2. 辽宁省铁岭市气象局;
3. 辽宁省沈阳市气象局
2. Tiding Meteorological Office, Liaoning Province;
3. Shenyang Meteorological Office, Liaoning Province
自20世纪80年代以来,气候变化成为全球关注的热点问题,尤其是在全球气候日趋异常的情况下,极端气候事件导致洪涝、干旱等气象灾害频繁发生,人们对天气、气候越来越关注。许多专家对我国的气候变化进行研究,王绍武[1]研究发现近百年来全球气候变化的主要特征是变暖,我国的气温变化与全球大体相同,却并不总是一致。我国东北、华北及新疆的变暖可能与北半球一致,但长江流域气温反而有所下降。研究还表明,全球变暖主要发生在夜间,即最低气温的上升幅度高于最高气温,平均夜间增温0.8℃,而白天仅增暖0.28℃[2]。同时区域性气候变化也引起人们的普遍关注,60年代以来,辽宁省年平均气温以0.28℃/10a增长率在增加[3]; 50年代降水最多,以后有所减少[4]。为了进一步揭示铁岭市的气候变化规律,特别是近15年的气候变化特点,本文利用线性倾向率、滑动平均等方法,从观测事实出发,对铁岭市的气候变化特点进行分析,对深入了解铁岭气候变化规律及成因有十分重要的意义。
1 资料与方法选用铁岭市的4个气象观测站的气象资料,时段为1960—2004年,气象要素有平均气温、降水、平均最高气温、平均最低气温、春季(4-5月)第一场大于等于10mm的降水(以下简称透雨)、初终霜、无霜期、0℃积温、大于等于30℃日数。四季划分:3—5月为春季、6—8月为夏季、9-11月为秋季、12—2月为冬季。以1961—2000年的气象要素平均值为气候值。
统计方法:1)趋势分析采用线性倾向率。2)做出全市年及各季各要素的历史曲线及5年滑动平均。3)每10年进行阶段性分析。
2 平均气温变化特征全区年平均气温经历了冷暖两个时期,即以1988年为界,前期偏冷,之后为偏暖期(见图 1a)。偏冷期负距平的频率为77.8%,且1969年为年平均气温最低点。自1988年起铁岭市气候突然急剧变暖,1998年达到了1960年以来的最高值,2002年次之。从每l0a分段对比分析可以看出,20世纪60、70年代偏冷,80年代接近气候值,是冷暖期的过渡带,90年代以后偏暖,近15年平均气温较60年代上升约1.01℃。对于各季的气温变化,变幅最大的是冬季,平均气温上升了2.0℃,其次是春、夏、秋三季分别为1.15℃、0.35℃、0.31℃。近15a来不仅冬季平均气温增暖,就是春、夏、秋季的平均气温也呈增暖趋势,导致年平均气温急剧变暖,年平均气温以0.29℃/ l0a的速度上升,冬季为0.62℃/10a,春季为0.28℃/10a,夏季为0.15℃/10a,秋季变化最小为0.10℃/10a。对于80年代末期及以后的增暖,贡献最大的是冬季和春季。
3 降水变化特征铁岭市年降水具有明显的年代际变化趋势(见图 1b)。峰值期出现在60年代中期至70年代中期、80年代中期及90年代中期,70年代后期至80年代初、80年代末至90年代初及90年代末至21世纪初为枯水期。80年代以后,降水波动明显加剧,以4 ~5a的短周期旱涝交替演变为主要特征,大旱、大涝的年份明显增加,如1986、1994、1995、1998年是洪涝年,而近15年中有6年发生了较为严重的干旱,尤其是1999-2002年持续4a降水偏少,为1960年以来最严重的干旱时段,体现了气候变化的剧烈性。对于各季降水,进入90年代以来,春、夏、秋三季降水有所减少,而冬季有增加趋势。从每l0a阶段对比分析,近15年较60年代相比年降水量减少了55mm,春季降水量减少了14mm。90年代以来,铁岭市春季降水转为明显的少雨时段,14a中11a降水为负距平,其中有6a为严重干旱年[5]、2年干旱年。从线性倾向率可以看出,年降水量以-15.16mm/10a的速度减少,夏季以-9.24mm/10a的速度减少,春季以-5.57mm/10a的速度减少。
年平均最高气温整体呈上升趋势,60— 70年代平均最高气温为偏低趋势,80年代接近气候值,近15年呈偏高趋势,特别是1988年以后升温明显,近15年比60年代平均最高气温偏高了0.7℃ (见图 2a)。除1991、2000年略低于常年,其它15年均为偏暖年份。2001年平均最高气温达到了1960年以来的最高值。从四季变化曲线看,冬季变幅最大,冬季平均最高气温自1987年以来持续偏高,至1999年已是连续第13个偏暖年份,且2001年冬季平均最高气温达到了1960年以来的最高值。近15年比60年代冬季平均最高气温升高了1.7℃,其次是春、夏两季升高了0.7℃、0.4℃,秋季平均最高气温变化比较平稳,以振幅0.2℃上下波动。从线性倾向率看,年平均最高气温以0.17℃/10a速度上升,其中冬季大于年倾向率为0.4℃/10a;春、夏季倾向率小于年倾向率,秋季倾向率最小,为0.04℃/10a。表明平均最高气温冬季增温幅度最大,秋季增温幅度最小。
年平均最低气温整体也是上升趋势,以80年代后期为界,可分为冷、暖两个阶段,前段为冷期,后段为暖期(见图 2b)。60年代至80年代中期,一直处于偏冷阶段,80年代后期逐渐上升,特别是1988年以来急剧增暖,近15年较60年代上升了1.5℃,1988—1999年连续12年持续偏暖,90年代出现了三个高峰年。对四季而言,变幅最大的是冬季,其次是春、秋、夏季,近15年与60年代平均最低气温相比,冬季升高了2.8℃,其次是春、秋、夏季,分别为1.8℃、0.8℃、0.7℃,夏季平均最低气温变化振幅最小。从线性彳面向率看,年平均最低气温以0.46℃/10a速度上升,冬、春两季大于年倾向率,分别为0.80℃/10a、0.56℃/10a;秋、夏两季小于年倾向率,分别为0.27℃/10a、0.25℃/10a。
