1961—2020年上海市奉贤区气温特征及影响

汤晨阳徐相明*张 乐李 聪

（1上海市奉贤区气象局，上海 201416；2上海中心气象台，上海 200030）

气温的变化直接反映某地气候变化特征，会给农业、工业及人类生存等带来影响。国内众多学者开展了相关研究：和 吉等[1]认为，辽宁省全年和季节气温存在不同程度的上升，气温空间分布与海拔和纬度较为一致，影响当地作物生长及病虫害发生；林群星等[2]发现，铜陵市区近58年来初霜冻呈推迟趋势，终霜冻呈显著提早趋势，霜冻期呈显著缩短趋势且出现气候突变；文想成等[3]发现，长江中下游地区的气温呈波动上升趋势，气温等气候资源的利用有利于提高粮食单产；支 星等[4]发现，我国华东区域对流层各层增温趋势不一致，但各层年平均气温的空间分布均有明显的南北差异。

作为国际大都市的上海，城市化发展导致气温变化更为明显。周涛[5]发现，上海各区高温日数呈升高趋势，且2000年之后近郊升幅加快并超过市区，而远郊升幅始终较为平缓且落后于市区和近郊；姜 荣等[6]也发现，2004—2014年徐汇站极端高温现象最显著，奉贤站、金山站、崇明站不显著；姜纪峰等[7]发现，青浦区增温速率达到0.39℃/10 a，受气温、湿度、降水量等因素影响，水稻的气候潜在产量呈现持续降低趋势；徐相明等[8]分析发现，2000年以来上海奉贤区暖冬气候趋势较为明显，有利于作物病虫害越冬。本文分析奉贤区1961—2020年全年、各季及年度极端气温变化特征，以期为奉贤区城市规划及工农业安全生产等提供参考。

1 资料与方法

本文所用气温数据均来源于上海市奉贤区气象局，包括1961—2020年逐日平均气温及极端最高（最低）气温。年高温日数指日极端最高气温≥35℃的天数，年低温日数指日极端最低气温≤-5℃的天数，年极端最高（最低）气温指一年中逐日日最高（最低）气温的最高（最低）值，终（初）霜日以日最低气温4℃作为指标。春季、夏季、秋季、冬季分别为3—5月、6—8月、9—11月、12月至次年2月。分析方法采用线性回归分析、累计距平法等数理统计方法。

2 结果与分析

2.1 平均气温变化特征

2.1.1 年际间变化。奉贤区1961—2020年的年平均气温为16.0℃，最高值17.5℃（2020年），最低值15.0℃（1972年、1976年、1980年），极差2.5℃。奉贤区60年的年平均气温总体呈波动式上升趋势（图1），线性倾向率为 0.31℃/10 a（P＜0.01），明显高于江南地区的增温幅度（0.19℃/10 a）[9]。但是，以20世纪80年代后期为界，之前年平均气温呈上下波动趋势，之后呈现出加速增温趋势（增温速率达到0.43℃/10 a，比60年增温速率偏快38.7%），并通过α=0.01的显著性检验。根据1961—2020年历年年平均气温计算各年代平均气温，得出20世纪60—80年代的各年代平均气温分别为 15.6、15.5、15.6℃，20世纪 90年代、21世纪00—10年代的各年代平均气温分别为16.0、16.6、16.9℃，与前文分析结论一致。

图1 奉贤区1961—2020年年平均气温年际变化曲线

以奉贤区1961—2020年年平均气温的均值为基数，计算历年年平均气温与均值的差值得出图2。可以看出，奉贤区60年的年平均气温历年累积距平值呈现出“V”形变化，累积距平以1989年、1998年分为3个阶段：1961—1989年的气温累积距平值呈逐年下降，表示该时段各年年平均气温比60年均值偏低；1990—1998年的气温累积距平值呈上下波动，1993年（-16.1℃）达到历年年平均气温累积距平最低值；1999—2020年的气温累积距平值呈逐年上升，表示该时段各年年平均气温比60年均值偏高。说明奉贤区年平均气温以20世纪90年代为界，年平均气温由低于60年均值为主转为偏高，且21世纪以来气温明显偏高。

图2 奉贤区1961—2020年历年年平均气温累积距平曲线

2.1.2 四季气温变化特征。对奉贤区1961—2020年各季及年平均气温进行线性回归分析，结果见表1。奉贤区60年的四季平均气温及年平均气温呈不同程度的升温趋势，且回归系数均通过α=0.01显著性检验。从四季增温速率来看，春季增温最快，达到0.40℃/10 a；冬季（0.39℃/10 a）增温次之；夏季增温最慢，仅为0.18℃/10 a。此外，春季、冬季增温速率均快于全年平均增温速率。说明奉贤区存在明显的气候变暖特征，且春季、冬季对年平均气温上升的贡献明显大于夏季、秋季。

