河南省近50年来最高最低气温和日照时数变化特征及其相关性分析

河南省近50年来最高/最低气温和日照时数变化特

征及其相关性分析

郭志君

(河南大学环境与规划学院河南开封 475004)

摘要：为了解河南省气温和日照的特征及变化情况,本文采用气候学统计分析方法，根据河南省18个观测站点1960～2012年间逐月最高气、最低气温和日照时数等方面的数据资料,主要运用线性倾向法，较详细地分析了河南省年均最高气温、年均最低气温和日照时数的特征及趋势变化，以及它们之间的相互关系。结果表明：在近50年来，河南省年均最高气温总体呈增加趋势，在1966年（21.1℃）达到最高值，最低值为1964年（18.3℃），且四季最高气温的变化幅度为春>夏>秋>冬。年均最低气温总体上也呈现增加趋势，在2007年达到最高（11.0℃），1969年为最低（8.6℃），且四季最低气温增加幅度为春>冬>夏>秋。年均日照时数的下降趋势较为明显，下降率为8.5h/a，四季年均日照时数下降幅度为夏>秋>冬>春。而年均最高气温与日照时数呈显著低度相关，年均最低气温与日照时数呈极其显著的高度相关。

关键词：河南省；气温；日照时数；变化分析

1 前言

作为地球上最重要的自然资源之一，气候与国家的经济发展和人们生活息息相关。通常气候用来表明日、月、季、年或者更长时间气象特征的平均状态，是该时间段内各种天气的综合表现，用以指出某个区域冷、暖、干、湿等基本特点。进入二十世纪以后，全球环境也在发生着明显的变化，尤其是步入二十一世纪以后，气候变化更加显著。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC)发布的数据的显示，在过去的一百年中，全球气温升高了0.4-0.8℃，这样的增加趋势在人类的历史中也是罕见的，而造成这种现象主要归因于人类的活动。气候变暖还会导致干旱、洪涝、低温冷害和高温热浪等极端气候，而这些极端气候所造成的灾害会给全球经济以及人们的生活乃至生命带来明显的伤害。近些年来，气候事件已经逐渐成为全球关注的热点问题。

气候变化对我国经济发展和社会和谐稳定也带来了巨大的负面影响，且这种威胁一直在加剧。与大多数发达国家相比，我国关于气候变化的研究还存在很多的不足之处。欧阳志云等研究表明，由于我国地域辽阔、历史悠久和地形的复杂，各区域对气候的敏感性存在空间和时间上的差异[1]。对不同地区的气候变化做出准确的评估分析，能够减轻灾害性天气对生态环境带来的威胁，也能增强人们长期适应气候变化的能力，为国家经济发展和社会和谐稳定带来参考依据。

2 国内外研究现状

随着灾害性气候的频发，气候问题已经成为全球性自然资源的焦点问题之一。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC)分别在1991、1996、2001、2007和2013年公布了五次关于环境的评估报告，这些评估报告包括全球区域内气候变化的特征以及影响等方面的研究结果。联合国政府间气候变化专门委员会评估报告不但为各国提供了关于温室

气体排放的科学依据，而且也为各个国家适应环境的变化起到了指导作用。

国外的气候研究起步较早，特别是美国、英国等发达国家。凭借着先进的技术和较长时间的研究，发达国家的气候研究一直处于世界领先地位。1977年美国国家研究协会就进行了气候变化和供水彼此之间的关系和影响。Giorgi通过对22个不同的国家和地区20世纪后至今的温度、降水变化趋势，分析了二者的季节性变化和地区差异[2]。Easterling 等在1997年就在全球范围内最高气温和最低气温的特征以及变化趋势做出了详细的报告，研究表明全球最高气温和最低气温的日较差呈逐渐减小趋势，并且提出日较差减小的主要是因为最高气温和最低气温的上升速度有所差异造成的[3]。无需质疑，随着极端天气事件频发，国家与国家之间的合作也更加频繁，气候变化的研究也将进入更深的社会科学研究。

全球变暖问题是20世纪以来全球的焦点问题，各个国家对气候变化也越来越关注。相比于一些发达国家，我国对气候变化的研究起步较晚。国内对气候的研究开始于20世纪80年代中期，经过30多年的发展，也取得了巨大的进步。林学椿根据全国160个观测站的气温等数据资料，使用最小二乘法构造出气温的线性变化趋势，发现从上个世纪50年代到90年代初期将近40年内我国年均气温呈现上升趋势，且倾向率为0.04℃/10a，东北地区和华北地区成为全国气温增加幅度最大的区域[4]。张明庆等采用线性倾向和对其相关关系进行分析的方法，对我国气温变化的空间差异进行研究，研究结果表明由于我国地形的多样性，不同区域内气温变化具有较大的差异和复杂性[5]。任国玉等研究显示，从20世纪初至今近百年来我国气温的变化趋势具有与全球相同的趋势，都有两个明显的增温期，分别是20世纪30-40年代和80年代。相比较而言，前一个增温期的增加幅度更加明显[6]。任国玉等提出了用模拟气候模式与观测的数据资料比较分析的研究方法，对中国20世纪的气温特征变化趋势进行了分析研究，结果表明气温变化特征与空间特征在很大程度上相似，全球温度变暖对我国气温变化也形成了一定的影响[7]。

河南省的气候也发生着轻微的变化。但与气温总体变化趋势相比，河南省气温的变化没有出现过大的差异。现下关于河南省范围内气候变化方面，已经有气象相关工作人员做过一些省内不同地区的比较研究，但是所用的资料样本较短，而且对其气候变化趋势分析以及气候突变研究还不常见，而常常能引起人们关注的就是与生产生活息息相关的周围一定范围内气候的变化情况。

综上所述，气候变化对可持续发展和人民生活有至关重要的影响。本文利用河南省18个观测站的气温和日照等数据资料，通过线性倾向估计方法，分析了河南省气温和日照时数的特征及变化趋势。为今后更好的为政府的决策服务、进一步提高短期气候预测水平、促进当地经济的可持续发展起到一定的指导作用。

3 资料与方法

3.1 研究区概况

河南省位于我国中东部，黄河以南，是沿海地区和中西部的结合处，且具有悠久的历史，自古以来就是中原腹地。有着得天独厚的自然环境资源的河南，从古至今都是我国的农业大省和旅游大省。本省由于西部和南部地形都是连绵不断的丘陵山地，东部则是广袤的平原，特殊的地理位置决定了河南省长年受到季风的影响，也形成了河南省独特的气候。河南省的气候具有分明的四季，灾害性天气频发等特点。由于独特的区位地势，随着每年季节的交替，四季的气候具有显著的差异性。分别是冬季寒冷干燥雨雪较少，春季干旱且风沙频繁，夏季炎热多雨，秋季凉爽日照时间久。