定西市近47 年气温、降水变化特征分析

时间：2024-09-03

孙　润，尚军林

(定西市气象局，甘肃定西　743000)

定西市近47 年气温、降水变化特征分析

孙润，尚军林

(定西市气象局，甘肃定西743000)

摘要：甘肃省定西市是典型黄土高原半湿润半干旱过渡区，该区域地处气候变化敏感区和生态环境脆弱带。基于定西市7县(区)1967—2013年气温、降水等资料，应用统计距平分析和线性趋势分析方法，分析了定西市近47 a气温、降水变化的时间和空间特征。结果表明：(1)全市年平均气温呈上升趋势，气候倾向率为0.355 ℃/10 a；冬季气温增速最大。(2)全市降水量呈减少趋势，降水量递减率为11.026 mm/10 a；秋季降水量递减率在四季中最为明显。(3)就空间分布而言，漳县、陇西和岷县一带增温较快，渭源、临洮、漳县和岷县降水减少趋势较大。

关键词：气温；降水量；气候变化特征；西北半湿润半干旱区；定西

全球气候变暖是最近100 a以来气候变化方面最显著的特征,近50 a变暖尤为明显[1]。随着全球平均温度的升高、降水变率空间分布的改变，区域性的气候变化特征受到越来越多的关注。很多气象工作者对不同区域气候特征进行了大量的研究。任国玉[2]等研究发现：1951—2004年，中国年平均气温上升趋势明显，变暖幅度约为1.3 ℃，增温速率达0.25 ℃/10 a。张强[3]等研究指出：近50 a来，西北地区气温呈显著的上升趋势，降水变化空间差异突出，西北地区整体暖干化趋势明显，局部出现暖湿现象。施雅风[4]等指出我国西北气候有可能向暖湿方向转变，叶笃正等研究认为过去50 年中国气候带北移，存在相应的季节响应，全球变暖大背景下，伴随气温加速上升，西北地区也随之变暖，降水量、冰川融水量普遍增加[5]。也有不少研究[6-9]表明，不同地区的气候变化规律不尽相同。在全球气候变化的背景下，研究定西市气候变化对指导该市的工农业生产、经济发展、环境保护等各方面有重要意义。

定西市位于甘肃省中部，处在黄土高原西端，甘南高原东部，陇南山地北部的交汇地带，属于典型的黄土高原半湿润半干旱过渡区，海拔高度在1 420～3 941 m 之间。境内地势由南向北倾斜，地形复杂，南北气候差异大，东南暖湿气流受阻，大陆性季风气候显著，该区域生态环境脆弱，极端天气频发，区域气候对全球气候变化的响应十分敏感。

1资料与方法

定西市下辖安定、通渭、陇西、渭源、临洮、漳县和岷县等7个县(区)，其中岷县为国家基准气候观测站、临洮为国家基本气象观测站，其余各县为国家一般气象观测站。除漳县气象观测站1967年建站外，其余气象观测站均建于20世纪50年代，为了时间序列的统一性，应用7县(区)1967—2013年的月平均气温、月降水量资料，研究分析定西市气候变化的空间分布和季节性差异，以及气候变化的主要趋势特征。

利用距平分析法[10]和线性趋势分析法研究半湿润半干旱典型过渡区的定西温度、降水量变化特征。采用气象统计常用的四季划分：春季(3、4、5 月)、夏季(6、7、8 月)、秋季(9、10、11月)、冬季(12、1、2 月)。

2结果与分析

2.1气温变化特征

2.1.1年平均气温近47 a定西市年平均气温为7.1 ℃，变化趋势表现为较明显震荡上升趋势，气候变化倾向率为0.355 ℃/10 a(图1)。升温阶段持续时间较长，降温阶段相对较短。这与王劲松等[11]的研究结论基本一致。1967—1996年气温变化波动较大，以负距平为主(共23 a)，其中1976—1984年为近47 a气温负距平最大阶段，属相对偏冷时期，最小值为5.9 ℃(1976年)，较均值偏低1.2 ℃。1997—2013年以正距平为主(共16 a)，气温回升趋势明显,其中除2012年外，其余各年都较均值偏高0.7 ℃,为近47 a气温增温幅度最大阶段，属相对偏暖时期，最大值为8.8 ℃(2013年),较均值偏高1.7 ℃。

图1　1967—2013年定西市平均气温距平年际变化(直线为趋势线)

2.1.2季节变化近47 a定西市四季气温均呈线性增暖趋势(图2)，春季、夏季、秋季、冬季线性增温率分别为0.266、 0.127、0.339、0.424 ℃/10 a，其中，冬季增温幅度较大，夏季增温幅度较小。春季平均气温、极大值与极小值分别为8.0、10.2(2013年)、6.6 ℃(1970和1983年)，其中1967—1991年气温偏低，1992—1995年接近平均值，1997—2013年气温升高最快，尤其在2008—2013年气温波动剧烈；夏季平均气温、极大值与极小值分别为17.4、19.2(2006年)、15.6 ℃(2012年)，1967—1993年基本以负距平为主，1994年到本世纪气温以正距平为主, 其中2009—2012年气温下降猛烈；秋季平均气温、极大值与极小值分别为7.2、9.9(2013年)、6.0 ℃(2011年)，1967—2000年气温偏低，2000—2013年在震荡中回升，其中2009—2013年间气温跳跃式变化剧烈；冬季的平均气温、极大值与极小值分别为-4.6、-2.9(2010年)、-6.2 ℃(1984年)，1967—1984年气温均偏低，1985—1997年气温接近平均值，1998—2013年气温持续偏高。分析表明，定西四季气温均呈上升趋势。除冬季倾向率大于年平均气温倾向率外，春、夏、秋季倾向率均小于年平均气温倾向率，表明冬季增暖在四季中最为突出。

