合肥气候

合肥市气温和降水的气候特征分析及应用
程德文
（安徽省气象信息中心合肥 230061）
摘要本文利用合肥市1953年至2004年共52年的气象观测资料，对合肥市气温和降水的气候平均值和月分布特征进行了统计分析。

并根据统计结果探讨了气候平均值的变化、气候变化趋势，以及引起气候变化的原因。

在此基础上，还对合肥市四季开始的时间和每季的长度、合肥市旱涝情况进行了应用分析。

关键词气温降水气候平均值气候变化趋势
1 资料与方法
为了研究气候变化问题，首先要选择能够反映气候变化特点的要素，这些要素必须相对稳定，一般常用的是要素在一段时间内的平均值或者总量；其次再根据要素的特点选择合适的趋势分析方法。

温度和降水是反映某地气候特征的两个最基本的气象要素。

本文使用合肥市1953年1月1日至2004年12月31日的逐日平均气温、最高气温、最低气温、降水量等50多年长序列气象资料，应用Microsoft Office软件所提供的统计工具，详细分析了合肥市50多年来温度、降水的统计特征及变化规律。

在计算气候平均值时，按世界气象组织的有关规定[3]，使用1971年～2000年作为基本统计时段。

本文利用线性倾向估计方法，根据合肥市气温和降水的30年滑动平均值，分析气候变化的趋势。

为了研究气候变化趋势是否显著，还对分析的结果进行显著性检验。

2 气温和降水的气候平均值
2.1 平均气温
合肥市各月平均气温的30年气候平均值如图1所示。

从图1的气候平均值可以看出，合肥市的平均气温7月份最高为28.1℃，1月份最低为2.6℃，全年平均气温为15.7℃，气候温和。

最热的3个月是6、7、8月，最冷的3个月是12、1、2月。

2.2 极端气温
合肥市近50多年来各月曾出现的极端最高气温和极端最低气温如表１所示。

从表1中可以看到，就全年而言，合肥市曾出现过-20.6℃的严寒（1955年1月6日），也曾出现过41.0℃的高温天气（1959年8月23日）。

在同一个月份，极端最高气温与极端最低气温的差值变化很大，如1月份其差值超过40℃，７月份最小也超过了21℃。

比较表１和图１还可以看出，虽然７月份的平均气温为28.1℃，而极端最低气温可达17.9℃，两者相差约10℃；１月份的平均气温为2.6℃，而极端最高气温可达20.2℃，两者相差约18℃。

这些数据都反映了合肥市气温变化的幅度还是比较大的。

2.3 降水量
合肥市各月降水量的３0年气候平均值如图２所示。

从图２可以看出，合肥市的降水主要集中在夏季，冬季降水较少，平均全年降水总量为995.4mm。

合肥市7月份的降水量最多为162mm，12月份的降水量最少为24mm。

春、夏、秋、冬四季的降水量分别占全年降水总量的25%、44%、20%、11%，夏季降水量是冬季的4倍，春季降水量比秋季略多，反映了降水量在一年内的分布也是不均匀的，这种不均匀在一些年份表现得尤为突出，如1991年6、7月两个月的降水量就达742.8mm，差不多是当年降水总量的一半，导致合肥地区出现了严重的洪涝；而同一年的10、11月2个月的降水不足5mm, 合肥地区又出现了较严重的干旱。

3 气温和降水的气候变化趋势
3.1 平均气温
30年滑动平均值可以反映气候平均状态的长期变化情况。

合肥市年平均气温30年滑动平均值趋势变化曲线如图３所示。

图中横坐标数字为年份，纵坐标为该年以前３0年的滑动平均值，如横坐标８2对应的数值是平均气温1953年～1982年的３0年平均值。

从图３中可以看到，平均气温的气候状态已经出现升高的趋势。

该曲线前半段相对平直，虽有波动但幅度不大，后半段曲线却突然陡峭起来，大幅度地上升，尤其是２0世纪９0年代以后有明显的上升趋势，与近年来年平均气温上升速度较快有很大关系。