5 春季透雨变化特征春季第一场透雨直接关系到春耕生产的顺利与否,对合理安排作物布局,确定作物最佳播种期具有指导作用。铁岭地区透雨平均出现日期为4月23日,最早出现日期为1982年4月2日,1996、2001年2年无透雨。透雨出现日期具有阶段性变化的特点,其中20世纪60年代呈波动变化,70年代至80年代初在明显的偏早期,80年代末以来透雨出现日期呈现偏晚趋势,多出现在4月下旬至5月下旬(见图 3a)。如果把透雨出现在4月上旬定为透雨偏早,5月1日以后定为透雨偏晚,4月中下旬定为透雨正常,那么,透雨偏早年份有14a,正常年份为15a, 偏晚年份有15a, 1989年以来16a中偏晚的年份有9a, 频率明显增加。
积温是农作物与品种特性的重要指标之一,了解当地各界限温度积温特征,可为引种与品种推广提供科学依据。铁岭市稳定通过各界限温度的初日提前,终日拖后,积温增多。以0℃积温为例,整体变化有比较显著的线性上升趋势(图 3b),20世纪90年代以前呈波动变化,90年代以来积温明显增多,近15年均值比60年代增加116.0℃,初日提前4d,终日拖后1d。0℃积温的日数总体也呈上升趋势(图略),近15年0℃积温的日数较60年代增加3d。无霜期的长短制约着作物品种生态类型,近15年初霜日平均为10月1日,比60年代拖后了8d。终霜日平均为4月28日,比60年代提前了8d。无霜期为154d,比60年代延长了14d。无霜期延长的显著趋势,使得铁岭市生长季延长,低温冷害减轻,使主栽作物品种由早熟型转向中晚熟型。
7 极端气候事件频率变化特征 7.1 高温近15年来,各地极端最高气温屡破纪录,1994年6月8日各地最高气温均创历史极值,其中铁岭县最高值为37.6℃。2000年7月8—9日,除铁岭县最高气温平1994年的极值,其他三站均破历史极值,昌图县最高气温为36.5℃。2001年6月3—4日,开原市、西丰县再创历史新高,最高气温分别为37.1℃、36.7℃。最高气温大于等于30℃日数呈增多趋势,60年代平均为25d,70年代为19d,80年代为21d,近15年为28d。1997、2000、2001年大于等于30℃日数分别为53d、56d、50d,由于连续高温少雨,造成严重初夏旱灾,作物减产。
7.2 干旱80年代以来,降水阶段性明显,干旱频率增大。1982、1989、1997、2000、2001年均发生了严重的干旱灾害,尤其是2000、2001年出现了历史上少见的连续干旱,2000年夏季降水仅为196.6mm,为历史同期最少值。2001—2004年连续4a春季降水异常偏少,2001年为历史同期最少值,加之4-5月无透雨,对作物产量造成严重影响。
7.3 洪涝80年代以后,降水以多雨突发(2a)、少雨持续(4-5a)的短周期旱涝交替为主要特征,近15年暴雨日数较气候值多0.3d,并且1994年达6d,洪涝灾害的频率明显高于60、70年代。1985—1986、1994一1995年由于降水持续偏多,造成了大面积的农田被浸泡。
8 总结近45年来铁岭市年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈上升趋势,特别是近15a增暖幅度更加明显。近15年年平均气温较60年代升高了1.01℃,年平均最高气温上升了0.7℃,年平均最低气温上升了1.5℃。各季气温趋势变化与年的变化一致,但各季增温幅度差异较大,对气候变暖贡献最大的是冬季。平均最低气温升温幅度为平均最高气温的2.1倍,气温日较差变小。
铁岭市近45年降水总趋势减少,70年代后期至80年代初期降水明显减少,80年代中期降水增加,80年代末至90年代初期降水减少,90年代中期降水增加,1999年以来降水又趋于减少。80年代以后,降水波动明显加剧,旱涝灾害明显增多。
铁岭市近15年气候变化的主要特点为:气温偏高、降水略有下降、透雨偏晚频率增大、积温增多、初霜拖后、终霜提前、无霜期增长、极端气候事件频率增大。气候变化给农业生产带来的影响利弊兼有,应根据其变化规律,趋利避害合理利用气候资源,促进地方经济的可持续发展。
[1] |
王绍武. 近百年气候变化与变率的诊断研究[J]. 气象学报, 1994, 52(3): 261-273. DOI:10.11676/qxxb1994.035 |
[2] |
Karl T R, et al. Asymmetric trends of daily maximum and minimum temperature[J]. Bull.Amer.Meteor.Soc, 1993, 74(6): 107-1023. |
[3] |
戴廷仁. 近42年辽宁气温变化分析[J]. 辽宁气象, 2003, 1: 6-7. DOI:10.3969/j.issn.1673-503X.2003.01.004 |
[4] |
赵春雨, 张运福, 李晶等.辽宁省近48年气候变化研究[M].东北地区夏季低温与旱涝预测系统研究.北京: 气象出版社, 2000.6-13.
|
[5] |
柳晓放, 李辑.辽宁省春季降水历史演变特征分析及对农业生产影响对策研究[G].东北地区夏季低温与旱涝预测系统研究.北京: 气象出版社, 2000.215-219.
|