龙岩市新罗区气温时空分布和变化特征分析*

温显罡 刘 珏 陈孝腔

(1.龙岩市新罗区气象局，福建 龙岩 364000；2.福建省大气探测技术保障中心，福建 福州 350000)

1 概述

福建省龙岩市新罗区是闽西经济、文化和交通中心，现辖20个镇(街)，总面积2677km2，位于24°43′N～25°03′N，116°41′E～117°30′E[1]，四周为海拔高于800m的群山环抱，区域内重峦叠嶂，山岭与河谷相间，西北部、东南部较高，逐渐向东北部、中部倾斜，平均海拔685m。新罗区属于亚热带季风气候，气候特点总体是夏凉无酷暑，冬暖无严寒，夏长冬短，春夏湿润多雨，雨量相对集中。近年来，在全球气候变暖的背景下[2-3]，国内许多气象专家和学者对不同区域内的气候变化进行了研究。赵红梅等[4]利用1951—1995年3套自动站资料对城郊区间的气温差异开展研究，得出福州市的冬季和夏季增温较为显著，城市热岛效应以秋季最为显著。李鹏飞等[5]对1960—2008年铜陵地区单站气温资料进行分析发现，气温升高了约1.02℃。平均每10年温度升高0.351℃，其中春季升温最明显。欧爱松等[6]发现1960—2003年吉首市年平均气温逐年升高，以冬季升温最为明显。黄雪琼等[7]对1981—2010年乐业县气温变化特征进行研究，结果表明1998年以后呈现明显增温趋势，且表现出春秋两季气温变化不明显，夏季和冬季气温偏暖的特点。黄冲等[8]对1960—2009年衢州市国家基本气象站气温观测数据开展研究。结果表明，近50年来，衢州地区气温总体呈上升趋势，年平均气温与年最高气温有较明显的增长。程锦霞[9]利用漯河、临颍、舞阳3站1962—2007年的气温资料发现，3站的年平均气温变化与时间变化密切相关，漯河地区气温总体呈上升趋势；少数月份与时间演变呈显著的反相关，主要分布在夏季；多数月份与时间演变呈显著的正相关，冬季尤为突出。陈海涛等[10]对六枝、盘县、水城3个站点1960—2009年气温资料进行特征分析，六盘水市气温呈明显的上升趋势，升温率为0.096℃/10a；夏季、秋季、冬季呈上升趋势，冬季平均气温变化幅度最大。张玉琴等[11]对1961—2020年武夷山国家基本气象站1983—1986年4个山区农业气候资源气象站及2017—2020年4个区域自动气象站气温资料进行分析，结果表明，1961—2018年平均气温上升约1.35℃，趋势倾向率达到了0.229℃/10a。许显花等[12]利用同仁县区域自动气象站2014—2016年气温资料，分析发现，同仁各月气温分布与各季节气温分布趋势一致；月内各站点间气温分布不均匀，气温随海拔高度的升高而明显降低。目前，对气温的变化趋势研究较多，研究结果基本都表明，年平均气温整体呈上升趋势，但各地的气温变化特征不一致。因此，结合地形地貌，利用本地区域自动气象站资料精细分析数据，研究气温时空分布、全球气候变暖等问题，对做好城市化建设、防灾减灾、农业发展和生态建设等的气象服务都具有重要意义。

2 数据来源和分析方法

本文所用地面气象资料来源于龙岩国家基本气象站1951—2020年日最高(低)气温和1991—2020年日平均气温、龙岩市新罗区各镇(街)14套区域自动气象站2010—2020年日最高(低)气温和日平均气温数据。采用福建省市县预报服务平台和Microsoft Excel内部函数等数据统计分析工具，对龙岩市新罗区气温时空分布和变化特征进行分析。

3 统计分析结果

3.1 平均气温的时空分布

3.1.1 平均气温的空间分布

龙岩市新罗区各镇(街)的年平均气温为17.7～21.0℃，最低年平均气温为17.0℃(小池，2011年)，最高年平均气温为21.6℃(白沙，2019年)。年平均气温分布随着海拔高度和纬度差异而自西北向东南递增(图1)。小池和大池等海拔500m以上的地区是低值区，年平均气温在19.0℃以下。海拔400m以下的地区，除西北方向的万安镇外，年平均气温在20.0℃以上。

图1 新罗区平均气温分布图

3.1.2 平均气温的月变化

总的来说，新罗大部分地区1—7月升温，8—12月降温，1月最低，7月最高；各月的升(降)温幅度不尽相同，由于季节变化，升(降)温相对突出的是春秋季，即由冬至夏或由夏至冬的过渡时期，月际升温和降温最突出的是4月和12月，分别为全区平均升温3.9℃，降温5.2℃。

1月是冬季风鼎盛的时期，副高很弱，位置最为偏南，蒙古高压盘踞在亚洲大陆，中心气压达全年之冠，新罗区在高压边缘，受大陆高压吹来的冷空气所控制，是全年最冷的时期，影响新罗天气系统的均是冷空气活动的结果。1月平均气温12.2℃，各镇(街)平均气温10.1～13.0℃；日最低气温≤0℃的平均日数1.2d。

4月属早春季，其气候既和中高纬西风带形势有关，又与南海高压、西太平洋高压的强度和位置以及南支波动的活动情况密切相关。此时，极涡已明显减弱，蒙古高压和阿留申低压仍然存在，但强度较冬季大为减弱，4月既有倒春寒天气，也有强对流天气，是冷热多变的季节。4月平均气温20.5℃，各镇(街)平均气温17.6～20.7℃。

