近58 a河南省宝丰县气候变化分析

李青吉， 李 磊

(河南省汤阴县气象局，河南汤阴 456150)



近58 a河南省宝丰县气候变化分析

李青吉， 李 磊

(河南省汤阴县气象局，河南汤阴 456150)

摘要利用宝丰站1957～2014年的温度、降水、日照资料，采用线性回归、距平、Mann-Kendall检验等方法分析了近58 a来宝丰县气候变化特征。结果表明，近58 a宝丰县年平均气温呈上升趋势，春季、秋季、冬季平均温度也均呈上升趋势，夏季平均气温呈下降趋势；年降水呈减少趋势，冬季降水为增加趋势，其他3个季节为减少趋势；年和四季日照时数均为减少趋势，季日照时数减少趋势从大到小依次为夏季、冬季、秋季、春季。

关键词温度；降水；日照；变化特征；河南省宝丰县

全球气候变暖是目前世界范围内共同关注的问题[1]。IPCC第四次评估报告指出，近100 a(1906～2005年)全球温度升高了0.74 ℃，变暖幅度自20世纪90年代以来明显加速；许多热带地区降水量增多，副热带大部分地区降水量减少，高纬度地区降水量趋于增多[2]。与全球变化相应，我国气候也发生显著的变化，近60 a来我国年平均气温升幅为0.23 ℃/10 a，是全球升温幅度的2倍；而同时全国年降水量呈减少趋势[3]。气候变化对人类生存、经济社会发展等会带来极其深远的影响，这是国际社会公众的环境问题。

河南省宝丰县位于河南省中西部，隶属平顶山市，总面积722 km2，为半湿润大陆性季风气候。四季分明，阳光充足，雨量充沛，属南方黄红土壤向北方褐土过渡地带。近年来，无序的垦荒和乱砍滥伐，山区植被受到了严重破坏，造成了大量的水土流失，再加上过渡带多变的气候特征，决定了宝丰县生态环境的脆弱性和灾害性气候发生的频繁程度。笔者利用宝丰站1957～2014年的温度、降水、日照资料，采用线性回归、距平、Mann-Kendall检验等方法，对近58 a来宝丰县气候变化特征进行了分析。

1资料与方法

1.1资料来源选用河南省综合气象业务平台提供的河南宝丰站1957～2014年的温度、降水、日照资料。宝丰气象观测站是国家基本站，始建于1956年12月，从1957年开始有气象记录至2014年底观测场仍然在使用，说明观测站符合有关规定。季节划分为冬季(12月～次年2月)、春季(3～5月)、夏季(6～8月)、秋季(9～11月)[4]。

1.2分析方法

1.2.2Mann-Kendall检验。Mann-Kendall检验方法是非参数方法[5]。非参数方法亦称无分布检验，其优点是不需要样本遵从一定的分布，也不受异常值的干扰，更适用于练习和顺序变量，计算也比较简便。

2结果与分析

2.1温度特征分析

2.1.1年代际变化。由图1可见，1957～2014年宝丰县年平均温度为14.6 ℃，年平均最高温度为2013年的15.9 ℃，次高值为1961年的15.8 ℃，年平均最低温度为1984年的13.7 ℃。近58 a宝丰站年平均温度在以0.096 ℃/10 a的趋势上升，近30 a温度上升明显。1957～1966年平均气温为14.7 ℃，高于历年平均值0.1 ℃；1967～1976、1977～1986年平均气温偏低，均低于历年平均值0.2 ℃；1987～1996年平均温度开始升高，仅低于历年平均值0.1 ℃，1997～2006、2007～2014年平均气温均为15.0 ℃，高于历年平均值0.4 ℃。

近58 a宝丰县年平均气温负距平有30 a， 占总数的51.7%，正距平27 a， 占总数的46.6%，有1 a距平值为0，占总数的1.7%。1957～1978年负距平多于正距平；1979～1993年全部为负距平，说明在这一阶段年平均温度一直处于较低阶段；1994～2014年中仅有5 a年平均温度低于历年平均值，其他16 a的平均温度高于历年平均值，说明这一阶段温度处于一个相对较高的阶段。由此可见，宝丰县温度20世纪70～90年代呈降低趋势，90年代达最低，而后呈快速上升趋势。

Mann-Kendall突变检验(图2)显示，近58 a宝丰县在1960年左右发生一次突变，通过了α=0.05(U0.05=±1.96)的检验，温度呈由高向低的降温趋势，降温趋势明显；1997年又发生一次突变，通过了显著性水平α=0.001(U0.001=±2.56)的检验，说明增温趋势显著。

图1　1957～2014年宝丰县年平均温度变化Fig. 1　Changes of annual average temperature in Baofeng County in 1957-2014

注：2条虚直线表示显著水平α=0.001的临界线(U=±2.56)。Note: Two dash lines indicated the critical line (U=±2.56) of significant level α = 0.001. 图2　1957～2014年宝丰县平均温度Mann-Kendall检验Fig. 2　Mann-Kendall test of average temperature in Baofeng County in 1957-2014

