．42．8-17．53．050．9年-197．845．3-8．1209．3251．5

3 结论

(1)1961-2010年，黄山市年平均气温总体表现出波动上升态势，同我国温度的变化基本上一致，但增温速率低于全国；从不同年代来看，1990年代以来，黄山市年平均温度上升最为显著。

(2)1961-2010年，黄山市年平均气温增长速率为0.20℃/10a，温度增加最快的季节是冬季，增温速率为0.29℃/10a，春、秋季仅次于冬季，夏季温度上升最不明显，冬季温度的上升对黄山市气候变暖的影响程度很大。

(3)1961-2010年，黄山市年降水量整体上表现出增多的趋势，增长速率为51 mm/10a；黄山市四季降水量变化有明显的差别，春、夏、冬季降水量呈增多趋势，夏季降水量增长速率最大；秋季降雨量呈现出减少的特征；从不同年代来看，1990年代以来，黄山市年降水量增多趋势显著。

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(责任编辑：刘小阳)

2017-05-28

安徽省教育厅人文社科研究重点项目(SK2016A995)；宿州学院重点科研项目(2016yzd07) 。