近30年贵州气候变化时空特征分析

叶秀江

摘 要：该文利用气象观测资料分析了近30年贵州省的气温和降水的时空间变化特征，结果表明：（1）年均温呈上升趋势且有显著的区域差异，毕节市、六盘水市、黔西南州为气温显著上升区；贵阳、黔南州北部气温上升缓慢；（2）年均降水量呈下降趋势，呈现自东向西逐步减少趋势；（3）年均降水量与年均温的变化趋势相反。年均降水量的变化速率表现为东快西缓，而年均温表现为西快东缓；（4）毕节市、六盘水市、安顺市、黔西南州等地区年均气温增长较大，年均降水量变化较小，尤其是毕节市的西部年均气温变化最大，而年均降水变化最小。

关键词：贵州省；气候变化；时空特征；气温；降水

中图分类号 P467 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）10-0129-05

Spatial and Temporal Characteristics of Climate Change in Guizhou in Recent 30 Years

Ye Xiujiang

（School of Tourism and Resources Environment， Qiannan Normal University for Nationalities，Duyun 558000， China）

Abstract：We analyzed the temporal and spatial characteristics of temperature and precipitation in Guizhou Province in last 30 years. The results showed that： （1） There is an increase trend of temperature with significant differences in different regions. There was significantly increased in the Bijie region， Liupanshui City， and Qianxinan Prefecture；while there were areas with rising slowly in the central region of Guiyang， northern Qiannan Prefecture. （2） There was a decreased trend of the annual average precipitation from east to west. （3） There are opposite trends between temperature and precipitation. The rate of change of annual average precipitation is faster in eastward than that in westward， while the rate of change of annual average temperature is faster in westward than that in eastward. （4） The average annual temperatures in Bijie City，Liupanshui City，Anshun City，and Qianxinan Prefecture are relatively large，with small changes in average annual precipitation.

Key words：Guizhou Province； Climate change； Spatio-temporal characteristics； Temperature； Precipitation

1 研究背景与意义

全球气候变化是当今世界各国政府和科学界广泛关注的热点话题，气候变化对人类未来的生存和发展有着直接和间接的影响[1-3]。在全球变化中，气候系统变暖是毋庸置疑的，自20世纪50年代以来，大气和海洋的变暖引起积雪和冰川量减少，导致海平面上升[4]。贵州高原属于典型喀斯特地区，且位于珠江上游和长江中上游的生态屏障区，研究其在全球变化的大背景下的气候变化，有助于采取具体措施，促进区域可持续发展。

2 国内外研究进展

受全球气候变化的广泛影响，近一个世纪以来我国的气候也受到了一定程度的影响，其中以年均气温升高的趋势最为明显，总体上升了0.5～0.8℃[5]。我国是全球气候变暖最明显的地区之一，尤其是近50年以来年平均地面气温总体升高了1.1℃，年均增温速率接近0.22℃/10a[6]。在空间上，年均气温变化也呈现着明显的区域差异，在全国整体气温呈上升趋势的情况下，四川盆地、四川云南交界地区呈现出小幅度降温趋势，而降水变化的区域差异，表现为在我国中东部多个区域有下降的趋势[7]。

貴州省地处亚热带的低纬云贵高原地区，总面积12.7×104km2，属亚热带湿润季风气候。贵州地形复杂，气候复杂多变，自然灾害频繁，加之喀斯特石漠化环境土壤理化性质的变化及人类对生态的影响作用不断加深，极易影响植物多样性特征[8-9]。特别是进入21世纪以来，在全球气候变暖的大背景下，旱涝、寒暑等极端天气事件频繁发生[10]。姚正兰等人利用遵义市红花岗区1951—2000年这一期间的气温数据，对遵义市近50年来的年均气温变化和年际变化作出了十分全面的气候变化分析，在此次研究发现遵义市近50年来年均气温、年均最低气温呈现出了线性上升趋势[11-12]。在全球性气候变化的这一大前提下，不同地区的生态系统在面对气候变化时都有着不同程度的响应。本文采用1981—2010年贵州省27个地面气象站的年均气温和年均降水量的观测资料，对近30年来贵州省气候变化趋势的时间和空间特征进行了相应的科学分析，旨在对贵州省区域经济的可持续发展有所帮助。

