1981—2010年贵州省气温与降水时空变化

张永雷++许玉凤++宋红庆

摘要 气候变化给人们的生产生活带来很大影响。为了预防和减少气象灾害，促进社会经济发展，基于ArcGIS操作平台，采用反距离加权（IDW）插值法，对贵州省9个州、市及其下辖的各县近30年的气温与降水数据进行了时空变化分析。结果表明，1981—2010年间贵州省平均气温为15.63 ℃，气温整体呈上升趋势，升温幅度基本为0.23 ℃/10年；四季气温变化呈上升趋势。研究期间，贵州省降水呈现先减后增、波动上升的趋势，增幅为61.5 mm/10年；最大降水量出现在1998年，最小降水量出现在1989年；21世纪以来降水减少范围大、幅度大。降水季节变化大，年降水量集中于夏季，夏季降水量达到全年降水量的48.23%；冬季降水量仅占全年的10%。

关键词 气温；降水；时空变化；贵州省；1981—2010年

中图分类号 P423.3；P426.61+4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）23-0180-04

Abstract Climate change has been affecting people′s production and life since the 21st Century.In order to prevent and reduce meteorological disasters and promote the social and economic development，temporal and spatial changes of temperature and precipitation data in the past 30 years in 9 prefectures and its counties of Guizhou Province were analyzed based on the ArcGIS platform，by using the inverse distance weighted（IDW）interpolation method.The results showed that the average temperature of Guizhou Province was 15.63 ℃ from 1981 to 2010，and the temperature was increasing by the warming rate of 0.23 ℃ per 10 years.The seasonal temperatures showed an increasing trend.During the study period，the annual precipitation increased at first，then decreased，and showed a fluctuantincreasing trend with theincreasing rate of 61.5 mm per 10 years.The maximum precipitation appeared in 1998，while the minimum precipitation appeared in 1998.Both the the area and extent of precipitation reduction were large since 21st Century.The seasonal precipitation changed greatly，the precipitation was concentrated in the summer，which accounted for 48.23% of the annual precipitation，while the winter precipitation was only 10% of the whole year.

Key words temperature；precipitation；temporal and spatial change；Guizhou Province；1981-2010

在全球變暖的背景下，全球旱涝灾害频发，给人们的生产生活带来很大的影响。全球性气候问题已受到社会各界的关注，我国学者也从不同的角度对气候变化展开研究。赵翠光等[1]、李广霞等[2]、傅云燕等[3]运用旋转经验正交函数分别分析了华北夏季降水、辽宁省气温与降水、江苏省冬季气候年代际异常及同期气温与降水的相关特征进行了分析。苏晓丹等[4]利用气候趋势系数和一元回归分析法对三江平原进行气温与降水的气候变化分析。

对贵州省及其局部地区的气候变化的研究也开始增多。伍红雨等[5]分析了近49年贵州降水气候异常的时空分布特征。徐建新等[6]分析了贵州省在不同时间尺度下的时空规律。杨再禹等[7]分析了黔东南地区近49年来的气温、降水等因子的地理分布和气候特征、年际变化趋势。张勇荣等[8-9]分析了贵州省近20年的石漠化与气温和降水之间的响应特征，并对典型喀斯特生态脆弱区的气候变化状况及时空特征进行了分析。刘朝英等[10]对1951—2012年罗甸县年、季平均气温和年、季降水量的变化特征进行分析。

贵州省地势西部高、东部低，中部高、南北低。境内山脉大体上呈东北—西南走向，西北部的乌蒙山与云南相邻，呈南北走向，海拔一般在2 000～2 400 m之间；位于赫章和水城县交界处的韭菜坪是贵州高原的最高点，海拔高2 900 m。北部的大类山呈东北—西南走向，海拔在1 000～1 500 m之间。东北部的武陵山脉是乌江和沉江的分水岭，呈东北—西南走向。中部的苗岭山脉是长江水系和珠江水系的分水岭，西部与乌蒙山脉相连，呈东西走向，海拔在1 000～1 500 m之间。

贵州省独特的气候条件在异常年份会酝酿极端的天气状况导致干旱或者洪涝等灾害，影响生产生活，造成农业减产、经济损失及人员伤亡。通过对贵州省近年来的气温与降水变化特征的分析研究，希望能为应对当地气候变化提供科学依据。endprint

1 数据来源与研究方法

1.1 资料选取与处理

选取1981—2010年间贵州省的贵阳市、遵义市、铜仁市、毕节市、安顺市、六盘水市以及黔东南苗族侗族自治州、黔南布依族苗族自治州、黔西南布依族苗族自治州等9个州、市及其下辖的各县的气温与降水数据作为研究数据。基础地理数据采用贵州省行政边界矢量图。

具体处理步骤：首先将气温和降水数据在Excel中整理成包含地理信息的数据格式，然后导入ArcGIS操作平台；根据各市、县的经纬度坐标，结合DEM图像数据，生成空间分布图；与贵州省地图进行叠加显示，获得基本的时空分布图。

