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氣候變化的原因及變化趨勢范文1
關鍵詞：渭河關中地區，MannKendall檢驗；趨勢分析；年內分配；變化成因
中圖分類號：P333.1文獻標志碼：A文章編號：16721683（2016）06003306
Variation and reason analysis of temperature and precipitation of Weihe River in Guanzhong area in the last 60 years
DONG Qingqing1，2，WANG Huixiao1
（1.College of Water Sciences，Beijing Normal University，Beijing 100875，China；
2.Yellow River Zouping Bureau，YRCC，Binzhou 256200，China）
Abstract：The identification of changes and reasons for hydrological factors has practical significance for resource utilization and the ecological health of river basin.Based on the data from 1951-2013 of Weihe River in Guanzhong area，the trend and mutation of temperature and precipitation were analyzed with linear regression，MannKendall test，concentration degree and concentration time.The change reasons of temperature and precipitation were elaborated.The results were as follows：（1） The annual average temperature showed a significant increasing trend，with 0.206 ℃/（10a），and winter contributed most.Obvious mutations occurred in the mid1990s for the annual and seasonal mean temperature.（2） The annual precipitation showed an insignificant decrease of about 0.5775 mm per year.Spring and autumn contributed greatly to the downward trend.The mutations were complicated，with varying degrees in each era.The distribution of precipitation was stable，with concentration degree and concentration time remaining at 0.5～0.6 and in July，respectively.（3） The changes of temperature and precipitation were mainly the combined results of natural factors and human factors.Natural factors included solar activity，atmospheric circulation and monsoon impact，and the human factors were mainly greenhouse gas emissions and land cover changes.
Key words：Weihe River in Guanzhong area；MannKendall test method；trend analysis；annual distribution；reason for change
氣候變化使水文氣象要素發生變化，影響流域生態環境和經濟發展。氣候變化加速水文循環，水文氣象要素等規律已不再隨氣候季節性變化而呈現出年內/年際間的穩態變化，因此，研究變化環境下流域水文氣象要素的變化情況，辨識原因，對認識流域水文規律，科學規劃管理資源及保障生態健康具有重要意義。20世紀90年代以來，作為受氣候變化和人類活動嚴重影響的渭河關中地區，用水量增加，流域水資源不斷減少，水文特征明顯變化，因此分析該地區氣候變化趨勢，研究突變發生的時間，探究原因[1]，對水資源的優化配置和可持續管理尤為重要。
近年來，已有學者對渭河流域的氣溫、降水等要素展開研究，和宛琳等[2]通過 MannKendall方法對渭河流域1958年-1999年40年來的氣溫和蒸散發進行研究，分析兩者的時空分布及變化趨勢；張宏利等[3]利用累積距平曲線和信噪比法從空間和時間兩方面分析了渭河流域1951年-2005年的氣溫變化特征；姚玉璧等[4]運用線性回歸、Cubic 函數的方法分析了渭河源區降水和氣溫的變化特征，并對水資源變化特征進行分析，以此研究水資源對氣候變化的響應；牛最榮等[5]則對渭河流域氣溫、降水以及徑流的變化進行研究，并著重從年際變化、年內變化和空間特征三方面分析徑流的變化特征和趨勢；黃生志等[6]利用集中度與不均勻系數分析渭河徑流年內分配變化，并采用啟發式分割法定量分解氣候變化與人類活動的影響。上述研究多從年際變化分析水文氣象，對各個季節的時空分布規律及其差異性特征則較少關注，且對降水、氣溫的變化原因鮮有涉及。渭河關中地區位于干旱半干旱地區，加之灌區眾多，受人類活動影響顯著，水文氣象要素季節性變化非常明顯，且年內分配不均衡，因此需要對全年及四季水文要素的演變規律進行深入分析，并探討其變化原因。
本文采用渭河關中地區11個氣象站1951年-2013年的氣溫和降水資料，運用線性回歸、MannKendall 統計檢驗、集中度和集中期等方法，對該地區年尺度、季節尺度的氣溫和降水變化進行統計分析和顯著性檢驗，分析其變化趨勢、突變特征以及年內分配，并探討變化原因。
1數據及方法
1.1數據來源
采用渭河關中地區11個氣象站1951年-2013年的降水量和氣溫資料，包括洛川、銅川、天水、寶雞、武功、西安、華山、略陽、佛坪、鎮安，各氣象站位置分布見圖1。數據資料由中國氣象科學數據共享服務網（已經過初步質量控制）下載，并將氣溫和降水數據處理為全年、春、夏、秋和冬季五個序列，即1月-12月、3月-5月、6月-8月、9月-11月以及12月-翌年2月，分別從年尺度和季節尺度進行趨勢分析和突變檢驗。
2.1.3氣溫變化原因分析
60年來渭河關中地區氣溫呈增加趨勢，冬季增溫尤為明顯，氣溫的突變主要發生在20世紀90年代以后，變化原因主要有自然因素和人為因素。
在全球氣候變暖的大背景下，渭河關中地區作為全球增溫的組成部分，其氣溫變化與全球氣溫變化的趨勢基本一致。目前一般認為大氣中溫室氣體濃度的增加，是20世紀全球氣候變暖的主要原因[14]。該結論是通過考慮自然強迫因子―例如太陽活動和火山活動，與人類排放溫室氣體（作為人為因素），對20世紀全球年平均氣溫的變化進行模擬，利用氣候模式檢測和歸因而得到。當氣候模式只考慮自然強迫或只考慮人類活動時，前者模擬不出20 世紀的全球變暖，后者可基本模擬全球變暖趨勢，但前50年模擬與觀測差異較大；在考慮所有輻射強迫的情況下，模擬與觀測的氣溫變化最為一致[15]。因此，通過以上三種情況對比得出，太陽活動、火山活動和人類因素都對全球氣候變暖產生影響，其中，主要原因則是人類排放的溫室氣體濃度增加[15]。由于大氣環流的變異和調整，近50年來中國東部冬季風明顯減弱，這也成為引起渭河關中地區冬季氣溫升高的直接影響因素[16]。
渭河關中地區氣溫升高同樣受到人為因素的影響。 一方面，隨著西部經濟發展，渭河關中地區人口經濟持續增長，溫室氣體和氣溶膠的大量排放，一定程度促進了氣溫上升；另一方面，地表植被覆蓋和土地利用方式的變化同樣對渭河關中地區氣溫變化產生影響。近年來，該地區開展的退耕還林、退耕還草等工程措施，增加林地、草地面積，與之伴隨的也有因缺水、城市化導致的植被覆蓋的減少，建設用地增加，見表2。這些自然和人類因子或單獨作用、或相互結合，影響中國地區地氣系統的熱量收支，對近地面氣溫變化造成影響，一定程度上解釋了渭河關中地區氣溫上升現象。
2.2降水變化趨勢
2.2.1降水變化趨勢分析
對渭河關中地區1951年-2013年的全年及各季的降水序列作趨勢分析及突變檢測[1718]，該地區年均降水量的最大值和最小值分別出現在1983年和1995年，分別為9748 mm和43417 mm，兩者相差54063 mm。年均降水量整體呈現微弱下降趨勢，每年約減少0577 5 mm，但擬合度R2值只有0008，減小趨勢非常不顯著（圖4）。
如圖4所示，近60年來渭河關中地區降水量總體呈現減少的趨勢，降幅為0577 5 mm，而Zc=|-05931|
2.2.2降水變化突變分析
利用MannKendall法對1951年-2013年渭河關中地區年降水量的時間序列進行突變分析，由圖5可知，UF和UB曲線的交叉點較氣溫突變曲線多，且所有點都在置信區域之間。1960年之前的突變點較多，曲線的起伏變化較大；1960年之后的突變點較少，分別是1961年、1968年、2008年和2012年。同時，UF和UB曲線都在臨界線以內，說明變化趨勢不顯著。
