厦门城市_干岛效应_研究

代较低 ,为 76.5%, 21世纪初的这几年最低 , 为 75.5%;同安
站 20世纪 50、70、80年代高于气候平均值 , 20 世纪 50年代
最高 、80年代次之 , 21世纪初的这几年最低 。从两站逐年代
平均值对比来看 , 20世纪 80年代前同安站相对湿度各年代
平均值比厦门站高 , 而之后比厦门站低 , 而且差异有增加趋
安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2010, 38(21):11329 -11332
责任编辑 王淼 责任校对 卢瑶
厦门城市 “干岛效应 ”研究
张少丽 1 , 郑礼新1 , 郑世文 2 ,邹 夷3 ,吕文惠 1 ,黄阳霞 1
(1.福建省厦门市气象局 , 福建厦门 361012;2.福建省泰宁县气象局 , 福建泰宁 354400;3.福建省南平市气象局 , 福建南平 353000)
StudyontheDryIslandEffectinXiamenCity ZHANG Shao-lietal (XiamenMeteorologicalBureau, Xiamen, Fujian361012) Abstract UsingrelativehumiditydatafromtwometeorologicalstationsinXiamenandabsolutehumiditycalculatedfromtemperatureandwatervapor, theannual, seasonalandmonthlychangecharacteristicofrelativehumidityandabsolutehumiditywerecomprehensiveanalyzed. ThenthedryislandeffectofXiamenCitywasstudied.Theresultsdemonstratedthatbecauseofuniquegeographicalfeatures, theairhumidity showeddifferentchangerulesbetweenurbanandsuburb.Therewasnoobviousdryislandeffectinurbanandsuburbatlastcentury.The changetrendofaverageairhumiditywasunapparentbefore90thoflastcentury.Fromearly90thoflastcentury, theairhumidityinsuburb begantodecreaseobviously.Therewasdrymutationforthesetwostationsin1993 and2004 respectively.Fromthebeginningofearlyofthis century, bothareasbecamedryobviously.TheseasonalaveragerelativehumidityofTonganstationdecreasedeachseason, butwhatinXiamenstationchangedunapparent.TheseasonalaverageabsolutehumidityofTonganstationdecreasedapparentlyinspringandsummer, but whatdidnotchangeobviouslyinautumnandwinter.TheseasonalaverageabsolutehumidityofXiamenstationdecreasedapparentlyinsummer, butwhatdidnotchangeapparentlyinotherseasons.Asrespectfromclimatechangeofairhumidityofeachtime, itdecreasedobviously atallfourtimesatTonganstation.Relativehumiditydiminishedmostapparentlyat08 and20 o' clock.Absolutehumiditydiminishedmostapparentlyat14 o' clock.ForXiamenstation, relativehumiditydiminishedmostapparentlyat14 o'clock.Absolutehumiditydiminishedmost apparentlyat02 and20 o' clock. Keywords XiamenCity;Dryislandeffect;Airhumidity;Climatechange
它们的信噪比[ 7] ,公式为 :
S/N=
Xa Sa
-Xb -Sb
(7)
式中 , Xa、Xb和 Sa、Sb分别为转折年份前后两阶段要素的平
均值和标准差 , 规定 S/N>1时 , 可以认为该要素在这个年份
存在的气候突变显著 ,否则认为不显著 。
2 厦门市相对湿度的气候变化事实
2.1 相对湿度的年际变化特征 由图 1可知 ,厦门站 (岛内
Biblioteka Baidu(1)
式中 , e为水汽压 , T为绝对温度 =摄氏温度 +273.15。相对
湿度及绝对湿度平均值为时段内各次值的算术平均值 ,主要
讨论各站各时段的相对湿度及各要素的长时间序列及变化 趋势 (线性拟合 ),利用时间与距平值之间的相关系数对变化
趋势进行显著性检验 。
1.2.1 气候趋势系数计算与检验 。 根据文献 [ 5] 的方法计
[ 6]可以用气候要素累积距平曲线来确定 ,即使用指标 :
t
C(t)=∑ i=1
(Xi
-X)
(6)
式中 , C(t)为各站年平均要素值的时间累积距平值 , Xi为第
i年各站年平均要素值 , X为各站的年平均要素值的平均值 。
当指标绝对值最大时 , 则对应的 t为发生突变的年份 。为了
检验转折是否达到气候突变的标准 , 于是对各转折年份计算