1.2 研究方法

气温与降水这2个气象要素是空间连续分布的，但是气象观测数据是空间离散的，因而需要采用合适的方法进行气温与降水的空间内插。本文选择较为常用的反距离加权（IDW）插值法对气温和降水数据进行空间插值。

2 结果与分析

2.1 气温的时空变化特征

2.1.1 年代际变化。1981—2010年贵州省平均气温15.63 ℃，气温整体呈上升趋势（图1）。20世纪80年代、90年代、21世纪以来，年均温分别为15.44、15.53、15.92 ℃，21世纪以来升温幅度较大。20世纪80年代高温区主要分布在南部的册亨、望谟、罗甸、荔波、榕江、铜仁、思南等地，而位于西北的大方、纳雍、毕节、赫章、威宁、六盘水、水城等地则处于低温区，气温变幅为9.25 ℃，见图2（a）。

20世纪90年代全省气温变化幅度不大，高温区集中于册亨、望谟、罗甸、荔波、榕江、铜仁、思南等地，低温区为分布于西北的大方、纳雍、毕节、赫章、威宁、六盘水、水城等地，见图2（b）。

21世纪以来，以贵阳、盘县降温较为显著，省内其他地方气温变化不明显，高温区仍位于册亨、望谟、罗甸、荔波、榕江、铜仁、思南等地，低温区仍集中在大方、纳雍、毕节、赫章、威宁、六盘水、水城等地，见图2（c）。

从不同年代间贵州省气温变化的空间分布来看，20世纪90年代与80年代相比，区内气温全部呈上升趨势，其中以赤水、习水、仁怀、威宁、安顺、惠水、都匀、凯里、黎平、铜仁等地增温显著，东北部地区增温不明显，见图3（a）。

21世纪与20世纪90年代相比，以贵阳为中心的200 km范围内及盘县气温呈现下降趋势，省内其他地区气温均有上升，威宁、毕节、赤水、习水、湄潭、望谟较为显著，见图3（b）。

21世纪以来与20世纪80年代相比，全省气温整体呈下降趋势，西北和西南少数地区气温略有上升，见图3（c）。

2.1.2 季节变化。1981—2010年贵州省四季气温变化与年变化一致，呈上升趋势。从贵州省1981—2010年不同季节气温分布（图4）来看，春季册亨、望谟、罗甸、荔波、榕江等地气温最高，威宁、赫章等地气温最低，见图4（a）。

夏季气温整体呈现出中东部地区高、西部地区低的变化趋势，其中开阳、修文、息烽三地以及东北地区的气温明显高于其他地区，威宁、赫章、六盘水等地仍然属于低温区，见图4（b）。

秋季气温分布与春季一致，其中册亨、望谟、罗甸、荔波、榕江等地气温最高，西北部的威宁、赫章、六盘水等地气温最低。夏季，开阳、修文、息烽三地以及东北地区的气温下降显著，见图4（c）。

冬季水城至锦屏一线以南气温较高，特别是册亨、望谟、罗甸、荔波等地以北气温较低，北部地区又以桐梓至水城一线以东气温较高，以西气温最低，见图4（d）。

2.2 降水的时空变化特征

2.2.1 年际变化。贵州省近30年来降水年际起伏较小，年平均降水量为1 174.66 mm；最大降水量出现在1998年，为1 349.92 mm；最小降水量出现在1989年，为968.56 mm；年均降水量集中于1 000～1 200 mm。各区域年均降水量多在1 000 mm以上，但存在空间分布差异，其中西南地区降水最多，在1 100 mm以上；西北地区降水最少，在900 mm以下（图5）。

2.2.2 年代变化。从年代变化看，1981—2010年贵州省各区域降水量整体呈现先增后减的趋势。20世纪80年代、20世纪90年代、21世纪以来年均降水量分别为1 138.83、1 247.31、1 137.84 mm，可见20世纪80年代和21世纪以来降水量波动较小，而20世纪90年代的降水量大于21世纪以来的降水量。

空间分布上，20世纪80年代降水集中于西南地区，六盘水至三穗一线以北降水最少，威宁、毕节、黔西、施秉等地降水量为全省最低值，都匀、织金晴隆、盘县、兴义、安龙等地降水量达到全省最高值，见图6（a）。

20世纪90年代的降水增加区域主要在贵州省东南与东北，其中福泉、瓮安、余庆、石阡、思南、印江、沿河、岑巩、剑河、台江、施秉、黄平、榕江、从江、荔波降水增加最为显著，西南与西北降水明显减少，其中以威宁、赫章、仁怀、赤水、习水、绥阳等地降水量减少最为显著，西南地区也有小幅减少，见图6（b）。

