博白县近30年气候变化特征分析

2015-01-12吴剑芳黄永东

气象研究与应用 2015年1期

吴剑芳，黄永东

（博白县气象局，广西博白 537600）

1 引言

气候变化对地球和人类的影响既有正面的，也有负面的。其中对农业生产和人类健康所构成的威胁最为严重。随着气候的持续变化，导致暴风雪、寒流、暴雨、热浪、干旱等极端天气事件频发，对整个社会造成了严重的经济损失和人员伤亡。近年来，已有很多学者和气象专家对我国各地气候变化进行了研究，研究表明气候变化对我国各个地区的影响并不完全相同［1］。本文通过对博白县气候变化特征的分析，利用分析结果为当地的农业生产、经济发展、生态坏境保护、气候预测和评估、气象防灾减灾等提供参考，保证人民的生活和当地的农业发展等方面均具有重要意义。

2 资料来源及分析方法

气象资料来源于博白国家一般气象站，（东经109°59′，北纬 22°16′，海拔高度 66．2m）1981～2010年的气象观测（3次定时观测）资料，选取日照、气压、相对湿度、蒸发量等要素作为研究对象，采用一元线性回归方程和数理统计的方法分析其变化趋势，通过对气候趋势的变化分析，揭示在全球气候变化大背景下博白县的气候变化特征，为博白县防灾减灾工作提供决策参考。

3 日照时数气候变化特征

3．1 日照时数年代际变化

从博白县年代间平均日照时数阶段性变化来看（图 1），1981－2010 年近 30a 平均日照时数为1719．7h，总体呈下降趋势［2］，其中 80 年代年平均日照时数最多，为1773．4h。90年代年平均日照时数最少，为 1673．8h，比 80 年代少 99．6h。 00 年代比 90 年代略显上升趋势［3］，比 90 年代多 38．2h，但与 80 年代相比，略倾下降，比80年代少61．4h。总体而言，博白县年代际的日照时数变化呈明显减少趋势［4］，并通过了信度为α＝0．001的显著性检验。

图1 博白县1981－2010年各年代平均日照时数变化趋势

3．2 日照时数年际变化

从图2可以看出，1981～1982年两年的年平均日照时数比累年平均日照时数明显偏少，1983－1993年连续11年每年的平均日照时数均高于累年的年平均日照时数，为年平均日照时数偏多期。1994～2002年九年的年平均日照时数为1587．1h，低于30a的累年年平均日照时数1719．7h，为年平均日照时数偏少期，连续9年中只有1999年一年高于累年平均值。至2003－2004年年平均日照时数略有上升，2005－2006年又略倾下降的趋势，2007－2010年又缓慢上升，从总的气候趋势看，博白县近30a来平均日照时数虽然呈下降趋势，但下降不明显。年日照时数最多为 1983年的 1994．8h，最少为 1982年的1371．5h，两者相差 623．3h，超过了历年平均值的 l/3。

图2 博白县近30a（1981－2010）平均日照时数变化趋势

3．3 日照时数季节变化特征

从表1中可以分析得出，博白县近30a各季度的日照时数分别为春季8808．1h，占30a总日照时数的17．1%。夏季日照时数为17156h，占30a总日照时数的 33．3%。秋季日照时数为 16706．3h，占 30a总日照时数的 32．4%。冬季日照时数为 8889．3h，占30a总日照时数的17．2%。从季节特征来看，冬春季节太阳辐射强度明显低于夏秋季节，近30a来以夏季的日照时数为最多，其次为秋季，但秋季的日照时数与夏季不相伯仲，基本上持平。冬季排第三，春季日照时数最少，但春季与冬季的日照时数也不相伯仲，基本持平。冬春两个季度的日照时数比较少，冬春两个季节的日照时数总和基本上与夏季的日照时数持平，这也与博白夏季晴热高温天气，冬春季雾霾阴雨天气较多相吻合。

表1 博白县近30a（1981－2010）各季度日照时数变化趋势

3．4 冬季日照时数变化特征

从图3中可以看出，博白县近30a（1981～2010）冬季日照时数稍微呈下降趋势，其线性倾向率为－0．2216，表明近30年冬季的日照时数下滑不明显，基本上保持平稳状态。线性与30a冬季的平均值296．3h的直线几乎在重叠。历年冬季的日照时数沿平均值上下振荡，冬季日照时数最多的年份是2008年的 453．5h，最少的年份是 1997 年的 144．9h。 80 年代冬季平均值为 303．6h，90 年代为 286．7h，略有下降，但下降程度不明显，与上一年代相比只有16．9h的差距。到00年代又上升到298．7h，但还是略少于80年代，与80年代相比只有4．9h的差距。综上所述，近30a冬季的日照时数总体趋势呈缓慢下滑，效果不明显。

