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气候变暖的趋势(6篇)

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气候变暖的趋势篇1

关键词新和县;气候变化;分析

中图分类号P467文献标识码A文章编号1673-9671-(2012)092-0212-02

新和县位于新疆维吾尔自治区天山南麓,塔里木盆地北缘,东隔渭干河与库车县相望,北隔勤格山与拜城县相邻,南连沙雅县。属大陆性、暖温带、干旱气候,热量丰富,光照充足,降水稀少,夏季干热,冬季干冷,气温的年较差比较大。

1资料与方法

本文选取新和县气象局1971-2010年的气象观测资料,包括气温、降水、日照、大风、天气现象等各项气象要素的年、季、月的统计。

2气候变化特征

2.1温度变化特征

2.1.1年平均温度

7新和县近30年年平均气温虽出现高低波动,但总的趋势是升高的。30年平均气温为11.3℃,80年代年平均气温为10.7℃,90年代年平均气温为11.3℃,2001-2010年平均气温为12.0℃,2001-2010年气温继续上升;与70年代(10.6℃)相比,2001-2010年平均气温(12.0℃)偏高1.4℃;在这30年中,年平均气温最高值(2004和2009年的12.3℃)较最低值(1984年的10.0℃)升高了2.3℃;年平均气温在11.3℃以上的年份,80年代仅出现1次,90年代出现5次,而2001-2010年就出现了10次,其中7次年平均气温都在12.0℃及以上。从这种线性变化趋势可以看出,1997年开始新和县气候变暖趋势较为明显。

2.1.2季、月平均温度

新和县温度2001—2010年变化较明显,由20世纪70年代到21世纪,变化最大的是2月份,由-3.3℃上升到-0.7℃,上升了2.6℃;其次是3月,上升了2.4℃;其他月份仍然上升的趋势较明显。各季平均温度以春季变化较为明显,秋季次之,再次之为夏季和冬季,其中2001—2010年春季平均气温较70年代春季平均气温上升了1.7℃。由此可见,新和县近40年温度一年四季都在上升。

2.2降水量变化特征

2.2.1年降水量变化

降水量年份之间波动较大,近40年年平均降水量76.8mm,年降水量最低值出现在2007年(26.0mm),最高值为1987年(217.2mm);20世纪70年代年平均降水量为59.7mm,80年代为93.1mm,90年代为75.6mm,21世纪前10年年平均降水量为78.7mm,可见,年均降水量在80年代明显增多,90年代后明显减少,减少原因主要是由于年份间降水不均造成的。

2.2.2降水月、季变化

21世纪相比于20世纪70年代,6月份平均降水量增加明显,增加了12.7mm,且2、4、5、7、8、9、10、11、12月份都有所增加;相反,3月份平均降水量减少了2.2mm;1月份也出现了相应减少趋势,减少不明显。因此得出,一年四季平均降水一律增多,夏季平均降水量明显增多,其次为秋季,冬季,春季。

2.3日照时数变化特征

2.3.1年日照时数变化

近40年年平均日照时数2893.9h,年日照时数最低值出现在1992年(2524.1h),最高值为2009年(3305.7h);年日照时数20世纪70-80年代变化不大,年平均分别为2860.1h、2919.9h,90年代出现下滑,年均日照时数为2722.8h,而2001-2010年又趋于上升趋势,升高到了3075.0h。

2.3.2日照时数季变化

春季日照时数成逐年增加,80-90年代增幅较小,2001-2010年较60年代增加了94.5h;夏季日照时数在90年代时减少,2001-2010年较60年代增加了85.0h;80-90年代秋季日照减少,2001-2010年间又达到最高值;冬季日照时数在90年代出现最低值,进入21世纪又与60年代持平。由此分析,年日照时数的变化表现出春夏季大幅增加,秋季次之,冬季变化不大。

2.4大风变化特征

2.4.1大风日数年代变化

从1971-2010年共出现大风354天,20世纪70年代大风日数最多,共137天;80年代98天;90年代大风日数最少,共48天,2001-2010年共出现71天。由表图知,20世纪80-90年代大风频率比70年代大幅度减少,70年代平均每年出现13.7天,80年代出现9.8天,而90年代减少到每年出现4.8天,2001-2010年平均每年出现7.1天。从新和县逐年大风日数变化曲线可看出,70年代大风日数在10-16天之间摆动,80年代变幅最大在2-26d之间摆动,1982年最多,之后开始快速减少,90年代在2~8天之间震荡。2000-2010年大风日数在2~13天之间。40年中大风日数最多的一年是1982年,出现26天,最少的年份是1998年、2004年,出现2天。

2.4.2大风的月、季变化

新和县一年中2-10月均可出现大风,5-6月最多,月平均大风日数均为2.1天,1、11、12月无出现大风天气,月大风日数极高值出现在1983年5月,值为7天。

3气候变化对农业生产的影响

3.1各种极端气象灾害事件频发对农业的影响

随着气候的变暖,新和县气象灾害发生的频率和强度有逐年加大的趋势。

3.2气候变暖对农业的影响

3.2.1对农作物种植界限和制度的影响

新和县气候变暖,有效积温增加,农作物的种植制度也随之变化,终霜提前,春作物播种期也相应提早;初霜推迟,越冬作物晚播,生育期缩短,复种指数增加。

3.2.2对作物生长发育的影响

温度升高和光照增加有利于提高作物的光合作用速率,延长全年生长期,对多年生果树有利,而对生育期较短的栽培作物却产生不利的影响,较高温度加速了作物发育,使其生育期缩短,不利于积累光合同化物;同时较高的蒸发率可导致作物生长的水分胁迫加重。

