金寨县1960—2020年气象要素变化特征分析

李华宇 丁建隆

摘 要：用线性趋势法分析了金寨县1960—2020年气象要素变化特征，结果表明：日照时数，全年、夏秋冬季和1月、6—8月、10月趋于缩短，4月明显增多;平均气温，全年、春秋冬季和2—5、9—12月趋于升高;降水量，夏季、冬季和1、8月趋于增加;蒸发量，全年、春秋季和3—5、10月趋于增加。日照时数、平均气温、降水量与全省的变化趋势基本一致，蒸发量与全省的变化趋势相悖。

关键词：气候变暖;日照时数;气温;降水量;蒸发量

中图分类号 P467文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）22-0174-03

近百年来，由于自然环境的变化和人类活动的干扰，大气污染和温室气体浓度升高，全球气候正呈现以变暖为主要特征的显著变化。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第4次评估报告指出，全球地表温度呈现一致的增暖趋势，近50年（1956—2005年）的变暖速率[（0.13±0.03）℃/10a]几乎是近100年（1906—2005年）的2倍。2015年IPCC报告指出，2006—2015年全球平均气温比工业化前的平均值高0.87℃，且变暖趋势仍在持续。全球气候变暖背景下，极端天气气候事件发生频率和强度增加，水资源分布失衡，海平面持续上升，给人类社会可持续发展带来的风险增大。

中国作为气候变化的敏感区，增温幅度明显高于同期全球平均水平，但区域间差异明显。中国近54年（1951—2004年）来增温速率约0.25℃/10a。越来越多的科学数据表明，在气候变暖的背景下，各类气象要素时空变化均较大[1—5]。佟金鹤[1]研究表明：1965—2014年我国整体升温，华北地区北部、西北地区升温较强;全国范围内降水变化区域差异较大，西南、华北地区降水减少。申双和等[2]利用1957—2001年蒸发皿蒸发量资料，分析得出中国蒸发皿蒸发量以34.12mm/10a的速率递减。唐宝琪等[3]研究表明：1961—2013年安徽省气温在波动中呈明显的上升趋势，上升速率为0.22℃/10a;降水量在波动中略有上升，其中夏、冬季呈弱上升（0.05

气候变暖不但具有全球性，而且具有局地特征。皖西大别山区位于我国亚热带和暖温带的过渡带，是区域气候变化研究的重点。本研究对金寨县1960—2020年气候变化特征进行了分析，为其生态环境保护及合理利用气候资源提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况 皖西大别山区位于北亚热带边缘的东亚季风区，属于暖温带向亚热带的过渡带气候型，冷暖气团交汇频繁，天气多变。金寨县位于安徽省西部，大别山腹地，介于N31°06′～31°48′，E115°22′～116°11′之间，为鄂、豫、皖3省交界处。县境南北宽77km，东西长78km，面积3814km2，居安徽省县（市、区）之首。大别山山脉由西南向东北贯穿全境，地势自西南向东北呈阶梯状下降。境内群山起伏，河流纵横，1000m以上的山峰有116座，主峰天堂寨海拔1729.1m，最低处的白塔畈乡灌口集海拔仅59.5m，相对高差为1669.6m，具有明显垂直地势特征。按山岭绝对高度，可分为中山区、低山丘陵、岗丘平畈3个区域。海拔800m以上的中山区20万hm2，占51.6%;海拔400～800m的低山丘陵区15.98万hm2，占41%;海拔500m以下岗丘平畈区2.86万hm2，占7.4%。

1.2 数据来源 1960—2020年逐月气象資料来自金寨县气象站。该站属国家基本农业气象站，编号：58306，地理位置：N31°44′，E115°56′。其中：日照时数为58年（1963—2020）的资料，平均气温和降水量为61年（1960—2020）资料，小型蒸发皿蒸发量为52年（1960，1963—2013）资料。

1.3 数据处理与方法 数据处理和图表绘制利用Excel2003软件，使用DPS v7.05软件进行相关分析。四季划分：春季（3—5月），夏季（6—8月），秋季（9—11月），冬季（12月—次年2月）。采用线性倾向估计即一元线性回归对月（季、年）平均（合计）数据序列进行变化趋势分析。变化的方向和显著性由相关系数r来判定：r值正为上升，负为下降;│r│<r0.1表示没有明显的异常变化，r0.05>│r│≥r0.1弱相关（近似直线变化），│r│≥r0.05变化趋势显著。回归系数k表示升降幅度的大小。

2 结果与分析

2.1 气象要素季节变化 太阳辐射是地球大气运动的主要能量源泉，气象要素周年变化源于太阳辐射。在北半球，夏至日白昼最长，冬至日白昼最短，春分日、秋分日昼夜平分。日照时数与白昼长度正相关，受地形、云雾等因素影响，波动较大;平均气温、降水量和蒸发量均呈抛物线变化趋势（图1）。金寨县气象要素特征值（近30年平均）为：日照时数1891.9h，平均气温16.2℃，降水量1408.3mm，蒸发量1359.6mm（表1）。以月度（m）为自变量，以平均气温（T）、降水量（P）、蒸发量（E）、日照时数（S）为因变量，回归分析表明：四要素的变化趋势均为抛物线，F值和偏相关系数均达极显著水平。峰值多出现在7月中下旬（表2）。

