上蔡縣近55年氣候變化特征分析

溫淑敏

利用上蔡縣1961-2015年氣溫、降水、日照觀測資料，分析該縣近55年的氣候變化特征。結果表明：上蔡縣近55年來，年平均氣溫呈波動上升趨勢，氣溫變化傾向率為0.095℃/10a。冬季、春季、秋季三個季節的季平均氣溫呈波動上升趨勢，冬季增溫明顯，春季次之，秋季最小。夏季季平均氣溫呈下降趨勢。極端最高氣溫呈下降趨勢;極端最低氣溫呈上升趨勢。年降水量呈逐漸減少的趨勢，降水變化傾向率為-20.736mm/10a，冬季降水量呈增加趨勢，春、夏、秋三季的降水量呈減少趨勢，夏季減少明顯，秋季次之，春季最小。暴雨日數平均為3.2個/a。日照時數呈波動減少趨勢，日照變化傾向率為-81.824/10 a。四季均為減少趨勢，其中夏季最為明顯。

近百年來，全球氣候變暖是國際社會和氣候變化科學界廣泛認同和接受的客觀事實，從1986年開始，全球平均地面溫度一直在增高，上世紀增高了0.6±0.2℃。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次評估報告（2013）指出：1880-2012年，全球地表平均溫度上升了0.85℃，1913年以來中國地表平均溫度上升了0.91℃，尤其是近60年平均每10a上升0.23℃。在氣候變暖的大背景下，極端氣候事件發生引起了眾多學者的關注。研究分析各地氣溫、降水、日照的多年變化特征，對于防災減災及工農業生產均有重要意義，也是各界關注的熱點問題。左洪超等研究了中國近50年氣溫及降水量變化特征，苗長明、常軍、焦建麗等研究了河南省降水特征，劉少華、陳敏、張云霞等分別對鄭州、三門峽、商丘地區的降水變化特征進行了分析。賈金明、吳建河、徐巧真等對河南日照變化特征及成因進行了分析。

上蔡縣位于河南省的中南偏東部，駐馬店市東北部，處于黃淮平原中部，耕地面積165.5萬畝，人口150多萬，是全國糧食生產百強縣、全國優質小麥種植縣。據南北氣候的分界線秦嶺—淮河一線不遠，同時兼有南北兩種氣候的特點，屬大陸性暖溫帶季風性的亞濕潤氣候，光、熱、水氣候資源豐富。因地處平原且為農業大縣，氣象災害時有發生，受超強臺風蓮娜影響造成了震驚中外的“75·8”大暴雨，引發了淮河上游的大洪水，造成千萬人受災，上萬人死亡的慘劇，上蔡為主要的受災區。因而，深入研究揭示上蔡縣多年來的氣候變化特征，為本區域防災減災及合理開發利用氣候資源，促進當地經濟發展具有十分重要的現實意義。

1 資料和方法

1.1 資料來源

本文數據來源于上蔡縣氣象局1961-2015年實測氣溫、降水、日照時數等資料。本文采用10年滑動平均值來消除年紀突變的影響。季節劃分標準：冬季為上年12月-次年2月，春季為3-5月，夏季為6-8月，秋季為9-11月。降水量（20-20時）≥50mm為一個暴雨日。

1.2 資料處理和方法

1.2.1 采用氣候傾向率、距平對我縣氣溫、降水量、日照時數歷史數據統計分析。

1.2.2 氣候傾向率。本文中，溫度、降水和日照的氣候趨勢用一次直線方程來定量描述，其單位為℃/10 a、mm/10 a和h/10a。a1×10大于0說明該氣象要素隨時間增加呈上升或偏多趨勢，小于0則反之。

1.2.3 距平。距平是某一系列數值中的某一個數值與平均值的差。距平值在氣象上，主要是用來確定某個時段或時次的數據，相對于該數據的某個長期平均值是高還是低。

2 結果分析

2.1 溫度的變化特征

溫度是反映物體冷熱程度的物理量。本文中的溫度是上蔡縣實測距地1.5M高的百葉箱中的空氣溫度。導致全球變暖的主要原因是人類在近一個世紀以來大量使用礦物燃料，排放出大量的二氧化碳等溫室氣體，還有其他一些方面的因素：如人口劇增、土地沙化、森林銳減等。

2.1.1 年平均氣溫變化。圖1是上蔡縣55a平均氣溫隨時間序列的變化情況統計分析，如圖可知：上蔡縣近55年平均氣溫為波動上升趨勢，氣溫變化傾向率為0.095℃/10a，多年平均氣溫為14.8℃。氣溫最高值出現在1961年，為15.8℃，氣溫最低值出現在1984年，為13.9℃。

2.1.2 歷年季平均氣溫變化

竺可楨指出我國冬季溫度主要受西伯利亞冷空氣控制，升降比較統一，可以用冬季溫度作為氣候變動的指標。圖2為上蔡縣1961—2015年季平均氣溫變化曲線圖，由圖可知：近55年來，上蔡縣冬季、春季、秋季三個季節的季平均氣溫為波動上升趨勢，冬季增溫最為明顯，春季次之，秋季最小，氣溫變化傾向率分別為0.234℃/10a 、0.203℃/10a、0.123℃/10a，夏季季平均氣溫呈下降趨勢，氣溫變化傾向率為-0.18℃/10a。對比圖1分析，多年平均氣溫變化曲線與多年冬季平均氣溫變化的走勢基本一致，氣溫變暖主要體現在冬季。

