邹城市生态气候资源分析研究

张宁馨

邹城市气象局，山东邹城 273500

邹城市位于山东省西南部，东倚沂蒙山区，西临鲁西平原，地貌类型大体分为低山丘陵和山前倾斜平原两类，四季分明、降水集中，雨热同步，属暖温带大陆性季风气候。作为著名教育家、思想家孟子的故乡，邹城市既是中国优秀旅游城市，又是国家历史文化名城[1]，历史遗产众多，包括7处国家级文物保护单位，28处省级文物保护单位等[2]。辖内不仅文化底蕴深厚，自然资源也极为丰富，农业基础较好，尤其是邹东山区近1 000 km2，森林、山岳、湿地、湖泊、果园、农场等生态资源种类齐全[3]。尤其是邹西太平镇曾是山东最大的采煤塌陷区，而近年来政府秉持可持续发展的生态理念，将“绿水青山就是金山银山”在实践中变为现实。通过大力治理，于2018年建成了太平国家湿地公园[4-5]。依托其文化、资源交相辉映的自身优势，打造优秀旅游城市、生态宜居城市成了邹城城市规划目前和未来的发展目标，而生态气候资源则是首要大环境[6]。

因此，拟从降水、气温、风等3个方面对邹城市生态气候资源进行分析，以期归纳邹城地区生态气候资源特征，为邹城市生态气象保障服务提供理论基础，为城市规划建设提供参考依据。

1 资料与方法

采用邹城辖区内国家气象观测站，16个区域站2009—2021年降水、气温、风等日观测数据资料。数据统计分析采用Excel 2019软件进行，气温和降水的空间分布采用GIS反重力加权插值方法，利用ArcGIS平台处理，风玫瑰图通过Origin 2017软件绘制。

2 邹城市生态气候资源分析

2.1 气温变化特征分析

邹城市2009—2021年的年平均气温为15.1℃，年平均日最低气温为10.4℃，年平均日最高气温为20.5℃。图1为邹城市年平均气温、年平均日最高气温及年平均日最低气温变化，整体表现为多波动趋势，年平均气温、年平均日最高气温、年平均日最低气温的线性趋势拟合都呈现出显著的上升趋势，R2分别达到了0.797、0.807、0.734，其中，以年平均日最高气温的倾向率最大，R2最大，上升趋势最为明显。这表明在近13年内邹城市气温显著上升，这与全球变暖的大背景趋势相吻合。

图1 邹城市年平均气温、年平均日最高气温及年平均日最低气温的变化趋势

分析邹城市月平均气温、月平均日最高气温及月平均日最低气温变化可知（图2），2009—2021年，邹城市月平均气温、月平均日最高气温及月平均日最低气温最高值均出现在7月，分别为27.7℃、32.5℃、23.7℃；最低值均出现在1月，分别为0.6℃、5.6℃、-3.8℃。全年气温夏季最高，呈现出春季逐渐升温，至夏季温度最高，之后温度又降低的趋势。

图2 邹城市月平均气温、月平均日最高气温及月平均日最低气温的变化趋势

2.2 降水变化特征分析

2009—2021年，邹城市年平均降水量为663.8 mm。从近13年邹城市降水量逐年变化可以发现（图3），降水量变化波动剧烈。降水量最高的年份在2021年，达到了970.9 mm，降水量最低的年份在2012年，只有512 mm。对逐年降水量做线性拟合发现，近13年降水量呈现出微弱的上升趋势，但变化并不明显。

图3 邹城市年降水量变化

图4为2009—2021年邹城市逐月平均降水量的变化趋势，可以看出各月的降水量差异巨大，降水量最多的月份为7月，降水量达202.4 mm，最低为1月，降水量只有1.0 mm。总体来说，邹城市的降水主要集中在夏季（6—8月）3个月，曲线呈现出先增再减的趋势。夏季降水量占全年的50%以上，为51.1%。

图4 邹城市月降水量的变化趋势

图5为2009—2021年邹城市年降水量的空间分布情况。从图5可以看出，年降水量由西至东呈现逐渐增加的趋势，年降水量最高的地区包括邹城市区，出现在降水普遍较少的西部地区，这是由于城市化发展造成城区下垫面不透水面积增加，蒸发小、耗热小，城区建筑材料易储热、不利散热，人类生活、生产活动向空中释放大量热量形成城市热岛，促使城区上空的大气层结变得不稳定，易产生热力对流。此时，空气中水汽充足，容易产生降水。因此，城区的降水量大于郊区。而张庄镇至城前镇一带也属于较高降水量地区是因为东部为丘陵地区，容易形成地形雨。

图5 邹城市年降水量的空间分布

2.3 风的变化特征分析

2009—2021年邹城市年平均风速为1.3 m/s，年平均日最大风速为3.8 m/s，风速较小。从邹城市年平均风速及年平均日最大风速的变化（图6）可以看出，逐年风速呈波动式变化，年平均风速和年平均日最大风速的变化趋势是一致的，最大值均在2021年，分别为1.6和4.5 m/s，最小值均出现在2011年，分别为1.1和3.4 m/s。从线性拟合趋势来看，年平均风速和年平均日最大风速均呈现微弱的上升趋势，但趋势并不显著。从图7可以看出，月平均风速和月平均日最大风速逐月变化的趋势是一致的。月平均风速和月平均日最大风速最大值均出现在3月，分别为1.8和4.0 m/s，最小值均出现在9月，分别为0.9和2.3 m/s。总体呈现出“增加—减少—增加”的趋势，即春季风速最大，随后夏秋季风速减小，到冬季风速又增大。

图6 邹城市年平均风速及年平均日最大风速变化

图7 邹城市月平均风速及月平均日最大风速变化

图8为邹城地区2009—2021年风向风速频率风玫瑰图，可以发现，邹城市的日最大风主风向为西北风，2～4 m/s的风占比最大，为52.8%；其次为0～2 m/s的风，占比为25.4%。

图8 邹城市日最大风玫瑰图

根据2009—2021年邹城市年平均风速和年平均日最大风速的空间分布可以发现，年平均风速和年平均日最大风速较大的区域面积小，分布零散，主要集中在城区，这是由于城区植被少，下垫面主要为钢筋混凝土水泥建筑物、柏油路面等，比热容小，加上城区人类活动频繁，放热大，因此容易引起近地层大气迅速升温，形成对流，增加空气流动。而郊区下垫面主要为植被，比热容高，人类活动相对少，释放热量较少，空气流动相对慢。

3 结论

（1）邹城市年平均气温、年平均日最高气温、年平均日最低气温的线性趋势拟合均呈现出显著的上升趋势，其中年平均日最高气温的倾向率最大，上升趋势最为明显。年平均气温、年平均日最高、最低气温均呈现从西至东逐渐降低的趋势，最高值都出现在邹城城区，其中，年平均气温最高气温出现在邹城城区；年平均日最低气温最高值出现在邹城城区、峄山镇西南部及香城镇东北部。

（2）邹城市的降水主要集中在夏季（6—8月）3个月，曲线呈现出先增再减的趋势。夏季降水量占全年的50%以上。年降水量由西至东呈现逐渐增加的趋势，年降水量最高的地区包括邹城市区和张庄镇至城前镇一带。但东部丘陵地区水分易流失，干旱情况较西部地区明显，应增加水利设施建设，种植耐旱作物。

（3）邹城市月平均风速和月平均日最大风速最大值均出现在3月，最小值均出现在9月。总体呈现出“增加—减少—增加”的趋势，即春季风速最大，随后夏秋季风速减小，至冬季风速又增大的过程。邹城市的日最大风主风向为西北风，城区的风速要大于郊区。