從圖5還可看出，1961年突變之后降水量呈現波動式變化，在2010年前后又發生突變。有研究表明[19]，隨著渭河關中地區資源開發利用，渭北大面積天然林被次生林代替；渭河河谷平原森林植被被農田、經濟林、綠化林等取而代之；秦嶺北坡在開發后已形成大片的人工經濟林、綠化林、農田，以及人工建筑等。下墊面植被覆蓋度的改變，影響水文要素分布，對降水的突變產生影響。
圖5渭河關中地區降水量的MK突變檢驗
Fig.5MK mutation test of precipitation in Guanzhong area
2.2.3降水年內分配分析
研究對渭河關中地區的降水的年內分配特征進行分析。采用集中度與集中期為指標，分析渭河關中地區60年來降水量年內分布的特點。如圖6所示，渭河關中地區降水的集中度為05左右，說明渭河關中地區的降水相對較為集中。同時集中期主要集中在7月。
渭河關中地區降水的集中度和集中期均沒有明顯的上升或下降的趨勢變化，60年來集中度基本維持在05～06，而集中期也集中在7月，沒有出現異常值?？梢哉J為，渭河關中地區60年來的降水量年內分配比較穩定，并沒有發生很大的變化。圖6渭河關中地區60年來集中度與集中期
Fig.6The degree and time of concentration over 60 years in Guanzhong area
2.2.4降水變化原因分析
渭河關中地區降水整體上呈現下降趨勢，但趨勢不顯著，春季和秋季的下降趨勢貢獻較大，降水年內分配較為穩定。西北地區，作為氣候變暖最明顯地區之一，由于氣溫變暖將導致大氣中水汽變化[20]；渭河關中地區位于西北地區東部，水汽在春季和秋季明顯減少[20]，使得降水強度降低。有研究表明[21]，在全球變暖影響下，西北東部地區降水量呈減少趨勢，這與本研究的降水變化規律一致。林振耀等[22]指出，西北地區降水水汽的來源主要有兩方面：一是西風環流，自西邊界呈緯向輸送；二是源自印度洋的南亞季風。近年來大氣環流的調整，西北地區高空風場變化，東部地區的北風增強，來自東南方向的水汽輸送則被削弱，這可能是造成西北地區東部降水呈減少趨勢的主要原因。這也解釋了位于西北地區東部的渭河關中地區的降水減少原因。
同時，人類活動也對降水產生重要影響。一是如寶雞峽等大型灌區和水庫的建設、水土保持、引水灌溉工程等改變了下墊面情況，影響降水量分布；二是由人類活動導致的溫室氣體排放以及硫化物、氣溶膠增加等，增加了區域氣候變化的不確定性，從而影響區域降水等水文要素。要全面分析區域氣候變化原因，仍需要進行多種要素的綜合或定量研究。
3結論
本文利用渭河關中地區60多年的資料，對不同時間尺度的氣溫和降水變化特征進行趨勢分析和顯著性檢驗，并利用集中度和集中期對降水年內分配進行分析，同時探討了氣溫、降水的變化原因。得到的主要結論如下。
（1）渭河關中地區年平均氣溫呈顯著上升趨勢，增幅為 0.206℃/（10a）。季節上，冬季對該地區氣溫變暖貢獻最大。全年及各季平均氣溫均發生明顯突變，突變時間在20世紀90年代中期，為1995年。
（2）渭河關中地區降水量總體上呈現減少的趨勢，每年約減少0577 5 mm，但并不顯著。季節上，春季和秋季的下降趨勢貢獻較大。降水突變點較復雜，在許多年份都有不同程度的突變。降水的年內分配較為穩定，集中度基本維持在05～06，集中期集中在7月。
（3）渭河關中地區氣溫、降水的變化主要有自然因素和人為因素。自然因素主要有太陽活動、大氣環流、季風影響等；人為因素主要是排放溫室氣體以及改變流域植被和土地利用等，改變下墊面情況，影響水文要素分布。
參考文獻（References）：
[1]占車生，喬晨，徐宗學，等.渭河流域近50年來氣候變化趨勢及突變分析[J].北京師范大學學報：自然科學版，2012，48（4）：399405.（ZHAN Chesheng，QIAO Chen，XU Zongxue，et al.Climate change and mutation analysis in Weihe River in the last 50 years[J].Journal of Beijing Normal University：Natural Science，2012，48（4）：399405.（in Chinese））
[2]和宛琳，徐宗學.渭河流域氣溫與蒸發量時空分布及其變化趨勢分析[J].北京師范大學學報：自然科學版，2006，42（1）：102106.（HE Wanlin，XU Zongxue.Spatial temporal characteristics of the longterm trend for temperature and pan evaporation in the Weihe River Basin[J].Journal of Beijing Normal University：Natural Science，2006，42（1）：102106.（in Chinese））
[3]張宏利，陳豫，任廣鑫，等.近50年來渭河流域氣溫變化特征分析[J].西北農業學報，2008，17（2）：106109，113.（ZHANG Hongli，CHEN Yu，REN Guangxin，et al.The characteristics of temperature variation of Weihe River Basin in Shaanxi Province in recent 50 years[J].Journal of Northwest Agriculture，2008，17（2）：106109，113.（in Chinese））
[4]姚玉璧，張秀云，段志勇，等.渭河源區氣候變化及其對水資源的影響[J].干旱地區農業研究，2011，29（5）：247252.（YAO Yubi，ZHANG Xiuyun，DUAN Zhiyong，et al.Climate change of Weihe River source region and its impact on water resources[J].Agricultural Research in the Arid Areas，2011，29（5），247252.（in Chinese））
[5]牛最榮，趙文智，劉進琪，等.甘肅渭河流域氣溫降水和徑流變化特征及趨勢研究[J].水文，2012，32（2）：7883，87.（NIU Zuirong，ZHAO Wenzhi，LIU Zengqi，et al.Characteristics and trends of temperature，precipitation and runoff variation of Weihe River in Gansu[J].Hydrology，2012，32（2）：7883，87.（in Chinese））
[6]黃生志，黃強，王義民，等.渭河徑流年內分配變化特征及其影響因子貢獻率分解[J].地理科學進展，2014，33（8）：11011108.（HUANG Shengzhi，HUANG Qiang，WANG Yimin，et al.Change in runoff seasonal distribution and the decomposition of contribution rate of impacting factors in the Wei River[J].Progress in Geography，2014，33（8）：11011108.（in Chinese））
[7]Gemmer M，Becker S，Jiang T.Observed monthly precipitation trends in China 19512002[J].Theoretical and applied climatology，2004，77（12）：3945.
[8]Xu Z，Liu Z，Fu G，et al.Trends of major hydroclimatic variables in the Tarim River basin during the past 50 years[J].Journal of Arid Environments，2010，74（2）：256267.
[9]Fu G B，Yu J J，Yu X B，et al.Temporal variation of extreme rainfall events in China，19612009[J].Journal of Hydrology，2013，487：4859.
[10]張建云，章四龍，王金星，等.近50年來中國六大流域年際徑流變化趨勢研究[J].水科學進展，2007，18（2）：230234.（ZHANG Jianyun，ZHANG Silong，WANG Jinxing，et al.Study on runoff trends of the six larger basins in China over the past 50 years[J].Advances in Water Science，2007，18（2）：230234.（in Chinese））
[11]Su B D，Jiang T，Jin W B.Recent trends in observed temperature and precipitation extremes in the Yangtze River basin，China[J].Theoretical and Applied Climatology，2006，83（14）：139151.
