宜昌市近59年来的气候变化趋势分析

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宜昌市近59年来的气候变化趋势分析
过寒超;秦琳琳;牛凤霞;向薇
【摘 要】Based on the daily meteorological data of Yichang City from September 1951 to August 2010, the variation characteristics of annual temperature and rainfall sequences were statistically analyzed with climate tendency coefficient, 5a moving average analysis, accumulated variance analysis and simple linear regression method. The results show that the annual mean temperature of Yichang City appears a rising trend, the rising rate of annual mean minimum temperature is higher than maximum temperature rising rate, which resulted in downward trend of the average diurnal range of temperature. On the seasonal changes, the average temperature has a positive trend in most seasons, especially in spring, except for a slight decrease in summer. The annual precipitation trend shows a slight increase; in winter the increasing trend is more significant. Overall, this research has an important significance with further research and prediction of climate change in Yichang City.%利用1951年9月~2010年8月宜昌站逐日气象资料,采用气候趋势系数、5a滑动平均法
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、累积距平和一元线性回归法对宜昌市近59年来的气候变化趋势特征进行了诊断分析,结果表明:宜昌市的年平均气温呈现上升趋势,年平均最低气温的上升速率高于年平均最高气温的上升速率,导致年平均日较差呈现下降的趋势;在季节变化上,除了夏季,其他季节都呈升高趋势,其中春季的上升趋势最为显著.年降水量呈现略微增加的趋势,冬季增加趋势较为显著.该成果对进一步研究和预测宜昌市的气候变化有着重要意义.
【期刊名称】《三峡大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2011(033)005北海旅游景点有哪些地方
【总页数】5页(P26-30)
【关键词】气候变化;变化趋势;气温;降雨
【作 者】过寒超;秦琳琳;牛凤霞;向薇
【作者单位】三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌  443002;温州市水文站,浙江温州  325000;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌  443002;三峡大学水利与环境学院,湖北宜昌  443002
【正文语种】国家公务员考试报名入口2021中 文
【中图分类】P467
近年来,全球气候变化带来的影响已经引起了国内外学者的广泛关注[1-2],据2007年联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第4次最新发布的气候变化评估报告指出:①气候系统变暖的客观事实是不容置疑的,过去100年(1906~2005年),全球平均气温升高了0.74℃,最近50年升温约是过去100年升温的2倍,并预测到21世纪末全球平均气温将升高1.1~6.4℃;②20世纪后半期,北半球的平均气温是过去1300年间最高的;变暖幅度自20世纪90年代以来明显加速,1850年以来最暖的12年中有11年出现在1995~2006年;③自20世纪70年代以来,在更大的范围,尤其是在热带和亚热带地区,观测到了强度更强、持续时间更长的干旱;强降水事件的发生频率有所上升[3].Easterling[4]和 Vose[5]等研究了全球最高气温和最低气温的变化趋势,指出全球日较差呈变小趋势,原因主要是最高气温和最低气温上升速度不同.Jones和 Hulme等[6-7]的 研 究 表 明,20 世 纪 以来,全球陆面降水增加了大约1%,在北半球30~85°N年降水量增长了7%~12%,在南半球5~50°S增长了2%~3%,北半球中高纬度降水的增长主要发生在秋冬季.相反,北
半球的副热带地区在80年代中期到90年代中期降水明显偏少.自20世纪80年代以来,国内的气象学家和学者对我国和北半球的气候变化进行了很多研究,发现其与全球气候变化基本一致,呈现出明显的变暖趋势.近100年来中国年平均地表气温明显增加,升温幅度约为0.4~0.8℃[8-9],近50年来增暖尤其明显,在20世纪80年代中期以后,气温增加1.1℃,其中秋季和冬季升温幅度最大[10-19].中国西北地区基本都表现为显著的增温趋势,增温的速率普遍为0.2~0.9℃/10a,大部分地区高于0.22℃/10a的全国平均水平,与全球变暖的大背景相一致,并在1994年发生了一次增温突变[20].秦大河等[21]研究发现,近50年来,中国年平均气温升高以北方为主,东北北部、内蒙古及西部盆地升温速率为0.8℃/10a.近40~50年来,中国年降水量总体呈减少趋势,但西部,尤其是西北部降水量增长趋势明显[22-27].姜彤等[28]的研究表明,长江流域的年平均气温呈上升趋势,在季节变化上,除夏季气温显著下降外,其他季节的气温都呈现明显的上升趋势,降雨量略有增加,夏季的增幅较显著.当今,气候变化及其对经济和社会的影响已成为科学家广泛关注的焦点,研究气候变化规律及异常突变情况十分必要.因此,本文拟对宜昌市的气候变化进行深入分析,揭示气温和降雨的年、季变化趋势,以期为促进宜昌地区社会经济的可持续发展提供科学的气候变化背景.
