强玉华,姜燕敏,杨爱琴
(浙江省丽水市气象局,浙江丽水 323000)
1953-2012年丽水市极端气温事件变化分析
强玉华,姜燕敏,杨爱琴
(浙江省丽水市气象局,浙江丽水 323000)
利用丽水市国家气象观测站1953-2012年的逐日最高、最低气温资料,分析丽水市近60年极端最高、最低气温,高温、低温日数和高温及低温过程的变化趋势和特征。结果表明,近60年丽水市极端最高和极端最低气温均呈上升趋势。丽水市高温日数表现为少-多-少-多的年代际变化,而低温日数表现为少-多-少的单一年代际变化。丽水市最强高温过程出现在2007年6月27日至8月3日,连续38d日最高气温≥35℃;最强低温过程出现在1973年12月22日至1974年1月9日,连续19d日最低气温≤0℃;根据气候再现期理论,2007年6月27日至8月3日的连续高温为50年一遇的强高温过程,1973年12月22日至1974年1月9日的连续气温为100年一遇的强低温过程。
极端气温;高温日数;低温日数;变化趋势;丽水
相对于气候平均态,极端气候事件的变化经常会对经济、社会和自然生态系统等造成更大的影响。极端气温的变化已引起了人们的广泛关注,并成为气候变化研究的一个至关重要的内容,分析极端事件的长期变化趋势、空间演变特征具有非常重要的现实意义[1-4]。
极端气温的危害不仅与其气温极值有关,也与其过程持续日数有关。持续3d以上的高温造成的危害远大于偶尔出现的高温[5]。但国内已有研究多侧重对某一时期(如年、季、月等)极端气温日数或气温极值的研究,较少开展综合持续日数和气温极值的极端气温过程(或强度)的研究[6]。
丽水市地处亚热带湿润气候区,季风影响显著,过去对丽水气候变化的研究多侧重于研究气温、降水等气候因子平均值的变化[7-8],而对于极端气候变化的研究尚不多见。作者对丽水极端最高、最低气温和高、低温日数及过程的气候变化特征开展分析,讨论了1953-2012年丽水极端温度的变化趋势及年代际的演变特征。
1.1 材料
所用资料为丽水市国家气象观测站1953-2012年的逐日最高、最低气温资料。对极端气温指标作出如下定义:高温日数为日最高气温≥35℃的日数;低温日数为日最低气温≤0℃的日数;弱高(低)温过程为连续3d≥35℃(≤0℃);中等高(低)温过程为连续5d≥35℃(≤0℃)或连续3d≥38℃;强高(低)温过程为连续8d≥35℃(≤0℃)或连续5d≥38℃或连续3d≥40℃。
1.2 方法
计算趋势系数。为了解气象要素的长期趋势变化,计算了气象要素的时间序列与自然数列之间的相关系数(称为趋势系数)。趋势系数就是标准化的一元线性回归系数,它消除了气象要素的均方差和单位对线性回归系数数值大小的影响,从而可以在不同地理位置的不同气象要素之间比较趋势变化的大小。如果以rχy表示极端气温的气候趋势系数,即:
其中:n为年数;χy是第y年极端气温;χ-为气温的均值;y-=(n+1)/2;rχy表示极端气温的气候趋势系数;rχy的正(负)值表示极端气温在计算的n年内有线性增(减)的趋势。
年极端气温的趋势定量化可用一次线性方程表示,即:
χy=a0+a1y(y=1,2,3,…,n)。
其中回归系数a1表示极端气温的趋势倾向, a1>0说明随时间y的增加极端气温χy呈上升趋势,a1<0说明随时间y的增加极端气温χy呈下降趋势,而且a1的大小反映上升或下降的速率,并把10a1称为气候倾向率。
2.1 极端气温
极端气温统计结果如表1。
表1 丽水市极端气温的情况
2.2 极端气温变化趋势
由图1可见,近60年丽水市极端最高气温呈波动上升趋势,其线性拟合增长率为每10年上升0.086℃。从图2可以看出,年极端最低气温总体呈较明显的波动上升趋势,其线性拟合增长率为每10年上升0.27℃。
图1 丽水市历年极端最高气温变化趋势
图2 丽水市历年极端最低气温变化趋势
2.3 极端气温日数的年代际距平
1953-2012年,丽水市高温日数表现为少、多、少、多的年代际变化(图3),以2001-2010年最多,年均56.7d,距平11.6d;其次是2011-2012年和1961-1970年,年均高温日数正距平分别为7.9和2.9d;在20世纪50年代、70-90年代年均高温日数较少,负距平分别为-2.1,-8.0,-2.7和-3.9d。
与高温日数不同,丽水市低温日数表现为少-多-少的单一年代际变化(图4),在20世纪80年代以前,低温日数都为正距平,而从80年代至今,年均低温日数都为负距平。在20世纪60年代低温日数最多,年均24.3d,距平5.4d,在2011-2012年年均低温日数最少,负距平5.4d。
图3 丽水市高温日数年代际距平
图4 丽水市低温日数年代际距平
2.4 极值重现期
根据气候极值再现期理论,如果极值的概率分布函数形式已知(或假定为已知的某种形式),再现期问题转化为研究右侧(或左侧)概率问题[9]。设X为连续35℃以上高温日数(连续0℃以下低温日数),假设其为连续型随机变量,X的取值小于χ的概率为则X超过某个定值的发生概率称为右侧概率,即当X大于某个特定值χ的事件平均在T年出现1次时,则把这个T年叫做X的特定值χ的再现期,也就是俗称的T年一遇。如果令F(χ)为X的分布函数,χ代表X的年最大值或最小值,则根据概率分布原理,最大值或最小值的再现期为T(χ)可由下式给出
采用上式计算得到丽水市连续35℃以上高温日数和连续0℃以下低温日数的极值再现期如表2。
表2 丽水市连续35℃以上高温日数和连续0℃以下低温日数的极值再现期
丽水市1953-2012年极端最高气温、极端最低气温均呈上升趋势,其线性拟合增长率分别为每10年上升0.086和0.27℃。高温日数表现为少、多、少、多的年代际变化,而低温日数表现为少、多、少的单一年代际变化。
丽水市最强高温过程出现在2007年6月27日至8月3日,连续38d日最高气温≥35℃;最强低温过程出现在1973年12月22日至1974年1月9日,连续19d日最低气温≤0℃;根据气候再现期理论,2007年6月27日至8月3日的连续高温为50年一遇的强高温过程,1973年12月22日至1974年1月9日的连续气温为100年一遇的低温过程。
[1] 高学杰.中国地区极端事件预估研究[J].气候变化研究进展,2007,3(3):162-166.
[2] 胡宜昌.董文杰,何勇.21世纪初极端天气气候事件研究进展[J].地球科学进展,2007(10):1066-1075.
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(责任编辑:张才德)
S161.2
A
0528-9017(2014)02-0256-03
文献著录格式:强玉华,姜燕敏,杨爱琴.1953-2012年丽水市极端气温事件变化分析[J].浙江农业科学,2014(2):256-258.
2013-12-16
丽水市社会科学研究课题(LC201202)
强玉华(1981-)女,蒙古族,内蒙古通辽人,工程师,从事天气气候的短期预测工作。E-mail:qyh200808@163.com。