上蔡县近55年气候变化特征分析

温淑敏

利用上蔡县1961-2015年气温、降水、日照观测资料，分析该县近55年的气候变化特征。结果表明：上蔡县近55年来，年平均气温呈波动上升趋势，气温变化倾向率为0.095℃/10a。冬季、春季、秋季三个季节的季平均气温呈波动上升趋势，冬季增温明显，春季次之，秋季最小。夏季季平均气温呈下降趋势。极端最高气温呈下降趋势;极端最低气温呈上升趋势。年降水量呈逐渐减少的趋势，降水变化倾向率为-20.736mm/10a，冬季降水量呈增加趋势，春、夏、秋三季的降水量呈减少趋势，夏季减少明显，秋季次之，春季最小。暴雨日数平均为3.2个/a。日照时数呈波动减少趋势，日照变化倾向率为-81.824/10 a。四季均为减少趋势，其中夏季最为明显。

近百年来，全球气候变暖是国际社会和气候变化科学界广泛认同和接受的客观事实，从1986年开始，全球平均地面溫度一直在增高，上世纪增高了0.6±0.2℃。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告（2013）指出：1880-2012年，全球地表平均温度上升了0.85℃，1913年以来中国地表平均温度上升了0.91℃，尤其是近60年平均每10a上升0.23℃。在气候变暖的大背景下，极端气候事件发生引起了众多学者的关注。研究分析各地气温、降水、日照的多年变化特征，对于防灾减灾及工农业生产均有重要意义，也是各界关注的热点问题。左洪超等研究了中国近50年气温及降水量变化特征，苗长明、常军、焦建丽等研究了河南省降水特征，刘少华、陈敏、张云霞等分别对郑州、三门峡、商丘地区的降水变化特征进行了分析。贾金明、吴建河、徐巧真等对河南日照变化特征及成因进行了分析。

上蔡县位于河南省的中南偏东部，驻马店市东北部，处于黄淮平原中部，耕地面积165.5万亩，人口150多万，是全国粮食生产百强县、全国优质小麦种植县。据南北气候的分界线秦岭—淮河一线不远，同时兼有南北两种气候的特点，属大陆性暖温带季风性的亚湿润气候，光、热、水气候资源丰富。因地处平原且为农业大县，气象灾害时有发生，受超强台风莲娜影响造成了震惊中外的“75·8”大暴雨，引发了淮河上游的大洪水，造成千万人受灾，上万人死亡的惨剧，上蔡为主要的受灾区。因而，深入研究揭示上蔡县多年来的气候变化特征，为本区域防灾减灾及合理开发利用气候资源，促进当地经济发展具有十分重要的现实意义。

1 资料和方法

1.1 资料来源

本文数据来源于上蔡县气象局1961-2015年实测气温、降水、日照时数等资料。本文采用10年滑动平均值来消除年纪突变的影响。季节划分标准：冬季为上年12月-次年2月，春季为3-5月，夏季为6-8月，秋季为9-11月。降水量（20-20时）≥50mm为一个暴雨日。

1.2 资料处理和方法

1.2.1 采用气候倾向率、距平对我县气温、降水量、日照时数历史数据统计分析。

1.2.2 气候倾向率。本文中，温度、降水和日照的气候趋势用一次直线方程来定量描述，其单位为℃/10 a、mm/10 a和h/10a。a1×10大于0说明该气象要素随时间增加呈上升或偏多趋势，小于0则反之。

1.2.3 距平。距平是某一系列数值中的某一个数值与平均值的差。距平值在气象上，主要是用来确定某个时段或时次的数据，相对于该数据的某个长期平均值是高还是低。

2 结果分析

2.1 温度的变化特征

温度是反映物体冷热程度的物理量。本文中的温度是上蔡县实测距地1.5M高的百叶箱中的空气温度。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料，排放出大量的二氧化碳等温室气体，还有其他一些方面的因素：如人口剧增、土地沙化、森林锐减等。

2.1.1 年平均气温变化。图1是上蔡县55a平均气温随时间序列的变化情况统计分析，如图可知：上蔡县近55年平均气温为波动上升趋势，气温变化倾向率为0.095℃/10a，多年平均气温为14.8℃。气温最高值出现在1961年，为15.8℃，气温最低值出现在1984年，为13.9℃。

2.1.2 历年季平均气温变化

竺可桢指出我国冬季温度主要受西伯利亚冷空气控制，升降比较统一，可以用冬季温度作为气候变动的指标。图2为上蔡县1961—2015年季平均气温变化曲线图，由图可知：近55年来，上蔡县冬季、春季、秋季三个季节的季平均气温为波动上升趋势，冬季增温最为明显，春季次之，秋季最小，气温变化倾向率分别为0.234℃/10a 、0.203℃/10a、0.123℃/10a，夏季季平均气温呈下降趋势，气温变化倾向率为-0.18℃/10a。对比图1分析，多年平均气温变化曲线与多年冬季平均气温变化的走势基本一致，气温变暖主要体现在冬季。

