三原县近43年来气候变化特征分析

2016-04-07罗锐敏赵晓慧

陕西气象 2016年1期

关键词：三原县日照时数降水量

李　群，李　飞，罗锐敏，赵晓慧

(三原县气象局，陕西三原　713800)

三原县近43年来气候变化特征分析

李群，李飞，罗锐敏，赵晓慧

(三原县气象局，陕西三原713800)

摘要：利用1972—2014年三原县气象站地面气象观测站逐日气温、降水量、平均风速、日照时数等资料，采用5年滑动平均、一元线性回归等方法，分析三原县近43年的气候变化特征。结果表明：近43年来三原县温度变化特征为明显的上升趋势，气候倾向率为0.296 ℃/10 a；年降水量、日照时数，平均风速、干燥指数均呈减少趋势，气候倾向率分别为-3.959 mm/10 a、-30.872 h/10 a、-0.048 (m/s)/10 a和-0.448(10 a)-1。20世纪80年代气温较低，主要由夏季降温所致；21世纪气候变暖，四季均有贡献，以春季贡献最大。80年代降水偏多，春季贡献最大；90年代降水的减少，主要由秋季降水减少造成。春季风速变化对年平均风速变化影响较大。80年代日照时数减少，夏季贡献最大；90年代日照时数减少，春季贡献最大；21世纪日照时数增加，春季贡献最大。80年代末以前为冷湿期，80年代末到2000年为相对暖干期，2000年以后向暖湿发展。

关键词：气温；降水量；风速；日照时数；干燥指数；三原县

近百年来，地球气候正经历着一次以全球气候变暖为主要特征的显著变化。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第四次评估报告指出：过去的100年(1906—2005年)全球地表平均气温升高了0.74℃[1]。在全球变暖的大背景下，中国年平均地表气温也在升高，尤其是近50年更为显著，其中以冬季西北、华北、东北地区最为明显[2-5]。蔡新玲等[6]指出：关中平原年平均气温显著升高，降水量年际波动较大，阶段性变化特征明显。三原县位于关中平原中部，平均海拔350～610 m，地势北高南低，在近十年气候变化异常明显背景下对三原县气候变化进行全面分析，以期为本地地方工农业生产提供参考。

1资料和方法

选用三原县气象站1972—2014年气温、降水、平均风速、日照时数等要素的逐月序列，利用5年滑动平均、一元线性回归方法分析三原县气候变化趋势。采用德马顿干燥指数[7-8]表征三原气候的干燥程度，即

式中，I为年干燥指数，R为年降水量(mm)，t为年平均气温 (℃)。季节按照气候统计学划分，即春季为3—5月，夏季为6—8月，秋季为9—11月，冬季为12—次年2月。

2气候变化分析

2.1气温

2.1.1平均气温由图1可看出，近43 a气温年际波动较大，呈明显上升趋势，气候倾向率为0.296 ℃/10 a。20世纪70年代中期以前呈缓慢上升趋势，70年代后期到80年代初呈现明显下降趋势，80年代中期以后持续增温，2006年最高为15.3 ℃。各季温度变化与全年较为相似，夏、秋、冬三季的变化趋势比全年小，其气候变化倾向率分别为0.243 ℃/10 a、0.260 ℃/10 a、0.177 ℃/10 a，而春季的气候变化倾向率为0.506 ℃/10 a，可见，三原县四季气温均呈上升趋势，春季较显著。

从表1可看出，平均气温在各年代波动变化，20世纪80年代最低，比43 a平均值低0.5 ℃，21世纪最高，比平均值高0.58 ℃，且气温的变化幅度比其它时段大得多。对于各季而言，各年代变化不尽相同。80年代夏、冬季气温较70年代分别下降了0.99 ℃和0.12 ℃，秋季变化不大，春季上升了0.05 ℃；21世纪以来，四季气温均在升高。三原县20世纪80年代气温较低，主要是夏季降温所致，而21世纪气候变暖，四季均有贡献，以春季贡献最大。

