全球气候变暖背景下水城县近30 a气温与降水变化的新特征

中低纬山地气象
Mid-low Latitude Mountain Meteorolo/y Vol.44No.3 Jnn,2022
第44卷第3期
2222年6月
文章编号：2096-5389(2222)03-0005-08
全球气候变暖背景下水城县近30a气温与
降水变化的新特征
严锐2，董瑞2龙园7张润琼7肖艳林5
(1.贵州省六盘水市气象局，贵州六盘水553009；2.贵州省水城县气象局，贵州水城553000)
扌商要：该文基于水城县国家气象观测站1986—2015年的逐日观测资料,利用线性回归、Morlet小波分析等方法，对水城县近30a气温和降水的气候特征进行分析。

结果表明：①水城县年平均气温在近3。

a来呈现显著的上升趋势,其中春、夏、秋三季的平均温度对年平均气温的增加起到了重要贡献，且冬季在近15a来更容易发生极端暖冬与冷冬事件;②水城县年平均降水量在近30a来存在一定的减少趋势,但与气温不同，夏、秋两季的降水占到了全年的75%以上，从而与全年降水量的变化特征息息相关,并且在气候变暖的背景之下，水城县夏、秋季的降水在2000年以来年际变率显著变大,从而导致当地更容易出现极端的旱涝事件;③过去30a水城县的年极端最高气温出现在春季和初夏的次数最多,3—6月共有25次，占比高达80.6%，年极端最低温所出现的月份则主要集中在冬季(12月一翌年1月)；④水城县平均气温的增加与极端降水的变化之间存在密切联系，水城县年均暴雨日数主要集中在6—8月,在全年暴雨日数中占比达到79%(55d)，而水城县近3。

a的年暴雨日数在气温升高、总降水量减少的背景之下仍出现了显著的增加趋势。

关键词：水城县;气温;降水量;气候特征
中图分类号:P423；P426.6文献标识码:A
The new change characteristics of temperature and precipitation of
Shuicheng io receni30yecrt under tUr global climate warming
YAN Rui1,DONG Rui2,LONG Yuan1,ZHANG Runqmng1,XIAO Yanlin1
(1.Liuuanseui Meteorolouicao Bureaa of Guizhou Province,Liuuanseui553000,Chinn；
2.Shuichaq Meteorolouicai Burean of Guizhoo Province,Shuichaq553000,Chinn)
Abstract:Base,cm the ddilydataset,by usinq linear rearessioo and Morlet wavelet analysis,the climattc characteristica of lemperaturo a nd precipitatioo of Shuicheaq in tUt pasi3。

yem was analyset.ReseO shows tUai1:0)X11/temperaturo of Shuicheeq shows an increesinq treed oveo1:030pase yeere,in which i U c ae-eraye temperaturo in sponq,summer and dntumn has playel ad importani oO,and the extreme warm oo colO win­ter has UaypeaeC especti—Oy more fequeaUy in the pct17yeaie.Thea there is a decreasinq tread of the averaye nndd rainfad of Shuicheaq in the pct deeOy3。

years,whiie dimereai from temperature,the averaye rainfad of semmee and antumd foe more thad75%of the yarOy totU.And it is closdy related with the veriatiou characteristich of ynnb pecipitdtion.Additionddy,undee the bacherounn of gloUai climaie warminq,the interan-nub verianilite of pacipituion in semmee and antumn of Shuichenq has siuniUchntiy increased sincc2200,kabinq to more extreme dI■onuUt and eood teats.In the pasi3。

yeaie,the ynnb extreme maxicum temperature in Shuicheaq has occhrrea in sprinq and eaOy semmee mosi fequeaUy.There are25from March to June,ac-conntinq foe80.6%.The ynnb extreme low temperature has mdirdy aypearea in wintee tom December to Januaiy of the next year.Brines,there is a close eelationsein betweea the increase of aely/temperature and the chanqe
收稿日期：2019-08-22
第一作者简介:严锐(1793—),女,助工，主要从事天气预报工作,E-mi：260606866@qq.cm。