图3 博白县近30a（1981～2010）冬季日照时数变化趋势

3．5 春季日照时数变化特征

从图 4 可以看出，博白县近 30a（1981～2010）春季日照时数总体呈振荡上升趋势，其线性倾向率为1．4483，从一元回归方程线性相关性可以看出近30a春季的日照时数上升明显。春季日照时数最多的年份是 1991 年的 374．8h，其次是 2003 年的 371．5h，最少的年份是1982年的173．2h。最多年份与最少年份的季度日照时数相差201．6h，差值比最少年份的季度日照时数还要多，是最少年份季度日照时数的1．2倍。从图中还可以看出，80年代春季日照时数的平均值为 280．6h，90 年代上升至 296．3h，90 年代比 80年代增加了15．7h，上升显著。00年代日照时数的平均值为304h，略多于90年代，与80年代相比增加了23．4h。综上所述，近30a春季日照时数总体呈明显上升趋势。

图4 博白县近30a（1981～2010）春季日照时数变化趋势

3．6 夏季日照时数变化特征

从图 5 可以看出，博白县近 30a（1981～2010）夏季日照时数总体呈明显下降趋势，其线性倾向率为－2．91，从一元回归方程线性相关性还可以看出近30a夏季的日照时数下降较为显著。从30a夏季日照时数变化趋势线和30a夏季日照时数平均值线可以看出，1983－1990连续8年夏季的日照时数高于30a夏季日照时数的平均值。1994－1999连续6年夏季的日照时数低于30a夏季日照时数的平均值。夏季日照时数最多的年份是1983年的730．1h，其次是1984 年的 705．5h。最少的年份是 1997 年的 396．1h，其次是1994年的408．2h。最多年份与最少年份的季度日照时数相差334h，差值是最少年份季度日照时数的0．8倍。从图中还可以看出，80年代夏季日照时数的平均值为 629．3h，90 年代下降至 529．1h，90 年代比80年代减少了100．2h，下降较为显著。00年代夏季日照时数的平均值为557．3h，与90年代相比略有上升，10a仅增加了28．2h。但00年代与80年代相比夏季平均日照时数减少了72h，下降较为显著。综上所述，近30a夏季日照时数总体呈明显下降趋势。

图5 博白县近30a（1981～2010）夏季日照时数变化趋势

3．7 秋季日照时数变化特征

从图 6 可以看出，博白县近 30a（1981～2010）秋季日照时数总体呈稍微下降的趋势［5］，其线性倾向率为－0．4374，表明近30年秋季的日照时数下滑不明显，基本上保持平稳状态。30a秋季日照时数变化趋势线与30a秋季日照时数的平均值线几乎重叠。历年秋季的日照时数沿平均值线上下振荡，从一元线性回归方程线性相关性还可以看出近30a秋季的日照时数下降不显著。基本上保持平稳状态。秋季日照时数最多的年份是1984年的650．9h，最少的年份是1981年的430．7h。最多年份与最少年份的季度日照时数相差220．2h，差值是最少年份季度日照时数的0．5倍。从图中还可以看出，80年代秋季日照时数的平均值为 558．9h，90 年代上升至 561．4h，90 年代比80年代略有上升，增加了2．5h，但上升不明显，基本保持平稳状态。00年代秋季日照时数的平均值为550．4h，与90年代相比略有下降，10a仅减少了11h。但00年代与80年代相比秋季平均日照时数减少了8．5h，下降不明显。综上所述，近30a秋季日照时数总体呈稍微的下降趋势，但下降不显著，基本保持平稳状态。