表1 奉贤区1961—2020年各季及年平均气温的气候倾向率及回归系数

2.2 极端温度变化特征

2.2.1 高温。统计奉贤区1961—2020年历年年高温日数及极端最高气温可知：60年中出现高温的年份有48年，出现概率为80%，48年年均高温日数为6.4 d；高温日数在20世纪呈上下波动变化，21世纪以来一直呈现偏多态势，2001年以来的20年中仅有1年未出现高温，整体上高温日数呈增多趋势，气候倾向率为1.1 d/10 a。极端最高气温变化与高温日数一致，也呈升高趋势，气候倾向率为0.36℃/10 a，高温日数、极端最高气温的回归系数均通过α=0.01显著性检验。高温日数达到10 d及以上的年份共有8年（占比13.3%），其中21世纪以来有6年，即奉贤区高温日数≥10 d的概率由2001年以前的5%提升至30%，且60年中高温日数最多（26 d）的年份也出现在21世纪（2013年）。极端最高气温≥37℃（达到酷暑等级）的年份共有18年（占比30%），其中21世纪以来有12年，即奉贤区出现酷暑年份的概率由15%提升至60%，且60年极端最高气温（40.3℃）也出现在21世纪（2013年）。2003—2017年15年中仅2011年（36.9℃）、2014年（34.5℃）未出现酷暑。说明随着年平均气温升高，奉贤区极端高温天气出现概率也呈增大趋势，尤其是21世纪以来。

2.2.2 低温。统计奉贤区1961—2020年历年年低温

日数及年极端最低气温可知：60年中出现低温的年份有50年，出现概率为83.3%，这50年的年均低温日数为4.7 d；低温日数在20世纪60年代至80年代初偏多，60年中最多低温日数（22 d）、极端最低气温（-10.1℃）均出现在该时段（分别在1963年、1977年）。20世纪80年代中期至21世纪初低温出现概率偏低，60年中未出现低温的年份有70%在该时段。21世纪初以来，低温出现概率再次增大，尤其是2005—2011年。说明虽然气候呈变暖趋势，但奉贤区低温日数及极端最低气温的出现概率未呈减少趋势。

2.2.3 霜冻。统计奉贤区1961—2020年历年终（初）霜日（图3）可知：奉贤区终霜日最早为 3月6日（2002年），最晚为 4月 28日（1962年），60 年均值为4月2日，终霜日整体呈提前趋势，气候倾向率为1.0 d/10 a；初霜日最早为10月24日（1981年），最晚为12月7日（2018年），60年均值为11月15日，初霜日整体呈延后趋势，气候倾向率为1.3 d/10 a；终（初）霜日的变化导致奉贤区年无霜期呈延长趋势，21世纪10年代年均无霜日为238d，比20世纪60年代延长15 d（6.7%）。说明奉贤区气候变暖导致作物等遭遇霜冻时间发生变化，即开始遭遇冻害时间由11月中下旬延后至11月下旬至12月上旬，而结束遭遇霜冻时间由4月上中旬提前至3月底至4月初。

图3 奉贤区1961—2020年历年终（初）霜日变化曲线

3 结论及讨论

奉贤区1961—2020年年平均气温及四季气温均呈升高趋势，回归系数均通过α=0.01显著性检验。年平均气温在1989年以后增温速率加快，与年平均气温的年代际及累积距平变化一致。四季中春季增温最快（0.40℃/10 a），夏季增温最慢（0.18℃/10 a），春季、冬季对年平均气温升高的贡献明显大于夏季、秋季。各季平均气温的上升促进夏熟积温、秋熟积温增加及延长作物生育期，为提升作物产量提供了气候优势；但导致冬季需冷量减少，不利于蜜梨、黄桃等果树次年萌动，且有利于病原菌和害虫安全越冬，可能导致次年病虫害暴发。

奉贤区1961—2020年年高温日数及极端最高气温均呈增多（高）趋势，且21世纪以来，出现高温日数≥10 d的概率由5%提升至30%，出现酷暑年份的概率由15%上升至60%，而年低温日数及极端最低气温均未呈现明显变化。气候变化导致终霜日提前、初霜日延后，出现霜冻的时间发生变化，年无霜期延长。说明奉贤区60年间遭遇高温事件呈增多趋势，而遭受低温事件却未呈减少趋势，且终（初）霜日也呈现出明显变化，即奉贤区随着气候变暖，气象致灾风险整体呈提升趋势。

气候变暖给奉贤区城市安全运行、作物安全生长、人体健康等带来威胁，且气温与降水、湿度等气象因子会通过叠加效应（如“高温+干旱”）扩大或加重气象灾害，需要公众及相关管理部门厘清气象灾害链，加强综合性防灾减灾，引导公众趋利避害，以应对气候变化带来的致灾风险。