资助项目：中国气象局预报员专项项目(CMAYBY2016-066):滇黔准静止锋背景下的贵州晴雨预报方法研究。

・5・
低纬山地气象
MiP-low Latitude Mountaia Meteorology44卷第3期2222年6月
of extreme precipitation ia SSuichevg.ang the number of annnat rainstoan days is mainty_om June to August:ac­counting_r79%(51days)of the totat annnat oinstorm days.Howeveo,the1^11X1.0,of annnat oinstorm days ia SSuichevg has stilt shown a81/111X00^increcse trevg under the bachground of temperature Ose ang totat precipitati­on decrecse ia the recevt3。

yevrs.
Key woad:SSuicaevg.temperature,precipitation;0x110charactensticr
0引言
1755年以来，人类活动导致全球大气中的主要温室气体如CO2、CH4和n2co等的浓度明显增大,气中温室气体和气溶胶的不断增加气候的能源平衡和大气环流的特征。

如今，人类活动导致全球气候毋容置疑的事实。

在全球气候的大背景下，我国很多学者针对气候尤其在气温和降水进行量研究。

丁一汇［1］;对近百年来的气温研究发现，我国地表年平均气温增温球的情况十分相似，我国的平均气温0.4~0.5t,相较于全球平均的0.4t略低，但在具体的和周期明显的，表现为我国气温最高时段主要出现在22：44年代,89年。

另外，还有研究「2-4发现我国平均气温增温幅度已高于全球平均增温水平，并且全地的降水量，『6。

等⑷指出，1989年',我部降水量有明显的增加，而华北地区降水明显减少，并且我部、华北地区的平均降水特征气环流的特征一致。

赵传成等［7］发现年降水量在明显的区，西地区的西部部的降水量均表现为增加的趋，而东部为减少。

韩熠哲等研究指出青藏高原地区降水分布自向逐渐增加，且降水日数与降水量在地区分相同的
更有黄等［6］研究发现我国89年代的气候特征70年代的存在明显，比如长流带自22：7。

年代末起，降水增多，但华南和华北的降水在少。

，我地区对全球气候的
全相同，在时间和空间的分极不均。

很多研究学生70得出气候变生出的环、气象日等问,人们的日常活动,
会发展,尤其对农业生的结论。

而对于水城县来说,人已对其气候特征进行了分析，但研究时段主要集中在21-，如张艳等76对六盘水市年降雨量的分布研究发现,降水-6-总趋势除市的东部呈增长趋势外，市的西部和南部少，张锦等72利用标准化降水分析得出在1961—2013年中的近5a水城县极端干旱事件频发。

因此，通过对水城县自1286年以来近3。

a来的气温降水特征进行分析，水城县气候特征在全球气候的背景出现的1，从而为当地高工农业生产经济的决策服供科学依据和基础。

1资料与方法
①本文采用的资料为水城县基本气象站1286—2212年共30a的逐日观测资料，包括气温、降水量等气象要素；
②方法包括线性回归、Morlet小波分析、统计T 检验等。

2平均气温的气候特征
2.1年际变化
由图1可见，水城县近30a的年平均气温为12.7t,最出现在2015年为13.8t,最: 11.8t在1995年、:1996年均出现，年际最
达到2t。

①从长期线来看,水城县1286—2213年的年平均气温总体现，而1286—2200年期间，年平均气温增长较为，其变化倾向率仅为0.08t/12ao其中，1998年年平均气温达到13.3t，较1267年有明显的跃增（此与IPCC第组报为1998年是最暖的一年
198619911996200120062011
年份/年
图1水城县1486-2014年平均气温的年际变化(单位：t) Fig-1Tho interannuai variation of average temperaturo in Shumhevg froml286to2012(unit:t
)
V o P24N o.1严锐,等:全球气候变暖背景下水城县近3。

a气温与降水变化的新特征
相符［13］），且在2000年之前，有7n的年平均气温<17.2C。

②进入01-（2001—217年），水城县年平均气温的增温度为前7n的2倍,2015年平均气温较1736年增幅达2C,且在2001年的7n里，有13n的年平均气温>12.2C0
总体来说，近30n水城县的年平均气温增温速度为m C/H n,高于近50n的平均增温水平0.20C/17n［2］，且长期线性趋势相关系数达到1.2533，通过m信度的统计T检验，增温，十分明显。