图6 博白县近30a（1981～2010）秋季日照时数变化趋势

4 气压变化特征分析

4．1 气压年际变化特征

从图7给出的气压年际变化趋势可以看出，博白县近30a来的平均气压为1004．1hpa，最大值年平均气压值出现在1995年为1005．1hpa，比平均值偏多1hpa，最大值与平均值基本持平。最小值出现在2010 年为 1001．9hpa，比平均值偏低 2．2hpa。30a 来气压的最大值与最小值偏差为3．2hpa。从图中可以分析出，30a来的年平均气压整体呈略下降趋势，下降并不明显，其线性倾向率为－0．024/a。从年平均气压变化趋势可以看出，博白县年平均气压呈上下波动变化。80年代平均气压为1004．2 hpa，比历年年平均气压多0．1hpa，与历年平均气压基本持平。90年代平均气压为1004．3hpa，与历年平均气压相比多0．2hpa，与历年平均气压基本持平。00年代年平均气压为 1003．9hpa，比历年年平均气压少 0．2hpa，与历年平均气压基本持平。从年代的变化来看，80年代、90年代和00年代三个年代的平均气压与历年平均气压基本持平，年代值相差不超过0．2hpa。以上数据可以分析出博白县近30a来虽然年平均气压呈略下降趋势，但下降不明显，基本保持平稳状态。从图中还可以分析出，1987－1993年连续6年的年平均气压值高于30a平均气压值，1994年略有所下降，但下降幅度不大，比30a平均值偏低0．1hpa，至1995－1997三年连续保持高于30a平均值的趋势，之后又继续四年（1998－2001）保持低于30a平均值的下降趋势，随后又继续保持了四年（2002－2005）高于30a平均值的上升趋势。其余各年的年平均气压值在30a平均值线上下振荡。从以上资料分析得出，历年平均气压值总体呈现为前后小振荡，中间大振荡的上下波动趋势。综上所述，博白县近30a的年平均气压值虽然总体呈下降趋势，但下降不明显，30a来基本保持一致。

4．2 气压月际变化特征

图7 博白县近30a（1981－2010）气压年际变化趋势图

从图8给出的气压月变化趋势可以看出，博白县近30a来的各月平均气压呈“V”型结构，总体表现为两端高中间低的趋势，从1月份开始至6月份呈下降趋势，6－8月保持平稳状态，从9月份开始一直上升至12月。从图中还可以看出，1月份年均气压为 1011．8hpa，与 12月份的平均气压 1012．2hpa相差0．4hpa，基本保持平衡。2月份年均气压为1009．5hpa，与 11 月份的平均气压 1009．7hpa 相差0．2hpa，也基本保持平衡。3月份年均气压为1006．6hpa，与 10 月份的平均气压 1006．1hpa 相差0．5hpa，也大致保持平衡。5月份年均气压为1000．1hpa，与 9 月份的平均气压 1000．8hpa 相差0．7hpa，不超出1个百帕，也大致保持平衡的趋势。从图中可以直接看出，全年月平均气压最大值出现在 12月份为 1012．2hpa，其次是 1月份的1011．8hpa。最低月平均气压出现在 6、7、8三个月，分别为 996．7hpa、996．4hpa、996．7hpa。最大月平均值与最小月平均值相差15．8hpa。数据分析表明冬季各月的平均气压值比夏季各月的平均气压值要高，这是因为冬季受西伯利亚的高压控制，而夏季经常受海洋性季风气候低压控制有关。冬季1月份和2月份平均气压较高，这2个月份是受西伯利亚高压控制。从春季3月份开始逐渐受海洋性季风气候的影响，月平均气压开始下降，一直到6月份。夏季6月份至8月份完全无西伯利亚高压影响，月平均气压一直保持较低。从秋季9月份开始至11月份除受海洋性季风气候的影响外，又逐步受西伯利亚高压的影响，各月平均气压有所回升。从12月份开始至次年2月份整个冬季又完全回到了受西伯利亚高压完全控制的高压状态。