图2　1967—2013年定西市不同季节气温距平的年际变化(直线为趋势线)

2.2降水变化特征

2.2.1年际变化定西市近47 a间降水量总体呈波动减少趋势(图3)，年降水量以11.026 mm/10 a速率递减，但不显著。年平均降水量为465.3 mm，1985年以前以正距平为主(共11 a)，1986—2011年降水量开始减少，73%的年份以负距平为主(共19 a)。20世纪60年代到70年代初期降水量变化较大，70年代初中期到21世纪初期降水量变化较小，降水由偏多转为偏少，降水量出现突变，大涝大旱均出现在这一时期；从2002年开始降水量开始缓慢回升，并在2003年达到历史次高值(608.9 mm)，出现近19 a最多降水量[12]。近47 a降水量经历了3次明显的波动周期，1967、1973、2003年为波峰，1971、1982、1997年为波谷，最大降水量为716.4 mm(1967年)，比历年平均值偏多251.1 mm；最小降水量为279.8 mm(1997年),比历年平均值偏少167.5 mm。

图3　1967—2013年定西市降水量距平年际变化(直线为趋势线)

2.2.2季节变化近47 a定西市各季降水量波动变化均较大(图4)。春季、夏季、秋季、冬季降水量气候倾向率分别为-3.75、-3.34、-4.56、0.612 mm/10 a。冬季历年平均降水量、极大降水量、极小降水量分别为10.4、27.1 (1989年)、2.2 mm(1999年)，1987—1999年降水量升降幅度较大，1999年以后较小；春季历年平均降水量、极大降水量、极小降水量分别为104.6、194.1 (1967年)、41.5 mm (1979年)，1968—1981年震荡幅度较大，以负距平为主(共9 a)，1982—2013年基本以正距平平稳变化；夏季历年平均降水量、极大降水量、极小降水量分别为242.2、376.2 (1979年)、111.7 mm (1982年)，47 a降水量升降幅度较大，正负距平基本持平；秋季历年平均降水量、极大降水量、极小降水量分别为108.1、213.0 (1967年)、46.1 mm(1972)，1967—1974年变化幅度较大，1974年以后较平稳。分析表明，冬季降水量呈明显上升趋势；而春季、夏季和秋季降水量均呈下降趋势，秋季降水量下降趋势较夏季和春季明显。由于夏季降水量占全年降水量约52%(表1)，而秋季和春季分别各占约23%，冬季仅占2%。因此夏季降水量决定年总降水量趋势，即年降水量呈下降趋势。

图4　1967—2013年定西市不同季节降水量的年际变化(直线为趋势线)

季节冬季春季夏季秋季全年降水量/mm10.44104.57242.18108.07465.26占比/%2.24%22.48%52.05%23.23%100.00%

3气温与降水变化的空间分布特征

3.1气温

定西市气温倾向率为0.279～0.532 ℃/10 a(图略)，年气温变化总体上呈增加趋势。定西市北部增温最快，增温速率为0.532 ℃/10 a；西南部即漳县、陇西、岷县一带增温较快，增温速率为0.355 ℃/10 a；西北部增温较慢。从各季节来看，春季、夏季和秋季气温增长最快的是北部的安定，增温速率为分别为0.508 ℃/10 a、0.509 ℃/10 a、0.624 ℃/10 a，冬季在东北部的通渭一代增温最快，增温速率0.596 ℃/10 a。分析表明，空间分布总体特征为：气温变暖速率由西南部向北部呈递增趋势。

3.2降水

定西市降水变化也存在着显著的区域差异(图略)，总体上降水减少幅度由东北向西南呈增加趋势，以西南部的临洮、岷县、漳县和渭源一带最为明显，降水量倾向率为-18.279～―12.641 mm/10 a之间；安定、通渭和陇西一带降水减少趋势较小。从各季节与年降水趋势类似，整体上也是在西南部降水减少趋势明显，局部地方有增加趋势。

4结论

基于定西市7县(区)1967—2013年月平均气温、月降水量资料，应用统计距平分析和线性趋势分析法，研究分析了47 a处于半湿润半干旱典型过渡区的定西的气候特征，得出了以下结论。

(1)年平均气温呈波动上升趋势，气温增长率为0.355 ℃/10 a。冬季增暖在四季中最为突出。

(2)年降水量呈波动减少趋势，降水量以11.026 mm/10 a的速率递减。秋季递减率在四季中最为明显，但夏季降水量的变化决定年总降水量变化趋势。

(3)气温变化空间分布不均，总体上其空间分布特征为：由西南部向北部呈递增趋势。定西西南部即漳县、陇西、岷县一带增温较快。

(4)降水变化也存在着显著的地域差异，全市降水均呈减少趋势，减少幅度由东北向西南递增，其中以西南部的临洮、岷县、漳县、渭源一带降水减少趋势最为明显。

参考文献：

[1]赵宗慈，王绍武，罗勇.IPCC成立以来对温度升高的评估与预估[J].气候变化研究进展，2007，3(3)：183-184.

[2]任国玉.我们未来的气候：人类的干预有多大？[J].气象，2003，29(3)：3-8.

[3]张强，张存杰，白虎志.西北地区气候变化新动态及对干旱环境的影响[J].干旱气象，2010，28(1)：1-7.

[4]施雅风，沈永平，胡汝骥.西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨[J].冰川冻土，2002，24(3)：199-225.

[5]王毅荣，林纾，李耀辉，等.甘肃空中水汽含量对全球气候变化响应[J] .干旱区地理，2006，29(1):47-52.