[12]王帥，李院生，張峰.近55年渭河流域氣溫演變規律分析[J].中國農業氣象，2013，34（5）：512518.（WANG Shuai，LI Yuansheng，ZHANG Feng.Analysis on spatiotemporal variation of temperature in Weihe River Basin in recent 55 years[J].Chinese Journal of Agrometeorology，2013，34（5），512518.（in Chinese））
[13]劉賢趙，李嘉竹，宿慶，等.基于集中度與集中期的徑流年內分配研究[J].地理科學，2007，27（6）：791795.（LIU Xianzhao，LI Jiazhu，SU Qing，et al.Interannual runoff distribution based on degree and time of concentration for rivers[J].Scientia Geographica Sinica，2007，27（6）：791795.（in Chinese））
[14]Houghton J T，Ding Y，Griggs D J，et al.Climate change 2001：the scientific basis[J].2001.[ibm1]
[15]任國玉，初子瑩，周雅清，等.中國氣溫變化研究最新進展[J].氣候與環境研究，2005，10（4）：701716.（REN Guoyu，CHU Ziying，ZHOU Yaqing，et al.Recent progresses in studies of regional temperature changes in China[J].Climatic and Environmental Research，2005，10（4）：701716.（in Chinese））
[16]秦大河，丁一匯，蘇紀蘭，等.中國氣候與環境演變（上卷）[M].北京：科學出版社，2005，398454.（QIN Dahe，DING Yihui，SU Jilan，et al.Changes of climate and environment in China（Vol.1 ）[M].Beijing：Science Press，2005，398 454.（in Chinese））
[17]張宏利，陳豫，任廣鑫，等.近50年來渭河流域降水變化特征分析[J].干旱地區農業研究，2008，26（4）：236241.（ZHANG Hongli，CHEN Yu，REN Guangxin，et al.The characteristics of precipitation variation of Weihe River Basin in Shaanxi Province during recent 50 years[J].Agricultural Research in the Arid Areas，2008，26（4）：236241.（in Chinese））
[18]徐宗學，張楠.黃河流域近50年降水變化趨勢分析[J].地理研究，2006，25（1）：2734.（XU Zongxue，ZHANG Nan.Longterm trend of precipitation in the Yellow River basin during the past 50 years[J].Geographical Research，2006，25（1）：2734.（in Chinese））
[19]張蓉珍，張幸.渭河流域陜西段近50年生態環境演變[J].干旱區資源與環境，2008，22（2）：3742.（ZHANG Rongzhen，ZHANG Xing.The evolution of the ecological environment in Shaanxi Part of Weihe River Basin in recent 50 year[J].Journal of Arid Land Resources and Environment，2008，22（2）：3742.（in Chinese））
[20]楊曉丹.中國西北地區降水變化及其可能原因的診斷研究[D].北京：中國氣象科學研究院，2005.（YANG Xiaodan.The characteristics and possible causes of change in precipitation in Northwest China during the recent 50 years[D].Beijing：Chinese Academy of Meteorological Sciences，2005.（in Chinese））
氣候變化的原因及變化趨勢范文2
關鍵詞 氣溫變化；特征分析；遼寧大連；金州區；1961—2010年
中圖分類號 P426.61 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2013）17-0256-03
自然環境的變化，特別是全球氣候的變化，日益成為世界各國關注的問題。氣候學家對此做了大量的研究，分析表明近40年來我國氣溫變化十分復雜，與全球增溫趨勢并不完全一致。增暖只表現在東北、華北和西北西部地區[1]。吉 奇等[2]對東地區北近50年溫度研究結果表明，年平均氣溫趨于升高，各季變化不一。大連市金州區地處遼東半島南部，東臨黃海，西瀕渤海，屬暖溫帶大陸性季風氣候，有海洋性氣候特點，由于處于北半球中緯度地帶，一年四季所受太陽輻射比較大，又因為受地理位置一面依山、三面靠海的影響，所以金州區的氣候特點是四季分明、氣候溫和、空氣濕潤、降水集中[3]。大連專家王秀萍等[4]研究表明，近45年來，無論是年還是季，大連地區年平均最高、年平均最低氣溫均呈變暖的趨勢。氣象工作者從不同角度進行相關研究[1-15]，本文在以上的大背景下，依本文參考文獻為依據，探討分析金州區1961—2010年來氣溫的變化。
1 資料來源與研究方法
1.1 資料來源
本文使用的氣象資料為大連市金州區氣象局1961—2010年月、年平均氣溫。以月平均氣溫資料為基礎，形成冬季（12月至翌年2月）、春季（3—5月）、夏季（6—8月）和秋季（9—11月）時間資料序列，然后進行距平化處理，得到年和各季距平序列。距平基于1971—2000年30年的標準值為基礎。
1.2 研究方法
采用趨勢分析法，對不同氣溫的時間序列進行趨勢分析。對氣溫資料序列用線性函數T=at+b來進行擬合（t=1，2，…，n），按最小二乘法可得系數a和常數b，其中系數a是趨勢項。
a=■
式中，a值的正負表示該積溫序列隨時間變化的方向，正值表示積溫隨時間有增加的趨勢，負值則表示趨于減?。籥的絕對值大小表示變化的快慢程度。把a×10年稱作氣候傾向率（℃/10年）。
2 金州區氣溫變化特征
2.1 金州區年氣溫變化趨勢
從圖1可以看出，金州區平均氣溫隨時間有明顯增溫的總趨勢，相對于平均氣溫的年變化，多年滑動平均曲線能夠更加清晰地顯示出增溫時間，由此可知，20世紀80年代中后期氣溫開始明顯上升，在此之前，溫度變化保持平穩態勢150年平均值為10.7 ℃，變化幅度為1.61 ℃/10年，1961—1986年溫度明顯偏低，1969年達最小值9.1 ℃，但從1987年起溫度開始大幅上升，1999年達到最大值12 ℃，為了更清晰地看出溫度開始增長的時間，把50年劃為2個部分，即1961—1986年和1987—2010年。在圖1中，溫度變化很不明顯，變化率只有0.02 ℃/10年，平均值為10.3 ℃/10年。較近50年平均值低，由此可見，此段時間是較冷的時期，而在圖1中可以看到溫度增長趨勢非常明顯，變化率達0.05 ℃/10年，高于50年的增長率，平均溫度11.05 ℃，高于50年平均值。由此可見，金州區變暖期是從1987年開始，至今溫度仍在起伏中有增高趨勢。金州區年氣溫變化趨勢方程為：y=0.032 3x-53.526。F檢驗：F=42.91>Faa=7.29，顯著水平達到1%。由氣候傾向率定義可知，金州區氣溫變化的傾向率為0.323 ℃/10年。也就是說金州區1961—2010年氣溫變化為升高趨勢，50溫度升高了1.615 ℃。
2.2 利用累計距平方法分析氣溫的突變
累積距平也是一種常用的、由曲線直觀判斷變化趨勢的方法。對于序列x，其某一時刻t的累積距平表示為：■i=■（xi-■），t=1，2，…，n，其中，■=■■xi，將n個時刻的累積距平值全部算出，即可繪出距平曲線進行趨勢分析。
累積距平曲線呈上升趨勢，表示距平值增加，呈下降趨勢則表示距平值減小。從曲線明顯的上下起伏，可以判斷其長期顯著的演變趨勢及持續性變化，還可以診斷出發生變化的時間。