全球气候的宏观背景F切0
从各个季节来看,水城县1986—年春季平均气温（图2n）为13.2C，略高于全年的平均值o 平均气温的向率达。

.48C/ 7a,明显高于全年的0.31C/17a,且其长期线性
相数达到4432（（ 1.05信度水平的统计T检验）在786—201年,春季的平均气温年际变化起伏较大，但大多数年份低于7.2C，而201—年平均气温波动较小，除了2003年的7.】C及2011年的7C外，其余年份的均高于近3。

n的平均
相比于春季，水城县近30n夏季平均气温为7.2C（图2b）且年际波动，最高值为2015年的2。

.2C,最低值为736年和737年的7.2C，尽管水城县夏季气温的年际变率，但其气温上升倾向率同样达到了 1.24C/17a,相关数为124363，1217水平度的计T 验，呈现出明显的夏季气温的气候特征，在近5n开始出现年际波动增大的情况。

198619911996200120062011
年份/年
（c）秋季
-»=平均气温一线性（平均气温）
16.0-
15.0
14.0
13.0■/LA—**
12.0
prpj■*
11.0
10.0
尸0.055039x-96.8521
198619911996200120062011
年份/年
（d）冬季仗=平均气温----线性（平均气温）
图2水城县786—年各个季节平均气温的年际变化(a,春季;b,夏季;c,秋季;d,冬季,单位:C) FO.2The interannual variation of the averaye temperature of each season in Shuicheod from786te ZU:
(a)Sprind；(b)Summeo;(c)Autumn；(d)Winter(unie：C)
水城县近30n秋季平均气温（图2c）为13.3C,相当，但秋季气温的年际波动幅度较春季，较夏。

从长期线来，秋季平均气温总体向率55C/17n的速度呈显著的，高于的m C/17n，相关系数高达ndg m水平信度的显著性检验。

来，水城县的春、秋两季的平均气温在全年的增温重要贡献。

相于个平均气温均高于71C，水城县的平均气温427C。

2d
出，平均气温年际波动明显于个节，尤在211年后，波动增加最为明显，士
-7
-
低纬山地气象
Mid-low Labtudc Mountaiu Meteorolo/y
2022年6月44卷第3期
去3。

a的冬季平均气温最高为2215年的6.0咒，最低为2208年的2.1咒,次高值和次低值分别为2209年的63°C和2211年的2.3°C,上述极值均集中在2200年后的近17a之中，,4C的极个最大的。

在长期线I 水城县冬季平均气温的气候向率仅为-0.0285°C/15a；并未表现出显著的下降（相关系数-0.02191,,显著验），但由于年际变率在近年来的显著增大，水城发生极端暖冬与冷的概率在增加。

2.2周期特征
图3给出了水城县年平均气温的Mlet小波分析结果。

,年平均气温平均气温（图略）变化相似，在20】99年代初期至21世纪初期,存在显著的4〜6a?期。

而夏季平均气温（图略）则仅在2000年期以来存在2〜3a的活动周期,虽然Molet小波分析中在同时段还表现出17〜16a的期,,的,度较低。

秋季平均气温（图略）尽管年际变率在活动周期表现出明显的周期（特征。

平均气温（图略）则与夏季平均气温的显著周期时间段相接近,,的变化周期稍有
3〜6a的期为主。

图3水城县年平均气温的MoOct小波分析
F io.6The Morlct wcvelct acalysis of tfc annuae
cverayc temperature io Shuichenq
3降水量的气候特征
3.1年（代）际变化
图4水城县1986—2015年年降水量（c，单位:mm）和降水距平百分率（b,单位:％）的年际变化Fio.4The annual precipitation of Shuichenc from1966to2015（a,Unit：mm）；The precipitation anomaly percentaye of5011010X1Oom1966to2015（b,Unit：%）
水城县近30）（1986—2015年）的年降水量最大值出现在2215年（1443.0mm），最小值为2211年的777.9mm,年平均降水量（图4a）为1153.0mm,而张艳梅口2研究指出22-66T9年代末期水城县的年平均降水量为1211.0mm。

