薛 啟
(甘肅省平?jīng)鍪袣庀缶?,甘肅 平?jīng)?744000)
IPCC第五次評(píng)估報(bào)告指出,1880~2012年全球地面平均氣溫升高了0.85℃[1]。氣候變暖已經(jīng)引起如高溫事件增多、低溫事件減少等極端氣候事件的變化,且這種變化趨勢(shì)在未來將會(huì)持續(xù)下去[2]。全球氣候變暖使夏季變得更熱,冬季變得溫和,并伴隨著熱浪頻率和強(qiáng)度的增加,霜凍日數(shù)減少更明顯,冷極端事件減少,夜晚更明顯[3]。中國(guó)區(qū)域最高氣溫北方增暖明顯,最低氣溫全國(guó)各地一致性增暖,最低氣溫增幅明顯大于最高氣溫增幅,致使日較差多呈下降趨勢(shì),并在北方地區(qū)尤為明顯,日較差的季節(jié)變化亦均呈下降趨勢(shì),冬季下降幅度最大[4]。 趙慶云等[5]指出西北區(qū)東部的氣候在近十幾年變得更加極端,這就意味著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨更大的挑戰(zhàn)。由最高、最低氣溫的變化引起的各種極端溫度事件對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響比平均地面氣溫升溫的影響更大,對(duì)其進(jìn)行深入研究具有重要意義[6]。本文依據(jù)平?jīng)龅貐^(qū)氣象站點(diǎn)1960-2017年的逐日最高氣溫、最低氣溫的觀測(cè)數(shù)據(jù),來探討平?jīng)龅貐^(qū)近58a最高氣溫、最低氣溫變化的特征和規(guī)律。
本文所取資料為1960年1月至2017年12月平?jīng)龅貐^(qū)7個(gè)測(cè)站(崆峒、靜寧、莊浪、華亭、崇信、涇川、靈臺(tái))的日最高氣溫、最低氣溫。根據(jù)日資料計(jì)算各個(gè)站點(diǎn)的季、年平均最高氣溫、平均最低氣溫,然后運(yùn)用線性趨勢(shì)分析,Mann-Kendall突變檢驗(yàn),對(duì)平?jīng)龅貐^(qū)的極端氣溫進(jìn)行分析,來揭示平?jīng)龅貐^(qū)近58a的極端氣溫變化特征。
(1)年平均最高、最低氣溫變化趨勢(shì)。年平均最高氣溫和最低氣溫呈上升趨勢(shì),但上升速率有區(qū)域差異,六盤山以西的靜寧,以東的崆峒、崇信年平均最高氣溫與年平均最低氣溫增溫趨勢(shì)大體一致,位于六盤山褶皺的華亭年平均最低氣溫上升趨勢(shì)(0.36℃/10a)大于年平均最高氣溫的上升趨勢(shì)(僅0.08℃/10a),即夜間升溫大于白天的升溫幅度,最低氣溫對(duì)增溫貢獻(xiàn)大,而莊浪、涇川、靈臺(tái)則相反,年平均最低氣溫上升趨勢(shì)(0.24℃/10a,0.09℃/10a,0.11℃/10a)明顯小于年平均最高氣溫上升趨勢(shì)(0.35℃/10a,0.34℃/10a,1.09℃/10a),即白天升溫大于夜間的升溫幅度,最高氣溫對(duì)增溫貢獻(xiàn)大,呈日較差增大趨勢(shì),另外,靈臺(tái)年平均最高氣溫增溫趨勢(shì)(1.09℃/10a)比其它縣(區(qū))更為明顯,也明顯高于西北地區(qū)平均最高氣溫增溫幅度 0.45℃/10a[7]。
圖1a平?jīng)龅貐^(qū)年均最高氣溫Mann-Kendall突變檢驗(yàn),可以看出,UF和UB兩條曲線在臨界線之內(nèi)出現(xiàn)交點(diǎn),對(duì)應(yīng)的年份是1996年,因此平?jīng)龅貐^(qū)近58年最高氣溫突變從1996年開始,這一結(jié)論與丁一匯[8]得出的西北地區(qū)年平均氣溫的突變時(shí)間1993~1996年基本吻合。圖1b 年均最低氣溫Mann-Kendall突變檢驗(yàn),UF和UB兩條曲線在0.05臨界線外出現(xiàn)交點(diǎn),對(duì)應(yīng)的年份是1997年,比最高溫突變遲一年。