3.2.3对病虫害的影响

由于秋冬季气候变暖,为农作物害虫及虫卵过冬提供了温床,增大了虫害越冬基数,造成来年病虫害危害加剧。气候变暖同时加快了昆虫各虫态期的发育,导致首次出现期、迁飞期和种群高飞期的提前,影响农作物产量和品质。

4小结

1)新和县年平均气温有明显的上升趋势,特别是21世纪上升幅度明显,其温度的变化主要是由春季温度升高引起的。

2)降水有增多趋势,主要表现为夏季降水量增多。

3)光照时数的变化表现出春夏季大幅增加,秋季次之,冬季变化不大。

4)大风日数呈逐年代减少趋势。70年代大风日数在10-16天之间摆动,2000-2010年大风日数在2~13天之间。5-6月大风出现最多。

5)随着气候的变化,农业气象灾害频率和强度逐年增加,对新和县农作物种植、生长发育以及病虫害发生发展等方面都带来了一定的影响。

参考文献

[1]葛洪燕.气象为托克逊县农业保驾护航[J].新疆农业科技,2009,1:22-22.

[2]王修兰.二氧化碳、气候变化与农业[J].北京:中国统计出版社,1998:1-61.

[3]秦大河,王馥棠,赵宗慈等.气候变化对农业生态的影响[J].北京:气象出版社,2003:100-101.

气候变暖的趋势篇2

关键词:气候变化;气温;降水

中图分类号:P467

文献标识码:A

文章编号:1003-6997(2012)13-42-03

西吉县位于宁夏南部六盘山西麓,具置为北纬35°35′~36°14′、东经105°20′~106°04′,处于我国黄河上中游黄土高原腹地丘陵沟壑区,是黄河中上游严重水土流失区,地形南低北、东、西渐次增高,属典型的温带大陆性季风气候,处于半湿润半干旱过渡地区。在全球气候持续变暖和中国区域气候环境变化作用下,宁夏西吉县生态环境显得相当脆弱,水资源危机日益突出,公共安全受到挑战。笔者通过对西吉县近52年气温、降水变化特征的分析,为合理开发利用气候资源,宁夏南部山区的环境、生态建设与防灾减灾提供参考依据。

1资料说明

本文根据宁夏西吉县近52年(1958~2009年)的逐月平均气温、降水量观测资料,采用线性趋势、三次多项式拟合趋势、变率、t检验等统计方法,对西吉县平均气温、降水量的季节、年际、年代际变化规律进行深入分析。统计计算中以3~5月为春、6~8月为夏、9~11月为秋、12~2月为冬,12~2月为年。

2基本气候特点

宁夏西吉县年平均气温为5.6℃,夏季平均气温最高达17℃,冬季平均最低为零下7℃;年平均降水量为409.60mm,主要降水发生在夏季,为228.70mm,约占全年降水量的56%,冬季降水量最少,平均只有8mm,不到全年降水量的2%(见表1)。西吉县总的气候特点春低温少雨、夏短多冰雹、秋阴涝霜早、冬长严寒干。

3平均气温变化

3.1长期变化趋势

宁夏西吉县近52年平均气温变化趋势系数以及变率(见表2),从近52年的长期趋势来看,西吉年平均气温和春、夏、秋、冬四个季节平均气温都呈显著上升趋势,四个季节中以冬季上升趋势最明显(见图1),平均每10年上升0.5℃,春、夏、秋各季上升速率比冬季要小,每10年均上升0.2℃,年平均气温每10年上升0.3℃。备注:在置信度为95%水平上,52年趋势显著临界值为0.2732。趋势系数正值表示气温为增加趋势,趋势系数大于0.2732表示在95%置信水平上气温增加趋势显著。

3.2各年代变化

具体从各年代来看(见表3),西吉县各季及年平均气温在20世纪60~80年代总体变化不大,春季和夏季略有下降,秋冬季略有上升。但是自20世纪90年代以来,气温迅速上升,与80年代相比,年及各季平均气温增加了0.5~0.7℃。进入21世纪以来,除秋季平均气温与20世纪90年代持平外,其他各季及年平均气温上升速率进一步显著增加,尤其冬季增加最大。近10年来平均冬季气温较20世纪90年代增加了1.3℃,春、夏季节增加了0.8~0.9℃。近10年春、夏、冬和年平均气温较20世纪90年代增加速率达1958年以来各年代增幅最大值。

4降水量变化

4.1长期变化趋势

从近52年的长期趋势来看(见表4),西吉春、夏、秋三个季节降水量总体呈减少趋势,秋季降水量减少趋势通过了95%的显著性检验,冬季降水量呈略增加趋势,由于西吉主要降水发生在春、夏、秋季,冬季降水量占全年降水量的份额非常少,因此使得西吉年降水量总体呈显著减少趋势。年降水量平均10年减少21.80mm,夏、秋季平均每10年分别减少10.7℃和8.3℃。4.2各年代变化