结合长期线.
年降水量随时间存在一定的减少，,在的时间段有不同的。

在进入气温偏高的21-（图1）,年降水量的变化相对增大，表明气候，水城•8•县出现大旱大涝的可能性也随之增加。

从2205年数年份的年降水量低于平均现象出水城县旱威胁的在增加。

降水距平分率的年际相
的结论，降水年2215年的降水距平百分率达27.3%,而降水少年2211年的降水距平百分率为354%,极值均出现在近15a 近15a水城县降水距平百分率的年际变率要
于之前的20a,
从而导致了水城县近年来极
Vot.44No.3严锐,等:全球气候变暖背景下水城县近3。

a气温与降水变化的新特征端旱涝发。

g 塞
h 蛊養
80.0-⑴春季
0.0
-40.0-
40.0-
（b）夏季
-80.0
19861990199419982002200620102014
年份/年
-50.0J-----------------------------------------------------------
19861990199419982002200620102014
年份/年
0.0
-40.0-
40.0-
[11^7
o
o
O
O
o.
o.
（①冬季
-80.0J-----------------------------------------------------------
19861990199419982002200620102014
年份/年
-80.0J-----------------------------------------------------------
19861990199419982002200620102014
年份/年
M秋季
图5水城县1996—2215年各个季节降水距平百分率的年际变化(柱体)、长期趋势(黑色实线)及
式平均(线)(a,春季;b夏季;c秋季;d,冬季)
Fig.2The interannuai wriatiou(the column),the long一term trevn(the blach solid line)at the polyaomiat average(the blach dotteV line)of precipitation anomaty percevta/c of each season from 1286to2215：(a)Spring；(b)Summee；(c)Autumn;(d)
对于春季来说，水城县近30/的春季平均降水量（图略）为205.4mm,最大值出现在1290年，为314.4mm,较常年偏多53.2%；最小值出现在2011年，为65.3mm,较常年偏少67.9%（图5a），且从长期线体现岀明显的。

,气温在近年来明显偏高，但其年际变率亦
时明显增加，在点上明显于年降水量的特征。

于水城县夏季平均降水量为620.7mm,在全年降水量中的占比可达到5。

％以上72,所以夏季降水量的水城全年降水的旱涝分布。

在过去的30/中，夏季降水量以超过22mm^l6a 的向率下降（图略）水城县夏季降水距平百分率的年际（图5b）可见，近30/来，尽夏季降水的年份数要于偏少的年份，但降水偏少年份的降水距平要明显大于年份，从明水城县夏降水容易偏多，但相对来，在其夏季降水偏少时更容易发生严重的干旱事。

，水城县夏季降水在明显的年代际变,2219年代末期至90年代中期.2200年代期至今为降水偏少的时段，而1996年至21世纪初为降水的时段。

而秋季平均降水量为253.1mm,对年降水量贡献为22.3%,仅次于夏季（图略）从长期线性趋势，秋季降水量在一定的下降，但其明显分为两个，1996年代秋季降水明显，偏多年份占到9成，而在进入2000年，秋季降水开始明显偏少。

水城降水量的长期个季节明显（图略），近30/呈显著的
变化倾向率达到4.35mmi6/,相对于平均降水量
54.9mm的冬季来说，已接近平均降水量的16%,由此也说明，水城县年平均降水量在近30a 来的增长主要是来自于春、夏、秋降水量的贡献。

从年际和年代际来看，水城县冬季降水量最大值岀现在1695年（99.4mm,较常年偏多63.4%），最小值出现在2016年（27.4mm,较常年偏少50.7%）。

在1996年为明显的冬少雨期，在的22来年中，水城降水量除了2016年左右岀现的少雨时段，其余时期明显。

3.4月际变化
6可看岀，水城县全年降水量呈明显的单峰型分布，以12月最少，仅16.4mm,而以6月最多，达到226.5mm,可谓是干湿分明。

其中夏季（6—9月）是水城县全年的雨水集中期，也属于水城
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2020年6月
44卷第3期
县的主汛期范畴，夏季降水量占 全年的
54.0%, 个雨季（汛期）5—9月来看，水城县
雨季降水量为877.1 mm,可占到全年降水量的
• 4%,
在内的5月一翌年3月是全年的少雨期，亦是水城县的旱季，上述5个月的降水量
112. 8 mm,是6月降水量的一半，占全年降水
量的9.9%。

