近38年(1982—2019)雷州半岛近海气候变化分析

彭美燕，许宇星，竹万宽，杜阿朋，王志超

近38年(1982—2019)雷州半岛近海气候变化分析

彭美燕，许宇星，竹万宽，杜阿朋，王志超

(1. 岭南师范学院，生命科学与技术学院，广东 湛江 524000；2. 国家林业和草原局桉树研究开发中心，广东湛江桉树林生态系统国家定位观测研究站，广东 湛江524022)

为科学保护雷州半岛近海海洋生态系统，为促进当地经济与海洋生态协调发展提供科学依据和理论指导。本文选取雷州半岛1982—2019年的气象资料，利用线性趋势和累积距平方法，分析了雷州半岛近38 a气温和降水的变化特征。结果表明：(1)雷州半岛年平均气温呈上升趋势，变化周期为2 a和3 a，且升温速率低于全国平均升温速率；(2)最高气温呈下降趋势，夏季气温上升减弱；最低气温呈上升趋势，暖冬现象明显；(3)年降雨量呈上升趋势，年际波动与年代际波动明显。季节分布不均匀，降水主要集中在夏、秋季节，冬季的平均降水量最少，且夏秋季降水呈增加趋势，而春冬季降水呈下降趋势，表明秋旱减缓而春旱冬旱加剧的变化趋势。

雷州半岛；气温；降水；近海

雷州半岛是我国的三大半岛之一，地理位置优越，港湾优良，岛屿众多，拥有长约1 180 km的海岸线，占全国的8%以上。雷州半岛海洋资源极其丰富，海洋生物种类繁多，其中常见的鱼类有520余种，贝类547种，藻类有绿藻、蓝藻、红篱等10多种，红树林面积达2万hm，珊瑚礁总面积14 378.5 hm，珊瑚礁区生物资源丰富。

气候变化一直是全球较为关注的话题，由中国气象局国家气候中心发布的《中国气候变化蓝皮书2020》指出，与工业化前的全球平均气温相比，2019年的全球平均气温高出约1.1℃，1980年以来，每连续十年均比前一个十年更暖，全球变暖趋势仍在继续。

全球气候变化主要是通过温度和降水的变化来影响海洋生态系统。在海洋中珊瑚礁生态系统最为脆弱，受气候以及各种环境因素的影响较大，珊瑚礁是气候变化的第一个受害者。据统计，世界上20%的珊瑚礁遭到了不可逆转的破坏，海面温度升高引起的珊瑚白化是世界珊瑚礁数量迅速下降的重要原因。气候变化影响海洋动物的发育和繁殖，并改变生物的结构。此外，气候变化影响着红树林(Mangrove)的生长和迁移，使红树林遭到大面积的破坏。

因此，本研究选取雷州半岛气象站1982—2019年的气象数据，分析该区近几十年来的近海气候变化，有助于掌握该区的气候变化趋势及其规律，开展气候变化成因分析和未来趋势预测等的研究，为科学保护该区海洋生态系统提供科学依据并提出相应的策略，促进当地经济与海洋生态协调发展。

1 材料与方法

1.1 资料来源

本文分析所用的1982—2012年的气象资料来自于中国气象科学数据共享服务网(选择湛江站的观测数据)，2013—2019年的气象资料来自气象观测台站(湛江桉树生态站实测数据)。为分析雷州半岛近38 a的近海气候变化，选取的气象指标有气温和降雨量。

1.2 研究方法

1.2.1 线性趋势

b是线性函数的斜率，表示气候变量的倾向趋势，b>0表示随时间增加呈上升趋势，b<0表示随时间增加呈下降趋势，b∙10为气候倾向率，用于定量描述气候要素随时间序列的趋势变化特征，单位为某要素单位·10 a。

1.2.2 累积距平

对于序列，其某一时刻的累积距平表示为：

距平是某组数据中的某个数值与该组数据平均值的差值，若该差值为正则为正距平，反之则为负距平，距平值可以反映某一气象要素在一定时期内的数据与长期平均值相比是处于高水平还是低水平。对n个时刻的距平值进行累加，得到累积距平值，累积距平曲线呈上升趋势，表示距平值增加，反之为距平值降低，根据曲线的波动情况，能够直观地判断气象要素的变化趋势。