从西吉县降水量的各年代演变来看(见表5),春季降水量在20世纪60~90年代总体变化幅度不大,但进入21世纪以后,降水量迅速减小,近10年春季平均降水量较20世纪90年代减少了14.7mm,春季降水最多年出现在1967年,为159.3mm,较常年均值偏多120.9%,最少年出现在1995年,为14.9mm,较常年偏少79.3%(图2a)。夏季降水量在20世纪60~70年代明显减少,平均减少了34.8mm,70~90年代略有增加,进入21世纪以来显著减少,近10年较20世纪90年代平均减少了42.0mm。1979年夏季降水量为397.6mm,达历史最高,较常年平均偏多73.9%,而最旱年出现在1982年,整个夏季只有95.4mm降水,较常年同期偏少58.3%(图2b)。秋季降水量在20世纪60~90年代总体呈减少趋势,60~70年代减少最显著,70年代较60年代平均减少了41.7mm,进入21世纪以来,秋季降水量出现了增加的新趋势,近10年较20世纪90年代平均增加了15.9mm,这一特点与春、夏季节降水量显著减少的趋势完全相反(见图2c)。冬季降水量很少,各年代变化幅度不大。

西吉县年降水量总体变化趋势和夏季趋势基本一致,20世纪60~70年代显著减少,70年代比60年代平均减少73.5mm,70~90年代变化幅度不大,进入21世纪以来,降水量迅速减少,近10年平均降水量比20世纪90年代平均减少了38.7mm。

5结论

气候变暖的趋势篇3

【关键词】对比分析;气温变化

1.阿城区近50a气温变化的规律

对1961~2005年年平均气温、年最高、最低平均气温;1月平均气温、最高、最低平均气温;7月平均气温、最高、最低平均气温进行距平分析,得出阿城地区近50年来的气温变化有如下特点:

1.1年气温的变化规律

阿城区受温带大陆性季风气候影响,年平均气温变化具有明显的季节特点。一般春季回暖快,多大风、易干旱,每年3月末到4月初气温开始逐步回暖;夏季:受西太平洋副热带高压影响,气温温和湿润,季节短促而炎热,是一年的高温集中期。平均气温为21.3℃,极端最高气温为39.2℃,(出现在2001年4月6日,≥32.0℃,平均日数为15天;秋季多雨、降温急剧,容易出现早霜,平均气温为10.0℃;平均初霜期在9月24日左右,平均终霜期在5月3日。冬季在极地大陆冷气团控制下,气候寒冷、干燥,年内极端最低气温容易出现在一月。平均温度为-13.7℃,极端最低温度为-40.0℃,出现在1970年1月4日。

图1季平均温度分布图

图1阿城冬季气温距平与标准差比值的变化

60年代至今,全区气温呈变暖趋势。1961~2005年的45年中气温年变率为0.0387℃/年变暖的趋势缓慢。

年最高平均气温化变化与年平均的变化相似。45年中,最高平均气温的年变化率为0.0136/年;最低平均气温的年变化随年平均温度、冬季温度的升高呈减少趋势,以每10年-1.8的变率增长。年最低平均气温的年变化率大于最高平均气温的年变化率,温差变小了,气候变得温和。

1.21月气温变化规律

冬季1月的平均气温明显变暖趋势,45年中,1月份最冷时期出现在1961~1970年,最暖期出现在1988~2003年,气温呈明显变暖趋势,1月平均气温的年变化率为0.0464℃/年,气候变暖明显。冬季1月最高平均气温呈现显著的周期变化,45年气温距平呈正负正负的变化,同期距平值的变化还有一个特点:正距平呈减小趋势,负距平震幅增大,即1月最高平均气温呈下降的趋势,而1月最低平均气温呈前低后高的阶梯变化,因此1月最高、最低平均气温变化趋势相反,说明冬季的温差减小了。

图21月份最高平均气温趋势1月份最低平均气温

1.37月气温变化规律

阿城7月平均气温最高期为1984~2002年,1976~1983年这八年是夏季降温较明显时期。7月最高、最低平均气温变化不同,最高平均气温呈缓慢增长的势头;在1972~1982年十一年间最高平均气温比距平值偏高0.8~0.9℃后,1983~1993年最高平均气温比距平值偏低0.9~1.0℃,最低平均气温呈缓慢上升的趋势,温差也随着变化变小。

图37月份最高平均气温趋势7月份最低平均气温

2.气温分析方法

气温有自身的变化-周期性的变化,也受环境变化的影响,如二氧化碳的排放量、烟尘等环境因素对温度的影响可以看成是一个随时间变化的函数,建立方程Y(t)=∑f(x)+p(t)(1)

式中Y(t)为气温序列;f(x)为周期函数;

f(x)=a0+a1x1+a2x2+…akxk,k为周期个数;

p(t)为随时间变化的多项式p(t)=b1t+b2t2+…bntn本文将多项式取至5次项。

利用逐步回归同时提取隐含周期和多项式次项,确定其系数ai和bi,同时我们还发现,长周期的均值生成函数由2~3个数平均求得,通常情况下它与原序列的相关系数要比短序列周期多个数据平均求得均值生成函数要高,方差贡献大,因此被选入方程的机会比短周期多,同时在试报过程中还出现一种情况;当方差相近时长周期因子的预报效果不如短周期因子的效果好,为了避免长周期因子过多的选入方程,对长周期因子引入限制系数β即:

