近48年黄山地区气候变化特征分析

近48年黄山地区气候变化特征分析
许剑勇 陶国清 吴永泽 刘安平
（安徽省黄山气象管理处 黄山 245000）
摘 要：该文通过对黄山地区6个气象观测站近48年(1961年～2008年)的气温、降水和日照三
个主要气象要素资料的线性化趋势分析表明:近48年以来,黄山地区气温的上升趋势较明显,其中年平均气温以0.16℃·10a -1的速度上升;春季和秋季降水的趋势总体是减少的,但降水的年际变化略有增加,增加速度平均为28mm ·10a -1;日照时数平均以-65h ·10a -1的速度减少。

关键词：气候变化 气候趋势倾向率 最小二乘法
引 言
气候变化是环境演变研究的核心内容之一[1]。

政府间气候变化专门委员会( IPCC)最新研究结果表明,预计到21世纪末,整个中国的年平均温度、平均降水均有较大增加[2]。

随着全球气温的升高,极端天气事件的频繁发生,气候变化越来越受到人类的重视,区域性气候已引起人们的普遍关注。

研究小区域气候变化对防灾减灾和指导工农业生产有着重要的意义[3]。

1 黄山市气候概况
黄山市位于安徽省最南端的皖南山区，属中亚热带北缘、常绿阔叶林、红壤黄壤地带，以山地为主。

属亚热带季风湿润气候区，主要特点是四季分明，春秋短，夏冬长，热量丰富，雨水充沛，日照时数和日照百分率偏低，云雾多，湿度大，夏洪秋旱，对农业影响较大。

各区县年平均气温15.5℃～16.4℃，年平均降水量1395mm ～1702mm ，年日照时数1628h ～1872h [4]。

2 资料和方法
选用黄山地区6个气象观测站1961年～2008年的气温、降水量和日照等气象要素(各要素常年气候平均值均采用新气候常年平均值,即1971年～2000年的平均值),根据数据拟合法, 利用气象要素时间序列,以时间为自变量,要素为因变量,建立一元线性回归方程，以反映各气象要素随时间变化的趋势，即: bt
a t y +=)(
(1)
式中: )(t y 为某个气象要素的时间序列;
t 为时间,以年为单位;
a 、
b 可用最小二乘法求得。

将(1)式对时间求一阶导数,得到要素趋势变化率:
b dt
t dy =)
( (2) 由于b 相对来说是一个小量,为说明问题,把b ×10年称作气候趋势倾向率,气温、降水量和日照时数的气候趋势倾向率单位分别为℃·10a -1、mm ·10a -1和h ·10a -1[3]。

b 值的符号反映上升或者下降的变化趋势,b 小于0表示在计算时段内呈下降趋势,b 大于0表示在计算时段
内呈上升趋势,其绝对值的大小可以度量其演变趋势上升、下降的程度[5].并用数学统计方法,对各气候要素做出年、季的平均值和线性拟合线,分析其在不同季节、年代的变化特征,用线性拟合方法求其变化趋势,以揭示黄山地区气候变化的基本特征，其中季节依照常规：春季(3～5 月)、夏季(6～8 月)、秋季(9～10 月)、冬季(11～次年2月)，所有计算均使用excel 软件。

3 气候变化分析
3.1 气温的气候变化
3.1.1 平均气温的气候变化
通过计算黄山地区各区县平均气温的气候趋势倾向率(见表1)发现, 1961年以来的年平均气温呈上升趋势,增温倾向率≥0.13℃·10a-1,但各地的增温倾向率有所不同,其中祁门县增温最明显,年平均气温以0.21℃·10a-1的倾向率递增。

各季的平均气温也呈上升趋势,但不同的季节平均气温上升的幅度各不相同,冬季气温上升最明显(增温倾向率≥0.24℃·10a-1),这与近几十年来暖冬现象频发相符，春季气温上升次之,其次是秋季,夏季变化甚小，增温倾向率小于0.10。

表1近48年来各区县平均气温的气候趋势倾向率（单位:℃·10a-1）时间屯溪区黄山区歙县休宁县祁门县黟县年0.20 0.15 0.13 0.14 0.21 0.16 春季0.24 0.19 0.13 0.18 0.23 0.17 夏季0.09 0.04 0.04 0.02 0.10 0.02 秋季0.17 0.14 0.13 0.13 0.19 0.12 冬季0.29 0.24 0.29 0.25 0.35 0.25
黄山地区48年来的年平均气温为16.1℃,从图1也可以看出黄山地区近48年来的年平均气温随时间的线性趋势大于零,表明该地区的年平均气温呈现上升的趋势。

从年平均气温的历年变化看,上世纪60年代气温较高,基本高于平均态, 70年代气温较低，大致低于平均态，进入80年代气温降至低谷，都低于平均态，90年代年平均气温高低起伏，平均值大致在平均态附近，2000年后年气温升高明显，基本高于平均态，2007年达到最高值17.3℃。

