近60年武穴市气温和降水变化特征分析
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摘要 利用武穴国家气象观测站1959—2018年地面气象数据资料，采用回归分析、趋势线分析、距平分析等方法，对近60年武穴市气温和降水变化特征进行分析。结果表明，近60年武穴市平均气温17.1 ℃，气温倾向率为0.143 ℃/10 a，年平均气温总体呈上升趋势;春、冬季增温显著，秋季次之，夏季略有下降;气温年代際变化明显，逐渐进入偏暖期。近60年武穴市年平均降水量1 427.9 mm，降水倾向率为15.082 mm/10 a，降水年代际波动较大，总体呈上升趋势;四季降水倾向率分别为-4.051、16.268、-1.507、4.372 mm/10 a;春、秋季降水呈下降趋势，夏、冬季降水呈上升趋势。
关键词 气候变化;气温;降水;变化特征;武穴市
中图分类号 S 161文献标识码 A文章编号 0517-6611（2020）01-0227-03
doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.01.068
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
Analysis on the Variation Characteristics of Temperature and Precipitation in Wuxue City in Recent 60 Years
LI Xin hao
（Wuxue City Meteorological Bureau，Wuxue，Hubei 435400）
Abstract Using the ground meteorological data of Wuxue National Meteorological Observatory from 1959 to 2018， regression analysis， trend line analysis and anomaly analysis were used to analyze the variation characteristics of temperature and precipitation in Wuxue City in the past 60 years.The results showed that the average temperature of Wuxue City in the past 60 years was 17.1 ℃， the temperature tendency rate was 0.143 ℃/10 a， and the annual average temperature was generally rising.The temperature increase in spring and winter was significant， followed by autumn and slightly decreased in summer;the interdecadal temperature change was obvious and gradually entered a warmer period.In the past 60 years， the average annual precipitation in Wuxue City was 1 427.9 mm， and the precipitation tendency rate was 15.082 mm/10 a. The inter decadal fluctuations of precipitation were relatively large， and the overall trend was upward.The trending tendency of precipitation in the four seasons was -4.051， 16.268， -1.507 and 4.372 mm/10 a， respectively;precipitation in spring and autumn showed a downward trend， and precipitation in summer and winter showed an upward trend.
Key words Climate change;Temperature; Precipitation;Variation characteristics; Wuxue City
2018年10月政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布了《IPCC全球升温1.5 ℃特别报告》，指出全球气温每十年上升（0.2±0.1）℃，目前已经升温 1.0 ℃左右，按照这一趋势，2030—2052 年将达1.5 ℃[1]。全球变暖引起的海平面上升、海温增高和冰川融化等现象可能会对海岸带系统和社会经济发展产生巨大影响[2-3]。近年来，极端天气事件频发，社会各界开始广泛关注气候变化。国内外学者对区域气温和降水的变化特征也进行了大量的研究[4-9]。
武穴市位于湖北省东南部，属亚热带季风性湿润气候，四季分明，春季温度多变，夏季炎热多雨，秋季凉爽干燥，冬季低温少雨。笔者根据1659—2018年武穴国家气象观测站的观测资料，分析近60年武穴市气温和降水2个重要要素的变化特征，旨在揭示武穴市气候变化特征，为气象防灾减灾和社会经济发展提供科学依据和参考。
1 资料与方法
1.1 资料来源
选用1959—2018年武穴国家气象观测站逐月地面观测资料，分类计算平均气温、四季气温和年降水量、四季降水量，并计算距平值。季节划分为春季（3—5月）、夏季（5—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—次年2月）。从气温和降水量的年平均变化和四季变化特征以及年代际变化等方面来分析武穴市气候变化特征。 1.2 研究方法
1.2.1
线性趋势分析法。采用一元线性回归方程对武穴市气温和降水数据进行分析，气候要素的线性趋势分析公式为
y=at+b，