F*=Fβ(2)

其中:β=;N为序列长度;T周期长度;

由此可见周期长度T越长β值就越小;F*值也小,这样就可以避免总是长周期入选,对于多项式各项则T=0。使用上述方法,对我区建立年平均气温中冬季1月、夏季7月平均气温回代,结果来看,拟合曲线与实际气温变化基本一致。

3.高温热浪(日最高气温≥30℃)

近50年来,阿城年平均高温日数为17天,阿城的高温日数最多的年份是1982年多达40天,最少的年份是1971年只有3天。高温日数随温度的升高保持一致性也呈增高趋势,以每10年0.136的变率增长。60年代高温日数趋于正常,进入70年代开始增长,1994年~2001年增长尤其明显。可见年平均气温的增长导致了高温热浪对阿城的席卷。

图4阿城年平均高温日数累积距平曲线图图5阿城年平均低寒累积距平曲线图

3.1年际变化

从1961~2000年≥30℃或≥32℃的高温日数年际分布数值统计看:1963~1972年为高温日数较少期;1973~1982年为高温日数较多期;1983~1993年为高温日数较少期;1994年至今为高温日数较多期。≥30℃分布范围在5~43,最多年份(1982年43天)比最低年份(1993年)多38天,平均日数为18天;≥32℃分布范围在0~21天,最多年份(2000年)比最低年份多21天,平均日数为5.9天。

3.2月际变化

由表一得知,7月份高温日数最多,其次6月,8月较少,5月更少,9月份发生高温天气的机率基本为零。

表11961~2000年四十年高温日数平均值月际分布情况

4.低温严寒(日最低气温≤―30℃)

如图5阿城区年平均低寒日数为6天。阿城的低寒日数最多的年份是1975~1977年多达35天,最少的年份没有低寒,尤其进入2000年后有连续三年没有出现低寒。低寒日数随年平均温度、冬季温度的升高呈减少趋势,以每10年-1.8的变率增长。60年代低寒日数相对较多平均为9天,进入70年代开始减少变为平均8天,80年代趋于正常,90年代减少为平均4天。2000年后减少尤其明显。可见年平均气温的增长、冬季温度的升高是造成阿城低寒天数减少的主要原因。

5.小结

气候变暖的趋势篇4

(天水市气象局,甘肃天水741000)

摘要:为研究气候变暖对天水极端温度的影响,利用天水观测站1951—2013年逐年极端温度资料,运用气候倾向率、趋势系数、百分位法、滑动T检验等统计方法,分析极端温度对气候变暖的响应特征。结果表明:天水年极端最高(低)温度均呈显著性升高趋势,极端最高气温上升0.2℃/10a,极端最低气温上升0.3℃/10a,都通过了α=0.01的显著性检验;通过百分位法定义了极端温度的阈值,分析发现,极端最高气温与阈值的差值随时间序列的增加逐步增大,极端最低气温与阈值的差值随时间序列的增加逐步减少,对极端最高温度和极端最低温度利用滑动T检验法进行突变检验,在α=0.01显著性水平下,极端最低温度没有发生突变,而极端最高温度在1983年和1993年发生了2次十分明显的突变。

关键词:极端温度;阈值;百分位法;滑动T检验

中图分类号:P468.0+2文献标志码:A论文编号:2014-0407

ExtremeTemperatureVariabilityinTianshuioverthePast63YearsYaoYanfeng,ZhuEnchao,AnJing,LiYue,WangHongbin

(TianshuiMeteorologicalBureau,Tianshui741000,Gansu,China)

Abstract:EvaluationofextremetemperaturechangesinTianshuiunderglobalwarmingisstudiedbasedonannualextremetemperaturedatafrom1951to2013.Tobetterunderstandthevariabilityandlong-termtrendofextremetemperature,variousmathematicalstatisticsmethods,includingtheclimatetendencyrate,climatetendencycoefficient,percentilethresholdvaluemethodandslidingT-testmethod,havebeenused.Resultsindicatethatannualextremetemperatureshowedasignificantincreasetrendoverthepast63years.Theextremehigh-temperaturerateofincreaseisestimatedas0.2℃/10a,whiletheextremelow-temperatureincreasedby0.3℃/10a,whichareallstatisticallysignificantat99%confidencelevel.Thethresholdvaluesoftemperatureextremeshavebeendeterminedusingthepercentilethresholdvaluemethod,wefindthatthedifferencebetweentheextremehigh-temperature(extremelow-temperature)andthecorrespondingthresholdvalueincreased(decreased)withthelengthoftimeseries.Thetemporalcharacteristicsofextremehightemperatureandextremelow-temperaturetrendsareanalyzedbyusingslidingT-testmethod.Thereisnosignificantabruptchangeinextremelow-temperatureat99%confidencelevel.Incontrast,theextremehightemperaturechangesabruptlyin1983and1993.

