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马鞍山市气候变化分析

颜学生 杨双莲 陆根娣
(马鞍山市气象局 243000)

 

提 要   本文利用统计分析方法对马鞍山市1960~2003年共44年的气侯资料进行了分析,结果表明马鞍山市44年来年平均气温0.175℃/10年的趋势变暖,一年之中冬季的变暖最为突出,夏季平均气温略有下降;年平均降水量总趋势以每年3.489mm的变化率增加,这种增加是由夏季、冬季降水量增加贡献的,春季变化不显著,秋季以每年0.861mm的变化率减少。
关键词 气候变化 累积距平曲线 一元线性回归

引 言
    近年来,全球气候变化已经引起了社会各界的关注。20世纪50年代以来,我国160个气象台的资料统计,1991~2000年全国平均气温为12.90℃,比1951~1960年的12.22℃升高了0.68℃。全国年降水量变化总趋势是逐年渐少的,1951~2000年线性倾向率为-0.4655mm/a,50年内减少了23.3mm[1]。马鞍山市气候变化如何呢?本文利用统计分析方法对马鞍山市1960~2003年共44年的气侯资料进行了分析。 


1 资料及分析方法
    马鞍山市位于长江下游南岸、安徽省东部,地处北纬31046'42''~31017'26''与东经118021'38''~1180 52'44''之间,属北亚热带湿润性季风气候,季风明显,四季分明,气候温暖湿润,雨热同季。对马鞍山市1960~2003年共44年的气侯资料进行处理,形成1~12月、春季、夏季、秋季、冬季、全年等气候序列(季节划分:春季3~5月、夏季6~8月、秋季9~11月、冬季12~次年2月),对其平均值、最大值、最小值、标准差等特征量进行统计分析;利用累积距平曲线分析方法、一元线性回归分析方法对其进行趋势分析。


2 气温分析
2.1 气温特征量统计分析
    根据马鞍山市1960~2003年共44年的气候资料统计,马鞍山市年平均温度为15.9℃,最高为2002年的17.5℃,最低为1980年的15.0℃。一年之中最热月为7月,平均温度为28.3℃;最冷月为1月,平均温度为2.9℃(见表一)。
由表二可知, 马鞍山市年平均气温日较差为8℃,一年之中4月平均日较差最大,为8.8℃,最小为7月份的7.2℃。春、秋季节平均日较差大于夏、冬季,这是因为春、秋季节冷暖空气活动频繁,来去匆匆,天气系统不稳定,气温变化剧烈造成的。

表1 马鞍山市逐月平均气温统计(单位:℃)


表2 马鞍山市逐月平均气温日较差统计(单位:℃)

2.2 气温累积距平曲线分析
    用累积距平曲线可以作气候趋势分析。对一距平值序列xdt(t=1,2,3, ,n),在样本中某一时刻t的累积距平值表示为:


把I(t)随时间变化绘成曲线成为累积距平曲线。在累积距平曲线变化中上升段定为偏暖阶段,下降段定为偏冷阶段,曲线上的微小变化所反映的是要素短期变化趋势,而长期的变化趋势则可反映要素长期演变趋势。
利用累积距平曲线分析马鞍山市年平均气温,结果见图一。由图一可以看出,1960~1968年马鞍山市气温基本正常,1969年~1993年偏冷,1994年到2003年偏暖。

图1 马鞍山市年平均气温累积距平曲线图

2.3 气温一元线性回归分析 
    Y(t)为某气温序列,其一元线性回归方程为:y(t)=a+bt,其中b为某气温序列的趋势变化率,也称变暖率,b>0表示气温呈上升趋势,b<0表示气温呈下降趋势,b值绝对值的大小可以衡量其趋势上升、下降的幅度。b的值可由最小二乘法计算得到,见(2)式。

 

 

2.3.1 对本市的平均温度、平均最高温度和平均最低温度进行一元线性回归分析,分析结果见表三。由表三可知,马鞍山市年平均温度自1960年以来呈0.175℃/10年的趋势变暖,年平均最高温度和年平均最低温度也呈增暖的趋势。一年四季中,夏季平均气温和平均最高气温略有下降,夏季平均最低气温略有上升,但变化都不明显。春季、秋季和冬季的年平均气温、平均最高气温和平均最低气温都呈上升趋势,其中冬季的变暖最为突出,平均温度以0.392℃/10年的变化率变暖。平均最低气温的变暖比平均最高气温明显。


表3 气温的趋势变化率 (单位:℃/10年)

2.3.2 对本市的年平均气温日较差、高温日数、低温日数的线性趋势分析,见表四。由表四可知,自1960年以来,本市年平均温度日较差以0.084℃/10年的微弱趋势减少,日最高气温≥35℃的日数以0.307天/10年的趋势增加,日最低气温≤0℃的日数以4.27天/10年的趋势明显减少。

表4 年平均气温日较差、高温日数、低温日数的趋势变化率

3 降水分析
3.1 降水的统计特征量分析 
    对马鞍山市各月、季和年降水量的平均值、最大值、最小值及标准偏差等特征量进行统计分析,计算结果见表五。从表五可以看出,马鞍山市年平均降水量为1059.1mm,最大值为1991年的1918.7mm,最小值为1978年的459.8mm,年际变化大,年标准差为263.6mm。一年之中,7月平均降水量最大,为182.5mm;12月最小,为29.2mm。由图二可以看出年内各月平均降水呈单峰型;各月标准偏差呈双峰型,主峰在7月,次峰在10月,说明一年之中7月降水变化最为剧烈,10月降水的变化比9月略大。夏季6、7、8三个月的标准偏差分别为88.2mm、153.4mm、74.4mm,夏季是马鞍山市一年之中降水变化最剧烈的夏季。

表5 马鞍山市降水特征量统计表(单位:mm)

 

3.2 降水的累积距平曲线分析
    对马鞍山市年平均降水量作累积距平曲线分析,见图三。由图可以看出,马鞍山市降水大致可以划分为以下几个阶段:1960~1965年,降水量基本正常;1966~1978年降水量偏少;1979~1991年属于丰水期;1992~2003年降水量基本正常。

图3 马鞍山市年平均降水累积距平曲线图


3.3 降水的一元线性回归分析
    对马鞍山市四季和年平均降水资料进行一元线性回归分析,计算结果见表六。从表六可以看出,马鞍山市年平均降水量总趋势以每年3.489mm的变化率增加,这种增加是由夏季、冬季降水增加贡献的。春、秋季平均降水量呈下降的趋势,春季变化不显著,秋季以每年0.861mm的变化率减少。


表6 年、季平均降水量的趋势变化率(单位:mm/年)

 

4 小结
    通过对马鞍山市气侯资料的统计分析,可以得出以下结论:
4.1 马鞍山市年平均温度自1960年以来以0.175℃/10年的趋势变暖,春季、秋季和冬季的年平均气温都呈上升趋势,其中冬季的变暖最为突出,夏季气温变化不明显。平均最低气温的变暖比平均最高气温明显。
4.2 从年平均气温累积距平曲线分析,1960~1968年马鞍山市气温基本正常,1969年~1993年偏冷,1994年到2003年偏暖。
4.3 马鞍山市年平均降水量总趋势以每年3.489mm的变化率增加,这种增加是由夏季、冬季降水增加贡献的。春季降水变化不显著,秋季以每年0.861mm的变化率减少。
4.4 从年平均降水量累积距平曲线分析,1960~1965年马鞍山市降水量基本正常;1966~1978年降水量偏少;1979~1991年属于丰水期;1992~2003年降水量基本正常。


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