图8 博白县近30a（1981－2010）气压月变化趋势图

5 相对湿度年际变化特征分析

从图9给出的相对湿度年际变化趋势可以看出，博白县近30a来的平均相对湿度为79%，最大值出现在1982年为83%，比平均值偏多4%，最小值出现在2009年为74%，比平均值偏少5%。30a来相对湿度的最大值与最小值偏差9%。从图中可以分析出，30a来的历年平均相对湿度整体呈下降趋势，线性倾向率为－0．1449/a。从年平均相对湿度变化趋势可以看出，博白县年平均相对湿度呈现波动式变化，80年代平均相对湿度为80%，比30a平均相对湿度多1%，与30a平均相对湿度基本保持一致。90年代平均相对湿度为79%，与30a平均相对湿度一致。00年代平均相对湿度为78%，比30a平均相对湿度少1%，与30a平均相对湿度基本持平。从年代的变化来看，80年代、90年代和00年代三个年代的平均相对湿度与30a平均相对湿度基本持平，年代值相差不超过1%。以上数据可以分析出博白县近30a来虽然年平均相对湿度呈下降趋势，但下降不明显，基本保持平稳状态。从图中还可以分析出，1981－1988年连续8年的年平均相对湿度高于30a平均值。1989－2002年年平均相对湿度在30a平均值线上下振荡，2003－2009年呈下降趋势，连续6年低于30a平均值，至2010年又有所上升，上升至与30a平均值一致。综上所述，博白县近30a的年平均相对湿度虽然呈下降趋势，但下降不明显［8］，30a来基本保持一致。

图9 博白县近30a（1981－2010）相对湿度年际变化趋势图

6 蒸发量变化特征分析

6．1 蒸发量年际变化特征

从图10给出的蒸发量年际变化趋势可以看出，博白县近30a来的平均蒸发量为1538．6mm，年最大蒸发量出现在2000年为1776．7mm，比30a平均值偏多238．1mm。最小蒸发量出现的年份是在2008年为 1257．2mm，比平均值偏少 281．4mm。近 30a来年蒸发量的最大值与最小值之间相差519．5mm，最大年蒸发量与最小年蒸发量相差较明显。从图中一元线性方程倾斜程度可以分析出，30a来的历年蒸发量整体呈下降趋势［9］，线性倾向率为－1．771/a。从年蒸发量的变化趋势可以看出，博白县近30a的历年蒸发量均在1200－1800mm范围内并且沿着30a平均值线上下振荡，前期（1981－1997）波动较小，后期（1998－2010）波动较大。从蒸发量的波动情况分析，整个30a中有15个年份的蒸发量高于30a的平均蒸发量，有15个年份的蒸发量低于30a的平均蒸发量，各占一半。80年代平均蒸发量为1541．4mm，比30a平均蒸发量多 2．8mm，平均每年多 0．28mm，变化不明显，基本保持一致。90年代平均蒸发量为1578．4mm，比 30a 平均蒸发量多 39．8mm，平均每年多3．98mm，有所上升，但上升趋势也不是很明显。00年代平均蒸发量为1496．1mm，比30a平均蒸发量少42．5mm，平均每年减少 4．25mm，有所下降，但下降趋势也不明显。但90年代与00年代的蒸发量相比，相差82．3mm，下降较为显著。以上分析表明90年代是近30a蒸发量最大的10a，其次是80年代，蒸发量最小的是00年代，表明90年代空气干燥程度要比80年代和00年代要高。从年代的变化来看，80年代、90年代和00年代三个年代的平均蒸发量与30a平均蒸发量变化不甚明显，最大的年代值与最小的年代值相差不超过90mm。综上所述，博白县近30a来虽然年蒸发量整体呈下降趋势［9］，但下降幅度不大，表明近30a来空气干燥程度没有明显的变化。

图10 博白县近30a（1981－2010）蒸发量年际变化趋势图

6．2 蒸发量月际变化特征

从图11给出的历年蒸发量月变化趋势可以看出，月平均蒸发量最大的是 7月份，为169．6mm，其次是8月份，为166．0mm。月平均蒸发量最小的是2月份，只有 70．0mm，只占最大月份的 41．3%，不到一半。从图中还可以看出，从2月份开始，月平均蒸发量呈上升趋势，一直上升至7月份。然后以7月份为分界线，7月份后月平均蒸发量开始呈下降趋势，一直下降至次年1月份。从图中还可以看出，7－10月份共四个月的月平均蒸发量最大，四个月的月平均蒸发量均在160mm以上，表明全年中数7－10月份的空气最干燥。1－3月份共三个月的月平均蒸发量最小，均在90mm以下，表明全年中数1至3月份的空气最饱和。如果以季度进行划分，蒸发量最大的是夏季，为 485．8mm。其次是秋季，蒸发量为 456．9mm。蒸发量最小的是冬季和春季，分别为260．4mm和335．5mm。蒸发量最大的夏季比蒸发量最小的冬季多225．4mm，占整个冬季蒸发量的86．6%。综上所述，博白县近30a来月平均蒸发量整体以7月份为分界线，先呈上升趋势，后呈下降趋势，月平均蒸发量变化趋势较明显。