安顺市近57年四季气温和降水变化特征

肖媚 李启芬 杨芗 胡秋红 周文钰

（1 中国气象局气象干部培训学院湖南分院，长沙 410125；2 贵州省安顺市气象局，安顺 561000）

0 引言

贵州省是一个山区省份，关于贵州省气候变化的研究很多，如许丹[1]对贵州近50年气候变化进行了分析，发现春、夏气温呈下降趋势，秋、冬及年平均气温呈上升趋势，春、秋及年降水量呈减少趋势，夏、冬降水呈增加趋势。张永雷等[2]研究表明，1981—2010年，贵州平均气温及四季气温均呈上升趋势，降水呈先减后增、波动上升的趋势，21世纪以来降水减少范围大、幅度大，降水季节变化大，年降水量集中于夏季。

由于气候变化复杂，各地区域气候变化不尽相同，表现出变化的非同步性。而安顺市位于贵州省中西部地区，各地地貌、海拔高度差别更大。对于安顺市气候变化特征，吴哲红等[3]分析了近40年安顺气温的变化情况，但并未分析降水特征。杨忠明等[4]分析了安顺市近45年气温和降水的气候变化特征，但仅分析至2005年，且主要分析时间变化特征。本文将对安顺市各县区1960—2016年的气温、降水基本变化特征和周期变化特征进行分析，同时分析在气温、降水变化的大背景下，各季节的典型气候现象变化特征。

1 资料与方法

利用安顺市有关地面观测站1960—2016年月平均气温和降水资料，分别计算出各季节的平均气温和降水序列。气候平均值取各县站自建站以来至2016年的平均值为基准。利用趋势分析、滑动平均、小波分析等方法，对安顺市近57年来的各季平均气温、降水、春旱、倒春寒、夏旱、秋风、秋绵雨、凝冻等气候现象的时间变化趋势（0.05显著性水平）进行分析。

2 降水变化趋势分析

1960—2016年，安顺市西秀区、平坝、普定、镇宁、紫云春季降水的时间变化趋势较为一致，以西秀区为代表站，1960—1987年，春季降水均为正距平，即春季降水偏多，而1987—2016年，多为负距平，即降水偏少，呈现明显的减少趋势，但2016年开始有增多的趋势（图1a）。关岭的变化趋势则与其他5个县区有所差异，但仍为减少趋势，幅度较其他县区小。由图1b可看出，1987年之前，关岭春季降水偏多为主，1987—1993年偏少，1993—2003年正常略偏多，但与1987年之前相比，关岭降水亦表现为减少，2003—2016年降水较1993—2003年这个时段又有所减少。可见，整个安顺市春季降水1960—1987年为多雨时段，而1987—2016年为少雨时段。

图1 1960—2016年西秀区和镇宁春季降水距平（单位：mm）时间序列（蓝色实线：春季降水距平；黄色实线：5年滑动平均；橙色虚线：线性趋势，下同）Fig. 1 Time series of spring precipitation anomaly (unit:mm) at Xixiu (a) and Guanling (b) during 1960 to 2016(Solid blue line: spring precipitation anomaly; Solid yellow line: 5-year sliding average; Orange dotted line: Linear trend, the same below)

与春季降水相比，安顺市各站夏季降水较为复杂，西秀区、普定、镇宁夏季降水特征类似（以西秀区为代表），而关岭、紫云、平坝特征类似（以关岭为代表），夏季将水波动较春季大，尤其关岭（图略）。整体上，安顺市夏季降水变化呈现少-多-少-多-少的波动，20世纪90年代初至2002年夏季降水处于偏多背景下，2002年后开始减少，并逐步少于常年同期降雨量，直至2016年开始增多，因此估计2016年开始，安顺市夏季降水处于降水偏多的大背景之下。安顺市秋季降水和冬季降水均呈现全区一致变化的特征，仅以西秀区为代表进行分析（图略），发现秋季降水与春季类似，六个县区均呈明显减少趋势。

综上，安顺市四个季节的降水变化特征差异较大，春季和夏季降水存在区域差异，秋季和冬季降水呈现全区一致变化的特征，且四个季节降水均表现有明显的年代际变化特征。下面将选择以西秀区和关岭为代表进行小波分析。

3 气温变化趋势分析

安顺市四个季节平均气温变化特征除夏季外，其余三个季节的变化特征呈现全区一致的特征，因此春、秋、冬三季以西秀区为代表进行分析。安顺市春季平均气温在20世纪60—70年代较常年同期偏高，70年代初开始降低，直到21世纪初均较常年同期偏低，2000年开始逐步升高，较常年同期偏高，尤其是2013年开始至今异常偏高。可见，安顺市春季平均气温呈现明显的年代际变化特征。秋季平均气温在20世纪60—80年代初处于气温偏低的大背景之下，较常年同期气温偏低，且70年代中期有一个波谷期，80年代初开始上升，至20世纪90年代初处于较为平稳的偏高背景之下，90年代后期开始，秋季平均气温又进一步升高，至今均处于气温偏高的大背景之下。而冬季平均气温变化特征与秋季相似，呈逐步升高的趋势，但年际变化的幅度较秋季大，且冬季平均气温是在80年代初期到中期有一个气温的波谷期，自80年代后期开始至今处于气温偏高的大背景之下。