分析氣溫的變化趨勢結果，可以得出如下結論：1961—2010年金州區氣溫增加了1.615 ℃，且以1987年為突增點。從圖1明顯可以看出，1987年以后的22年平均氣溫為11.2 ℃，較前24年平均氣溫高出1 ℃。
金州區氣溫累積距平曲線（圖2），清晰地展示出1961—2010年來經歷了1次顯著的波動。氣溫累積距平曲線于1987年發生突變。1987年前氣溫累積距平曲線呈下降趨勢；1987年后氣溫累積距平曲線開始增長，且上升趨勢至今未減。
3 金州區氣溫的年代際變化
從1960年開始，將金州區每10年劃為1個年代，具體如下：20世紀60年代（1960—1969年）、20世紀70年代（1970—1979年）、20世紀80年代（1980—1989年）、20世紀90年代（1990—1999年）、21世紀前10年（2000—2009年）。分別統計每個年代的平均氣溫（表1）。
金州區氣溫年代際分析可以看出，金州區氣溫呈年代上升的趨勢，但上升的幅度不同，20世紀60—80年代氣溫的距平值為負，20世紀90年代開始氣溫的距平值超過平均值，呈正距平。由表1分析可知，金州區氣溫在1961—2010年的變化中，20世紀80—90年代氣溫上升明顯，在年代際的變化中，貢獻突出。
4 金州區氣溫的季節變化
本文的季節劃分為：春季（3—5月）；夏季（6—8月）；秋季（9—11月）；冬季（12月至翌年的2月）。季平均氣溫為所在季的3個月氣溫的平均值。
4.1 春季變化
春季氣溫在20世紀80年代皆低于平均水平，80年代開始春季溫度急劇上升，并且在80年代中期達到最高峰。金州區春季平均氣溫隨時間有明顯增溫的總趨勢，60—80年代低于多年平均水平，80年代中后期氣溫開始明顯上升，在此之前，溫度變化保持平穩態勢，1961—2010年平均值為9.2 ℃，1971年氣溫突變，達最小值5.6 ℃，但從1973年起溫度開始大幅上升，1985年達到最大值11.5 ℃，1991年以后，溫度變化幅度不明顯，變化率只有0.02 ℃/10年，平均值為10.2 ℃/10年。由此可見，這段時間氣溫變化平穩，溫度在70年代初和80年代中后期有明顯起伏，溫度增長趨勢非常明顯，變化率達0.05 ℃/10年，高于1961—2010年的增長率，平均溫度10.2 ℃，高于1961—2010年平均值，金州區變暖期是從1987年開始，至今溫度仍在起伏中有增高趨勢。金州區春季氣溫變化趨勢方程為：y=0.046 4 x-82.476。經F檢驗，顯著性達到1%。由此得出，金州區春季氣候傾向率為0.464 ℃/10年，1961—2010年春季氣溫升高了2.32 ℃。
4.2 夏季變化
夏季氣溫在20世紀80年代以前變化不大，其中60年代和70年代溫度較低，自80年代以來，氣溫呈持續上升趨勢，且在90年代中期溫度急劇上升達到最高峰。
金州區夏季平均氣溫隨時間有明顯增溫的總趨勢，相對于平均氣溫的年變化，90年代中后期氣溫開始明顯上升，在此之前，溫度變化保持平穩態勢，1961—2010年平均值為22.8 ℃，1961—1986年溫度明顯偏低，1964年和1976年達最小值21 ℃，但從1987年起溫度開始大幅上升，1997年達到最大值24.7 ℃，70年代后期至90年代前期溫度變化很不明顯，60年代初期至80年代初期較1961—2010年平均值低，由此可見，這段時間是較冷的時期?？梢钥闯?，在90年代初開始溫度增長趨勢高于1961—2010年平均值，由此可見，金州區變暖期是從1987年開始，至今溫度仍在起伏中有增高趨勢。金州區夏季氣溫變化趨勢方程：y=0.033 2 x-43.031。經F檢驗，顯著性達到1%。金州區氣溫夏季氣候傾向率為0.332 ℃/10年，由此可知，金州區1961—2010年夏季氣溫升高了1.66 ℃。
4.3 秋季變化
金州區20世紀60年代秋季氣溫稍高于平均水平，70年代前期氣溫低于平均水平，達到最低值，80年代和90年代氣溫變化不大。
金州區秋季平均氣溫隨時間有明顯增溫的總趨勢，相對于平均氣溫的年變化，從20世紀60年代開始至21世紀氣溫沒有明顯的大起大落，溫度在1973年達到最低值8.4 ℃，整體來說，金州區秋季氣溫1961—2010年來變化不大。金州區秋季氣溫變化趨勢方程為：y=0.029 8 x-46.171。經F檢驗，顯著性達到了5%。由趨勢方程可知，金州區秋季氣候變化趨勢率為0.298 ℃/10年，即1961—2010年金州區秋季溫度升高了1.49 ℃。
4.4 冬季變化
冬季氣溫在20世紀60—80年代低于多年平均水平，自90年代后迅速上升并且在21世紀前幾年達到最高值，遠遠超過了20世紀60年代水平。
金州區冬季平均氣溫隨時間有明顯增溫的總趨勢，相對于平均氣溫的年變化，80年代中后期氣溫開始明顯上升，在此之前，溫度變化保持平穩態勢，1961—2010年平均值為-3.3 ℃，1961—1986年溫度明顯偏低，1969年達最小值 -6 ℃，但從1987年起溫度開始大幅上升，2007年達到最大值0.1 ℃，70年代初至80年代初溫度變化幅度不很明顯，60年代后期氣溫明顯偏低，由此可見，這段時間是較冷的時期，從1987年開始溫度明顯有升高趨勢，高于1961—2010年平均值，由此可見，金州區冬季變暖期是從1987年開始，至今溫度仍在起伏中有增高趨勢。金州區冬季氣溫變化趨勢方程為：y=0.037 5 x-77.386。經F檢驗，顯著性達到了1%。由趨勢方程可知：金州區冬季氣溫變化氣候趨勢率為0.375 ℃/10年，即金州區冬季氣溫升高了1.875 ℃。
綜上分析可知：在四季變化中，春季升溫趨勢率最大，為0.464 ℃/10年，冬季次之，為0.375 ℃/10年，秋季升溫趨勢率為0.298 ℃/10年，夏季升溫趨勢率為0.332 ℃/10年。也就是說，在1961—2010年金州區氣溫升溫變化過程中，春季對升溫貢獻最大，冬季僅隨其后。金州區在春、冬季的增溫大于秋、夏季增溫，春季增溫最顯著。金州區年平均氣溫在20世紀80年代前期處于平均水平以下，與春、冬季氣溫變化趨勢相似，進入90年代以來，氣溫急劇上升，變化尤為明顯，21世紀前幾年平均氣溫已遠遠高于常年水平，表示金州區20世紀90年代以來氣溫在全年和四季都明顯呈上升趨勢。
5 結語
本文利用大連市金州區近50年的月平均氣溫資料，分析研究50年氣溫變化、年際代及春、夏、秋、冬季各不同時期氣溫的變化趨勢規律。金州區氣溫變化率為0.323 ℃/10年，50年金州區氣溫升高了1.615 ℃，1961—2010年金州區氣溫經歷了1次顯著的波動，其突變點為1987年，前期為冷時段，1987年以后為暖時段。金州區氣溫的年代際變化表明：氣溫隨年代呈上升的趨勢，上升的幅度不同，20世紀80—90年代氣溫上升明顯，在年代際的變化中，貢獻突出。金州區氣溫四季變化表明：春季變化突出，冬季次之。
6 參考文獻
[1] 丁一匯，戴曉蘇.中國近百年來溫度變化[J].氣象，1994，22（12）：16-21.
[2] 吉奇，宋翼鳳，劉輝.近50年東北地區溫度降水變化特征分析[J] .氣象與環境學報，2006，22（5）：1-5.
[3] 唐國利，丁一匯.近44年南京溫度變化的特征及其可能原因的分析[J].大氣科學，2006，30（1）：56-68.
[4] 王秀萍，祝慶林.近45年大連地區平均最高、最低氣溫及日較差變化[C]//中國氣象學會2006年年會“氣候變化及其機理和模擬”分會場論文集.成都：中國氣象學會2006年年會“氣候變化及其機理和模擬”分會場，2006：752-757.
[5] 林學椿，于淑秋.近40年我國氣候趨勢[J].氣象，1990，16（10）：16-21.
[6] 繆啟龍，許遐禎，潘文卓.南京56年來冬季氣溫變化特征[J].應用氣象學報，2008，19（5）：620-625.
[7] 王翠花，李雄，繆啟龍.中國近50年來日最低氣溫變化特征研究[J].地理科學，2003，23（4）：441-447.
[8] 史嵐，王翠花，李雄，等.中國近50a來日最低氣溫的時間演變特征[J].氣象科學，2003，23（2）：300-307.
[9] 陳隆勛，邵永寧，張清芬，等.近四十年我國氣候變化的初步分析[J].應用氣象學報，1991，2（2）：164-174.
[10] 郭志梅，繆啟龍，李雄.中國北方地區近50年來氣溫變化特征的研究[J].地理科學，2005，25（4）：448-454.
[11] 于淑秋.近50年我國日平均氣溫的氣候變化[J].應用氣象學報，2005， 16（6）：787-793.
[12] 郭志梅，繆啟龍，李雄.中國北方地區近50年來氣溫變化特征及其突變性[J].干旱區地理，2005，28（4）：176-182.
[13] 張黎紅，王謙謙.大連地區近44a冬季氣溫的變化特征[J].南京氣象學院學報，2005（6）：1756-1760.