21世纪以来东北和西南地区为降水减少区域。施秉、黄平、石阡、思南、三穗等地降水减少最为明显；西南地区降水在减少，但趋向均匀化分布，见图6（c）。

从贵州省1981—2010年不同年代间降水差值的分布看，20世纪90年代与80年代相比，道真至兴义一线以西降水量减少比较明显，其中以绥阳、桐梓、习水、赤水、仁怀、赫章、威宁、纳雍、水城、六盘水降水减少最为显著，道真至兴义一线以东降水增加明显，以黄平、施秉、石阡、荔波降水增加最为显著，见图7（a）。

21世纪以来与20世纪90年代相比，贵州省降水量大范围大幅度减少，其中、盘县、兴义、安顺、荔波、都匀、丹寨、麻江、铜仁降水量减少最为显著，从西南至东北呈连续的片状分布，赤水、习水、桐梓、绥阳、织金、六盘水、罗甸降水量相对于全省有明显的增加，见图7（b）。endprint

21世纪以来与20世纪80年代相比，大致以桐梓至册亨一线以西降水减少比较明显，其中以仁怀、赫章、威宁、六盘水、水城、镇宁、六枝、安顺、晴隆、盘县、兴义连片区域降水减少最为显著，桐梓至册亨一线以东降水明显增加，其中罗甸、施秉增加最为显著，见图7（c）。

2.2.3 季节变化。1981—2010年间贵州省夏季降水量较集中，占全年降水量的48.23%；冬季降水为全年最少，仅占全年的10%。从空间分布看，贵州省西部的威宁、毕节、纳雍、大方等地四季降水量均处于全省低值区，见图8（a）。

春季降水量主要集中在桐梓至册亨一线以东地区，特别集中在黎平、锦屏、天柱、铜仁、松桃等地一线以西降水较少，威宁、毕节、大方等地降水量全省最低。全省夏季降水量分布较为均衡，以毕节至从江一线为界，以西地区降水丰富，特别是织金、晴隆、盘县、兴仁、贞丰、兴义安龙等地一线以东地区降水较少，见图8（b）。

秋季降水量主要集中在西南地区，特别是织金、六盘水、晴隆、镇宁、盘县、兴义、兴仁、安龙等地，见图8（c）。

冬季降水量集中于务川至平塘以东地区，特别集中于天柱、锦屏、黎平三地，除威宁、赫章外，务川至平塘以西降水分布较均匀，见图8（d）。

3 结论

（1）贵州省近30年间气温变化波动较小，但季节变化较为明显：春季南部地区为高温集中区，西北地区为低温集中区；夏季普遍高温，但由于地形因素的影响，西部较小范围内气温相对较低；秋、冬季气温分布趨势与夏季大致相同。

（2）20世纪80年代至21世纪以来全省降水波动较大，呈先增加后减少的趋势；季节变化大，夏季年均降水量主要集中在1 000～1 200 mm之间，占全年降水量近1/2。降水地区分布不均，西南地区的夏季降水量相当于东北地区的2倍；东部黔东南州与铜仁市的冬季降水较集中，西部各地区降水较少；东部黔东南、铜仁、遵义东部以及黔南等地春季降水较集中，西部毕节、六盘水、兴义西部地区降水较少；东北至西南一线降水秋季降水较多，西北至东南一线秋季降水较少。

（3）从年代变化来看，从20世纪80年代、20世纪90年代到21世纪初，在全球变暖的背景下，气温在逐渐升高；20世纪80—90年代降水在增多，但21世纪以来降水有所减少。

（4）春季高温区主要分布于南部地区，利于耐高温的作物生长，北部低温区则适于种植耐寒的作物，会造成作物的南北差异；夏季气温全省普遍较高，降水则有所减少，呈干旱趋势。

4 参考文献

[1] 赵翠光，李泽椿.华北夏季降水异常的客观分区及时间变化特征[J].应用气象学报，2012，23（6）：614-619.

[2] 李广霞，刘雪峰，李军林，等.辽宁省气温与降水时空变化特征分析[J].安徽农业科学，2010，38（32）：18337-18342.

[3] 傅云燕，杨修群，沈伟.江苏省冬季气温与降水年代际异常相关分析[J].气象科学，2013，33（2）：178-183.

[4] 苏晓丹，栾北擎，张雪萍.三江平原气温与降水变化分析：以建三江垦区为例[J].地理研究，2012，31（7）：1248-1256.

[5] 伍红雨，王谦谦.近49年贵州省降水异常的气候特征分析[J].高原气象，2003，22（1）：65-70.

[6] 徐建新，陈学凯，黄鑫，等.贵州省近50年降水时空分布及变化特征[J].水能电源科学，2015，33（2）：10-14.

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[9] 张勇荣，周忠发，闫利会.典型喀斯特生态脆弱区近25年来气候变化特征分析：以贵州中部为例[J].安徽师范大学学报，2015，38（5）：478-491.

[10] 刘朝英，杨朝梅，李舟鑫，等.罗甸县近62a年气温和降水变化特征分析[J].贵州气象，2014，38（6）：40-43.endprint