2.1.2季节变化。

2.1.2.1冬季。1957～2014年宝丰县冬季平均温度为2.2 ℃，高于平均值的有30 a，低于平均值的有26 a，有2 a与平均值持平。冬季年最高温度出现在1999年，为4.7 ℃，高于平均值2.5 ℃，最低出现在1957年,低于平均值2.4 ℃。近58 a宝丰县冬季平均气温以0.015 ℃/10 a的趋势上升，上升趋势不明显。

2.1.2.2春季。1957～2014年宝丰县春季平均温度为14.9 ℃，高于平均值的有29 a，占总数的50.0%,低于平均值的有27 a,占总数的46.6%，有2 a与平均值持平，占总数的3.4%。春季年最高温度出现在2000、2013和2014年,均为16.9 ℃;最低出现在1991年，为12.5 ℃。近58 a宝丰县春季平均气温以0.204 ℃/10 a的趋势上升，上升趋势明显。

2.1.2.3夏季。1957～2014年宝丰县夏季平均温度为26.4 ℃，高于平均值的有26 a，占总数的44.8%,低于平均值的有30 a,占总数的51.7%，有2 a与平均值持平，占总数的3.4%。夏季年最高温度出现在2013年，高于平均值1.9 ℃;最低出现在1989年,低于平均值1.8 ℃。近58 a宝丰县夏季平均气温以0.069 ℃/10 a的趋势下降，下降趋势不明显。夏季气温呈下降趋势的主要原因是：宝丰县1959～1969年连续11 a平均气温大于历年平均值，说明该站的温度序列起始点较高，导致近58 a夏季温度呈下降趋势。

2.1.2.4秋季。1957～2014年宝丰县秋季平均温度为15.1 ℃，高于平均值的有27 a，占总数的46.6%,低于平均值的有26 a,占总数的44.8%，有5 a与平均值持平，占总数的8.6%。秋季年最高温度出现在1998年，高于平均值2.2 ℃;最低出现在1967年,低于平均值1.6 ℃。近58 a宝丰县秋季平均气温以0.125 ℃/10 a的趋势上升，上升趋势较明显。2.2降水特征分析

2.2.1年代际变化。由图3可见，1957～2014年宝丰县年平均降水量为737.8 mm，年最大降水量为1964年的1 246.7 mm，年最小降水量是1966年的419.0 mm，少于平均值318.8 mm。近58 a宝丰县降水量以10.628 mm/10 a的趋势减少。

各季度降水量对年降水量的贡献不同，夏季降水量对年降水量的贡献率达51%，即全年的降水量主要集中在夏季，冬季降水量仅占年降水量的5%,对年降水量贡献率最小，秋季、春季降水量介于夏季、冬季之间。

Mann-Kendall突变检验(图4)发现，近58 a宝丰县在1960年左右有过一次突变，UF、UB线交叉，降水有由少向多的增加趋势，之后年降水处于一个较平稳的时期， 2011、2013年UF、UB线2次相交，降水呈减少趋势，2次降水趋势变化均没有通过α=0.05的检验。

2.2.2季节变化。

2.2.2.1冬季。1957～2014年宝丰县冬季平均降水量为37.7 mm，占全年总降水量的5%。冬季降水量最多的是1990年的137.7 mm，次多年是1989年的131.3 mm，降水量最小的是1977年的3.9 mm。近58 a宝丰县冬季降水量以1.803 mm/10 a的趋势增加。

2.2.2.2春季。1957～2014年宝丰县春季平均降水量为155.0 mm，占全年总降水量的21%。春季降水量最大的是1964年的441.7 mm，次多年是1998年的393.7 mm，降水量最小的是2001年的20.4 mm。近58 a宝丰县春季降水量以6.875 mm/10 a的趋势减少。

2.2.2.3夏季。1957～2014年宝丰县夏季平均降水量为374.0 mm，占全年总降水量的51%。夏季降水量最大的是1957年的908.8 mm，次多年是2000年的756.5 mm，降水量最小的是2014年的134.8 mm。近58 a宝丰县夏季降水量以3.384 mm/10 a的趋势减少。

图3　1957～2014年宝丰县年降水量变化Fig. 3　Changes of annual precipitation in Baofeng County in 1957-2014

注：2条虚直线表示显著水平α=0.05的临界线(U=±1.96)。Note: Two dash lines indicated the critical line (U=±1.96) of significant level α = 0.005.图4　1957～2014年宝丰县年降水量Mann-Kendall检验Fig. 4　Mann-Kendall test of annual precipitation in Baofeng County in 1957-2014

2.2.2.4秋季。1957～2014年宝丰县秋季平均降水量为171.2 mm，占全年总降水量的23%。秋季降水量最大的是2011年的470.8 mm，次多年是1983年的421.1 mm，降水量最小的是1998年的12.0 mm。近58 a宝丰县秋季降水量以2.172 mm/10 a的趋势减少。