图6 1680一2015年水城县平均月降水量（单位:mm ）
Fip. 2 The averaye monthly precipitation of Shuichenq
from 1680 to 2015 （unit : mm ）
3. 3周期特征
为分析水城县降水的周期活动特征，图7给出
了 1986—2015年年平均降水量的Morlet 小波分析 结果。

，水城县年平均降水量在2009年之
显著的 期，而在进入2015年
在2 a 左右的显著 期。

降水量则在20
90年代初期分
准2 c 和准4 c 的 周
期, 准2 c 最为显著,之后在2000年代中后
期存在4~8a 的
期。

与年平均降水量 ，
相似，水城县近3。

c 的夏季平均降水量（图略）在
2211年
显著的 期，而在近几年期间在2 c 左右的显著
期，另外，在1696年代
在的准8 c 和 16 c 的 期由于受到小
波 的 ，可信度较低。

秋季平均降水量
（图略）则只在2000年 期存在2~4a 的 .周
期, 准2 c 左右的
期更为显著。

水
城冬、春两季平均降水量的变化周期相似（图略）,
分别为22世纪90年代中后期的2 ~3.3 c 变化周
期与2015年
4~6c 的 期, 22
90年期
期的2~3a 左右的 期更为
明显。

图7水城县年平均降水量的Morlet 小波分析Fig. 2 The Morlet wavelet analysis of the
averaye precipitation iu Shuichenq
4年极端气温和极端降水气候特征
4. 0年极端气温气候特征
表1可知，水城县在1986—2015年间，极端
最高气温为1591年6月1日的32. 9 C ,极端最低
气温为1599年1月12日的-12. 6 C 。

同一月份， 极端最高气温与极端最低气温的
在23.8（7
月）~37.9（3月）。

C 之间。

近30 a,水城县全年各月
间的极端最高气温 10. 0 C ，而极端最低
气温可相差达21. 5 C ，月极端最高气温的最 出
现在5月，而月极端最低气温的最 出现在6
月。

对比图8和表1可发现，冬季期间的极端最高
气温与极端最低气温之间的 比夏季期
间的大, 分析的
更易出现极端暖
冬或冷
的结论相一致。

表6 686—216年水城县各月极端气温气候统计特征(单位:C )
Tab. 1 The statisticai characteristic- of extreme temperature of each month iu Shuichenq tom 1986 to 2216 ( unit : °C )
月份523456789121512
极端最高25.027. 332.232. 332.332.935.0
30.435.3
27.926.9
.9极端最低
-12.0
-6.3
-5.00.3
3.0
8.0
708503 5.9 5.9-308
-6.0
从年极端气温所出现的月份分布统计结果来 （图8）,水城县极端最高气温在春、夏、秋
均
可出现，但以5月的15次最多，占33. 3% ；其次是4 月份，共有6次，占22%，其中1599年极端最高气
温29. 3 C 在5月、6月各出现一次。

与前文中全年
最高平均气温 于夏 ，水城县极端最高气温
出现在春季和初夏的次数最多,3—6月共有25次,
占比高达80.6%。

而相对比极端最高温，年极端最 低温所出现的月份则主要集中在冬季（12月一翌年1 月）, 1月份为最多，共有15次，占到了 66% ,
-11
•
V o P24No.3严锐,等:全球气候变暖背景下水城县近3。

n气温与降水变化的新特征其次是7月份的有7次,占23.3%o
图8786—215年共30n逐年极端最高气温和极端最低气温所在月份的统计分布
F iv.2The statistical disyinutiop of the extreme maximum temperature and extreme minimum
temperature mouth by year from1786te2015
4.2月极端降水气候特征
对786—215年间水城县各个月的降水量极进行统计发现（表2）,在4—9月，水城县月降水量最低值为7.2mm（1794年4月），甚至低于3月份的最低值7.2mm,最高值为365.2mm（214年6月），且整个夏季6—8月的最高值均在360mm ;而对于期期间的7月一次年3月来说,最多降水为017.2mm（2006年7月），除此之外的5个月的降水量最高值均在11mm，而最少降水仅有2.2mm（797年11月）o从最高值与最低值间的差距来看，同一月份,极端最最少的降水量差值在31.2-277.2mm之间，其中7月极端降水量相差最多,2月相差最少,水城县干湿分明的分布结论相一致。