氣候變化的原因及變化趨勢范文3
【關鍵詞】額濟納旗 綠洲 沙漠 氣候變化
一、引言
全球氣候變暖已成為氣候研究的熱點之一[1-3]，而全球氣候與環境是長期以來人與自然關系失調的結果。人類生產發展，工業、農業、交通運輸的發展和城市化進程，使得人類對自然的干擾和破壞越來越嚴重。長期的累積過程導致了許多全球性的環境問題，其中最直接的就是全球氣候變暖。氣候是人類賴以生存的自然環境的重要組成部分，它的任何變化都會對自然生態系統以及社會經濟系統產生深遠的影響。
全球平均地表溫度自1861年以來一直在增高，20世紀增加了0.6±0.2℃。中國氣候近百年來也在變暖，中國的氣候學家對中國氣候變化的研究取得了大量有價值的結果。丁一匯、戴曉蘇[4]對中國近百年來溫度變化的研究結果進行了綜述，王紹武[5]等給出了中國近百年溫度序列。。
額濟納旗地處中亞荒漠東南部，內蒙古的西部。西、西南、北三面環山，屬內陸干燥氣候。具有干旱少雨，蒸發量大，日照充足，溫差較大，風沙多等氣候特點。年均氣溫8.3℃，1月平均氣溫-11.6℃，極端低溫-36.4℃，7月平均氣溫26.6℃，極端高溫42.5℃，年日均氣溫8.6℃。無霜期天數最短179天，最長227天。日均氣溫0℃以上持續時期為3月中旬 ~10月下旬。年均降水量37毫米，年極端最大降水量103.0毫米，最小降水量7.0毫米。年均蒸發量3841.51 毫米，濕潤度0.01毫米。本文利用額濟納旗境內的兩個氣象臺站?（額濟納旗氣象站代表綠洲和拐子湖氣象站代表沙漠）近30 年得氣象資料，從溫度和降水的角度分析研究干旱地區沙漠和綠洲氣候變化，為沙漠治理、沙漠開發及荒漠化的預報和防治提供了依據和對策。
二、氣候變化
1.氣溫變化
額濟納旗地區的綠洲和沙漠地區氣溫近30年平均溫度變化同全國氣溫變化一致，都是呈上升趨勢。從平均溫度來看，沙漠地區（拐子湖）整體要比綠洲地區（額濟納旗）要高；但是沙漠地區溫度上升的趨勢又明顯要小于綠洲地區。沙漠地區溫度上升趨勢為0.41°C/10a,而綠洲地區溫度上升趨勢為0.58°C/10a。綠洲地區年平均溫度上升更明顯的原因可能更人口稠密，人類活動強烈有關。近30年里，沙漠地區和綠洲地區年平均溫度最低和最高溫度出現的年份都是一致的，最低溫度出現在1984年，最高溫度出現在1998年。這也與全國1984年的低溫年和1998年的高溫年一致。
2.降水變化
這兩個臺站所代表的沙漠和綠洲地區近30年來降水變化趨勢基本一致，呈微弱的上升趨勢，但是降水呈現明顯的階段性。從沙漠和綠洲降水變化和沙漠和綠洲降水距平值變化可以看出，從降水的平均值來看卻是沙漠地區要比綠洲地區要多，代表沙漠地區的拐子湖氣象站平均年降水量為40mm左右，而代表綠洲的額濟納旗氣象站卻只有32mm左右，但是沙漠地區的降水量變化的劇烈程度要明顯強去綠洲地區。
3.溫度和將水量的關系
氣溫與降水是表征氣候的主要參數，兩者之間是否有著某種聯系，尚不確定。據王紹武研究，全球平均氣溫與降水年平均值的相關系數只有0.05。分別對兩個臺站的溫度和降水進行相關性分析。發現代表綠洲的額濟納旗氣象站降水同溫度呈正相關，相關系數為0.013，低于全球的相關性系數；無論是綠洲還是沙漠，溫度和降水的相關性都不顯著。結合溫度和降水分析來看，這兩個地區在近30年里，在1981~1990年處于一個相對冷干時期，2000~2010年處于一個暖干期，而1991~2000年處于一個轉換期。
三、結論
利用代表綠洲的額濟納旗氣象站和代表沙漠的拐子湖氣象站近30年觀測資料，從溫度和降水兩個方面對比分析了內蒙古西部地區的氣候變化情況，得出如下結論:
1.額濟納旗地區的綠洲和沙漠地區氣溫近30年平均溫度變化同全國氣溫變化一致，都是呈上升趨勢，但是沙漠和綠洲的變化還是有些差異。沙漠地區溫度上升趨勢為0.41°C/10a,而綠洲地區溫度上升趨勢為0.58℃/10a。
2.這兩個臺站所代表的沙漠和綠洲地區近30年來降水變化趨勢基本一致，呈微弱的上升趨勢，但是降水呈現明顯的階段性。都經歷了一個枯水期-豐水期-枯水期的轉變過程。
3.無論是綠洲還是沙漠，溫度和降水的相關性都不顯著。這兩個地區在近30年里，在1981~1990年處于一個相對冷干時期，2000~2010年處于一個暖干期，而1991~2000年處于一個轉換期。
參考文獻：
[1]鄒旭愷,張強. 近半個世紀我國干旱變化的初步研究. 應用氣象學報,2008 ,19 (6) :679-687.
[2] 邊多,杜軍. 近40年“一江兩河”流域氣候變化特征. 應用氣象學報,2006 ,17 (2) :169-175.
[3]繆啟龍,許遐禎,潘文卓. 南京56 年來冬季氣溫變化特征. 應用氣象學報,2008 ,19 (5) :620-626.
氣候變化的原因及變化趨勢范文4
關鍵詞 蒸發皿蒸發量；趨勢分析；氣象因子；小波分析；山東蒙陰；1961―2010年
中圖分類號 P426.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）19-0211-04
Abstract Based on the daily meteorological data of Mengyin Meteorological Station from 1961 to 2010，correlation analysis and wavelet analysis method were used to analyze the change trend of pan evaporation in Mengyin during recent 50 years，as well as the correlation with its impact factors（sunlight，temperature，daily range of temperature，relative humidity and wind speed）.The results showed that in the recent 50 years，the average annual pan evaporation showed a significant downward trend in Mengyin，which reached 99% level of confidence test；the average annual pan evaporation decreased mainly in summer，spring and autumn，the trend was the most obvious in summer，which reached 99% level of confidence test. In the early period of 1980s，pan evaporation changed suddenly from more to less.The change period of pan evaporation was 21.1a.The main reason for the decrease of pan evaporation were the significant decrease of sunshine hours，daily range of temperature and wind speed，and also the increase of water vapor pressure.