安顺市夏季平均气温的变化特征存在区域差异，其中西秀区、普定与关岭变化特征类似，平坝、镇宁、紫云变化特征类似，故选取西秀区和镇宁为代表进行分析。西秀区为代表的夏季平均气温在20世纪60—80年代初处于气温偏低的大背景之下，较常年同期偏低，80年代初开始上升，至今均处于气温偏高的大背景之下，但是，在21世纪的第一个10年，气温存在一个波谷期，且低于常年同期平均值，但仍比20世纪60—80年代气温高，到2010年开始夏季平均气温开始回升，至今较常年同期气温偏高。而镇宁为代表的夏季平均气温呈现持续升高的状态，在20世纪80年代中期之前，夏季平均气温低于常年同期平均值，90年代开始至今则高于常年同期平均值，且有继续升高的趋势。

由前面已知，安顺市四个季节平均气温变化特征除夏季外，其余三个季节的变化特征呈现全区一致的特征，春、秋、冬三季以西秀区为代表进行小波分析，结果表明，西秀区春季气温具有6～8 a、38～44 a周期，且38～44 a周期经历了1个半循环，20世纪80年代中期至今还具有11～12 a周期；秋季气温具有9～10 a、16 a周期，且9～10 a周期经历了7个半循环，16 a周期经历了4个循环；冬季气温具有10～13 a周期，60—80年代中期具有21 a周期。可见，安顺市春、秋、冬四季气温周期变化各不相同，存在季节差异（图2）。

西秀区夏季气温具有34～38 a周期，且经历了2个循环，20世纪50—90年代中期具有8～10 a周期。镇宁县为代表的夏季气温具有26 a周期，且经历了2个循环，此外，在20世纪60—70年代中期具有5～6 a周期，在90年代后期至今具有9～10 a的周期（图3）。

图2 西秀区春、秋、冬四季气温序列小波实部等值线图Fig. 2 The wavelet coefficients of temperature in spring (a), fall (b) and winter (c) at Xixiu

4 气象灾害变化特征分析

安顺市常见的气象灾害有暴雨、冰雹、雷电、干旱、秋风、雨凇、秋绵雨、倒春寒、寒潮、大雾等。这些气象灾害标准除雨凇是采用大气科学辞典外，其余气象灾害的划分标准参见贵州省气业发[1997]18号文件。

由前面分析可知，安顺市春季平均气温在20世纪60—70年代较常年同期偏高，70年代初至21世纪初均较常年同期偏低，2000年开始较常年同期偏高。与此相对应，20世纪60—70年代以及2000年开始至今安顺市倒春寒日数低于历年平均日数，而70年代初至21世纪初在气温偏低的背景下，倒春寒日数高于历年平均日数。1960—1987年，安顺市春季为多雨时段，而1987—2016年为少雨时段，在少雨大背景下，20世纪90年代中前期以及21世纪第一个10年的中前期降水为波峰期。与此相对应，1960—1987年，安顺市在多雨背景下春旱日数较历年平均日数少，而在1987—2016年的少雨时段，春旱日数在多数年份高于历年春旱日数平均值，但在20世纪90年代以及21世纪第一个10年中前期春旱日数较历年平均值偏少，亦呈现波谷期，即春季降水的波峰期为春旱波谷期，春季降水的波谷期为春旱的波峰期（图4）。

图4 1951—2016年西秀区倒春寒（a）和春旱（b）日数时间序列Fig. 4 The time series of “Late Spring Coldness” (a) and spring drought (b) days at Xixiu during 1951-2016

在20世纪70年代末—21世纪初，西秀区夏季降水处于偏多的大背景之下，2002—2015年降水偏少。与此对应，在夏季降水偏多的背景下，西秀区夏旱日数与历年平均值相比，处于正常或略偏少或略偏多，而在21世纪开始降水偏少的大背景之下，夏旱日数明显增多，多数年份的夏旱日数是历年平均值的2倍之余。秋风发生在每年8月1日—9月10日。20世纪60—80年代初，安顺市秋风日数与历年秋风日数相比较多，1980—2000年秋风日数少于历年平均值，处于波谷期，在2000—2010年夏季平均气温波谷期，秋风日数处于波峰期，2010年开始秋风日数减少，又处于波谷期。也就是夏季平均气温的波谷期对应秋风日数波峰期，而夏季平均气温的波峰期对应秋风日数的波谷期。