50年来合肥市的年平均气温大约上升了0.4℃，与全国气温上升的水平相当。

图３中的粗实线为30年滑动平均值的线性趋势线。

52年资料30年滑动平均的样本长度为23，在显著水平设为0.05时，如果趋势系数大于0.396，表示气候趋势是显著的。

经计算，图中的趋势系数达到了0.82，充分表明平均气温的30年滑动平均值的上升趋势是显著的。

3.2 降水量
合肥市年降水总量30年滑动平均值趋势变化曲线如图4所示。

图４中可以看到，年降水总量３0年滑动平均值的波动比较频繁，而且波动幅度也比较大，反映了降水量多年平均值的状态不稳定，年际变化比较大，但是仍然可以看出曲线呈波动式上升的特征，但５0年年降水总量增加了不到１0mm。

图中的粗实线为３0年滑动平均值的线性趋势线，经计算趋势系数为0.36，不满足信度为0.05的显著性检验条件，表明年降水总量虽然具有增加的趋势，但是没有达到显著性标准。

3.3 气候变化的原因初探
自然变化和人类活动是导致气候变化的两个主要原因。

自然变化包括太阳辐射的变化，火山爆发等。

对一个地区来讲，人类活动的影响则是最主要的因素。

50多年来合肥市的气温已经出现了较为显著的变化，笔者认为主要原因有以下两个方面：
首先是温室气体的排放量增加。

改革开放20多年来，合肥经济社会发展取得了历史性成就。

从产业发展来看，汽车及工程机械、家用电器、化工及新型建材等已成为经济发展的支柱产业，2004年合肥工业对GDP增长的贡献率已达到36%。

但是随着工业化进程的发展，对于能源的需求会急剧增加，二氧化碳、甲烷等温室气体的排放都会出现同步的增长。

温室气体在空中可以让太阳短波辐射透过到达地球，但是又阻挡和吸收地面的长波辐射向宇宙发射，象温室一样对地球表面起到保温的作用，因而会造成地面温度的升高。

其次是城市热岛效应。

近年来，随着城市化进程的不断发展，城市的建筑物越来越多，越来越高，受城市下垫面特性的影响，城市内有大量的人工构筑物，如混凝土、柏油路面和各种建筑墙面等，绿地、林木和水体等却相应减少，改变了下垫面的热力属性，这些人工构筑物吸热快而热容量小，在相同的太阳辐射条件下，它们比自然下垫面（绿地、水面等）升温快，因而其表面温度明显高于自然下垫面。

同时，城市生活能源使用中的热量消耗，上百万人的生活、取暖、做饭、人体的新陈代谢等发出的热量是相当可观的，交通能源和交通尾气的排放，也是城市热岛形成的重要原因。

随城市人口增加，城市规模的扩大，城市的热岛现象也更加明显。

4 气候分析结果的应用
4.1 四季长度的划分
1934年中国学者张宝坤结合物候现象与农业生产，提出了一种分季方法：一年有12个月，每月有6个候。

每月前5个候有5天，第6候的天数可以是3～6天。

候平均气温小于等于10℃为冬季，大于等于22℃为夏季，春秋两季温度在10～22℃之间。

计算出一年内72个候的候平均气温，就可得到该年春、夏、秋、冬四季的起始时间。

张宝坤的划分方法综合考虑了区域性、时间性特点，与气候、物候联系紧密，用此方法划分出的每一年四季的起始时间和长度都各不相同，但是却比较符合实际生活情况，目前气象上研究季节变化、农业上指导生产以及物候观测中，仍然采用这种方法。

合肥市历年各季的起始时间如表２所示。

表２中，各季开始的时间相对稳定，除个别年份外，前后差距不到1个候。

根据上表中的数据，可以推算出合肥市春、夏、秋、冬四季的起始时间为3月20日、5月21日、9月22日和11月20日。

其中春季长度为2个月、夏季长度为4个月、秋季长度为2个月、冬季长度为4个月。

这个结论和合肥人所感受到的春、秋两季相对较短的生活经验是一致的。

为了更好地分析四季长度的变化，将52年的气象资料分为前后两段，每段26年，发现近26年来春、秋、冬3季的起始时间变化不大，但夏季开始的时间提前了3～4天、结束时间推迟了8～9天。