2 结果与分析

2.1 气温变化特征

2.1.1 年平均气温的变化特征

由图1可知，近38 a雷州半岛的年平均气温为23.43℃，其中年平均气温最高为24.5℃(1998年)，年平均气温最低为22.4℃(2008年、2011年)，1982—2019年间雷州半岛的年平均气温呈波动上升的变化趋势，变化周期为2 a和3 a，其平均气温倾向率为0.103℃·10 a。《中国气候蓝皮书(2020)》指出，1951—2019年中国年平均气温每年上升0.024℃，即平均气温倾向率为0.24℃·10 a，升温速率明显高于同期全球平均水平。整体而言，雷州半岛的年平均气温变化趋势与同期全国的年平均气温变化同步，且平均气温增长率比全国低0.137℃·10 a。

图1 1982—2019年雷州半岛年平均气温线性变化趋势

由图2可知，以1996年为界，前期以负距平年为主，表明前期年平均气温低于多年平均值，气温上升趋势缓慢，呈波动上升趋势；后期以正距平年为主，年平均气温高于多年平均值，气温上升趋势较快。在2003—2014年间，累积距平线变化剧烈，12 a间累积距平值从2003年的5.5下降到2014年的3.3，年平均气温呈下降趋势，而2014年以后，累积距平值的变化表现为上升趋势，年平均气温上升。

图2 1982—2019 年雷州半岛年平均气温距平、累积距平变化趋势

2.1.2 历年最高、历年最低气温的变化特征

图3A和3B分别是1982—2019年间，雷州半岛最高气温、最低气温线性变化趋势图。由图3可知在1982—2019年间雷州半岛最高气温倾向率为−0.027℃·10 a，最低气温倾向率为0.272℃·10 a。最高气温的变化趋势与年平均气温、最低气温的变化趋势不同，最高气温呈下降趋势，表明在这38 a间雷州半岛的夏季增温减弱；年平均气温和最低气温均表现为上升的趋势，最低气温的倾向率0.272℃·10 a高于平均气温的倾向率0.103℃·10 a，增温幅度高于年平均气温，表明雷州半岛近38 a暖冬现象比较明显。

图3 1982—2019年雷州半岛最高气温、最低气温线性变化趋势

2.2 降水的变化特征

2.2.1 年降水量变化特征

由图4可知，雷州半岛近38年的年平均降水量为1 704.03 mm，降水量倾向率为43.962 mm·10 a，呈上升的变化趋势。年际间的波动和年代际变化较为明显，1980年代降水量较少，虽然出现最大值，但总体呈下降趋势的；1990年代降水量的波动变化幅度最大，降水量相对较多；00年代降水量变化的幅度较大，出现最小值，是降水的低谷期；10年代降水量的变化比较平稳，表现为小幅增加。

图4 1982—2019年雷州半岛年降水量线性变化趋势

2.2.2 季节降水量的变化特征

按照春(3、4、5月)，夏(6、7、8月)，秋(9、10、12月)，冬(12、1、2月)对四季进行划分，对1982—2019年间雷州半岛的季节降水量进行线性趋势分析，结果见图5。近38 a雷州半岛春季平均降雨量为123.8 mm，倾向率为−6.95 mm·10 a，下降趋势明显，年际间波动较大，降雨量最低为52.4 mm(2015年)，最大为314.4 mm(1997年)；夏季平均降雨量为273.6 mm，倾向率为18.103 mm·10 a，上升趋势明显；秋季平均降雨量为134.6 mm，倾向率为10.65 mm·10 a，表现为上升的趋势；冬季平均降水量为34.27 mm，倾向率为−2.38 mm·10 a，表现为下降的趋势。

近38 a雷州半岛降水在不同季节变化很大。降水主要集中在夏季和秋季，约占年降水量的72.09%，冬季平均降水量最少；各个季节的降水量均表现出明显的年际波动和年代际变化，波动的幅度和趋势与年降水量的变化基本同步，各个季节1990年代的降水量波动幅度最大，降水量也是1980年代、1990年代、2000年代、2010年代四个年代中最多的；2010年代春、夏、秋季的降水量变化稳定，而冬季的降水量变化较大，冬季的降水量变化在2000年代后期才相对稳定。