式中，y为气候要素，t为时间，b为回归常数，a为线性趋势项，a×10称为气候倾向率，表示气候要素每10年的变化率[10]。气候倾向率为正值表示气候要素呈上升趋势，负值则表示气候要素呈下降趋势。
1.2.2 距平分析法。将1959—2018年每10年划分为一个年代，以每10年平均值与60年平均值的差值作为距平值，差值小于0为负距平，差值大于0为正距平，据此对气温和降水进行年代际变化特征分析。
2 结果与分析
2.1 气温变化分析
2.1.1 年变化。
从1959—2018年武穴市年平均气温变化趋势（图1）可以看出，近60年武穴市年平均气温为17.1 ℃，其中气温最高的年份为1998年（18.3 ℃），气温最低的年份为1969、1984年（16.2 ℃），两者相差2.1 ℃，气温倾向率为0.143 ℃/10 a，表明近60年武穴市气温呈现不断上升的趋势。1959—1993年大部分年份平均气温低于多年平均气温，以偏冷为主;1994—2018年大部分年份平均气温高于多年平均气温，以偏暖为主，其中1994年升温幅度明显，较1993年气温升高了1.1 ℃。
2.1.2 季变化。
从1959—2018年武穴市四季气温变化趋势（图2）可以看出，近60年夏季气温倾向率为-0.012 ℃/10 a，呈现下降趋势;而春、秋、冬季气温倾向率分别为0.281、0.122、0.211 ℃/10 a，均呈现上升趋势，且春季平均气温上升趋势最为显著，冬季次之，秋季平均气温上升幅度最小。
2.1.3 年代际变化。
从表1可以看出，近60年武穴市年代际平均气温整体呈明显上升趋势，冷暖时代划分清晰，但年平均气温各年代变化趋势不一。20世纪60—80年代，武穴
市年代际气温距平值为负，整体处于偏冷时代，年平均气温
呈逐渐下降趋势，下降了0.34 ℃;20世纪90年代至2009年，武穴市年代际气温距平值为正，整体处于偏暖时代，年平均气温呈逐渐上升趋势，上升了0.96 ℃，其中90年代升温显著，年平均气温较上一时代升高了0.65 ℃，而2000—2009年年平均氣温也较上一时代升高了0.31 ℃;2010—2018年武穴市年平均气温呈现下降趋势，较上一时代下降了0.25 ℃，但年际平均气温距平值仍为正，整体仍处于偏暖时代。四季平均气温整体呈上升趋势，这与年平均气温变化趋势保持一致，但各季节气温变化各有不同。春、夏、秋季平均气温变化趋势与年平均气温变化趋势步调一致，同升同降，但各季节平均气温变化幅度不一，其中春季变化幅度最大，年平均气温最高升高了1.51 ℃，夏、秋季最高分别升高了0.81、0.86 ℃;冬季平均气温变化趋势在20世纪70年代和2000—2009年与年平均气温变化趋势完全相反，其他年代变化趋势与年平均气温变化趋势步调一致，同升同降。
2.2 降水变化特征分析
2.2.1 年变化。
从图3可看出，近60年武穴市年平均降水量1 427.9 mm，降水倾向率为15.082 mm/10 a，总体呈现波动增多的趋势。降水量年际变化较大，波动较为显著，线性拟合度较低，这与亚热带季风性湿润气候相一致，具有季风性气候降水变化率大的典型特点[11]。近60年武穴市降水量最多为2 244.2 mm（1999年），较多年平均偏多57.17%，降水量最少为895.8 mm（1968年），较多年平均偏少37.26%。
2.2.2 季变化。
从图4可看出，1959—2018年武穴市春、夏、秋、冬四季降水倾向率分别为-4.051、16.268、-1.507、4.372 mm/10 a。春、秋季降水量呈下降趋势，夏、冬季降水量呈上升趋势，其中夏季上升幅度最为显著。近60年武穴市春季降水量最大为819.0 mm（1999年），最小为179.5 mm（2011年）;夏季降水量最大为1 160.6 mm（1969年），最小为129.3 mm（1978年）;秋季降水量最大为594.7 mm（1972年），最小为62.3 mm（1998年）;冬季降水量最大为338.4 mm（2001年），最小为58.2 mm（1963年）。
2.2.3 年代际变化。
从表2可看出，近60年武穴市年代际降水总体呈上升趋势，但各季节变化趋势不一，夏、秋、冬季降水总体呈上升趋势，春季降水呈下降趋势。20世纪60年代武穴市四季降水量均偏少，年降水量偏少143.8 mm，为近60年最少;70年代，武穴市四季降水量偏多，年降水量偏多72.2 mm，总体呈上升趋势;80年代，春、冬季降水量偏少，夏季降水略偏多，秋季降水偏多，年降水量偏多39.1 mm，总体呈下降趋势;90年代，春、夏、冬季降水量偏多，其中夏季偏多最为显著，秋季降水量显著减少，年降水量偏多71.1 mm，总体呈上升趋势，达到70年代水平;2000—2009年，春、夏、秋季降水量偏少，冬季降水量偏多，其中春、夏季降水显著减少，年降水量偏少119.0 mm，总体呈下降趋势;2010—2018年，春、夏、秋季降水量偏多，其中夏季降水显著增多，冬季降水量偏少，年降水量偏多83.0 mm，总体呈上升趋势。
3 结论
（1）1959—2018年武穴市年平均气温17.1 ℃，气温倾向率为0.143 ℃/10 a，总体呈现上升趋势;夏季气温倾向率为-0.012 ℃/10 a，呈下降趋势，但下降不明显，春、秋、冬季气温倾向率分别为0.281、0.122、0.211 ℃/10 a，春、冬季增温显著，对武穴市气候变暖的影响程度最大。 （2）20世纪60—80年代武穴市处于偏冷期，年平均气温呈下降趋势，90年代后，武穴市转为偏暖期，年平均气温呈波动上升趋势，21世纪初期为近60年最暖年代;春、夏、秋季气温变化趋势与年平均气温变化趋势步调一致，同升同降;冬季平均气温在20世纪60—80年代呈波动上升趋势，在90年代后，呈逐渐降低趋势。
（3）1959—2018年武穴市年平均降水量1 427.9 mm，降水倾向率为15.082 mm/10 a，总体呈现上升趋势，但降水量年际变化较大，波动较为显著;春、秋季降水倾向率分别为-4.051、-1.507 mm/10 a，降水总体呈下降趋势，夏、冬季降水倾向率分别为16.268、4.372 mm/10 a，降水总体呈上升趋势;从不同年代看，武穴市降水呈上升趋势，但各季节变化趋势不一，夏、秋、冬季降水呈上升趋势，春季降水呈下降趋势。
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