1961-2013年黑龙江省总云量的气候变化特征分析

孙　爽，裴宇航，朱红蕊，高　原（.黑龙江省气候中心，黑龙江哈尔滨5000；.黑龙江省大气探测技术保障中心，黑龙江 哈尔滨5000；.黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江哈尔滨5000）

1961-2013年黑龙江省总云量的气候变化特征分析

孙爽1，裴宇航2，朱红蕊1，高原3
（1.黑龙江省气候中心，黑龙江哈尔滨150030；2.黑龙江省大气探测技术保障中心，黑龙江 哈尔滨150030；3.黑龙江省人工影响天气办公室，黑龙江哈尔滨150030）

利用黑龙江省67个台站1961-2013年地面月总云量观测资料，采用气候趋势系数和气候倾向率方法分析了黑龙江省总云量的时空渐变特征。结果表明，近53 a，黑龙江省年平均总云量呈减少趋势，气候倾向率为-0.6%/10 a，20世纪90年代总云量减少最明显，1963年总云量最多，2001年最少。四季平均总云量均呈减少趋势，尤其在夏季。从空间分布看，黑龙江省多云区域主要位于大兴安岭、伊春、三江平原、牡丹江，少云区域位于西部地区。黑龙江省大部分地区总云量呈减少趋势。

温度；黑龙江省；总云量；变化趋势

1　引言

云是常见的一种重要天气现象，云在天气和气候及全球变化中起到十分重要的作用。云能调节地气系统的辐射能量和水分循环的平衡，云特性的任何变化都可能对全球气候造成很大影响，而气候变化反过来又将引起云特性的调整［1-7］。近年来，随着人们对气候变化研究的日益深入，愈加认识到云这个气候系统中最复杂因素之一的重要性。刘引鸽［8］研究了中国总云量的时空分布特征、变化趋势以及影响原因；吴伟等［9］分析了中国北方云量的变化特征，并对云量与降水、气温的关系进行了研究；张琪等［10］分析了西南地区云量的时空变化特征，研究表明近46 a，云量呈减少趋势，冬、春和秋季总云量和低云量分布呈“东多西少”，夏季相反。

本文利用1961-2013年黑龙江省67个台站逐月总云量资料，研究黑龙江省总云量的空间分布、时间变化和年际变化趋势等，认识黑龙江省总云量分布与变化，得出了一些较有意义的结论。

2　资料与方法

2.1资料

选取黑龙江省气象台站1961-2013年逐月总云量作为基础资料，筛选出资料序列比较完整的67个台站的地面观测资料（图1）。按照季节划分3-5月为春季，6-8月为夏季、9-11月为秋季、12月-次年2月为冬季。

图1　黑龙江省67个气象站点分布

2.2气候趋势系数

式中，rxt为n个时刻（年）的要素序列与自然数列1，2，3，……，n的相关系数。其中：n为年数，xi为第i年要素值，x为其样本均值，t=（n+1）/2。显然，rxt为正（负）时，表示总云量在所计算的时段内有线性增加 （减少）的趋势。

2.3气候倾向率

气象要素的趋势变化一般用一次线性方程表示：即

式中，xt为气象要素的拟合值；a1·10成为气候倾向率，表示气象要素每10 a的变化率。

3　总云量的时空变化特征分析

3.1年总云量的变化

黑龙江省年平均总云量为49%。由图2可以看出，总体上黑龙江省总云量呈减少趋势，减少速率每10 a减少约0.6%，通过了信度95%的显著性检验。不同时段变化趋势不同，1964-1970年总云量减少，1971-1972年总云量呈增加趋势，1973-2001年总云量呈波动式减少，2002-2013年有增加趋势，1963年总云量最大值为54%，2001年最小为44%。

图2　1961-2013年黑龙江省年平均总云量变化曲线

表1　黑龙江省不同年代总云量变化（单位：%）

由表1可知，不同年代总云量变化不同，20世纪60-70年代总云量偏多，80年代至今总云量均偏少，其中20世纪90年代总云量减少最多，这个年代也是全球气候最暖时期，气候变暖可能使总云量减少［8］。

图3　平均总云量的月际变化曲线

3.2总云量的月际变化特征

图3为黑龙江省月平均总云量1-12月的变化特征，可以看出，总云量的月际变化呈单峰型，1-7月总云量逐渐增多，到7月份达到最大值为67%，而1月份总云量最少为32%，8-12月总云量逐月减少。

3.3季平均总云量的变化

图4　1961-2013年黑龙江省春季、夏季、秋季、冬季平均总云量变化曲线

近53 a来，春、夏、秋、冬季平均总云量分别为52%、64%、44%和34%。夏季，暖湿空气供应充足，同时温度高，蒸发量大，成为云量形成的最多时段；冬季受西北干冷空气气流的影响，同时温度低、蒸发量少，从而成为云量形成最少时段［8］。从四季总云量时间变化图（图4）可以看出，四季平均总云量均呈减少趋势，夏季总云量减少幅度最大，减少速率为1.0%/ 10 a，通过了信度95%的显著性检验，其次是冬季，减少速率为0.6%/10 a，春季和秋季总云量变化比较平稳，减少速率均为0.4%/10 a。由表1可知，春季总云量20世纪60和70年代偏多，80和90年代偏少，2000年以来偏多；夏季总云量60年代偏多，70年代偏少，80年代偏多，90年代至今，均为偏少；秋季和冬季总云量年代际变化特征相同，60和70年代偏多，80年代至今，均为偏少。