图5 1982—2019年雷州半岛季节降水量线性变化趋势

3 讨论与结论

3.1 讨论

从本文分析雷州半岛的气温、降水两个气象要素来看，近38 a雷州半岛的年平均气温呈上升趋势，与全国同期的年平均气温变化同步，年平均气温的增长速率低于全国的增长率水平，属全球气候变化的背景下正常波动。年降水量呈上升趋势，年际间的波动和年代际变化显著，季节分布不均衡。

雷州半岛位于中国大陆的最南端，地理位置优越，海洋资源丰厚。年平均气温的升高可能会影响着海洋生物进食和产卵的条件，从而进一步影响着海洋生物的生长发育。红树林属于嗜热的植物类群，气温的升高可能有利于红树林的生长发育，改善原有红树林区的物种多样性，促进红树林的分布向着更高纬度的区域扩张。近38 a雷州半岛的气温具有夏季增温减弱，冬季增温加强的趋势，这一现象可能有利于珊瑚的生长，冬天比较温暖，珊瑚被保护免于冻死，夏天气温下降，有利于珊瑚度夏。土壤中水的容量和盐度影响红树植物和珊瑚的生长；降水量的增加可使表层海水淡化，降低海水盐度，携带大量沉积物堆积，改变珊瑚和红树林的生长环境条件，从而影响珊瑚礁和红树林的生长。但降水量年际间的波动较大，难以形成较稳定的生长环境。

3.2 结论

通过以上分析，雷州半岛近38 a气温和降水的变化规律如下：

(1)雷州半岛年平均气温呈上升趋势，与全国、全球年平均气温变化同步，升温速率低于全国水平(0.24℃·10 a)，存在2 a和3 a的变化周期。

(2) 最高气温呈下降趋势，夏季气温上升减弱；最低气温呈上升趋势，增温幅度高于年平均气温，暖冬现象显著。

(3) 气温和降水在1990年代波动较大，呈不稳定趋势。

(4) 年降水量呈上升趋势，具有明显的年际间的波动和年代际变化，1990年代降水波动最大，降水量较多，2000年代是降水的低谷期。

(5) 各个季节的降水量差异较大，降水主要集中在夏、秋季节，冬季的平均降水量最少，且夏秋季降雨呈增加趋势，而冬春季降雨呈减小趋势, 表明秋旱减缓而春旱冬旱加剧的变化趋势。

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Analysis of Changes in Leizhou Peninsula’s Offshore Climate Over the Past 38 Years (1982−2019)

PENG Meiyan, XU Yuxing, ZHU Wankuan, DU Apeng, WANG Zhichao

(1.;2.)

This study was carried out scientifically protect offshore marine ecosystems surrounding Leizhou Peninsula, and to provide a scientific basis and theoretical guidance for promoting the coordinated development of the local economy and marine ecology. Meteorological data of the Leizhou Peninsula from 1982 to 2019, were analysed using linear trend and cumulative anomaly methods to examine temperature and precipitation changes in this region over the past 38years. The results showed that: (1) annual average temperatures showed a rising trend whilst the rate of warming over this period was lower than China’s national average rate of warming, the change period were 2 and 3 years; (2) the highest annual temperatures showed a downward trend while rises in mean summer temperatures showed a weakening trend and lowest temperatures showed a rising trend with an obvious tendency for increasingly warm winters; (3) annual rainfall showed an upward trend with obvious inter-annual and inter-decadal fluctuations. The seasonal distribution of precipitation over this period showed no clear patterns of change, with precipitation mainly concentrated in summer and autumn. Winter precipitation was lower than that of the other three seasons, and both summer and autumn precipitation showed an increasing trend whilst spring and winter precipitation showed downward trends. The latter trends indicate that the autumn drought is becoming less severe while there is an increased tendency for occurrence of drier spells during spring and winter.

Leizhou Peninsula; temperature; precipitation; offshore

X16

A

10.13987/j.cnki.askj.2021.01.011

广东省林业科技创新项目(2018KJCX014)；广西科技重大专项(桂科AA17204087-9); 广东省林业科技创新平台项目(2020-KYXM-09)；广东湛江桉树林生态系统国家定位观测研究站运行项目(2020132008)

彭美燕(1998— )，女，大学，主要从事海洋资源开发技术研究，E-mail: 13680478636@163.com

王志超(1988— )，男，硕士，助理研究员，从事森林生态水文学研究，E-mail: wzc2254@163.com