Keywords:ExtremeTemperature;Threshold;PercentileThresholdValueMethod;SlidingT-testMethod

0引言

气候变暖已成为不争的事实。大量研究表明,在全球气候变暖的情况下,极端气候事件所造成的经济损失以及给社会带来的影响非常巨大,政府间气候变化专门委员会(IPCC)第4次评估报告指出,1906—2005年全球平均气温升高(0.74±0.18)℃,且各区域对全球变化存在不同程度的区域响应[1-10]。许多研究[11-14]指出,中国热日和暖夜的频数显著增加,冷日和冷夜的日数明显减少,由此引起的极端气候事件的频率和强度在增加[15-19],造成的灾害损失也在日益加剧,因此研究极端温度的变化[18-20]十分必要。近年来,一些学者对天水降水、气温等变化特征已经有了一些分析[21],但是围绕极端温度对气候变暖的响应研究甚少,笔者以极端温度作为研究对象,利用逐日最高、最低温度资料,探讨气候变暖对极端温度的影响及变化趋势[22],为进一步认识气候变暖提供科学依据。

1资料与方法

1.1研究区概况

天水地处西北地区东南部,处于中国地形和气候过渡带,气候复杂,该地区四季分明,冬冷干燥,雨雪稀少;夏热无酷暑,雨热同季,降水集中;春季升温快,冷暖多变;秋季降温迅速,常出现连阴雨天气。极端最高温度出现在1997年7月21日,达38.2℃,极端最低气温为-19.2℃,出现在1955年1月10日。

1.2资料来源及说明

本研究使用的极端最高温度和极端最低温度资料来源于天水市国家气象观测站1951—2013年的观测数据。查阅历史资料发现,天水观测站曾于1952、1954、2004年出现过3次迁站,对比搬迁的位置,温度资料不影响代表性和对比性。

1.3研究方法

1.3.1线性倾向估计一般来讲,降水的气候趋势用一次直线方程或二次曲线方程就能满足,本研究采用一次直线方程来评价降水的变化趋势:

y(t)为第t年的观测值,t为时间序列,b=dy(t)/dt,把b×10作为降水每10年的气候倾向率,单位为mm/10a和d/10a,回归系数b和常数a可用最小二乘法或经验正交多项式来确定,其中b表征了降水的变化趋势,b>0,表示随时间t的增加呈上升趋势,b<0,表示随时间t的增加呈下降趋势。1.3.2趋势系数趋势系数r表征t与y之间线性相关的密切程度:

σy和σt为降水序列和自然序列的均方差,r与b的符号相同,|r|越趋近于1,表示t与y之间线性相关越大,|r|越趋近于0,表示t与y之间线性相关越小。1.3.3百分位法极端温度阈值采用普遍使用的百分位定义法,将n个变量值从小到大排列,X(j)表示此数列中第j个数。设(n+1)P%=j+g,j为整数部分,g为小数部分,当g=0时:P百分位数=X(j);

当g≠0时:P百分位数=g×X(j+1)+(1-g)×X(j)=X(j)+g×[X(j+1)-X(j)]。

1.3.4滑动T检验法利用10年滑动T检验法对极端最高温度和极端最低温度进行突变分析,设置显著性水平为0.01。

2结果与分析

2.1年极端气温的变化趋势

研究表明,极端最高温度的升高将带来热浪、高温等灾害性天气,同时对城市运行、电力运行、野外作业等造成重大的影响,极端最低气温的升高将出现暖冬,对越冬作物、病虫害等有不利影响。分析1951—2013年逐年的极端最高(最低)气温变化趋势发现(图1和图2,虚线为平均值),极端最高气温和极端最低气温都呈上升趋势,极端最高气温上升0.2℃/10a,趋势系数r为0.306,极端最低气温上升0.3℃/10a,趋势系数r为0.332,都通过了α=0.01的显著性检验,极端最低气温的上升趋势较极端最高气温的上升趋势明显,进一步说明,在全球气候变暖的情况下,天水地区出现高温的频率在日益增加,出现冷事件的概率日益减小。

以10年为单位分析平均极端最高气温和最低气温发现,极端最高气温呈现波动上升趋势,回归系数b为0.25,趋势系数r为0.61,通过了α=0.01的显著性检验,20世纪50年代至21世纪00年代,呈现“下降—上升—下降—上升—上升”,特别是20世纪80年代开始上升趋势非常明显,90年代比80年代平均极端最高气温上升了近2℃;极端最低气温呈现上升趋势,回归系数b为0.42,趋势系数r为0.92,通过了α=0.01的显著性检验,几乎是呈直线上升态势,21世纪00年代比20世纪50年代平均极端最低气温上升了近2℃,进一步证明了在气候变暖的情况下,极端最高、极端最低气温呈显著性上升。

2.2极端最高(低)气温阈值的分析

为进一步研究气候变暖对温度的影响,采用普遍使用的百分位定义法来研究极端温度阈值,首先将1951—2013年逐年的极端最高(低)温度资料按照降序排列,将第5(95)个百分位值定义为该站的极端最高(低)气温的阈值。然后分析逐年的极端最高(低)气温与阈值的差值(图略),分析其差值与实践序列的关系,计算得知极端最高温度的阈值为32.53℃,极端最低气温的阈值为-9.91℃,分析极端最高温度与阈值的差值发现,只有1989年(-0.83)、1992年(-0.13)、1993年(-0.23)为负值,其他年份全部为正值,正值最大在1997年(5.67),差值随时间序列为上升趋势,分析极端最低温度与阈值的差值发现,只有1985年(0.31)、1999年(0.51)、2000年(0.91)为正值,其他年份全部为负值,负值最大在1955年(-9.29),差值随时间序列为上升趋势,上升趋势(b=0.03)较极端最高温度的差值上升趋势(b=0.02)明显。说明,极端最高气温与阈值的差值随时间序列的增加逐步增大,极端最低气温与阈值的差值随时间序列的增加逐步减少。