经计算发现,1970年至1989年为年平均气温较低时段，2000年至2008年为气温较高时段，气温相对升高了0.9℃。

图1黄山地区近48年来年平均气温的实际年变化
3.1.2 平均最高气温的气候变化
表2为黄山地区各区县平均最高气温的气候趋势倾向率,可以看出年平均最高气温也有增高的趋势,但增温强度大部地区小于年平均气温的增温强度。

其中黄山区和歙县增温最明显,休宁增温不明显。

从各季的平均最高气温变化趋势看,春季上升最明显,秋冬季上升也比较明显,夏季增温很不明显,大部分站点出现了负增温，就是说在夏季平均最高气温略有下降。

表2 近48年来各区县平均最高气温的气候趋势倾向率（单位：℃·10a-1）时间屯溪区黄山区歙县休宁县祁门县黟县年0.17 0.19 0.19 0.07 0.14 0.15 春季0.31 0.32 0.34 0.25 0.28 0.28 夏季-0.01 0.01 0.08 -0.11 -0.02 -0.07 秋季0.25 0.20 0.18 0.08 0.17 0.16 冬季0.21 0.20 0.19 0.10 0.18 0.19
黄山地区近48年来的年平均最高气温为21.8℃,从图2可以看出,黄山地区近48年来的年平均最高气温随时间的线性趋势大于零,表明年平均最高气温也呈现上升的趋势,上升幅度略低于年平均气温。

从年平均最高气温的历年变化看60年代和2000年后的平均最高气温都明显高于平均态，其中2007年的平均最高气温（23.2℃）最高, 1970年至1997年大部分年份年平均最高气温低于平均态，1980年、1981年、1984年出现最低值20.7℃,。

经计算发现,年平均最高气温最高时段2000年以后比最低时段70和80年代上升了1.2℃。

图2黄山地区近48年来年平均最高气温的年际变化
3.1.3 平均最低气温的气候变化
表3为黄山地区各区县平均最低气温的气候趋势倾向率,可以看出年平均最低气温也有较明显的增高趋势。

其中祁门县的增温最明显,以0.33℃·10a-1的倾向率递增,其次是黟县（0.32℃·10a-1）,其余均≥0.20℃·10a-1。

各季的平均最低气温也呈明显上升趋势,但不同季节上升的幅度各不相同。

其中冬季上升幅度最大,均≥0.36℃·10a-1,其它季节依次是秋季、春季、夏季，但三季总体相差不大，都明显低于冬季的倾向率，说明冬季平均最低气温上升最明显。

表3近48年来各区县平均最低气温的气候趋势倾向率（单位：℃·10a-1）时间屯溪区黄山区歙县休宁县祁门县黟县年0.23 0.21 0.20 0.27 0.33 0.32
春季0.19 0.16 0.11 0.22 0.24 0.23 夏季0.15 0.15 0.02 0.20 0.23 0.25 秋季0.19 0.17 0.23 0.24 0.28 0.26 冬季0.40 0.36 0.46 0.39 0.52 0.46
黄山地区近48年来的平均最低气温为11.9℃,从图3也可以看出,近48年来的年平均最低气温随时间的线性趋势大于零,表明年平均最低气温也呈现上升趋势,其上升趋势比年平均气温和年平均最高气温更为明显。

从年平均最低气温的历年变化看, 1998年和2007年异常偏高, 1962年最低, 1997年后大部分年份高于平均态, 1997年之前比较均匀的分布于平均态直线周围，且与平均态值相差较小，说明1997年前年平均最低气温趋势上升，但值的变化幅度较小。

经计算还发现,年平均最低气温1997年后比1997年前上升了0.9℃。

图3黄山地区近48年来年平均最低气温的年际变化
3.2 降水的气候变化
从表4可以看出,近48年来各区县（除黄山区）年降水的气候趋势倾向率均大于零,说明年降水量呈现增多的趋势。

歙县、祁门、屯溪降水气候趋势倾向率> 32 mm·10a-1,增加最显著，休宁、黟县分别次之。

黄山区年降水气候趋势倾向率小于零，说明其年降水呈现减少的趋势。

四季的降水气候变化是:夏季和冬季降水的气候趋势倾向率均为正值,其中以夏季降水增加最大;春季和秋季降水的气候趋势倾向率均小于零,说明春季和秋季降水的趋势总体是减少的。

表4近48年来各区县降水的气候趋势倾向率（单位：mm·10a-1）时间屯溪区黄山区歙县休宁县祁门县黟县年32.93 -3.42 38.76 26.16 37.88 17.62 春季-1.03 -15.22 -9.09 -1.72 -5.34 -11.37 夏季31.61 25.01 40.77 36.22 36.06 28.46 秋季-9.62 -21.64 -3.85 -10.41 -4.96 -10.81 冬季13.57 9.45 13.57 10.09 13.56 12.41 黄山地区近48年来的年平均降水量为1633mm,从图4可以看出,黄山地区近45年来的年降水量随时间的线性趋势大于零,表明年降水量呈现增多趋势,以2.8 mm·10a-1的趋势增加。