3 研究数据来源与研究方法

3.1 研究区概况 本次研究以贵州省作为研究区，贵州省内下分为遵义市、铜仁市、黔东南州、黔南州、黔西南州、六盘水市、毕节市、安顺市、贵阳市这9个地州市（图1）。

贵州省位于我国西南部的云贵高原东麓和亚热带低纬高原山区内，属我国第二阶梯东部边缘的一部分，纬度位置位于东经103°30′～109°30′，北纬24°30′～29°13′。全省总国土面积17.6万km2，其中山地占61.7%、丘陵占30.8%、山间平坝占7.5%。贵州省地形西高东低，整体海拔高度介于100～2800m，最高峰位于贵州省西部地区，海拔为2901m，最低处位于东南部地区，海拔为148m。贵州省的主要地貌类型主要为喀斯特地貌，属于亚热带湿润季风气候，受季风的影响，年降雨量十分充沛，且气象灾害频繁，因贵州省属于我国自然灾害的多发地，每年受自然灾害所造成的经济损失占GDP的6%～7%，其中气象灾害占80%以上。

3.2 数据来源 本报告所用的研究数据来源于1981—2010年贵州省27个地面气象站点的年均气温和年均降水月数据资料，数据由中国气象数据共享网所提供。对气象数据进行处理，获得近30年来贵州省的年降水数据和年均气温数据。

3.3 研究方法

3.3.1 气候要素时间变化率 以气候要素为因变量、时间要素为自变量，建立一元线性回归方程Y=A+BX（其中Y为气候要素值，X为时间要素）回归系数B（正/负）的大小表示气象要素的时间变化速率。

3.3.2 反距离权重（IDW）空间插值法 反距离加权插值，也可以称为距离倒数乘方法。局部插值——区域面降水的反距离权重空间插值，计算一个格网结点时给予一个特定数据点的权值与指定方次的从结点到观测点的该结点被赋予距离倒数成比例。

设空间待插点为P（xp，yp，zp），P点邻域内有已知散乱点Qi（xi，yi，zi），i=1，2，…，n，利用距离加权反比法对P点的属性值Zp进行插值。其插值原理是待插点的属性值是待插点邻域内已知散乱点属性值的加权平均，权重的大小与待插点与邻域内散乱点之间的距离有关，是距离的k（0≤k≤2）（k一般取2）次方的倒数。其表达式如下：

[Zp=i=1nzid2i/i=1n1d2i]（1）

其中，di为待插点与其邻域内第i个点之间的距离。

4 结果与分析

4.1 气象要素的时空变化

4.1.1 气温的年际变化 1981—2010年贵州省年均气温变化呈上升趋势，平均每5年气温升高0.14℃，其中在2005年时达到最高温达17.51℃，最低温出现在1996年，为15.18℃（图2）。与其他年份相比较，2005年增温明显，与2004年的年际温差达到1.07℃。

研究期间，贵州年均气温有明显的阶段性。1981—1990年间年均气温整体呈上升趋势，但初期呈下降趋势，中期开始快速上升（图3）。

1991—2000年间年均气温前期呈线性下降趋势，而1996年达到研究期间的最低气温（15.18℃）后年均气温才有所回升（图4）。

在2001—2010年间年均气温呈下降趋势，但在2001—2005年间中贵州省年均气温呈阶段性上升的趋势，并在2005年达到这一阶段中年均气温的最高值，而后气温迅速下降，并在2008年达到这一阶段年均气温最低值，之后气温开始有所回升（图5）。在气候变暖的背景下，贵州省近30年来的年均气温和极端最低气温都有显著升高趋势，同1986年以前相比，极端寒冷事件出现频率明显减少，暖冬现象更加明显。

贵州省年平均气温变化速率有明显的空间差异（图6），表现为以贵阳和黔南州中部为中心，向四周逐步上升，且贵州西部地区年均气温的整体上升速率大于东部地区，贵阳市、黔南州、安顺市、铜仁市西部、黔东南州地区的年均气温呈下降趋势，升温速率均在0℃/a或以下，特别是贵阳市年均升温为-0.10℃/a，毕节市、遵义市、铜仁市东部、黔东南州大部分、六盘水市、黔西南州、安顺市南部年均升温速率都在0℃/a以上，尤其在毕节市西部年均气温上升明显，达到0.15℃/a。铜仁市年均气温差异较大，其东部年均升温在0℃/a以上，其西部年均升温在0℃/a以下。

4.1.2 降水量的年均变化 近30年来贵州年均降水量以年均3.31mm的幅度在下降（图7）且年际变化大。1981—2010年贵州省年均降水量变化在900～1300mm上下波动，在1989年时达到研究期间的最小值为928.25mm，年均降水量超过1300mm的年份为1997年和2008年，分别为1317.62mm和1300.72mm，此外，1982年、1983年、2000年的年均降水量也接近1300mm。贵州省年均降水量均高于900mm，降水量丰富，且年际间降水变化大。近30年来贵州年均降水量以年均3.31mm的幅度的趋势线性下降（图7）。