Key words pan evaporation；trend analysis；meteorological factors；wavelet analysis；Mengyin Shandong；1961-2010
一般認為，蒸發皿蒸發量與水面蒸發存在較好的相關性。因此，對小型蒸發皿增發量進行觀測，并形成時間序列，可以在一定程度上反映出大氣環流和降水的特征[1-2]，對研究與評價區域水資源及開展氣候區劃等具有重要意義。有研究表明，在全球氣溫上升的同時，部分地區蒸發皿蒸發量卻出現下降趨勢[3-5]。這并不符合上述人們的預期，并將這一現象稱之為蒸發量佯謬[4]。目前，國際上研究認為，蒸發皿蒸發量的下降主要是由太陽總輻射的下降引起，近年來全球太陽輻射下降的主要原因是云量和氣溶膠的增加[5-7]。在中國大部分地區，蒸發皿蒸發量也都表現出明顯的下降趨勢，以華東和中南地區最明顯[8-10]，國內學者試用日照時數、太陽輻射、風速、云量等各氣象因子之間相互作用的綜合效應對蒸發量下降的原因進行了解釋[11-13]。
本文以蒙陰縣蒸發皿蒸發量觀測數據為基礎，分析其氣候變化特征，對蒸發皿蒸發量的變化與氣象因子的關系及造成蒸發皿蒸發量下降的可能原因開展進一步研究，這些分析對實現區域水資源可持續利用具有重要的意義。
1 資料來源與研究方法
1.1 資料來源
本文選取蒙陰氣象站1961―2010年的逐日氣象觀測資料，包括蒸發量、降水量、相對濕度、氣溫、風速、日照時數、水汽壓、本站氣壓等，四季劃分如下：12月至次年2月為冬季，3―5月為春季，6―8月為夏季，9―11月為秋季?？紤]到同期的相關性，運用線性回歸方法或差值法，采用沂南站數據對缺測的數據資料進行差值補充，從而生成完整的年、季序列。
1.2 研究方法
1.2.1 線性回歸方法。對蒙陰縣多年平均蒸發量的變化趨勢進行利用線性回歸分析，計算公式如下：
y=at+b（1）
式（1）中，y為平均蒸發量，t為時間，a、b為回歸系數，其中的斜率a描述平均蒸發量的變化趨勢，并對該方程進行信度檢驗，a×10為平均蒸發量的氣候傾向率。
1.2.2 九點二次平滑技術。利用九點二次平滑技術來濾除要素序列的年代際變化[7]，具體計算式為：
1.2.3 墨西哥帽小波分析。利用墨西哥帽小波分析方法對蒸發皿蒸發量的周期及突變情況進行分析。
2 結果與分析
2.1 蒸發量時間變化分析
2.1.1 年變化。圖1為近50年蒙陰蒸發皿蒸發量的變化曲線圖，為濾去蒸發異常的年際變化，采用了九點二項式平滑濾波方法。由圖1可以看出，蒙陰近50年蒸發量在波動中下降趨勢明顯，年均減少速率15.6 mm，蒸發皿蒸發量變化趨勢線的相關系數為-0.77，通過99%信度檢驗。蒙陰蒸發皿蒸發量1960年代和1970年代下降迅速，到了1980年代以后趨于平穩，在1980年代初期發生了突變。蒸發皿蒸發量年代際變化很大，最高值出現在1966年（達2 678.1 mm），最低值出現在2003年（僅1 426.7 mm）。
2.1.2 季變化。蒙陰1961―2010年年平均蒸發量為1 933.4 mm，其中春季為677.3 mm，約占全年的35%；夏季為695.6 mm，約占全年的40%；秋季為389.1 mm，約占全年的20.1%；冬季為169.4 mm，約占全年的8.8%。由圖2可以看出，四季的蒸發量都呈下降趨勢，其中夏季降低最多，春季次之，冬季最少。春、夏、秋、冬四季蒸發量氣候傾向率分別為-5.4、 -5.9、-2.7、-1.4 mm/年，變化趨勢線的相關系數分別為-0.67、-0.70、-0.58、-0.56，均通過了99%信度檢驗。由此可見，年蒸發量的減少為四季蒸發量減少所致，其中夏季貢獻最大。
2.1.3 月變化。分析月平均蒸發量的月變化情況，由表1可以看出，5月最多，為296.7 mm，約占全年的15.3%；6月次之，為285.4 mm，約占全年的14.8%；1月最少，為50.2 mm，約占全年的2.6%。從1―5月逐漸增多，從6―12月逐漸減少。分析各月蒸發量變化發現：各月蒸發量都是減少的，其中以5月和6月的蒸發量減少最快，其次是8月，12月減少最少。9月蒸發量變化趨勢線的相關系數通過了90%的信度檢驗，其他月蒸發量變化趨勢線的相關系數均通過了99%信度檢驗，即月蒸發量均呈明顯下降趨勢。
2.2 蒸發量周期及突變分析
應用墨西哥帽小波分析及小波方差分析，求取年、四季蒸發量的小波變換系數圖及小波方差圖（圖3～圖7）。小波系數正值表示處于多蒸發時期，反之處于少蒸發時期。
從分析結果看，年、四季蒸發量的小波變換系數和方差分析結果較為一致，均存在1～2年和8～32年的主要特征時間尺度。在1～2年短時間尺度上，多蒸發時期和少蒸發時期之間的轉換頻繁，蒸發量的周期性特征不明顯；在8～32年時間尺度上，蒸發量經歷了多少交替振蕩，它們分別是20世紀80年代初期以前的偏多期；20世紀80年代中期以來的偏少期。
根據墨西哥帽小波變換系數對某一尺度過0點的位置，是對應于該時間尺度下的可能氣候突變點，可以診斷出不同尺度上氣候變化突變點位置，得出不同尺度上氣候的變化規律。1～2年短時間尺度上，春季蒸發量變化特征比較明顯，經歷了多少…多13次突變，秋季蒸發量經歷了少多…少13次突變，年、夏、冬季的變化特征不明顯；8～32年時間尺度上，年和各季節的變化特征基本一致，主要經歷了由蒸發量較多到相對較少的突變，突變發生在20世紀80年代初期。
小波方差反映了波動能量隨時間尺度的分布，可以用來定量分析時間序列中的各種時間尺度擾動的相對強度，對應峰值的尺度稱為該時間序列的主要時間尺度。近50年除春季蒸發量存在2個峰值，對應1.5、21.1年的時間尺度外，年、夏、秋、冬季均只有1個峰值，對應21.1年的時間尺度，說明蒸發量變化具有21.1年時間尺度的周期性變化。
在a=21時2005―2010年處小波系數出現了最小值，表明近年來蒸發量處于偏少期，有由偏少轉向逐漸增多的趨勢。
2.3 影響蒸發量變化的原因分析
左洪超等[12]研究認為：蒸發皿觀測的蒸發量實質上是有限水面蒸發量，它并不代表地表實際的蒸發量，它表征本站地表蒸發潛力，是各氣象要素之間相互作用的綜合效應，它包括熱力因子（氣溫、氣溫日較差、日照時數、低云量等）、濕度因子（平均相對濕度、降水量、水汽壓等）、動力因子（平均風速、氣壓等）。由于低云量、降水量及氣壓與蒸發皿蒸發量的相關系數未通過顯著性檢驗，故本文選擇了氣溫、氣溫日較差、日照時數、平均相對濕度、水汽壓、風速6個氣象要素，對蒸發皿蒸發量與各種氣象因子的相關性進行研究[14-15]。
由表2可以看出，年平均氣溫和春季、秋季、氣溫與蒸發皿蒸發量均呈負相關，只有年平均氣溫與年蒸發皿蒸發量相關系數通過了0.10的信度檢驗；年平均氣溫日較差、日照時數和平均風速與蒸發皿蒸發量的相關系數年平均及各個季節均較大，一年四季均在0.56以上，通過了0.001的信度檢驗；相對濕度和水汽壓與蒸發皿蒸發量均呈顯著負相關。
由表3可以看出，近50年來蒙陰氣溫上升明顯，尤其是年平均及春、秋、冬季上升明顯，夏季幾乎無變化；氣溫日較差呈現減少趨勢，年平均氣溫日較差和春季氣溫日較差呈顯著減少趨勢；日照時數四季和年平均均呈減少趨勢，春季、秋季和年平均日照時數的減少通過了顯著性檢驗；相對濕度均呈減少趨勢，但都不顯著；水汽壓呈增加趨勢，冬季及年平均呈顯著增加趨勢；四季及年平均風速呈明顯減少趨勢，并且均通過了0.001的信度檢驗[16]。
2.3.1 熱力因子對蒸發皿蒸發量的影響。
（1）日照時數及低云量對蒸發皿蒸發量的影響。日照時數對蒸發量的影響，首先是通過影響太陽凈輻射大小，進而作用于蒸散過程的能量供給條件，最終對蒸發量產生影響；一般來說，日照時數越多，太陽的凈輻射值便越大，蒸散過程的能量供給就越充分，蒸發量也就隨之加大[17]。蒙陰縣1961―2010年年日照時數呈明顯下降趨勢，尤其是春季和秋季及年日照時數下降十分明顯，春季和秋季日照時數變化趨勢線的相關系數通過了99.9%信度檢驗，年日照時數變化趨勢線的相關系數通過了95%信度檢驗。日照時數與蒸發皿蒸發量之間相關顯著，因此日照時數的減少對蒸發皿蒸發量的下降影響十分明顯。