从年降水量的历年变化看, 1973年、1977年、1983年、1996年、1998年和1999年达到2000mm以上的降水波峰,是特涝年份; 1963年和1978年达到1200mm以下的降水波谷,是特旱年份。

经计算还发现,年平均降水量80和90年代高于均值，尤其是90年代比均值高236mm，70年代与均值相差不大，60年代和2000年以后则低于均值，特别是2000年以后
比90年减少了397mm。

图4 黄山地区近48年来降水量的年际变化
3.3 日照时数的气候变化
从表5可以看出,近48年来各区县年日照时数的气候趋势倾向率均<-48 h·10a-1,说明年日照时数呈现明显减少的趋势。

其中休宁年日照时数的气候趋势倾向率为-96.8 h·10a-1,减少最为显著。

夏秋冬三季的日照时数气候变化均为减少的趋势,其中夏季减少最大,其次为冬季、秋季。

黄山区和歙县的春季日照时数气候趋势倾向率为正值，黟县为零，其余区县为负值，说明春季时黄山区和歙县的日照时数有增加趋势，黟县几乎不变，其余区县则为减少，但因值都比较小，总的来说各区县春季的日照时数增减趋势不是很明显。

表5近48年来各区县日照时数的气候趋势倾向率（单位:h·10a-1）时间屯溪区黄山区歙县休宁县祁门县黟县年-72.3 -47.5 -51.4 -96.8 -65.5 -50.4 春季-3.5 2.3 1.8 -9.3 -1.6 0.0 夏季-31.7 -28.8 -31.9 -50.7 -37.5 -25.3 秋季-11.9 -4.0 -6.7 -16.9 -10.0 -6.1 冬季-20.4 -16.6 -14.5 -2.0 -16.1 -12.3 黄山地区48年来的年平均日照时数为1702h,从图5可以看出,黄山地区近48年来的年日照时数随时间的线性趋势小于零,表明年日照时数呈现减少的趋势,即年日照时数以-6.5h·10a-1的趋势减少。

从年日照时数的历年变化看,60年代日照时数较高，之后日照时数都是不断减少的，直到90年代达到最低，进入2000年以后日照时数又有增加，与降水量减少和高温日数增多相对应。

图5黄山地区近48年来日照时数的年际变化
4 结语
(1) 近48年来,黄山地区年平均气温以0.16℃·10a-1的速度上升,其中年平均最低气温比年平均最高气温上升的贡献更大一些;气温的上升又存在较明显的季节差异,其中冬季年平均气温上升最明显；春季的年平均最高气温上升明显，而夏季很不明显,大部分站点出现了负增温，冬季的年平均最低气温上升趋势明显高于其他三季;年平均气温2000年以后（高温时段）比70和80年代（低温时段）上升了0.9℃。

(2) 黄山地区近48年来的年降水量以28 mm·10a-1的速度略有增加,其中黄山区略有减少的趋势，黄山区是唯一地理位置明显偏北的区县，之间是否有关联还有待研究;从四季变化看,夏季和冬季的降水量增加,以夏季降水增加最大,春季和秋季降水的趋势总体是减少的;2000年以后降水量偏少，比降水充沛的90年代减少了397mm。

(3) 近48年以来,黄山地区年日照时数以-65 h·10a-1的速度减少;各季节的日照时数亦呈减少的趋势,其中夏季比其它季节减少的明显一些;年平均日照时数自60年代最高值向90年不断减少，2000年后又有所增加。

参考文献
[1] 王绍武,董光荣.中国西部环境特征及其演变〔M〕. //秦大河.中国西部环境演变评估(第一卷).北京:科学
出版社, 2002：29-70.
[2] 丁一汇,任国玉,石广玉,等.气候变化国家评估报告(I).中国气候变化的历史和未来趋势〔J〕.气候变化研
究进展, 2006, 2(1)：3-8.
[3] 王正廷,伍毓柏.近45年来三明地区气候变化特征分析〔J〕.水利科技，2008，（2）：13.
[4] 黄山市地方志办公室.黄山年鉴·2004[M].黄山:黄山书社,2004.
[5] 钱正安,宋敏红.近年来中国北方沙尘暴的分布及变化趋势分析[J].中国沙漠,2002,22(2):106~111.
Analysis on the Climate Characteristic and Climatic Change
in Huangshan Area in recent 48 Years
Xu Jianyong Tao Guoqing Wu Yongze Liu Anping
(Huangshan Meteorological Management Office, Huangshan 245000)
Abstract: The analyses of three primary weather factors temperature,precipitation, sunshine hours of Huanghsan at six weather stations revealed total variety trend and rule. Based on this study,during 1961~2008, in Huangshan temperature tendency increase obviously, which annual mean temperature rose at a speed of 0.16℃·10a-1;The spring and autumn precipitation had decreased tendency as a whole, but annual variation of precipitation had increased a little, the increasing speed averaged at 28mm·10a-1 ; Sunshine hours had decreased at a average speed of -65h·10a-1.
Key Words: climate change climate tendency rate least square method。