镇江地区近60年气温时空分布特征研究
2024-05-31虞超孙磊
虞超 孙磊
摘 要:对镇江地区气象站的60年实测气温资料进行拟合处理。研究了气温变化趋势的基本特征和演变规律,包括年际变化、季节变化、冷热日数变化、空间分布及分析其他气象要素对气温变化趋势的影响。结果表明:镇江市气温总体呈上升趋势,且年代际变化特征明显,表现出“冷-暖-冷”特征。20世纪90年代以来,气温上升趋势显著提高。镇江市冷日数整体呈下降趋势,热日数呈上升趋势,近30年热日数上升趋势明显加快。镇江市热岛强度在0.5~2.5 ℃之间,热岛面积占总面积约20%。中心城区热岛效应明显,非中心城区热岛效应呈点状分布。
关键词:镇江;气温;年际变化;时空分布特征
中图分类号:P467 文献标志码:B文章编号:2095–3305(2024)02–0-03
近几十年,随着社会发展进程的加快,人口急剧向城市集中,全球增温日益突出,气候变化受到了全球各地专家及政府的关注[1]。在全球气候变暖的背景下,镇江城市化进程逐渐加快。因此,有必要分析镇江气温的年际变化、季节变化、时空分布等特征,从而提高对镇江地区气候变化特征和规律的认识,为当地相关部门进行城市规划和生态环境治理提供一定的
参考[2-3]。
1 资料来源与方法
采用的资料为镇江市丹徒区、扬中市、句容市、丹阳市国家气象观测站1961—2020年共60年的气温、风向风速、湿度等气象观测数据,包含各要素的平均数据及极值数据。四季序列资料以逐月数据为基础,3—5月为春季、6—8月为夏季、9—11月为秋季、12月至次年2月为冬季。对上述数据采用多项式拟合、线性拟合及距平化等处理方式,得到本次研究的全部资料序列。
2 气温的时空分布特征
2.1 年平均气温变化特征
由镇江市历年的年平均气温距平曲线图(图1、图2)可以看出,镇江市气温总体变化趋势的主要特征是增温。本市1961—2020年平均气温为15.8 ℃,20世纪60年代末及80年代经历了2次气温偏冷期,其中1968年14.6 ℃,为近60年平均气温最低年份。以1990年为分界点,在此之后的气温总体趋势是升高。1991—2000年间,气温上下浮动,最大幅度达0.8 ℃。2001年开始气温明显偏高,平均气温达16 ℃,平均最高气温出现在2017年,达17.2 ℃。通过对气温距平进行线性回归的趋势拟合,镇江市年平均气温增温率为0.3℃/10年,近30年平均增温率达到0.46 ℃/10年,增温速度明显加快。
分析镇江市近10年年平均气温变化趋势(图3)可以看出,2011—2020年,年平均气温持续上升,较常年值(1981—2010年)最高升温幅度为1.3 ℃,平均升温幅度达到0.78 ℃。21世纪开始,随着社会经济的快速发展,城市化进程加快,气象站所在自然环境受到了一定影响,可能是导致气温的明显上升的因素之一,这也进一步反映了城市化在一定程度上加剧了气候变暖[4]。
2.2 季平均气温的变化特征
采用一元线性回归方法对镇江市1961—2020年各季节的平均气温年际变化进行分析(图4)。镇江市四季平均气温总体均表现为上升趋势,其中春季最明显,秋冬季次之,分界点均出现在20世纪90年代,夏季最不明显。四季的线性上升率分别为0.46、0.15、0.27、0.35 ℃/10年。
春季气温演变趋势和年平均趋势基本一致,平均气温14.9 ℃,气温最低值出现在1971年,为12.9 ℃;最高值为17.2 ℃,出现在2018年。由图4可知,春季气温变化趋势大致可分为2个部分,20世纪60~90年代气温数值震荡交替,总体偏冷,20世纪90年代末开始出现明显上升趋势,总体偏暖,仅2010年气温小幅回落。
夏季气温距平表现为正负交替震荡,震荡幅度在四季中最劇烈,最高与最低值相差4 ℃(1998年24.7 ℃,
2013年28.7 ℃)。由图4可知,20世纪60、90年代正负距平数相当,冷热交替出现;20世纪70~80年代负距平较多,气温偏凉;2000年以后,虽年际间变化幅度还是较大,但正距平增多,有转暖趋势。
秋季气温前25年年际变化幅度大,但绝大部分年份为负距平,最大负距平出现在1981年,气温15.5 ℃,
较平均值低2 ℃。20世纪80年代中期至90年代,气温年际变化为正负距平交替循环,总体呈小幅增暖趋势。近20年正距平明显增多,绝大部分年份都是增温,升温明显,最高气温为19 ℃,出现在2019年,比平均值偏高1.5 ℃。
冬季平均气温4.2 ℃,20世纪90年代前负距平居多,最大负距平达-2.9 ℃,出现在1967年;20世纪90年代后线性上升率明显提高,平均气温增幅明显,最高增幅达2.4 ℃,出现在2019年。
2.3 冷热日数变化特征
分析1961—2020年镇江市气温低于0 ℃和高于35 ℃
的日数变化特征(图5),60年来年平均冷日数为41.8 d,
线性拟合结果表明冷日数总体呈下降趋势。分析1991
—2020年数据,近30年冬天寒冷的日数持续下降,大部分年份冷日数低于40 d,平均为35.9 d,但下降速率在逐渐放缓。1961—2020年平均热日数为12.8 d,呈现上升趋势,分析近30年资料得出,热日数上升速率明显加快,平均热日数为15.1 d,峰值出现在2013年,为41 d,
是平均值的3倍。冷日数减少,热日数增加且有加速趋势,与镇江地区气温整体上升趋势一致。
3 结论
(1)镇江市气温总体呈上升趋势,且年代际变化特征明显,20世纪60~80年代交替出现气温偏冷期,表现出“冷-暖-冷”特征。20世纪90年代以来,气温上升趋势显著提高,特别是近10年,已达到60年来最暖时期。在与镇江周边3个站点对比中,镇江站气温偏高,主要差异出现在20世纪70~90年代,但总体差异不明显。
(2)平均气温的上升在四季均有表现,且呈现出各自不同特点,春季上升趋势最明显,且与年平均气温变化曲线相似,秋、冬季次之,夏季最不明显且摆动幅度较大。除夏季之外,近30年春、秋、冬季均表现出加速升温的趋势,与年平均气温特征一致。
(3)镇江市冷日数整体呈下降趋势,热日数呈上升趋势,近30年的数据显示冷日数下降速度放缓,但热日数上升速度呈倍数增长,上升趋势明显加快,这与气候变暖的趋势一致。
参考文献
[1] 杨延志,小燕,林确略.玉林市近60年气温变化特征分析[J].农业灾害研究,2020,10(3):47-50.
[2] 马淑玲,盛建萍,任炳潭.洛阳市近50年气温变化特征[J].河南气象,2001(3):24-25.
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[4] 黄冲,汪红燕,李辉.衢州50年气温变化特征分析[J].吉林农业,2011(8):262-263.