（2）氣溫和氣溫日較差對蒸發皿蒸發量的影響。氣溫是影響大氣―土壤邊界層上物質與能量交換的一個氣候特征，是蒸散過程中能量供給條件的影響因子之一，氣溫越高，太陽凈輻射可轉化為蒸散當量的數值就越高[17]。除夏季外，蒙陰氣溫升溫明顯，但是與蒸發皿蒸發量的相關系數都很小，與蒸發皿蒸發量相關明顯的夏季，氣溫卻幾乎無變化，因此氣溫對蒸發皿蒸發量的影響不具有統計意義。
氣溫日較差和蒸發皿蒸發量之間的相關性顯著，氣溫日較差的減少使蒸發皿蒸發量減少明顯。
2.3.2 濕度因子對蒸發皿蒸發量的影響。水汽壓是影響蒸發過程中水汽轉移條件的主要因子，水汽壓反映了在相同的條件下，隨著空氣中水汽壓的增大，空氣的飽和度增加，蒸發量也會相應地減小[18]。蒙陰水汽壓與蒸發皿蒸發量呈顯著負相關，近50年水汽壓在冬季及年平均上升明顯，這是導致蒸發皿蒸發量減少的原因之一。
蒙陰的降水量和相對濕度與蒸發皿蒸發量的相關系數未通過顯著性檢驗，因而對蒸發皿蒸發量的減少影響不大。
2.3.3 動力因子對蒸發皿蒸發量的影響。氣壓越高，空氣分子越能抑制水汽分子的擴散運動，蒸發速率越小，單位時間內蒸發就越少，反之越多，故蒸發與氣壓成反比[18]。對蒙陰來講，平均氣壓與蒸發皿蒸發量的相關系數未通過顯著性檢驗，因而對蒸發皿蒸發量的減少影響不大。
風速是由于大氣運動而產生的，是影響蒸散過程因子之一，風速大小變化影響大氣的流動，從而影響蒸發。蒙陰年平均風速與蒸發皿蒸發量的相關顯著，近50年來，蒙陰平均風速明顯減小，因而風速減小使蒸發皿蒸發量減少明顯。
3 結論
研究結果表明，1961―2010年蒙陰縣蒸發量呈波動式下降趨勢，年均減少速率3.5 mm，減少趨勢通過了95%的信度檢驗。四季的蒸發量除冬季略有增加外其他都呈下降趨勢，其中夏季降低最多，春季次之，秋季最少。只有夏季蒸發量呈明顯下降趨勢，年蒸發量的減少主要是由夏季蒸發量減少所致。20世紀80年代初期蒸發皿蒸發量發生了由多到少的突變；蒸發皿蒸發量變化具有21.1年時間尺度的周期性變化。蒸發皿蒸發量減少的主要原因是日照時數、氣溫日較差和風速的顯著減少以及水汽壓的增加所致。
4 參考文獻
[1] SUN Lan，WU Guo-xiong.Influence of land evapotranspiration on climate variations influence of land evapotranspiration on climate variations[J].Science in China（Series D），2001，44：838-846.
[2] SHUKLA J，MINTZ Y.The influence of land surface evapotranspiration on Earth′s climate[J].Science，1982，215：1498-1501.
[3] PETERSON T C，GOLUBEV V S，GROISMAN P Y.Evaporation losing its strength[J].Nature，1995，377：687-688.
[4] BRUTSANRT W，PARLANGE MB.Hydrological cycle explain the evap-oration paradox[J].Nature，1998，396：30-3l.
[5] RODERICK M L，FARQUHAR G D.The cause of decreased pan evaporation over the past 50 years[J].Science，2002，298：1410-141l.
[6] COHEN S，STANHILL G.Evaporative climate changes at Bet-Dagun. Israel，1964-1998[J].Agricultural and Forest Meteorology，2002，111（2）：83-91.
[7] STANHILL G，COHEN S.Global dimming：a review 0f the evidence for a widespread and significant reduction in global radiation with discussion of its probable causes and possible agricultural consequences[J].Agricultural and Forest Meteorology，2001，107：255-278.
[8] 曾燕，邱新法，劉昌明，等.1960―2000年中國蒸發皿蒸發量的氣候變化特征[J].水科學進展，2007，18（3）：311-318.
[9] 劉波，馬柱國，丁裕國.中國北方近45年蒸發變化的特征及與環境的關系[J].高原氣象，2006，25（5）：840-848.
[10] 王艷君，姜彤，許崇育.長江流域蒸發皿蒸發量及影響因素變化趨勢[J].自然資源學報，2005，20（6）：864-870.
[11] 謝賢群，王菱.中國北方近50年潛在蒸發的變化[J].自然資源學報，2007，22（5）：683-691.
[12] 左洪超，李棟梁，胡隱樵，等.近40年中國氣候變化趨勢及其同蒸發皿觀測的蒸發量變化的關系[J].科學通報，2005，50（11）：1125-1130.
[13] 劉學峰，于長文，任國玉.河北省近40年蒸發皿蒸發量變化特征及影響因素初探[J].干旱區地理，2007，30（4）：507-512.
[14] 魏鳳英，曹鴻興.中國北半球和全球的氣象突變分析及其趨勢預測研究[J].大氣科學，1995，29（2）：140-148.
[15] 王紹武，葉瑾琳.近百年全球氣候變暖的分析[J].大氣科學，1995，19（5）：546-553.
[16] 劉莉紅，鄭祖光.近百年我國氣溫變化的突變點分析[J].南京氣象學院學報，2003，26（3）：378-383.
氣候變化的原因及變化趨勢范文5
關鍵詞 蒸發量；變化特征；河北沽源；1958―2013年
中圖分類號 P468.02 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）10-0219-02
蒸l是地表熱量平衡和水量平衡的組成部分，也是水循環中受土地利用和氣候變化影響最直接的一項，同時蒸發也是熱能交換的重要因子[1]。進行蒸發量變化的研究，對深入了解氣候變化、探討水分循環變化規律具有十分重要的意義。據政府間氣候變化專門委員會（IPCC）最新報告，在過去100年中，全球氣溫平均上升了（0.6±0.2）℃。因此，人們預期，全球變暖可能會使大氣變干，導致陸地水體蒸發量上升。而實際結果卻與此相反，許多地區的蒸發皿蒸發量呈顯著下降趨勢。小型蒸發皿觀測的蒸發量雖比自然水體蒸發量偏大，但二者之間仍有很好的相關性，經折減系數換算后，仍能代表天然水體的蒸發量。沽源縣地處內蒙古高原南緣，平均海拔1 536 m，處于溫帶半干旱大陸性季風氣候區。通過對沽源縣氣象局小型蒸發皿蒸發量觀測資料的分析，研究不同時段的變化特征，以了解壩上地區氣候變化情況。
1 資料與方法
1.1 資料來源及處理
沽源縣氣象站1958年建站開始業務運行，2014年根據上級業務部門要求取消了小型蒸發的觀測，故選取沽源縣氣象站1958―2013年56年間各月、年小型蒸發皿蒸發量資料，資料序列完整。以3―5月為春季、6―8月為夏季、9―11月為秋季、12月至翌年2月為冬季。小型蒸發皿為口徑20 cm、高約10 cm的銅質圓盆，口緣距地高度70 cm。
1.2 分析方法
1.2.1 氣候傾向率。氣象要素的趨勢變化通過氣候傾向率表述[2-3]。氣象要素的氣候趨勢用一元線性回歸方程表示，即：X=a0+a1t，其中t為年份的時間序列號，a0是常數，a1是回歸系數。當a1為正（負）時，表示要素在計算時間段內呈線性增加（減少），a1值的大小反映了氣象要素上升或下降的速率，a1×10（每10年的要素變化）即為所求氣候傾向率。