贵州省年均降水变化呈每10年的周期性的变化，在1981—1990年时贵州省年均降水正处于一个相对的少雨期，在此时期中省内年均降水量呈线性下降的趋势，年均降水量的极大值出现在1983年，而极小值在1989年（图8）。

到了1991—2000年时贵州省处于一个相对多雨的时期，在此时期中贵州省的年均降水量丰富，洪涝频繁，因此近30年的年均降水量的最大值也在此期間内（图9）。

而进入21世纪后贵州省又处于一个相对少雨的时期，在这期间贵州年均降水量逐年降低，在2000—2010年这10年间贵州省曾多次出现强度较为严重的干旱，年均降水量呈线性下降的趋势（图10）。

贵州省年均降水变化存在明显的空间差异，由东北向西南逐步降低（图11），在黔西南州、六盘水市、毕节地区的西部年均降水变化速率最小（-5mm/a），本省年均降水变化速率最大（2mm/a）的地区主要有2处，分别为遵义市、黔东南州、铜仁市这3地的交界处和黔南州的西南部，毕节市、六盘水市、安顺市、黔西南州这四个地区的年均降水变化速率均在0mm/a以下，贵阳市、铜仁市、黔东南州、黔南州、年均降水变化速率均在0mm/a或以上。遵义市年均降水变化速率由东北向西南递减。在黔南州中，有2处分别为年均降水变化速率的最大值和最小值，分别为黔南州的中部与黔东南州的交界处年降水变化达到最小值（-5mm/a），黔南州的西南部与广西省交界处降水变化达到最大值（2mm/a）。

[图11 降水变化的空间分布]4.2 气温和降水的相关分析 近30年以来贵州省的年均降水量和年均气温这两大气候要素的相关性主要表现在，研究期间的年均降水量与年均气温的线性相关性和年均降水量的变化速率与年均气温的变化速率这2个方面。年均降水量和年均气温的相关性主要体现在，在研究期间中年均降水量的下降趋势随着年均气温的升高而不断下降。尤其是在1984—1986年这3年中表现最为明显，在这3年中年均温呈现出连续3年的线性上升趋势，而年均降水则呈连续3年的线性下降趋势，在2005年时年均气温达到研究期间的最高值，而该年份的年均降水量也相应的达到本期间的一个相对较低值，毕节市、六盘水市、安顺市、黔西南州等地区的年均气温变化速率较快，而年均降水量的年均变化速率十分缓慢，尤其是毕节市的西部地区年均气温变化速率最大，而年均降水变化速率最低。

在年均降水变化速率和年均气温变化速率方面，气温和降水的相关性体现在空间上的变化速率不同，年均降水的变化速率主要表现为东快西缓，而年均气温变化速率则与年均降水相反表现为西快东缓。在贵州西部的年均气温变化速率大于0℃/a，部分地区更是达到气温变化速率的最大值（0.15℃/a），而年均降水变化速率却与气温变化速率相反，贵州西部的年均降水变化速率均小于0℃/a，部分地区更是达到降水变化速率的最小值（-5℃/a）。

5 结论

本文采用贵州省1981—2010年地面气象站点观测资料，分析了贵州省年均气温和年降水量的时空分布特点，研究结果如下：

（1）研究期间，贵州省年平均气温呈上升趋势，每5年升高0.14℃；年均气温变化有显著的地区差异，其中西南部的毕节市、六盘水市、黔西南州为年均气温上升的显著地区，而中部地区的贵阳、黔南州中部气温上升缓慢，1996年后上升显著。

（2）研究期间，年均降水变化呈线性下降趋势，年均下降幅度为3.31mm。年均降水变化趋势呈自东向西逐步减少，在遵义市、黔东南州、铜仁市三地的交界处和黔南州的西南部的降水变化趋势较大，而毕节市、六盘水市、安顺市、黔西南州等地的降水变化趋势最小。

（3）研究期间，年均气温和年均降水具有相关性。在年均降水和年均气温上，年均降水的下降趋势伴随着年均气温的升高而下降。2005年的年均气温达到研究期间的最高值，该年份的年均降水量相对较低。毕节市、六盘水市、安顺市、黔西南州等地区年均气温增长幅度较大，年均降水变化率较小，尤其是在毕节市的西部地区年均气温变化最大，而年均降水變化最低。在空间上，年均降水量的空间变化速率表现为东快西缓，而年均气温的空间变化速率表现为西快东缓。

参考文献

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（责编：张宏民）