近55a周口市区气候变化特征分析论文_曹明明

(周口市气象局 河南 周口 466000)

摘要:根据周口市川汇区站1961—2015年气象观测数据料,利用统计学方法分析该站近55a气温、降水量年平均和季节平均变化特征。结果表明:近55a周口站年平均气温呈上升趋势,其中冬季气温增幅最大,夏季气温变化平缓,气候变化具有冬暖夏凉特征,年平均气温1991年前后有突变;本站年平均降水量表现出准20a周期波动,其中冬季降水量呈增加趋势,秋季降水量趋于减少,而春、夏季降水量变化平缓;近几十年平均日照时数呈下降趋势。

关键词:周口;气温;降水;日照;气候倾向率;气候突变;

1 资料来源与分析方法

选取周口市气象局资料室整编的1961~2015年月平均气象观测资料,包括气温、降水、日照等气象要素值。春、夏、秋、冬季分别为3~5月、6~8月、9~11月、12~次年2月。

利用线性趋势分析法进行气候倾向率比较分析,利用滑动t—检验法、滑动平均法对温度、降水量和日照时数突变特征分析,最后得出年要素值突变特征。

2 气候变化特征分析

2.1气温变化

2.1.1气温年变化

近55a周口年平均气温呈增温趋势,平均每10年增温0.36℃,年内各季节气温变化趋势有所不同,其中2月和3月增温趋势最明显,均达0.56℃/10a。冬季有明显增温趋势,是气候变暖最突出季节;春季其次,夏季气温升幅平缓。近55a川汇区站年代际变化特征:20世纪60年代中期到70年代前期是气温下降期;70年代前期到80年代前期是平稳上升期;80年代前期到90年代初是下降期,90年代呈明显上升趋势,进入00年代后气温上升明显,与全球气候变化大背景相符。全年平均气温和10月、4月平均气温数值较大,年平均气温R2达0.56,说明年平均气温线性回归分析中,趋势线拟合程度高,气温趋势线可靠性较强。

图1 近55年川汇区站年平均气温 图2 1961—2015年川汇区站

演变曲线(单位:℃) 年降水量曲线(单位:mm)

2.1.2季平均气温变化

分析四季平均气温变化:春季平均气温呈曲线上升趋势,增温率约0.4℃/10a;夏季气温总体保持稳定,1961-1971年变化剧烈且规律性差,数值偏高;1972-1993年呈下降趋势,数值偏低;1994年后气温略升高,年际变化增大;秋季气温变化总体呈上升趋势,1997年后变化明显加大。冬季在四季中增幅最大,气温呈显著上升趋势,增温率约0.4℃/10a。

2.1.3 极端气温变化

近55a川汇区站年最高气温≥40.0℃年份共出现10次,年最高气温≤37.0℃年份共6次,年最高气温≥41.0℃均在60-70年代,年最高气温≤37.0℃在60、80、90年代和00年代均出现1次。年最低气温≤10.0℃次数呈明显减少趋势,2011-2015年暂未出现过。冬季极端最低气温有明显波动上升趋势,夏季极端最高气温有弱下降趋势,二者呈非对称性变化,温度变暖主要体现在最低气温升高。

2.1.4 极端冷、暖事件分析

近55a共出现极端冷冬6次,暖冬8次(其中异常冷冬4次,异常暖冬6次)。极端冷冬全出现在1972年前,极端暖冬全出现在1998年后,说明自90年代后期以来,周口已进入极端暖冬事件多发期,同时说明近15a是55a最暖15a。

2.2降水变化

2.2.1降水量年季变化

1961—2015年周口站年平均降水量686.76mm,近55a年平均降水量年际波动较大,其中年最大降水量为1347.2mm(1984年);年最小降水量463.7mm(1966年)。分析1961-2015年四季降水量逐年变化,冬季降水量呈上升趋势,秋季降水量呈下降趋势,春夏季降水量变化较缓。夏季是长周口降水集中季节,7月暴雨多发,易出现洪涝灾害。

2.2.2暴雨统计

暴雨天气是周口主要灾害性天气之一。1961-2015年川汇区站年平均2.15个暴雨日,其中夏季占76%,春季占9%,秋季占15%。单日雨量达大暴雨(100mm)天数有14天,主要在7-8月。周口历年暴雨日数集中在夏季,短时强降水会造成城市内涝。

2.3 日照时数变化

2.3.1 年日照时数的时间变化

1965-2015年川汇区站平均日照时数2005.4h,日数时数呈下降趋势,倾向率为-12.9h/a(达0.01信度)(图3)。60-70年代日照时数在平均线2005h之上,60年代开始日照时数呈递减趋势,90年代开始年日照时数降至平均至以下,00年代到现在下降趋势平缓,2011-2015年平均日照时数为1704h,为各年代最低。

图3 1961-2015年川汇区站图4 川汇区站气温、降水、日照时数

年日照时数变化曲线突变判别曲线

2.3.2 日照时数变化成因

周口日照时数减少与大气环境变化直接相关。随着大气污染加剧,雾霾天气屡见不鲜,地面能见度下降。2015年12月河南省平均雾霾日数12.9天,较常年同期偏多8.3天,比2014年同期偏多7.6天,为1961年来同期最多,我市雾霾日数更是达15天。

2.4 突变分析

采用滑动t检验方法对川汇区站1961—2015年平均气温、降水量和1965-2015年日照时数突变分析(图4):当基准点前后两个子序列样本数相同,即n1=n2=10时,日照时数t统计量在1968-1974年超过信度α=0.01显著水平,1972年|t|统计量达极大值,具有不可信度。年降水量在1993年突变,年降水由下降转为上升趋势。年平均气温t统计量只在1991年达信度α=0.01显著水平,表明年平均气温由下降变为上升趋势。

3 结论

①近55a周口年平均气温变化趋于升温,升温最明显是冬季和春季,而夏季气温变化平缓。夏季≥35℃高温日数与冬季≤-10℃低温日数皆减少,气候变化具有冬暖夏凉特征。年平均气温在90年代出现突变点。

②1987年来周口出现17个暖冬,5个严重暖冬年份出现在1994年后,周口最近10a是近55a最暖10a,增温效应体现在对低温影响。

③近55a周口站年降水量存在准20年波动周期,年际波动大。夏季降水量和强降水都占主导地位,春季变化不明显,冬季上升,秋季趋于下降。

④暴雨日有减少趋势,与近些年整体降水量减少相关。夏季暴雨日在60-70年代集中,2000年后暴雨日数频率波动较大,≥100.0mm大暴雨日数增加。

⑤近55a周口站日数时数趋于减少,与大气污染加剧、雾霾天气增多、能见度下降有关。

参考文献

[1]付祥建.河南省凌虐变化气候特征分析[J].气象与环境科学,2008,31(增刊).

[2]刘文新.近50年永城市降水量变化趋势及突变分析[J].安徽农业科学,2013,41(1).

论文作者:曹明明

论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期

论文发表时间:2018/8/10

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