2.1.3 极端最高、最低气温变化

从上蔡县55a极端最高气温随时间序列的变化情况统计分析，极端最高气温呈现出波动下降的趋势，最高值为43.7℃，出现在1966年;极端最低气温呈现出波动上升的趋势，最低值为-16.4℃，出现在1990年。

2.2 降水变化特征

降水是研究气候变化的另外一个重要因素，它是干旱气象灾害发生的直接决定因素。近50年来，中国降水变化趋势为南多北少，北方主要耕作区农业干旱有加重发生趋势。本文中的暴雨是指日降水量≥50MM。

2.2.1 年降水量变化。过对上蔡县1961-2015年年降水量资料的统计分析得知，该县近55年降水呈波动减少趋势，降水变化倾向率为-20.736mm/10a，年平均降水量为858.7 mm，从上蔡县1961—2015年年降水变化曲线（图5）可以看出：近55年中，年降水最少值出现在1966年，为417.9 mm，较多年平均值偏少440. 8 mm。年降水最多值出现在1975年，为1547.4 mm，较多年平均值偏多688.7 mm。

2.2.2 历年季降水变化。从上蔡县1961—2015年季降水变化曲线图（图6）上可以看出：从总趋势看，55a上蔡县的冬季降水量呈增加趋势，变化倾向率为0.326mm/10a春、夏、秋三季的降水量呈减少趋势，夏季减少明显，秋季次之，春季最小。气候变化倾向率分别为-9.298mm/10a、-5.326mm/10a、-5.092mm/10a。

2.2.3 暴雨日数变化特征。从上蔡县1961-2015年各年代暴雨日数变化统计来看，近55a上蔡的暴雨日数累计为154个，平均3.2个/a。从季节来看，夏季暴雨日数最多，占全年的79.2%;春季占全年的12.1%;秋季占全年的8.7%;冬季无暴雨出现。暴雨均出现在4-10月份，其中7月份最多，4月份和10月份最少。60年代、90年代暴雨日数较少分别为20个、22个外，70年代、2000年代暴雨日数分别为30个、33个，90年代最多，暴雨日数为44个。

2.3 日照变化特征

日照时数是指太阳在一地实际照射的时数。日照时数是气候形成的又一个重要因素，它与人类生产活动及植物的生长密切相关。随着地球人口的增加、经济的快速发展及工业污染的加重，大气透明度下降，对日照时数产生很大的影响 。

2.3.1 年日照变化。通过对上蔡县1961-2015年年日照资料的统计分析得知，上蔡县年日照时数变化呈波动减少的趋势，日照变化倾向率为-81.824h/10a， 多年平均日照时数为1933.0h。从上蔡县1961—2015年年日照时数变化曲线（图7）可以看出：近55年中，年日照时数最少值出现在2007年，为1401.3 h，较多年平均值偏少531.7 h，年日照时数最多值出现在1966年，为2313.6 h，较多年平均值偏多380.6 h。

2.3.2 历年季日照变化

从上蔡县1961—2015年季日照变化曲线图（图8）上可以看出：从总趋势看，55a上蔡县的四季日照均呈减少趋势，夏季减少最多，冬、秋季减少趋势相差不大，春季变化不明显。日照气候变化倾向率分别为-37.662h/10a、-23.466h /10a、-21.124h /10a、-2.096h /10a。

2.3.3 影響日照时数变化的因子分析。日照时数的变化与多种因素有关，云量、大气透明度、轻雾（雾），霾、相对湿度等要素直接影响日照时数的多少。由上蔡县55a的气象资料可以看出，多年来轻雾（雾）、霾日数从总体呈现上升趋势，且上升趋势明显，而日照时数呈减少趋势。由此可见，轻雾（雾）日数是影响日照的变化的重要因子。

3 结论与讨论

（1）近55 a来上蔡县气候在变暖，气温在升高。气温变化倾向率为0.095℃/10a，年平均气温为14.8℃。上蔡县冬季、春季、秋季三个季节的季平均气温呈波动上升趋势，夏季季平均气温呈下降趋势。冬季年平均气温变化与多年平均气温变化曲线的上升、下降走势基本一致，所以，冬季气温为衡量气候变化的重要指标。极端最高下降趋势远远小于极端最低上升趋势，也可以作为气候变暖的一项指标。（2）近55 a上蔡县降水呈波动减少趋势，降水变化倾向率为-20.736mm/10a，年平均降水量为858.7 mm。从总趋势看，55a上蔡县的冬季降水量呈增加趋势，春、夏、秋三季的降水量呈减少趋势。四季占全年降水百分比分别为：春季19.9%、夏季53.0%、秋季20.9%、冬季6.2%。近55a上蔡的暴雨日数累计为154个，平均3.2个/a。夏季暴雨日数最多，占全年的79.2%。（3）近55 a上蔡县日照时数呈整体下降趋势，日照时数变化倾向率为-81.824h/10a， 多年平均日照时数为1933.0h。四季日照均呈减少趋势。影响日照变化的主要因子有总、低云量，相对湿度，轻雾（雾），霾等。