2.3日照特征分析

2.3.1年代际变化。由图5可见，1957～2014年宝丰县年日照时数平均为1 981.1 h，年日照时数最多为1965年的2 440.9 h，日照时数最少为2003年的1 390.5 h。近58 a宝丰县年日照时数以131.420 h/10 a的趋势快速减少，这个与彭云峰等[6]的观点一致。

Mann-Kendall突变检验(图6)发现，近58 a宝丰县在1988年发生突变，日照时数有由多向少的减少趋势，通过了α=0.001的检验，减少趋势十分显著。

图5　1957～2014年宝丰县年日照时数变化Fig. 5　Changes of of sunshine duration in Baofeng County in 1957-2014

2.3.2季节变化。

2.3.2.1冬季。1957～2014年宝丰县冬季日照时数平均为392.4 h，冬季日照时数最多为1963年的616.4 h，日照时数最少为2013年的162.6 h。近58 a宝丰县冬季日照时数以36.814 h/10 a的趋势减少。

2.3.2.2春季。1957～2014年宝丰县春季日照时数平均为550.6 h，春季日照时数最多为1962年的711.4 h，日照时数最少为1964年的362.5 h。近58 a宝丰县春季日照时数以10.282 h/10 a的趋势减少。

2.3.2.3夏季。1957～2014年宝丰县夏季日照时数平均为575.2 h，夏季日照时数最多为1959年的847.8 h，日照时数最少为2007年的318.0 h。近58 a宝丰县夏季日照时数以52.815 h/10 a的趋势减少。

2.3.2.4秋季。1957～2014年宝丰县秋季日照时数平均为460.4 h，秋季日照时数最多为1977年的605.3 h，日照时数最少为2011年的247.0 h。近58 a宝丰县秋季日照时数以29.393 h/10 a的趋势减少。

注：2条虚直线表示显著水平α=0.001的临界线(U=±2.56)。Note: Two dash lines indicated the critical line (U=±2.56) of significant level α = 0.001.图6　1957～2014年宝丰县日照时数Mann-Kendall检验Fig. 6　Mann-Kendall test of sunshine duration in Baofeng County in 1957-2014

3结论

(1)1957～2014年宝丰县年平均温度以0.096 ℃/10 a的趋势上升，春季、秋季、冬季平均温度也均呈上升趋势，夏季平均气温呈下降趋势；1957～1966年处于一个相对较高阶段，1967～1993年处于一个较低阶段，1994年以后增温趋势加大，温度处于一个较高阶段，这种增温趋势将继续保持。温度的升高与观测环境有关，但影响不大。

(2)1957～2014年宝丰县年降水量以10.628 mm/10 a的趋势减少，2007～2014年减少明显；春季、夏季、秋季降水量呈减少趋势，冬季降水量呈增加趋势。年降水量的极端气候事件(干旱、洪涝)在逐渐减少，由于缺少日降水资料，不能深入研究降水的极端气候事件。

(3)1957～2014年宝丰县年日照时数以131.420 h/10 a的趋势快速减少，春、夏、秋、冬四季日照时数均呈减少趋势，其中夏季减少趋势最大，春季减少趋势最小。日照的减少应该与雾霾天气的增加、天气气溶胶的增多、汽车尾气排放、工业粉尘排放等因素有关。

(4)Mann-Kendall突变检验表明，近58 a宝丰县温度在1960、1997年发生突变，降水量在1960年发生突变，日照时数在1988年发生突变。

参考文献

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[2] IPCC.The fourth report on climate change[R].2007.

[3] 郑国光在IPCC第五次评估报告综合宣讲会上的讲话[R/OL].[2016-03-04].https://www.so.com/s?ie=utf-8&src=hao_search&shb=1&hsid=f0e24fd06210b147&q.

[4] 郑祚芳，陈家华，祁文.湖北省近50年气候变化特征分析[J].气象科学,2002(3):279-286.

[5] 魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京： 气象出版社， 1999：72-75.

[6] 彭云峰,王琼.近50年福建省日照时数的变化特征及其影响因素[J]. 中国农业气象,2011(3):350-356.

作者简介李青吉(1962- )，男，河南林州人，工程师，从事农业气象研究。

收稿日期2016-04-02

中图分类号S 162

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)14-225-04

Analysis of Climate Change in Baofeng County in Recent 58 Years

LI Qing-ji, LI Lei

(Meteorological Bureau of Tangyin County, Tangyin, Henan 456150)

AbstractThe temperature, precipitation and sunshine data of in Baofeng Station in 1957-2014 were adopted. The climate change characteristics in Baofeng County in recent 58 years were analyzed by linear regression, anomaly, and Mann-Kendall test. Result showed that the annual average temperature in Baofeng County in recent 58 years showed an increasing trend. The average temperature in spring, autumn and winter were all on the rise; while the average temperature in summer showed a downward trend. The annual precipitation decreased; precipitation in winter enhanced, while those in spring, summer and autumn decreased. Annual and seasonal sunshine durations all showed a downward trend. The decreasing trend of seasonal sunshine duration was in the order of summer, winter, autumn and spring.

Key wordsTemperature; Precipitation; Sunshine; Change characteristics; Baofeng County in Henan Province