(2)平均最高、最低氣溫季節(jié)性變化。以 12~2、3~5、6~8、9~11月分別代表冬、春、夏、秋,通過計(jì)算得到平?jīng)龅貐^(qū)近58年平均最高、最低氣溫季節(jié)變化特征。
(3)春季。平均最高氣溫傾向率為0.52℃/10a,靈臺(tái)的升溫幅度遠(yuǎn)高于其它各縣(區(qū)),傾向率高達(dá)1.25℃/10a,華亭增幅最小,極大平均最高氣溫出現(xiàn)在2013年的靈臺(tái),高達(dá)22.7℃。平均最低氣溫傾向率為0.21℃/10a,崆峒區(qū)的升溫幅度最大,傾向率為0.38℃/10a,靈臺(tái)增幅最小幾乎持平,極小平均最低氣溫出現(xiàn)在1962年的華亭,僅為-0.5℃。平均最低氣溫上升趨勢(shì)(0.21℃/10a)不足平均最高氣溫上升趨勢(shì)(0.52℃/10a)一半,春季增溫以白天增溫為主,呈日較差增大趨勢(shì)。
(4)夏季。平均最高氣溫傾向率為0.25℃/10a,增幅高于平均氣溫增幅。靈臺(tái)平均最高氣溫增溫幅度比其它各縣(區(qū))大,傾向率0.90℃/10a,而華亭呈遞減趨勢(shì)為-0.11℃/10a,極大平均最高氣溫出現(xiàn)在2016年的靈臺(tái)為30.8℃。平均最低氣溫傾向率為0.30℃/10a,增幅高于平均氣溫增幅,崆峒區(qū)的升溫幅度最大,傾向率為0.38℃/10a,靈臺(tái)縣增幅最小,極小平均最低氣溫出現(xiàn)在1972年的華亭為9.9℃。平均最低氣溫上升趨勢(shì)比平均最高氣溫上升趨勢(shì)略為明顯,夏季增溫白天和夜間基本持平。
圖1 平?jīng)龅貐^(qū)年均最高氣溫和最低氣溫Mann-Kendall突變檢驗(yàn)
(5)秋季。平均最高氣溫傾向率為0.42℃/10a,增幅高于平均氣溫增幅,靈臺(tái)平均最高氣溫升溫幅度較其它各縣(區(qū))顯著,高達(dá)1.05℃/10a,華亭升溫幅度最小為0.12℃/10a,極大平均最高氣溫出現(xiàn)在1998年的涇川為19.4℃。平均最低氣溫傾向率為0.21℃/10a,增幅低于平均氣溫增幅,崇信升溫幅度最大,傾向率為0.36℃/10a,崆峒區(qū)最小幾乎持平,極小平均最低氣溫出現(xiàn)在1972年的華亭為-8.8℃。平均最低氣溫上升趨勢(shì)僅為平均最高氣溫上升趨勢(shì)的一半,秋季增溫以白天增溫為主,呈日較差增大趨勢(shì)。
(6)冬季。平均最高氣溫傾向率為0.45℃/10a,增幅高于平均氣溫增幅,靈臺(tái)平均最高氣溫升溫幅度比其它各縣(區(qū))大,高達(dá)1.05℃/10a,華亭升溫幅度最小,極大平均最高氣溫出現(xiàn)在2017年的靈臺(tái)為8.7℃。平均最低氣溫傾向率為0.36℃/10a,增幅略高于平均氣溫增幅,靜寧升溫幅度最大,傾向率為0.53℃/10a,涇川增幅最小,極小平均最低氣溫出現(xiàn)在1972年的華亭為-13.3℃。平均最低氣溫上升趨勢(shì)小于平均最高氣溫上升趨勢(shì),冬季白天增溫較夜間增溫顯著,呈日較差增大趨勢(shì)。
(1)近58年平?jīng)龅貐^(qū)年平均最高氣溫和最低氣溫呈上升趨勢(shì),但上升速率區(qū)域差異明顯,最高溫突變比最低溫突變提前一年。靜寧、崆峒、崇信年平均最高氣溫與年平均最低氣溫增溫趨勢(shì)大體一致,華亭年平均最低氣溫上升趨勢(shì)大于年平均最高氣溫的上升趨勢(shì),而莊浪、涇川、靈臺(tái)則相反。
(2)春季、秋季、冬季以白天增溫為主,日較差呈增大趨勢(shì),而夏季夜間較白天增溫略為顯著。