春、秋、冬三季平均缩短了3～4天，而夏季则平均增加了12天。

与近年来气温增高有一定的关系。

4.2旱涝状况分析
旱涝是自然灾害中范围最广、危害最大的灾害性天气。

旱涝的成因很复杂，与气候情况、地理条件、水利设施、土壤结构等均有关系。

降水的多少是形成旱
涝的主要因素，气象上常用降水距平百分率来衡量是否旱涝及旱涝程度，并将±25%、±50%、±80%分别定为轻度、中度、重度旱涝界限。

合肥市历年降水量距平百分率时间序列曲线如图5所示。

图5中正值表示降水偏多、负值表示降水偏少。

总体上讲，降水偏多的年份和偏少的年份基本相当，大多数年份的降水距平百分率都在±25%以内，旱涝特征属于基本正常的范围。

达到轻度旱年标准的有1966年、1968年、1978年、1995年和1997年共5年。

达到中等涝年标准的为1954年，达到轻度涝年标准的有1960年、1975年、1987年、1989年、1991年、2003年共6年，具有旱涝交替、涝年比旱年略多的特点。

5 气候变化的影响及对策
气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分，它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响，有些影响甚至是不可逆的和灾难性的。

全球变暖已经引起自然生态系统的变化，如海平面升高、冰川退缩等。

气温升高还会影响整个水循环过程，可能使蒸发量加大、改变区域降水量和降水分布
格局、增加降水极端异常事件的发生，同时还会导致洪涝、干旱灾害的频次和强度增加[5]。

农业是对气候变化反应最为敏感的部门之一，气候变化对农业的影响，既有正效应也有负效应，但主要是负效应。

例如气温的增高会导致冬小麦的种植区域、三熟制的区域向北移动，有利于作物产量的增加。

但是目前在华北推广应用的冬小麦品种，因冬季无法经历足够的寒冷期而不能满足对低温的要求，将不得不被其它类型的冬小麦品种所取代。

随着气候变暖，作物生长季延长，昆虫繁衍的代数将增加，也为各种杂草的生长提供了优越的条件，加剧病虫害的流行和杂草蔓延，这将使农药的施用量增大，农业生产成本自然也要增加[5]。

气候变化对人类生活和国家安全已经产生了影响。

人类只有一个地球，为了人类的未来，必须从现在开始采取切实有效的措施，为保护环境做一些力所能及的事情。

例如：可以通过种植树木，增加绿地，减少裸露的水泥路面，缓解太阳对地面的直接辐射；还可以通过合理规划城市布局，将城区分散开来建设，以减轻城市热岛效应的影响；但是最重要的是采取法律手段保护环境，通过采用先进工艺和技术，减少和控制温室气体的排放。

6 结论
根据以上对合肥市气温和降水的分析可以得出如下主要结论：
6.1 近50年来合肥市的年平均气温呈明显的上升趋势，上升幅度达0.4℃，与全国基本一致。

造成合肥市气温升高的原因有温室气体的排放和城市热岛效应两个方面的原因。

6.2 合肥市降水量在年内分布不均匀，夏季最多，冬季最少。

近50年来合肥市的年降水总量有增加的趋势，但增幅不到10mm。

6.3 根据候平均气温分析结果，合肥市的春、秋两季有2个月长，夏、冬两季有4个月长。

由于气温增高的影响，夏季的长度半个世纪内增加了12天。

6.4 合肥市年降水总量在年际之间差别较大，最多的年份可为最少年份的2～3倍。

52年中涝年7次、旱年5次，涝略多于旱。

旱涝年出现的频率为23%。

气候及其变化是近年来社会各界普遍关注的重点问题之一，涉及到的内容非常多，本文仅以合肥市的气象资料对气温和降水的气候特征进行了统计，并尝试进行了应用分析。

文中肯定有很多不足之处，敬请批评指正。

本文在写作过程中，得到了安徽省气象台台长刘勇先生的指导和帮助，在此表示谢意！。