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