7月，环流特点是极涡大为减弱，副高位置和强度变化对新罗区气候影响很大，一般在6月下旬后期副高会北跳到25°N附近，新罗区位于脊线外延处，进入夏季。7月是全年最热月份，平均气温27.4℃，各镇(街)平均气温24.6～28.3℃；日最高气温≥35℃的平均日数8.1d。

10月，冷高压控制大陆，西太平洋副高进一步南回，脊线退回22°N附近，台风季基本结束，降水较夏季显著减少，冷空气开始活跃。总体来说，10月的新罗区风和日丽、秋高气爽、气候宜人。10月平均气温22.1℃，各镇(街)平均气温19.2～22.8℃;日最高气温≥35℃的平均日数0.4d。

3.1.3 平均气温的日变化

气温日变化主要受太阳辐射影响，因此，新罗区各月份的气温日变化特征比较一致。从时间上看，一般凌晨6—7时日出前后气温最低，午后14—15时气温最高，当然，冷空气影响会一时改变这一变化规律。

3.1.4 平均气温的年较差和日较差

气温年较差是最热月平均气温与最冷月平均气温的温差，其值大小直接反映了气温年振动幅度。新罗区年较差大致在13.6～15.5℃(图2)。年较差等温线趋势自西北向东南递减，苏坂镇15.5℃居全区之首，适中镇13.6℃为全区最小值。

图2 新罗区气温年较差分布

气温日较差是日最高气温与最低气温之差，其值大小反映了一天之中气温振动的平均水平，新罗区各月平均气温日较差都在5℃以上。气温日较差的年际变化与地形、天气有关。多年平均状况的特点是5—6月雨季期间，冷空气势力趋弱，天气以多云、多雨为主，日较差较小。

3.2 极端气温的时空分布

利用龙岩国家基本气象站1951—2020年观测资料和龙岩市新罗区各镇(街)区域自动气象站2010—2020年观测资料分析得出，新罗区年极端最高气温34.8～41.7℃(图3)，其中，极端最高气温在38℃以上的镇(街)占75%；新罗区年极端最低气温-8.3～-3.8℃(图4)。其中，极端最低气温-4℃及以下的镇(街)占67%。

图3 新罗区极端最高气温

图4 新罗区极端最低气温

3.3 高温日数和低温日数的时空分布

3.3.1 年高温日数

定义日极端最高气温≥35.0℃为高温天气或高温日。新罗区各镇(街)平均年高温日数0.0～66.3d(图5)，主要出现在6—9月。其中，高温日数≥18.0d及以上的镇(街)占70%。

图5 2010—2020年新罗区平均年高温日数分布

3.3.2 年低温日数

定义日极端最低气温≤0℃为低温天气或低温日。新罗区各镇(街)平均年低温日数0.6～6.7d(图6)，主要出现在12月至次年2月。其中，低温日数≥2.0d及以上的镇(街)占75%。

图6 2010—2020年新罗区平均年低温日数分布

4 变化特征分析

4.1 平均气温的年际变化

1952—2020年龙岩国家基本气象站平均气温为20.0℃，从平均气温年际变化(图7)可见，年平均气温存在上升趋势，1952—2020年总共上升了近1.38℃，趋势倾向率达到了0.201℃/10a。

图7 1952—2020年龙岩国家基本气象站平均气温年际变化

4.2 最高气温的年际变化

1951—2020年龙岩国家基本气象站极端最高气温为39.0℃，出现在1988年。从最高气温年际变化(图8)可见，最高气温的气候倾向率为0.091℃/10a，1991—2020年，最高气温超过37℃的次数明显增多。

图8 龙岩国家基本气象站最高气温年际变化

4.3 最低气温的年际变化

1951—2020年，龙岩国家基本气象站极端最低气温为-5.6℃，出现在1955年。从最低气温年际变化(图9)可见，最低气温的气候倾向率为0.325℃/10a，极端最低气温也呈上升趋势。

图9 龙岩国家基本气象站最低气温年际变化

5 结论

本文利用龙岩国家基本气象站1951—2020年观测资料和龙岩市新罗区各镇(街)区域自动气象站2010—2020年观测资料，对龙岩市新罗区气温时空分布和变化特征进行分析研究，主要结论如下。

①龙岩市新罗区各镇(街)年平均气温在17.7～21.0℃之间，地理空间分布上总体为城区及东南部高、西北部低。

②通过分析龙岩国家基本气象站近70年的温度数据的年变化，平均气温的气候倾向率为0.201℃/10a，与全球气候变暖趋势一致。最高气温的气候倾向率为0.091℃/10a，最低气温的气候倾向率为0.325℃/10a，这说明气温都呈现升高的趋势，且最低气温升高的趋势较为明显。

③新罗区各镇(街)平均年高温日数0.0～66.3d，高值区分布在城区及北部地区；各镇(街)平均年低温日数0.6～6.7d，全区各镇(街)相差不大。

④气温年较差等温线趋势自西北向东南递减，表明新罗区西北部的气温年振动幅度大，极端气温差异大。

⑤虽然各月升(降)温幅度不尽相同，但各月气温分布与各季节气温分布趋势大体一致。升(降)温相对突出的季节在春秋季，其中月际升温和降温最突出的是4月和12月，最高气温出现在7月，最低气温出现在1月。