益阳市最高气温气候分析与其他天气要素相关性分析

陈安贤　斯楠培初　杨令　李超　赖悦平

摘 要 最高气温是日常天气预报中的主要天气要素，也是一项重要的冷暖指标。目前，根据国家气象局的要求，该项已被列入城镇天气预报质量考核，且比重比较重。在全球气候变暖背景下，世界各国高温事件频发，不利影响越来越突出，逐渐成为一种严重的气象灾害。高温灾害对人类和牲畜安全、农业生产、能源需求、运输及野生动植物种群保护等均能产生重要影响。基于此，以益阳市最高气温进行气候变化分析，并与其他天气要素进行了相关性分析，以期为提高最高气温的预报准确率提供参考。

关键词 最高气温；天气要素；益阳市

中图分类号：P445.4 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.17.091

益阳市位于湖南东北部，既有平原又有山区，最高气温的分布极具代表性。基于此，应用益阳市有历史记录以来的逐日最高气温，对益阳市最高气温和高温灾害的气候特征进行统计分析，并与其他相关天气要素进行相关性分析，旨在提高最高气温的预报准确率。

1 益阳市最高气温气候变化分析

1.1 资料来源及统计说明

选取有历史资料以来的益阳市5个气象站的日最高气温，根据益阳市气候特点，以12月—次年2月、3—5月、6—8月、9—11月分别表示冬、春、夏、秋季。日最高气温≥35 ℃称为高温日，其中，35 ℃≤日最高气温<37 ℃称为一般高温日，37 ℃≤日最高气温<40 ℃稱为重高温日，日最高气温≥40 ℃称为严重高温日。

1.2 逐日平均最高气温分析

将益阳市5个气象站逐日最高气温进行平均得到的统计数据显示，日平均最高气温并不是单纯的线形增加或者减小的趋势，而是有波动的，但整体来说，日平均最高气温是先升后降；最大值集中时间为7月下旬到8月上旬，赫山区、桃江县和沅江市最大值均出现在7月22日，分别为34.7 ℃、34.6 ℃和34.0 ℃，南县最大值出现在7月29日，为33.9 ℃，安化县最大值为34.8 ℃，出现在7月22日、31日和8月1—2日；最小值集中时间为1月下半月，最大值除了赫山区出现在1月24日的7.4 ℃以外，其他县市均出现在1月15日，分别为桃江县7.7 ℃、南县7.3 ℃、安化县8.1℃ 、沅江市7.3 ℃；逐日最高气温较高的县市为南部山区安化县，较低的县市为北部湖区南县。

1.3 日最高气温距平分析

将益阳市5个气象站的最高气温与日平均最高气温进行距平分析，并挑选出最大值与最小值，由得到的数据可知：日最高气温距平最大值和最小值都不是单纯的线形增加或减小的趋势，而是有波动的；最大值是先降后升，前期波动比后期要厉害，其低位位于夏季，高位位于冬季；最小值先升后降，起伏比最大值要小很多，其低位位于春季，高位位于夏季；最大值距平安化县最大，南县最小；最小值距平与其相反，南县最大，安化县最小。

1.4 日最高气温空间分析

从益阳市近56年平均最高气温分布图（图略）可以看出，平均最高气温自北向南、自东向西递减。这与益阳市的地形有很大的关系，益阳市自东向西地势逐步增高，东北侧为水域或者水域环绕平原，逐步过渡到中部的山丘区，最后为西部的山区。水体对阳光的感应相对空气要迟缓些，所以山区的最高气温比较容易上升，湖区则较缓。而且冷空气易从湖南向东北方向开口的马蹄形入侵，益阳市的北部正好位于该地区，从而奇闻首当其冲受到影响。