2.3极端温度突变检验

对天水市1951—2013年的极端最高温度和极端最低温度利用滑动T检验法进行突变检验(图3和图4)发现,在α=0.01显著性水平下,极端最低温度没有发生突变,而极端最高温度在1983年和1993年发生了2次十分明显的突变。分别计算1983年之前、1983—1993年、1993年之后共3个时段的极端最高温度平均值、线性倾向系数后发现,3个时段的平均值分别为:34.4、33.3和35.6℃,第2时段比第1时段减少1.1℃,第3时段比第2时段增加2.3℃,3个时段的回归系数分别为0.06、-0.08、0.17,趋势系数分别为0.49、-0.25、0.35,都通过了99%的显著性检验,3个时段内的变化趋势分别为:增加、减少和增加,1993年以来的增加趋势较为明显。

3结论

通过对天水极端最高温度的分析得知,天水极端最高温度、极端最低温度呈显著性升高趋势,上升幅度分别为0.2和0.3℃/10a,极端最低温度的上升趋势较极端最高温度上升明显。

采用百分位定义得到天水地区极端温度的阈值分别为32.53℃和-9.91℃,分析极端温度与阈值的差值发现,极端最高气温与阈值的差值随时间序列的增加逐步增大,极端最低气温与阈值的差值随时间序列的增加逐步减少。

极端最高温度在1983年和1993年发生了2次十分明显的突变,1983年之前、1983—1993年、1993年之后3个时段变化趋势分别为增加、减少和增加,1993年以来的增加趋势较为明显;极端最低温度没有发生突变。

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气候变暖的趋势篇5

《财经》特约作者韦雪

“罕见”成为了这个冬季的标签。尽管不同地域的人们对它有着截然不同的感受。

在西南地区,罕见的特大旱情贯穿了整个冬季,由于持续高温少雨天气,云南、贵州、四川、广西和重庆五省区市的旱情仍在加重。云南和广西部分地区旱情已达特大干旱等级,贵州秋冬连旱,出现百年一遇重旱。

就在西南地区“祈雨”而不得时,降水以雨雪的形式数次光顾中国东北、华北和新疆北部地区。

3月24日,北京再次降雪,其连续四年的暖冬记录宣告终结。来自北京气象台的数据显示,2009/2010年是近十年来北京最冷的冬季。

此外,中国江淮、江南入冬以来降水偏多,南方持续低温,许多地区最低温度创历史同期纪录。

在这个冬天,遭遇到极端气候事件的不只有中国。2009年12月19日至20日,美国东部普降暴雪,华盛顿地区的积雪深度达61厘米,创下1932年12月以来之最。

而2009年12月中旬,暴风雪横扫欧洲,部分地区积雪深度超过50厘米,历史罕见。

2010年1月4日,在与中国隔海相望的韩国首都首尔的积雪深度超过28厘米,成为自1937年有记录以来之最。

直接原因:大气环流异常

中国气象局国家气候中心首席专家任福民同样选择用“罕见”一词来形容今年全球冬季的气候态势,“今年冬季北半球明显偏冷,尤其是欧亚大陆的中高纬度地区是异常偏冷。”

“造成气候异常的原因很复杂,但最直接的原因就是大气环流的异常。”任福民向《财经》记者解释,入冬以来,亚洲冬季风偏强,暖湿气流强盛,是导致中国北方暴风雪频发的主要原因。正是极地冷空气南下与当地强盛的暖湿气流汇合,导致北半球中高纬度地区大范围的低温雨雪天气。

同样,持续了五个月的西南干旱也是由大气环流异常所致。

西南地区地处青藏高原东侧,正常情况下,由青藏高原南侧自西向东的暖湿气流对西南地区进行水汽输送。这条水汽输送带在过去的200多天时间里异常偏弱,因而无法向西南地区输送充足的水汽。与此同时,本应与西南暖湿气流交汇形成降水的冷空气,今年的活动路径比往年偏北、偏东,无法到达西南地区,与当地的暖空气相遇,因而造成了西南旱区长时间缺乏有效降水、持续干旱的局面。

幕后推手:厄尔尼诺归来

直接的大气环流异常之外,人们发现,那个调皮的“小男孩”又回来了。

“小男孩”就是厄尔尼诺(EL-Nino)。在西班牙语中,“EL-Nino”意为“小男孩”“圣婴”。

2009年6月开始,赤道中东太平洋海洋大气就进入了厄尔尼诺状态,目前海温偏暖已持续6个月以上,这就意味着一次厄尔尼诺事件已在赤道中东太平洋完全形成。

“极端天气气候事件成因复杂,是多种因子共同作用的结果,即使看似构成因素相同,由于季节、地区等多种不同因子影响,最终也会造成不同的结果。”任福民一再向《财经》记者强调。他特意举出2008年中国南方大面积低温雨雪冰冻灾害,与今年西南旱情对比。造成2008年南方冰冻雨雪天气的罪魁祸首,正是与厄尔尼诺关系密切的拉尼娜事件。