2.2 气象要素年际变化

2.2.1 日照时数 1963—2020年金寨县年日照时数呈显著（P<0.05）缩短趋势，平均每10年缩短56.0h，比六安市[6]平均68.9h/10a少12.9h/10a，比安徽省[4]平均88.3h/10a少32.3h/10a。季节年际变化与全省趋势一致（表3），春季不明显，夏、秋、冬3季显著缩短，减幅为33.36、10.85和16.91h/10a。1月和6—8月显著缩短，10月趋于缩短，减幅分别为7.6、12.3、9.0、12.1和5.7h/10a;4月显著延长，增幅为5.7h/10a（表4）。

2.2.2 平均气温 气温是影响大气—土壤边界层上物质与能量交换的重要的气候因子。1960—2020年金寨县年平均气温呈极显著（P<0.01）升高趋势，升幅0.19℃/10a，比皖西大别山平均0.16℃/10a高0.3/10a[7]，比安徽省[3]平均0.22/10a低0.3℃/10a。金寨县气温变化表现出明显的季节非对称性，春季升温幅度最大（0.34℃/10a），冬季次之（0.22℃/10a），第3秋季（0.20℃/10a），而夏季没有明显变化（P<0.1）。2—5月和9—12月趋于升高，增幅分别为0.32、0.39、0.35、0.26和0.20、0.21、0.19、0.18℃。

2.2.3 降水量 降水是土壤水资源的主要补给来源。1960—2020年金寨县年降水量波动中略有增加，夏、冬季呈弱增加（0.05

2.2.4 蒸发量 蒸发是地表热量和水分平衡的组成部分，是水循环中最直接受土地利用和气候变暖影响的一项。1960、1963—2013年金寨县年蒸发量极显著增加，增幅33.8mm/10a;春秋两季明显增加，增幅27.8、8.5mm/10a;3—5月显著增加，10月呈弱上升趋势，增幅分别为：6.1、13.1、8.6和3.5mm/10a。与全国、全省的变化趋势相悖[1]，与吴必文[5]的研究结果一致。

2.3 气象要素年代变化 1961—2020年，随着年代更迭，金寨县年日照时数减少趋势明显（r=-0.934*），平均气温、蒸发量（10年平均，下同）升高趋势明显（平均气温r=0.863*，蒸发量r=0.955*），而降水量则无明显的变化趋势（r=0.585，图2）。春季呈三增（日照时数r=0.711，平均气温r=0.928*，蒸发量r=0.965*）一减（降水量r=-0.703）趋势;夏季呈一减（日照时数r=-0.900*）一增（降水量r=0.820*）趋势，平均气温没有变化，蒸發量减少趋势不明显（r=-0.719，P>0.1）;秋季呈一减（日照时数r=-0.778*）二增（平均气温r=0.875*，蒸发量r=0.764）趋势，降水量没有明显变化;冬季呈一减（日照时数r=-0.897*）二增（平均气温r=0.875*，降水量r=0.681）趋势，蒸发量无明显变化。

3 结论与讨论

（1）在全球气候变暖的背景下，金寨县多数气象要素发生了相应变化。1960—2020年日照时数全年、夏秋冬季和1月、6—8月、10月趋于缩短，4月明显增多;平均气温全年、春秋冬季和2—5、9—12月趋于升高，降水量夏季、冬季和1、8月趋于增加，蒸发量全年、春秋季和3—5、10月趋于增加。日照时数、平均气温、降水量与全省变化趋势基本一致，蒸发量与全省变化趋势相悖。

（2）近100年来，气候变暖幅度已超出地球本身自然变动范围，对人类生存和社会经济构成了严重威胁。农业是受全球气候变暖影响最大、最直接的行业之一，尤其是作为农业主体的作物生产与粮食安全。气候变暖通过影响作物生育进程、适宜种植区和灾害性因子等的变化，对作物产量、品质产生了很大影响。宜通过改变种植结构、更换相对高产的中晚熟品种或抗逆性强的品种等适应措施，以期获得更高的生产效益。

（3）全球气候变暖已经成为不争的事实，温度和蒸发作为一个区域气候变暖最直接和敏感的表征指标，也在发生着巨大的变化。由于不同地区有着不同的地理环境和生态环境，所以对气候变暖的响应不尽相同，具有显著的季节性和区域性差异。高海拔地区的植被生态系统更易受气候变化的影响，但山区良好的植被覆盖对极端气候变化有一定的缓冲作用。

参考文献

[1]佟金鹤.1965—2014年我国温度和降水变化趋势分析[J].安徽农业科学，2016，44（12）：229-235，259.

[2]申双和，盛琼.45年来中国蒸发皿蒸发量的变化特征及其成因[J].气象学报，2008，66（3）：452-460.

[3]唐宝琪，延军平，曹永旺，等.安徽省气候变化特征与旱涝区域响应[J].中山大学学报，2016，55（5）：127-134.

[4]何彬方，马妍，荀尚培，等.安徽省50年日照时数的变化特征及影响因素[J].自然资源学报，2009，24（7）：1275-1285.

[5]吴必文，温华洋，叶朗明，等.安徽地区近45年蒸发皿蒸发量变化特征及影响因素初探[J].长江流域资源与环境，2009，18（7）：620-624.

[7]徐建鹏，王晖，任琼，等.1961—2019年皖西大别山区的气候变化特征[J].贵州农业科学，2021，49（4）：131-137.

[6]武芳，李冰，徐焕.气候变化对大别山区农业的影响[J].安徽农学通报，2020，26（12）：151-154.

（责编：张宏民）