2.1.3 極端最高、最低氣溫變化

從上蔡縣55a極端最高氣溫隨時間序列的變化情況統計分析，極端最高氣溫呈現出波動下降的趨勢，最高值為43.7℃，出現在1966年;極端最低氣溫呈現出波動上升的趨勢，最低值為-16.4℃，出現在1990年。

2.2 降水變化特征

降水是研究氣候變化的另外一個重要因素，它是干旱氣象災害發生的直接決定因素。近50年來，中國降水變化趨勢為南多北少，北方主要耕作區農業干旱有加重發生趨勢。本文中的暴雨是指日降水量≥50MM。

2.2.1 年降水量變化。過對上蔡縣1961-2015年年降水量資料的統計分析得知，該縣近55年降水呈波動減少趨勢，降水變化傾向率為-20.736mm/10a，年平均降水量為858.7 mm，從上蔡縣1961—2015年年降水變化曲線（圖5）可以看出：近55年中，年降水最少值出現在1966年，為417.9 mm，較多年平均值偏少440. 8 mm。年降水最多值出現在1975年，為1547.4 mm，較多年平均值偏多688.7 mm。

2.2.2 歷年季降水變化。從上蔡縣1961—2015年季降水變化曲線圖（圖6）上可以看出：從總趨勢看，55a上蔡縣的冬季降水量呈增加趨勢，變化傾向率為0.326mm/10a春、夏、秋三季的降水量呈減少趨勢，夏季減少明顯，秋季次之，春季最小。氣候變化傾向率分別為-9.298mm/10a、-5.326mm/10a、-5.092mm/10a。

2.2.3 暴雨日數變化特征。從上蔡縣1961-2015年各年代暴雨日數變化統計來看，近55a上蔡的暴雨日數累計為154個，平均3.2個/a。從季節來看，夏季暴雨日數最多，占全年的79.2%;春季占全年的12.1%;秋季占全年的8.7%;冬季無暴雨出現。暴雨均出現在4-10月份，其中7月份最多，4月份和10月份最少。60年代、90年代暴雨日數較少分別為20個、22個外，70年代、2000年代暴雨日數分別為30個、33個，90年代最多，暴雨日數為44個。

2.3 日照變化特征

日照時數是指太陽在一地實際照射的時數。日照時數是氣候形成的又一個重要因素，它與人類生產活動及植物的生長密切相關。隨著地球人口的增加、經濟的快速發展及工業污染的加重，大氣透明度下降，對日照時數產生很大的影響 。

2.3.1 年日照變化。通過對上蔡縣1961-2015年年日照資料的統計分析得知，上蔡縣年日照時數變化呈波動減少的趨勢，日照變化傾向率為-81.824h/10a， 多年平均日照時數為1933.0h。從上蔡縣1961—2015年年日照時數變化曲線（圖7）可以看出：近55年中，年日照時數最少值出現在2007年，為1401.3 h，較多年平均值偏少531.7 h，年日照時數最多值出現在1966年，為2313.6 h，較多年平均值偏多380.6 h。

2.3.2 歷年季日照變化

從上蔡縣1961—2015年季日照變化曲線圖（圖8）上可以看出：從總趨勢看，55a上蔡縣的四季日照均呈減少趨勢，夏季減少最多，冬、秋季減少趨勢相差不大，春季變化不明顯。日照氣候變化傾向率分別為-37.662h/10a、-23.466h /10a、-21.124h /10a、-2.096h /10a。

2.3.3 影響日照時數變化的因子分析。日照時數的變化與多種因素有關，云量、大氣透明度、輕霧（霧），霾、相對濕度等要素直接影響日照時數的多少。由上蔡縣55a的氣象資料可以看出，多年來輕霧（霧）、霾日數從總體呈現上升趨勢，且上升趨勢明顯，而日照時數呈減少趨勢。由此可見，輕霧（霧）日數是影響日照的變化的重要因子。

3 結論與討論

（1）近55 a來上蔡縣氣候在變暖，氣溫在升高。氣溫變化傾向率為0.095℃/10a，年平均氣溫為14.8℃。上蔡縣冬季、春季、秋季三個季節的季平均氣溫呈波動上升趨勢，夏季季平均氣溫呈下降趨勢。冬季年平均氣溫變化與多年平均氣溫變化曲線的上升、下降走勢基本一致，所以，冬季氣溫為衡量氣候變化的重要指標。極端最高下降趨勢遠遠小于極端最低上升趨勢，也可以作為氣候變暖的一項指標。（2）近55 a上蔡縣降水呈波動減少趨勢，降水變化傾向率為-20.736mm/10a，年平均降水量為858.7 mm。從總趨勢看，55a上蔡縣的冬季降水量呈增加趨勢，春、夏、秋三季的降水量呈減少趨勢。四季占全年降水百分比分別為：春季19.9%、夏季53.0%、秋季20.9%、冬季6.2%。近55a上蔡的暴雨日數累計為154個，平均3.2個/a。夏季暴雨日數最多，占全年的79.2%。（3）近55 a上蔡縣日照時數呈整體下降趨勢，日照時數變化傾向率為-81.824h/10a， 多年平均日照時數為1933.0h。四季日照均呈減少趨勢。影響日照變化的主要因子有總、低云量，相對濕度，輕霧（霧），霾等。