和今年偏东方向的冷空气不同,造成2008年南方冰冻雨雪天气的冷空气位于中国西北方向,当时在拉尼娜事件的帮助下,冷空气一路南下,长驱直入东南地区,使得中东部地区全部受到影响。

除了强大的冷空气之外,2007年底至2008年初,持续的绕高原南侧暖湿气流异常偏强,使得水汽输送非常充分;此外,在西太平洋地区的副热带高压较往年偏强、偏北,使得冷暖空气的交汇地区北移至长江中下游地区,正是这三股异常的因子堆积造成了当年持续的低温雨雪天气。

而今年影响西南的高原南侧暖湿气流则非常薄弱,在厄尔尼诺的影响下,出现的情况跟2008年年初刚好相反,造成了西南的干旱。

厄尔尼诺背景下,科学家接下来的预期是:2010年可能又将成为历史上最热的年份之一。

对于刚刚过去的这个冬天寒潮不断袭击北半球中纬度地区、并带来大量降雪这一事件,日本气象厅提出解释说,气候异常的原因在于大规模的“北极震荡”现象。

“北极震荡”是指北半球气压的变动情况,当北极上空气压比往年高,中纬度上空的气压低,北极附近的寒流就容易南下,反之,寒流就难以南下。

日本气象厅指出,这个冬天北极圈与中纬度地区的气压差是1979年以来最大的,这使得北极圈的强冷空气进入北半球中纬度地区。同样受“北极震荡”影响,靠近北极圈的高纬度地区则变得温暖,加拿大温哥华去年冬季的平均气温比往年高出1.5℃。

而厄尔尼诺现象可能增强了“北极震荡”。

“北极震荡”目前正逐渐减弱,但未来一段时间,北半球中纬度地区气温仍可能持续偏低。

大趋势的影响

尽管北半球遭遇了大面积低温天气,然而全球变暖的趋势依旧未变。

国家气候中心资料显示,2009/2010年冬季,中国全境平均气温为-3.6℃,较常年同期偏高0.7℃,尽管地区差异较大,今年仍为暖冬。

国家气候中心主任肖子牛也曾指出,“(局部地区的)极冷不会改变全球气候长期变暖趋势”。

“我们所感受到的天气变化异常形式,实际上是在全球变暖的大背景下,受到一些短时间尺度因素的影响,叠加起来的一种综合反应。”任福民认为,如同把某一年或几年的异常暖热事件归结于全球气候变暖一样,把某一年或几年的异常寒冷、暴雪事件归结于全球气候变暖,都是片面和缺乏科学依据的。

与此同时,尽管目前无法将单一的气候事件和全球变暖的趋势画上等号,然而,全球变暖导致极端气候事件进入一个多发时期,这已经得到了主流科学界的公认。

――这就如同预测足球比赛结果一样,某一场球赛的结果未必完全由球队的实力决定;但在一个较长远的时间段看,一支队伍的胜率与其实力成正比。

研究表明,20世纪70年代以来,全球明显变暖,严重干旱和雨涝事件随之增加――尽管全球降水没有表现出显著的变化趋势。中国总的降水量变化趋势也不明显,但下雨日数趋于减少,意味着降水过程可能存在强化趋势,干旱和洪涝趋于增多。

气候变暖的趋势篇6

[关键词]气候变化季节特征

[中图分类号]P463.3[文献标识码]B[文章编号]1003-1650(2013)04-0237-02

一、引言

随着人类社会经济的飞速前进,工业、农业、交通等产业发展的巨大变革,人类生存的地理气候环境也发生着显著的变化,气候资源的发展、利用也相应的在改变,适时地研究、总结气候变化的趋势,充分、合理地利用好气候资源,是人类生存、发展所必需的最终目标。因此,对黎城县季节性气候变化特征的重新分析和认定,以便更好地利用气候资料指导、服务当地经济生活,有着十分重要的意义。

二、资料和方法

1.资料

选用黎城县1961-2010年三十年的逐日平均气温、平均最高气温、平均最低气温、极端最高、最低气温、逐日降水量等气象资料。

2.方法

采用气候学划分标准划分四季,即以侯平均气温稳定≥10℃为冬季结束、春季开始,稳定≥22℃为春季结束、夏季开始,

三、四季划分

利用黎城县1961年-2010年的逐日平均气温,按每月6侯计算每一侯的侯平均气温,用张宝堃候温法统计计算,黎城县各季节的最早日期、最晚日期和平均开始日期,见表一,根据候温法划分的四季,统计计算黎城县春夏秋冬四季的平均天数。

候温法统计黎城县各季的开始日期

从上表可以看出,黎城县春季平均开始时间为4月19日,夏季平均开始时间为6月12日,秋季平均开始时间为8月16日,冬季平均开始时间为10月23日。根据候温法划分黎城四季的起止时间为:春季4月11日至6月11日,夏季6月12日至8月15日,秋季8月16日至10月22日,冬季10月23日至次年4月10日。黎城县冬季最长,平均170天,秋季次之,平均68天,夏季第三,平均65天,春季最短,平均62天。总体而言,冬季时间几乎占全年的一半,春、夏、秋三季天数近于平均。

四、各季的气温特征分析

根据侯温法划分的四季起止时间,利用历年逐日平均气温计算出历年各季的平均气温,作出其变化曲线图(图4a、b、c、d分别为黎城1961-2010年春、夏、秋、冬四季的平均气温变化曲线图),并用一元线性回归法对其变化趋势情况进行分析。