图1　三原县1972—2014年年平均气温变化趋势

时段/年份平均气温/℃降水量/mm年春夏秋冬年春夏秋冬1972—198013.3813.7725.6613.320.84488.3100.7269.0170.718.61981—199013.0913.8224.6713.220.72568.9115.7274.3179.018.21991—200013.4113.9325.5813.191.14477.3115.1275.6134.217.62001—201414.1715.4225.8113.921.38512.976.1255.6171.817.21972—201413.5914.4026.0313.471.06512.6104.8268.0164.619.3

2.1.2平均最高和最低气温从年平均最高气温的变化曲线(图略)可见，最高气温的年际波动较大，呈上升趋势，5年左右的周期变化显著。各季平均最高气温在20世纪70年代末到80年代初呈下降趋势，80年代中期开始均为上升趋势，春季变化最明显，高于年平均气温变化趋势率，冬、秋变化基本一致，低于年平均气温趋势率。夏季年代变化不明显。

年平均最低气温整体为上升趋势(图略)，70年代到80年代中期较平稳，从80年代后期到21世纪前在波动中缓慢下降，21世纪以后平均最低气温升高显著。冬季5年滑动平均曲线与全年一致，波动中呈缓慢上升趋势，春、夏、秋三季在21世纪前呈波动变化，趋势不明显。

2.2降水量

从图2可看出，三原县降水量年际变化较大，阶段性变化特征明显，总体呈减少趋势，气候倾向率为-3.959 mm/10 a。20世纪70年代到90年代末，降水量呈下降趋势，1996年最低为295.9 mm。90年代后期降水为上升趋势，2003年最高为824.2 mm。各季降水变化不一致，夏季变化不明显，春、秋季与全年趋势较为一致，冬季呈减少趋势，但是降水量较少，只占全年降水量的10%。可见：三原县降水主要集中在夏、秋两季，1972年以来降水减少主要由秋季降水减少造成。

图2　三原县1972—2014年降水量变化趋势

20世纪80年代降水量最多，比平均值偏多56.3 mm，90年代最少，较比平均值偏少35.3 mm。从表1可看出，降水量80年代春、夏、秋都在增加，冬季略减少；90年代春、秋、冬均减少，夏季略增加。三原县80年代降水增多，春季贡献最大；90年代降水减少，主要由秋季降水减少造成。

2.3平均风速

从图3可看出，三原县平均风速的年际变化较小，总体呈减小趋势，气候倾向率为-0.048 (m/s)/10 a。上世纪70年代维持高风速期，70年代末到80年代初期平均风速呈明显下降趋势，1982最小为1.47 m/s，80年代中期以后到90年代末年际波动变化明显，90年代末以后呈明显上升趋势，2008年风速最大为1.98 m/s。各季平均风速变化与全年基本一致，5年滑动平均曲线秋季与全年接近，各季无明显差异。

图3　三原县1972—2014年平均风速变化趋势

从表2可看出，20世纪70年代风速最大，之后减小，90年代减至最小，减幅较80年代小。春季平均风速最大，夏、冬季次之，秋季最小。80年代平均风速除冬季略有偏大外，其他三季均偏小；90年代春、夏季略有增大，秋、冬季减小，冬季减少幅度较大；21世纪以后，平均风速迅速增加。由此可见：三原县春季风速较大，春季风速变化对年平均风速变化影响较大。

表2　三原县1972—2014年各阶段平均风速和年(季)日照时数

2.4日照时数

从图4可看出，日照时数呈波动减少趋势，气候倾向率为-30.872 h/10 a。日照时数20世纪70年代呈上升趋势，1977年最多为2 525.40 h，从70年代末到90年代初，日照时数呈减少趋势，1993年最少为1 405.90 h；之后到90年代末期，年日照时数呈上升趋势；21世纪初年日照时数年际变化较大。各季日照时数变化不一致，只有春季为增加趋势，夏、秋、冬季与年日照时数变化趋势一致，呈减少趋势，夏、冬季最为明显，由此可见：三原县日照时数减少夏、冬季均有贡献。

从表2可看出：20世纪70年代日照时数最多，比历年平均值偏多213.54 h，90年代最少，平均值减少134.19 h。80年代四季均为减少，90年代，春、秋季减少，夏、冬季增加，21世纪四季均为增加。80年代日照时数减少，夏季贡献最大；90年代日照时数减少，春季贡献最大；21世纪日照时数增加，春季贡献最大。