1.5 年平均最高气温年际及年代积变化

由于益阳市5个气象站开始观测的年份不一样，故取最晚开始观测的赫山区气象站开始的1960年对6个气象站每年的日最高气温进行平均，得到图1。由图可知，1960—2015年益阳市年平均最高气温为20.1 ℃（1989年）～23.1 ℃（2013年），呈现先减后增的趋势，其趋势公式为y=0.001x2-0.059x+21.63，其相关系数R2为0.329；在20世纪60年代为减少的趋势，其峰值为1960年的22.6 ℃，低谷为1964年和1969年的20.7 ℃，起伏度达到1.9 ℃；在20世纪70年代前期相对比较平稳，后期出现了2个明显的峰值，最高为1979年的22 ℃，其次为1978年的21.8 ℃，其余年份均在21.2℃ 以下，最小值为1970年的20.4 ℃；在20世纪80年代出现了1个峰值和2个低谷，峰值出现在1987年的21.5 ℃，低谷值出现在1989年和1984年，分别为20.1 ℃和20.2 ℃；在20世纪90年代为波动的上升趋势，呈现2～3年一个周期的波动，峰值为1998年的22.2 ℃，低谷为1991年的20.6 ℃；2000年以后为明显的震荡增加趋势，到2011年之前，其值均在21 ℃以上，峰值为2007年的22.3 ℃，到了2012年突然的下降之后，2013年又达到近十来年的最高值23.1 ℃，随后波动震荡。

2 最高气温与其他天气要素相关性分析

2.1 最高气温与降水相关性分析

一般来说，降水对最高气温的影响很明显，有降水时，气温难以上升。据益阳市5个台站近60年年平均日白天降水量和日最高气温的散点分布，发现日最高气温与白天降水量存在负相关关系，。其趋势公式为y=

-0.068x+3.451，两者之间的趋势并不是特别明显，且相关性并不是很好，相关系数仅为0.014。

2.2 最高气温与云量相关性分析

云量多少直接影响着气温变化。最高气温与云量呈负相关，云量多则最高气温低，云量少则最高气温高。由益阳市5个台站近60年平均日总云量、日低云量和最高气温的散点分布，发现日最高气温与日总云量和日低云量都存在负相关关系。与日总云量的趋势公式为y=-0.178x+11.04，与日低云量的趋势公式为y=

-0.086x+5.707，与总云量的趋势要是比低云量明显，且相关性也与低云量要好。

2.3 最高气温与日照相关性分析

日照时间对最高气温影响也较大。最高气温与日照时间呈正相关，日照时间多则最高气温高，日照时间少则最高气温低。依据益阳市5个台站近60年平均日照时间和最高气温的散点分布，发现日最高气温与日照时间都存在正相关关系。趋势公式为y=0.086x+2.275，相关性不太好，相关系数仅为0.020。

2.4 最高气温与风速相关性分析

风对最高气温是有影响的，一般来自于高纬度的西北风利于降温，来自于低纬度的西南风利于升温。风力大不利于白天升温。风速对日最高气温也是有影响的，从益阳市5个台站近60年年日平均风速和最高气温的散点分布发现，日最高气温与平均风速都存在负相关关系。趋势公式为y=-0.13x+4.744，其趋势较明显，但相关性不太好，相关系数仅为0.070。

2.5 最高气温与相对湿度相关性分析

根据实际资料研究了日最高气温与日平均相对湿度之间的关系，发现日最高气温与日平均相对湿度存在显著的反相关关系。益阳市5个台站近60年年日平均相对湿度和最高气温的散点分布显示，日最高气温与平均风速都存在明显的负相关关系。趋势公式为y=-2.413x+131.6，其趋势很显著，且相关性比较好，相关系数为0.339。

3 结论

1）益阳市近56年最高气温有一定的气候规律：日平均最高气温是先升后降，最大值集中时间为7月下旬到8月上旬，最小值集中时间为1月下半月；距平最大值是先降后升，距平最小值先升后降；距平最大值安化縣最大，南县最小；最小值距平与其相反，南县最大，安化县最小；年平均最高气温20.1～23.1 ℃，呈现先减后增的趋势；日最高气温季节从高到低的顺序为夏季、秋季、春季和冬季；日平均最高气温月份最高值为7月，其次为8月，再次为6月；日平均最高气温月份最低值为1月，其次为2月，再次为12月。

2）益阳市平均日最高气温自北向南、自东向西递减；逐日最高气温较高的县市为南部山区安化县，较低的县市为北部湖区南县；每月日平均最高气温最高值的县市都是安化县，最高为7月的33.7 ℃；每月日平均最高气温最低值的县市不是固定的，2—5月和9—11月最低为沅江市，1月、6—8月和12月最低为南县。

3）日最高温度与日照时间呈显著正相关，与白天降水量、总云量、低云量、相对湿度、风速呈显著负相关，而与白天降水量、低云量和日照时间的相关性不显著，与相对湿度的负相关最好。

（责任编辑：赵中正）