表21986—2015年水城县各月降水量极值的气候统计特征(单位:mm)
Tab.2The statistical characteristics of extreme precipitatiop of each mouth in Shuichend from1996te2215(unii:mm)
月份12345678971117最41.534.073.617.3228.0349.1365.2325.9255.3217.489.34726最少7.7 2.1 2.27219.47.387.366.22.231.4 2.0 2.4
4.3暴雨日数气候特征
从图9,1986—215年水城县暴雨日数共有65d,年均暴雨日数2.2d,从月际分布（图9n）来看，水城县暴雨日数基本集中出现在主汛期（6—8月），共有51d,占到全年的79%,其中6月的暴雨次数最多，达22d,占比34%,,在内的7月一翌年3月无暴雨天气出现。

，图9b 出了水城县暴雨日数的年际变件
在2000年，水城县年暴雨日数分布相对平稳, 1788年暴雨日数为。

,其余年份暴雨日数均在1~3d之间，而在进入21-,气温的高（图1,图2），水城县的年暴雨日数也开始进入波动的时段，在无暴雨日数年份增加到3a （2013年,213年PH年）的同时，最大年暴雨日数亦增加大4次，其中215年和214年更是分别出现了5d和7d的暴雨日数，结合的分析水城县的年降水量在近3。

n存在显著的少，但在全球的气候环，当地发生极端降水的在。

5结论
采用多种气候统计方法，对水城县气温、降水的气候特征进行了分析，得到结：
①水城县年平均气温为7.2C，并在近3。

a 来现显著的，，
的平均温度对年平均气温的增加重要作用。

在年际，春季和 的平均气温在2001年以和2001年均存在的年际变率，说明水城县的在2200年极易发生冷
在近7n来更容易发生极端冷件。

期来，水城县年平均和平均气温在799年代初期至2000年代初期存在显著的4-6s期。

②水城县的年平均降水量为1133.2mm,并在近31n来存在一定的减少，但与气温，其夏、秋两季的降水存在显著的减少。

，冬降水明显的增加，并且夏、秋两季的降水占全年的75%,全年降水量的特
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低纬山地气象
MiP-low Latituuo Mountain Meteorology44卷第3期2022年6月
(a)月暴雨日数(b)年暴雨日数
图91986—2015年水城县暴雨日数的年变化(/)及年际变化(b)
Fig-2Tho annual variation( a)and the interannuai veria/on(b)of rainstorm days in80111006X0from1686to2015
征息息相关;此外,在气候的背景，水城县夏、秋季的降水在2200年以来年际变率显著变大,导致当地更容易出现极端的旱涝。

③水城县全年降水量呈明显的分布，以6月最少,6月最多,湿分明。

夏季(6—8月)是水城县全年的雨水集中期，降水量占全年的54.3%,若从整个雨季(汛期)5—6月来看，水城县雨季降水量为97.1mm,占全年降水量的77.4%。

④过去30a水城县的年极端最高气温均可出现在春、夏、秋,全年最高平均气温处于夏，水城县极端最高气温出现在和初夏的次数最多，3—6月共有25次，占比高达80.4%；而年极端最低温所出现的月份则主要集中在(12月一翌年1月)，其中以1月份为最多，共19次，占60%。

⑤水城县平均气温的增加与极端降水的：
间存在密切联系，在过去的30/里，水城县年均暴雨日数2.4d,且主要集中在6—9月，占到全年暴雨日数的79%(51d)，但近30a水城县的年暴雨日数在气温升高、总降水量减少的气候背景仍存在显著的增加。

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