1.春季平均气温

黎城县春季平均气温为17.2℃,平均气温最高为18.7℃,出现在2000年,平均气温最低为14.0℃,出现在1992年。由黎城县1961-2010年50年春季平均气温变化曲线图(图4a)可以看出:黎城近50年来,春季平均气温略有波动上升,其总的线性增长率不大,只有0.0033℃/10年,其中以1993年为界,1993年以前历年春季温度呈波动变化明显,围绕平均温度17.1℃年冷暖交替,基本没有增温趋势;1994年-2010年春季增温趋势明显,17年的平均温度为17.6℃,超过历年平均值0.4℃,也就是说,黎城春季气候变暖的趋势基本上是从1994年以后开始的。

2.夏季平均气温

黎城县夏季平均温度23.3℃,平均气温最高为25℃,出现在2005年,平均气温最低为20.3℃,出现在1992年。由黎城县1961-2010年50年夏季平均气温变化曲线图(图4b)可以看出:黎城近50年来,夏季平均气温的总体增温趋势最不明显,其线性增长率只有0.002℃/10年,其中1961-1991年平均温度为23.3℃,31年间夏季温度在23.3℃上下浮动,变化不大;1992-2010年夏季温度波动变化幅度增大,温度趋势变化略向下,平均温度为23.2℃,平均温度最大25℃(2000年)和最小20.3℃(1992年)年份都出现在此年限间。

3.秋季平均气温

黎城县秋季平均温度16.6℃,平均气温最高为18.9℃,出现在1997年,平均气温最低为13.2℃,出现在1992年。由黎城县1961-2010年50年夏季平均气温变化曲线图(图4c)可以看出:黎城近50年来,秋季平均气温呈明显的波动上升趋势,其线性增长率为0.0137℃/10年,其中以1992年为界,1961-1992年平均温度为16.3℃,气温总体偏冷;1993-2010年秋季平均温度16.8℃,气温明显增暖。

4.冬季平均气温

冬季是黎城县时间最长的季节,横跨7个月之久,平均达170天。黎城县冬季季平均温度1.2℃,平均气温最高为3.0℃,出现在2006、2007两年,平均气温最低为-3.4℃,出现在1992年。由黎城县1961-2010年50年夏季平均气温变化曲线图(图4c)可以看出:黎城近50年来,秋季是平均气温增温最明显的季节,其线性增长率为0.0328℃/10年,其中1961-1992年平均温度为0.8℃,低于季平均温度0.4℃,气温总体偏冷;1993-2010年秋季平均温度1.9℃,超过季平均温度0.7℃,气温增暖趋势增强,出现明显的暖冬气候特征。

五、各季降水特征分析

根据侯温法划分的四季起止时间,利用历年逐日降水量计算出历年各季的降水量总量,作出其变化曲线图,并用一元线性回归法对变化情况进行分析。

1.春季降水特征分析

黎城县春季平均降水量75.4mm,只有全年降水量的14.6%,降水量最大为177.1mm,出现在1991年,降水量最小为11.4mm,出现在2000年。由黎城县1961-2010年春季降水量变化曲线图5a可以发现:黎城县春季历年降水量呈波动变化上升趋势,且波动幅度很大,最大降水年份与最小量年份之间差距可达150mm之多。由其线性增长趋势线也可以明显发现春季是四季之中线性增长率唯一为正的季节,其数值为0.3312mm/7年。

2.夏季降水特征分析

夏季是黎城四季中降水过程最多、强度最大,降水量最多的季节,平均降水量达242.3mm,占全年降水总量的47%。黎城夏季降水的年际变化很大,最多年份为1982年,降水量为464.2mm,最少年份为1991年,只降水79.5mm,相差384.7mm,由图5b可以看出:黎城夏季降水量呈波动减少趋势,其线性变化减少率为全年最大,达-1.1832mm/7年,也就是说,黎城气候逐渐趋于干旱,尤其是伏旱逐年显严重。

3.秋季降水特征分析

黎城县秋季平均降水量145.7mm,占全年降水量的28.3%,是继夏季之后年降水量较大的一个季节,降水量最大为432.4.1mm,出现在2003年,降水量最小为27.2mm,出现在1965年。由黎城县1961-2010年秋季降水量变化曲线图5c可以看出:黎城县秋季历年降水量呈波动减少趋势,其线性减少率为-0.354mm/7nian,秋季干旱天气在明显逐年增多。

4.冬季降水特征分析

冬季是黎城降水最少的季节,平均降水量只有51.6mm,占全年总雨量的10%,季节天数达170天,日降水量不足0.3mm,季节最大降水量为102.9mm,在1997年,降水量最少为10.4mm,在1995年。冬季是全年最干旱的季节,历年连续无降雨日数就在冬季。有图5d可以看出:黎城冬季的降水量在波动变化减少,其线性减少率为-0.3328mm/7年。在十年九旱的黎城县,冬季干旱几乎年年存在,并呈日益严重趋势,是黎城冬小麦生产的致命灾害天气。

五、小结

1.黎城春、夏季温度发展较为稳定,增温不明显,但春季降水呈逐年增多趋势,夏季降水却呈极端减少趋势。

2.黎城秋、冬季气温呈明显增温趋势,降水均称明显减少趋势。