1961—2010年费县气候变化特征分析

丁来晓+谢晓华

摘要 根据1961—2010年费县气温和降水资料，运用一元回归、相关分析等数理统计方法，对气温和降水变化进行了研究分析。研究结果表明，1961年以来费县温度以0.24 ℃/10年的倾向率上升，其中1961—1980年以0.03 ℃/10年的倾向率上升，1981—2010年上升率为0.43 ℃/10年，且秋季气温上升最为明显。费县冬季温度变化幅度最大，稳定性最差；夏季稳定性最好。近50年费县降水量总体呈下降的趋势，倾向率为-10.2 mm/10年，夏、秋、冬降水量总体呈减少趋势，春季降水量呈增加趋势。20世纪80年代为少雨期。降水量秋季稳定性最差；夏季降水量最大，稳定性最好。

关键词 气温；降水；气候变化特征；山东费县；1961—2010年

中图分类号 P412.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）24-0188-03

气候变化对全球区域经济的发展有重大的影响，气候变化问题是国际社会关注的焦点之一。国内外的气候工作者对此问题作了许多研究。已有的研究结果表明，全球近100年的地表温度正经历着一次明显的增暖，线性增暖约为0.074 ℃/10年[1]。我国近100年地表温度的变化趋势与全球平均的情形相似，增温率略高于全球的平均值[2-4]，因此产生的一系列问题不容忽视。近50年，我国年降雨量的变化趋势明显的地区差异；而全国平均的日照时数、平均风速以及水面蒸发量等气候要素均呈显著下降的趋势[5]。气候变化问题是21世纪世界重大的环境问题之一，气候变暖也愈来愈引起国际社会的关注和重视，成为各国政府和专家关注的热点问题。张 强等[6]指出，气候变化的原因非常复杂，气候变化是多因子共同作用、多尺度重叠、人类活动和自然因素混杂的过程。总而言之，气候变化问题日益突出，不容忽视。

费县地处北纬35°，东经117°，山东省的南部，毗邻江苏，温带季风气候显著，四季分明。费县呈中间地势低，两边地势高的南北分布形势，其中县城位于海拔高度相对较低的中间区域。受地形地势以及人类活动的影响，费县区域内各气象要素呈现出一定的时间和空间变化趋势。受厄尔尼诺等一些大气候背景的影响，近些年费县降水、气温等气象要素均有波动；并且随着经济社会的发展，人类活动对气候带来的变化越来越明显，同时，气候变化给当地人的生产生活带来的影响愈加显著。因此，对费县近50年之间的降水、气温等气象资料进行不同时间尺度变化特征的分析，不仅对当地资源的配置管理非常重要，还可以为本地工农业生产布局以及经济发展提供气候环境背景数据。

1 资料来源与分析方法

利用费县1961—2010年的实测气象资料，计算气温、降水量的年平均值、5年滑动平均值，分析季节变化和年变化趋势；并采用线性回归分析、滑动平均等方法，统计分析年降水量，做出年、季各要素的历史变化曲线，从而分析气候变化特征。

2 气候变化特征分析

2.1 气温变化特征

根据1961—2010年费县温度资料统计表明，费县多年平均气温为13.6 ℃。表1中夏季离差系数最小，冬季离差系数最大，说明费县冬季温度变化幅度最大，稳定性最差；夏季温度变化幅度最小，稳定性最好。

图1是近50年费县年、季气温距平的年代际变化，从图中可以看出，80年代以前年季变化都呈现较一致的负距平，而20世纪90年代和21世纪以来都是一致的正距平，并且四季当中，秋季的距平绝对值最大。说明20世纪80年代以后，气温呈明显上升上升趋势，其中秋季上升率最大。

应用线性回归方程y（t）=kt+b（t=1961，1962，…，2010），k×10年为气温倾向率（℃/10年），正、负分别表示每10年的增加、减少量。

图2是1961—2010年温度变化曲线和各时段拟合函数，为了消除噪声和突出气候阶段性特征，进行了5年平滑处理，并计算了50年、30年和20年的拟合函数。由图2可知，近50年的拟合函数为y=0.024 3x-34.564 1，1961—1980年20年拟合函数为y=0.003 3x+6.791 2，1981年以后的拟合函数为y=0.043 3x-72.631 7。从图2可以明显看出，1961年以来温度以0.24 ℃/10年的倾向率上升，而1961—1980年以0.03 ℃/10年的倾向率上升，1981—2010年近30年以来上升最快，以0.43 ℃/10年的倾向率上升。有研究表明，近100年来我国年平均气温上升倾向率为0.074 ℃/10年[1]。由此可见，费县平均气温上升率明显高于全国平均气温上升率。