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安徽农业科学 2010年
元线性回归方程 :
xi=a+bti(i=1, 2, …, n)
(3)
式中 , a为回归常数 , b为回归系数 。 b的符号表示气候变量
的趋势倾向幅度 , 当 b>0(b<0)时 , 说明随时间 t的增加 x
算气候趋势系数 rxt,它为 n个时刻 (年 )要素序列与自然数列
1, 2, …, n的相关系数 。
rxt=
n
∑i=1 (xi-x)(i-t)
n
n
∑
i=1
(xi -x)2i∑=1
(i-t)2
(2)
式中 , n为年数 , xi是第 i年要素 , x为样本均值 , t=(n+1)/
2。显然 ,这个值为正 (负 )时表示该要素在所计算的 n年内
呈上升 (下降 )趋势 ;b值的大小反映了上升或下降的幅度大
小 。 (2)式的含义是用一条合理的直线表示 x与其时间 t之
间的关系 , 所以可以同时求算出 x的自相系数 rxt, 并通过检 验的显著性 , 来判断回归系数 b的显著与否 。 a和 b可以用
最小二乘法进行估计 。对观测数据 xi及对应的时间 ti, 回归 系数 b和常数 a的最小二乘估计为 :
作者简介 张少丽 (1974 -), 女 , 福建漳州人 , 工程师 , 从事气象资料应 用研究 。 E-mail:576632490@qq.com。
收稿日期 2010-03-15
系数 、累积距平等对比分析两站绝对湿度及相对湿度的年 、
季 、月及日变化特征 。 绝对湿度的计算公式为 :
a=217e/T
的市区代表站 )年平均相对湿度为 78.2%略大于同安站 (郊
区城区代表站 )的 77.7%。厦门站最大值出现在 1985年 , 为 81.2%,最小值出现在 2007年 , 为 71.1%;同安站最大值出
现在 1987年 ,为 80.7%, 最小值出现在 2008年 , 为 69.5%。
从年代际变化来看 ,厦门站只有 20世纪 80年代高于气候平 均值 , 80年代等于平均值 , 其余都低于平均值 , 20世纪 60 年
摘要 利用厦门市 2个气象观测台站的相对湿度观测资料和通过温度及水汽压观测资料计算绝对湿度, 对厦门市相对湿度和绝对湿度 的年、季、月变化特征进行全面分析, 进行城市“干岛效应”研究。 结果表明, ①由于厦门地区独特的地理环境 , 市区城区和郊区城区的空 气湿度有着不一样的变化规律, 20世纪市区城区并没有明显的 “干岛效应”;②20世纪 90年代以前年平均空气湿度变化趋势并不明显, 从 90年代初起 , 厦门的郊区城区空气湿度开始明显减小, 两站分别在 1993年和 2004年出现变干的突变 , 21世纪初开始, 厦门市区城区 和郊区城区都明显变干;③从季节变化来看, 季平均相对湿度, 同安站各季节都呈减小趋势 , 厦门站没有明显变化;而季平均绝对湿度, 同安站主要是春夏季呈明显减小趋势 , 秋冬季变化不明显 , 厦门站主要是夏季呈明显减小趋势 , 其余季节变化不明显 ;④从各时次的空 气湿度气候变化来看, 同安站在 4个时次都呈明显变小趋势 , 相对湿度以 20:00和 08:00变小趋势最明显, 绝对湿度以 14:00变小趋势 最明显;厦门站只在 14:00相对湿度明显变小, 绝对湿度在 02:00和 20:00变小明显。 关键词 厦门市;干岛效应;空气湿度;气候变化 中图分类号 P463.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2010)21-11329 -04
有限性增 (降 )的趋势 。 rxt n-2/ 1 -r2xt符合自由度为 n -2的 t分布 ,从而检验这种气候趋势是否有意义 ,还是一种 随机振动 。
1.2.2 线性倾向估计计算与检验 。根据文献 [ 6] 的方法进 行估计计算线性倾向与检验 ,用 xi表示样本量为 n的某一个 气候变量 ,用 ti表示 xi所对应的时间 , 建立 xi和 ti之间的一
势 。分析两站的年平均相对湿度气候变化趋势可知 , 厦门站
1953 ～ 2008年趋势系数为 -0.02, 在 20 世纪没有明显的变
化趋势 , 21世纪初呈减小趋势 ;同安站 1956 ～ 2008年是呈明
n
∑ b=i=1
xiti -
1n(i∑n=1
n
xi)(∑i=1
n
∑i=1
t2i -1n(∑i=n1
ti)2
ti)
(4)
a=x-bt
(5)
其中 , x=1ni∑n=1xi, t=1ni∑n=1 ti。
1.2.3 突变检验标准 。气候突变现象是气候系统的非线性
反应 , 是气候变化过程中存在的某种不连续现象 ,根据文献
表示大气中水汽量多少的物理量称大气湿度 , 其中绝对 湿度表示空气中水汽含量的多寡 , 相对湿度则表示空气距离 饱和的程度 。通过众多气候学家的努力 , 对中国气候变化的 研究取得了大量有价值的结果 。 但大部分是针对温度和降 水的研究 , 对湿度的气候变化研究比较少 。近年来随着城市 化进程的加快 , 城市 “干岛效应 ”愈来愈引起关注[ 1 -4] , 厦门 市主城区位于东南沿海的岛上 , 四面环海 , 属海洋性气候 , 受 海洋影响明显 ,与其他地区的变化不同 。笔者对厦门市的大 气湿度气候变化特点进行分析 , 以期为研究厦门市的人体舒 适度 、健康及经济利益提供参考 。 1 资料与方法 1.1 资料 采用处于厦门市中心城区的厦门岛西部的厦门 站 (站号为 59134)1953 ～ 2008年和处于郊区城区的同安站 (站号为 59130)1956 ～ 2008 年的逐日 02:00、08:00、14:00、 20:00相对湿度 、水汽压及气温资料 。另外多年平均值采用 1971 ～ 2000 年的 30年平均值 。季节划分 :春季 3 ～ 6 月 、夏 季 7 ～ 9月 、秋季 10 ～ 11月 、冬季 12 ～次年 2月 。 1.2 方法 利用逐日 (时 )水汽压及气温资料以绝对湿度 计算公式 , 计算逐日 (时 )绝对湿度 , 使用线性趋势 、气候趋势