1 资料与研究方法
1.1 研究区概况
宜昌市位于湖北省西南部,地处长江中上游结合部、鄂西秦巴山脉和武陵山脉向江汉平原的过渡地带,地势西高东低,地貌复杂多样,境内有山区、平原、丘陵,大致构成“七山一水二分田”的格局,是鄂西、湘西北和川(渝)东一带重要的物资集散地和交通要道,地理位置(111°18′E,30°42′N),高程134.3m.属于副热带季风气候,雨水丰沛,多在夏季,较长的降水过程都发生在6~7月份,雨热同季,全年积温较高,无霜期较长,年均温度在13.1~18.4℃,年平均水量在992.1~1404.1mm之间.
1.2 数据来源
本文选取宜昌市气象站的1951年9月~2010年8月逐日气象资料进行分析,气象数据来自中国气象局数据共享平台,资料比较完整,对于个别缺测值,以缺测时刻前后相邻时步的值进行线性插值.根据气象划分法,通常以阳历3~5月为春季,6~8月为夏季,9~11月为秋季,12月~来年2月为冬季.利用逐日气象资料计算出年平均资料、季平均资料及距平数据,然后对近59年来宜昌市的年、季气候变化特征进行深入分析.
1.3 研究方法
本文在应用线性倾向估计、累积距平法的基础上,引入气候趋势系数和气候倾向率分析气候变化趋势.气候趋势系数定义为气候序列与自然序列之间的样本相关关系[29-30]:
式中,n为年数;Xi为第i年的值为样本平均值;R表示气象要素在气候变化中升降的定量程度,是标准化的一元线性回归系数,能够消除气象要素的均方差对线性回归系数大小的影响.但要对此系数进行检验,只有当计算的趋势系数达到或超过统计的显著性标准时,这种长期变化才可能被认为是有意义的,当R为正(负)时,表示该气象要素在所计算的n年内具有线性增加(减少)趋势.气候倾向率是用一元线性回归方程来表示气象要素的趋势变化,即x=at+b,t为年份;a为回归系数,即线性趋势项,a×10称为气候倾向率,表示各气象要素每10年的变化率.参数a,b采用最小二乘法确定[31].
2 气候变化趋势性分析
2.1 气温变化趋势性分析
2.1.1 年、季气温的变化趋势
由图1可看出,近58年来,宜昌市年平均气温呈上升趋势,变化倾向率为0.125℃/10a,与全球气候变暖的大背景相一致,但低于王鹏祥等[32]研究表明的中国平均增温速率0.22℃/a的水平.其中,1960~1975年的平均气温表现出明显的下降趋势,而1975年至今则表现出显著的上升趋势,特别是进入90年代后,宜昌市的平均气温出现了快速上升,这与我国西北地区及长江流域的变化趋势基本一致[28,33].
图1 1952~2009年宜昌市年平均气温变化趋势
从图2可看出,宜昌市的年平均气温总体上呈现出冷暖交替现象,但从总趋势上看,20世纪50~90年代初期处于偏冷期,除了1953、1959、1961、1963、1966、1977、1978、1979、1990年的气温高于平均值外,其余33个年份的气温都低于多年平均值,有记录来的最低气温出现在1954年,年平均值为16.18℃,较多年平均气温16.99℃偏低0.81℃;1994~2009年处于偏暖期,只有1996和2003年的气温低于平均值,年平均气温的历史最大值出现在2006年,年平均值为18.15℃,较多年平均气温16.99℃偏高1.16℃.
图2 1952~2009年宜昌市年平均气温距平曲线
东莞房产网应用线性倾向估计分析1951年9月~2010年8月宜昌市春、夏、秋、冬及年平均气温的变化趋势,其气候倾向率和气候趋势系数见表1.
表1 1951年9月~2010年8月宜昌市年、季气温的气候倾向率和趋势系数注:*、**、***分别表示通过0.05、0.01、0.001水平的显著性检验.季/年平均气温倾向率(℃/10a) 趋势系数最高气温倾向率(℃/10a) 趋势系数最低气温倾向率(℃/10a) 趋势系数气温日较差倾向率(℃/10a) 趋势系数春 0.221 0.4524*** 0.276 0.4161** 0.168 0.4349*** 0.107 0.2647*夏 -0.033 -0.0749 -0.14 -0.2158 0.034 0.1076 -0.174 -0.3809**秋 0.089 0.2187 0.003 0.0047 0.148 0.3554** -0.146 -0.2654*冬 0.189 0.3522** 0.058 0.0785 0.319 0.5760*** -0.261 -0.4308***年 0.125 0.4407*** 0.061 0.1600 0.173 0.6088*** -0.112 -0.3575**
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