2.2 降水变化特征

由表2可以看出，费县秋季降水离差系数最大，说明近50年秋季降水量变化最大；此外，与气温变化类似，夏季降水量最大，而降水离差系数最小，稳定性最好。

费县降水量夏季最多，为539.3 mm，占64.6%；秋季其次，为133.9 mm，占16.0%；春季降水量为121.0 mm，占14.5%；降水最少的為冬季78.9 mm，占9.5%。近50年降水整体呈下降的趋势，图3是费县逐年降水量和50年降水变化趋势图，可以看出费县近50年降水倾向率为-10.2 mm/10年，说明降水量总体呈下降的趋势。由多项式拟合结果可知，费县的降水量具有波动增减的特点，20世纪80年代呈现明显的低值区。近50年来，费县的平均降水量为835.0 mm，年降水量最大值为1 180.2 mm，出现在2003年；年最小降水量出现在2002年，为407 mm。目前，费县年平均气温呈现增暖趋势，降水呈现减少趋势，这与有关专家研究认为1961年以来我国除西北地区以外降水量略有减少的结论相符[7]。

图4是费县年、季降水量距平的年代际变化，可以看出，80年代以前年季变化都呈现较一致的正距平，80年代呈现明显负距平，而20世纪90年代和21世纪以来均是秋、冬两季负距平，春、夏两季正距平；表明近20年秋季和冬季降水量偏少，春季和夏季降水量偏多。endprint

费县近50年的夏、秋、冬季降水量总体呈减少趋势，春季降水量呈增加趋势。从图5可以看出，春季降水量在20世纪80年代下降到最低值，在90年代有所回升。夏季降水下降倾向率为1.9 mm/10年。秋季下降趋势最明显，为12.0 mm/10年，在20世纪80年代初略有下降后迅速回升，而90年代后持续下降，2005年上升后又继续回落。冬季在80年代明显低于平均值，为谷区。与年降水量变化趋势最为相似。

近50年来，费县各个季节降水量最大值出現在不同年代，春季出现在20世纪90年代，夏季出现在70年代，秋季出现在60年代，冬季出现在90年代。如图5所示，21世纪以来（2001—2010年）除秋季以外，降水量呈现稳定的波动形式，说明，近期降水量整体偏少，但变化趋势比较稳定。

3 结论

经过分析可知，1961年以来温度以0.24 ℃/10年的倾向率上升，其中1961—1980年以0.03 ℃/10年的倾向率上升， 1981—2010年近30年以来上升加快，以0.43 ℃/10年的倾向率上升。近30年当中秋季气温上升最为明显。费县冬季温度变化幅度最大，稳定性最差；夏季温度变化幅度最小，稳定性最好。近50年降水倾向率为-10.2 mm/10年，说明降水量总体呈下降的趋势。夏、秋、冬季降水量总体呈减少趋势，春季降水量呈增加趋势。其中，秋季下降趋势最明显，倾向率为12.0 mm/10年。20世纪80年代降水量呈现明显负距平，为明显少雨期。降水量秋季稳定性最差，夏季降水量最大，而降水离差系数最小，稳定性最好。

4 参考文献

[1] 秦大河，陈振林，罗勇，等.气候变化科学的最新认知[J].气候与环境研究，2007，3（2）：63-73.

[2] 冯瑞权，吴池胜，王婷，等.澳门近百年气候变化的多尺度特征[J].热带气象学报，2010，26（4）：452-461.

[3] 丁一汇，任国玉，石广玉，等.中国气候变化的历史和未来趋势[J].气候与环境研究，2006，2（1）：3-9.

[4] 丁一汇，戴晓苏.中国近百年来的温度变化[J].气象，1994，20（12）：19-26.

[5] 赵宗慈，王绍武，徐影，等.近百年我国地表气温趋势变暖的可能原因分析[J].气候与环境研究，2005，10（4）：808-817.

[6] 张强，韩永翔，宋连春.全球气候变化及其影响因素研究进展综述[J].地球科学进展，2005，20（9）：990-998.

[7] 肖军，赵景波.西安市54年来气候变化特征分析[J].中国农业气象，2006，27（3）：179-182.endprint