3.4总云量的空间变化

黑龙江省大部地区总云量在45%以上，其中大兴安岭西北部、伊春大部、三江平原大部、牡丹江大部、方正、延寿、五常、巴彦总云量在50-56%，齐齐哈尔个别市县、绥化大部、肇州、肇源总云量在40-45%，漠河总云量最大为56%，泰来总云量最小为40%。总云量的分布特点与地形特征、下垫面、降水量密切相关［9］，大兴安岭地区是总云量的高值区，其显著特点是总云量的分布形式与地形正好吻合，黑龙江年降水东西差异明显，"西旱东涝"是多年来黑龙江省降水的显著特点，年降水量的空间分布与年平均总云量的空间分布特征基本一致。

全省大部分地区总云量呈减少趋势，共计50个台站，绥化个别市县、三江平原部分市县、呼玛、逊克、五营、富裕、龙江、双城、木兰、通河、尚志等共计30个台站通过了95%以上的信度检验，其中兰西减幅最大，倾向率达-4.3%/10 a，青冈减幅最小；黑河、齐齐哈尔市区、克山、依安、甘南、望奎、庆安、肇源、巴彦、方正、五常、宁安、汤原、萝北共计14个台站，总云量略有增加；漠河、哈尔滨、杜尔伯特总云量变化趋势不明显。

4　结论

（1）近53 a，黑龙江省年平均总云量呈减少趋势，气候倾向率为-0.6%/10 a，20世纪90年代总云量减少最明显，1963年总云量最多，2001年最少。总云量最多月份为7月，最少月份为1月。四季平均总云量均呈减少趋势，夏季通过了信度95%的显著性检验，其次是冬季，春季和秋季总云量变化比较平稳。

（2）黑龙江省多云区域主要位于大兴安岭、伊春、三江平原、牡丹江，少云区域位于西部。黑龙江省大部分地区总云量呈减少趋势，共计50个台站，其中30个台站通过了95%以上的信度检验；黑河、齐齐哈尔市区、克山、依安等共14个台站总云量略有增加；漠河、哈尔滨、杜尔伯特总云量变化趋势不明显。

［1］赵勇，崔彩霞，贾丽红，等.中国天山区域云量的变化及其与降水的关系［J］.沙漠与绿洲气象，2013，7（6）:1-7.

［2］封彩云，王式功，尚可政，等.中国北方水汽与云和降水的关系［J］.兰州大学学报:自然科学版，2009，45（4）: 30-35.

［3］王可丽，江灏，陈世强，等.青藏高原地区的总云量［J］.高原气象，2001，20（3）:252-257.

［4］丁守国，赵春生，石广玉，等.近20年全球总云量变化趋势分析［J］.应用气象学报，2005，16（5）:670-676.

［5］曾昭美，严中伟.近40年中国云量变化的分析［J］.大气科学，1993，17（6）:688-696.

［6］陈少勇，董安祥，王丽萍.中国西北地区总云量的气候变化特征 ［J］.成都信息工程学院学报，2006，21（3）: 110-115.

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［8］刘引鸽.我国总云量时空特征及其影响因素分析［J］.宝鸡文理学院学报（自然科学版），2014，34（1）:1-6.

［9］吴伟，王式功.中国北方云量变化趋势及其与区域气候的关系［J］.高原气象，2011，30（3）:651-658.

［10］张琪，李跃清，陈权亮，等.近46年西南地区云量的时空变化特征［J］.高原气象，2011，30（2）:339-348.

Analysis of the total cloud characteristics of climate change in Heilongjiang province during 1961 to 2013

SUN Shuang1，PEI Yu-hang2，ZHU Hong-rui1，GAO Yuan3
（1.Climate Center of Heilongjiang Province，Heilongjiang Harbin 150030；2.Heilongjiang Meteorological Observation and Technical Support Center，Heilongjiang Harbin 150030；3.Weather Modification Office of Heilongjiang Province，Heilongjiang Harbin 150030）

Based on the month total cloud cover of 67 stations in Heilongjiang province from 1961 to 2013，the spatial and temporal variations of total cloud cover were analyzed by using the climate tendency coefficient and climate trend rate method.The results showed that：in recent 53 years，total cloud cover was decreased in Heilongjiang，and the climate trend rate is-0.6%/10 a，the most obvious reduction occurred in 1990s，total cloud cover was the most in 1963，the least in 2001.Four seasons showed a decreasing trend，especially in summer. Spatial distribution of total cloud cover shows that total cloud cover is the largest in Daxinganling、Yichun、Sanjiang plain、Mudanjiang，less in west Heilongjiang.Total cloud cover showed a decreasing trend in most areas of Heilongjiang.

Heilongjiang；total cloud cover；variation trend

孙 爽（1984-），女，黑龙江省哈尔滨市人，成都信息工程大学，硕士生，工程师.

P468.0+27

A

1002-252X（2015）04-0001-04

2015-9-1