1.2.2 氣候趨勢系數。為研究氣象要素在氣候變化中升降的定量程度，并對其進行統計檢驗，計算氣候趨勢系數r。當r為正（負）時，表示該要素在計算時間段內呈線性增加（減少）趨勢，r符合自由度為n-2的t分布，從而可以檢查氣候變化趨勢是否有意義，還是一種隨機振動。由于r是無量綱，其大小可以比較不同氣象要素的長期變化趨勢大小，適合對大范圍氣象要素場進行長期趨勢的空間分布特征研究。
2 沽源縣蒸發量分布及變化特征分析
2.1 月分布及變化特征
2.1.1 月蒸發量分布特征。從圖1可以看出，沽源縣月蒸發量呈明顯的單峰型分布，最大值出現在5月，蒸發量為293.6 mm，占全年蒸發量的18.2%；最小值出現在1月，蒸發量僅19.7 mm，4月和7月蒸發量相當，3月和10月蒸發量接近。各月平均蒸發量134.3 mm，4―9月蒸發量均高于平均值，1―3月、10―12月均低于平均值。1―5月，蒸發量急速上升，直線斜率71.351，增加速率最大是在3―5月；5―12月，蒸發量穩步直線下降，直線斜率-37.997，1―5月蒸發量增加速率是5―12月蒸發量減少速率的近2倍。
2.1.2 月蒸發量變化特征。由表1可以看出，各月蒸發量均呈減少趨勢，5月減少最多，氣候傾向率為-29.38 mm/10年，占全年減少量的31.7%；其次是6月和4月，4―6月的減少量占全年減少量的68.8%。蒸發量減少最不明顯的是8月，10年減少值不足1 mm。4―6月、9―10月的趨勢系數均通過了P=0.001顯著性檢驗；11月通過了P=0.01的檢驗，12月通過了P=0.05的檢驗。
2.2 季分布及變化特征分析
由圖2可以看出，沽源縣四季蒸發量，夏季最大為630.5 mm，占全年蒸發量的39.1%；春季略次之，為590.8 mm，占全年蒸發量的36.7%；再次是秋季，為309.3 mm，不足夏季的1/2，占全年蒸發量的19.2%；冬季最小，為81.2 mm，僅占全年蒸發量的5%。1958―2013年的56年中，有15年是春季蒸發量大于夏季，大多出現在60―70年代。同時，四季蒸發量均呈減少趨勢，其中春季蒸發量傾向率為-48.048 mm/10年，減少最為顯著；其次為夏季，秋季較夏季次之，蒸發量傾向率為 -19.268 mm/10年；春、夏、秋3季趨勢系數均通過了P=0.001的顯著性檢驗；冬季蒸發量比較穩定，傾向率僅為 -3.691 mm/10年，趨勢系數通過了P=0.05的顯著性檢驗。
2.3 年際分布及變化特征
1958―2013年沽源縣多年平均蒸發量1 611.7 mm，1960年蒸發量最大，為2 063.0 mm；2010年蒸發量最小，為1 266.9 mm，二者相差796.1 mm。1958―1978年，僅有5年蒸發量略低于平均值；80年代，蒸發量在平均線上下小幅波動；90年代以后，蒸發量常年低于平均值，1990―2013年，僅有2年的蒸發量略高于平均值；2010―2013年蒸發量更是遠離平均線（圖3），平均蒸發量1 338.4 mm，較平均值偏小273.3 mm。1958―2013年蒸發量傾向率-92.691 mm/10年，趨勢系數-0.764，通過了P=0.001的極顯著性檢驗。
2.4 蒸發量年代際分布及變化特征
從表2可以看出，各年代際蒸發量呈逐年代下降趨勢[4]。20世紀80年代之前，各年代蒸發量均高于平均值，距平為正；80年代蒸發量接均值略偏低；90年代及之后，蒸發量距平為負，蒸發量最少是2011―2013年（1 362.3 mm），較最多的1958―1960年偏少495.4 mm。70年代蒸發量較60年代減少了169.3 mm，減幅最大；其次是2011―2013年，較00年代減少了98.3 mm；再次是90年代，較80年代減少了95.5 mm。
3 影響蒸發量的氣象因子
蒸發量的大小主要取決于溫度高低，其次還與風速呈正相關，與濕度呈負相關。一年四季中，夏季溫度最高，所以蒸發量最大；春季溫度略高于秋季，但春季風速最大、濕度最小，有利于蒸發，故其蒸發量遠高于秋季，和夏季蒸發量接近；冬季是冰面蒸發，其蒸發量值最小。
分析表明，沽源h氣溫呈上升趨勢，但蒸發量呈下降趨勢，說明造成蒸發量呈減少趨勢的不是溫度因素。各要素線性回歸計算結果表明，沽源縣1959―2013年平均風速氣候傾向率 -0.496 m/（s?10年），趨勢系數0.92，通過了P=0.001極顯著檢驗，說明風速減弱顯著；日照氣候傾向率-6.839 h/10年，通過P=0.05的檢驗；氣溫日較差氣候傾向率-0.161 ℃/10年，趨勢系數通過了P=0.05的檢驗。蒸發量與風速相關系數為0.749 2，通過了P=0.001極顯著檢驗，說明沽源縣蒸發量與風速呈顯著正相關，其減少是由于風速減弱所致。蒸發量與氣溫日較差相關系數為0.334 8，通過了P=0.05的檢驗，呈正相關，所以氣溫日較差的減小也是導致蒸發量減少的因素；蒸發量與日照相關系數為0.128 8，呈正相關，通過了P=0.05的檢驗，說明日照的減少也影響了蒸發量的減少。
4 結論
（1）沽源縣蒸發量年內呈單峰型分布，5月為最大峰值，1月最小。一年四季中，夏季最大，春季略少于夏季，秋季不足夏季的1/2，冬季為冰面蒸發，只占全年蒸發量的5%。1958―2013年，沽源縣年平均蒸發量1 611.7 mm。
（2）各月及四季、年蒸發量均減少，各月中5月蒸發減少最顯著；四季中春季減少最多，其次是夏季、秋季，冬季減少不明顯；年蒸發量氣候趨勢率 -92.691 mm/10年，減少顯著。
（3）造成蒸發量減少的主要原因是沽源縣風速減弱。另外，也與氣溫日較差、日照減少有關。
5 參考文獻
[1] 阿布都克日木?阿巴司.英吉沙縣1965―2009年蒸發量變化特征及原因分析[J].沙漠與綠洲氣象，2011，5（6）：46-49.
[2] 許麗景，李海川.滄州市近40年蒸發量變化特征分析[J].安徽農業科學，2013，41（21）：9032-9034.
氣候變化的原因及變化趨勢范文6
1．1資料
1．1．1氣象資料農業氣象資料主要用于計算玉米的光溫和氣候生產潛力。來源于國家氣象局數據中心，主要包括黑龍江省30個基礎臺站1980—2009年溫度日值與月值資料、降水、相對濕度、風速等的旬值、月值資料。
1．1．2社會經濟數據社會經濟數據主要包括1980—2009年黑龍江省玉米生產的公頃產值（元）、每公頃用工數量（日）、每公頃勞動日工價（元）、每50kg平均出售價格（元）、每公頃種籽秧苗費用（元）、農家肥費（元）、化肥費（元）、畜力費（元）、機械作業費（元）、每公頃化肥用量（kg）、排灌費（元）等數據［14－15］。
1．1．3氣候影響數據利用聯合國糧農組織的AEZ（Agro－ecologicalZone，農業生態區劃）模型，根據溫度、水分、光照數據，結合土地利用數據，計算得出1980—2009年黑龍江光溫生產潛力（kg／hm2）、氣候生產潛力（kg／hm2）。
1．2研究方法
1．2．1生產潛力計算模型光溫生產潛力是指在保持水、肥等相關要素最適宜的狀態下，由光溫條件共同決定的潛在產量，光溫生產潛力被認為是灌溉農業糧食產量的上限。
1．2．2氣候變化對玉米單產貢獻份額分析方法本研究中采用主成分分析的方法分析氣候變化對玉米單產的貢獻份額［16］。步驟如下：1）將原始變量標準化，消除量綱；2）構建標準化之后變量的相關系數矩陣；3）根據方差貢獻率，確定主成分個數及如何求解主成分；4）進行主成分旋轉，使主成分的載荷更加集中，代表的實際意義更加明晰；5）計算主成分值。
2黑龍江省光溫、氣候生產潛力結果
通過上述公式，運用收集到的相關農業氣象數據對逐個站點逐年的光溫生產潛力進行計算，對光溫生產潛力進行降水水分訂正，得到氣候生產潛力。模型運行結果顯示，黑龍江省玉米光溫生產潛力位于10500～15000kg／hm2之間，光溫生產潛力最大的年份是1982年，達到14565kg／hm2，最小的年份是1983年，也達到了10590kg／hm2。從年代來看，上世紀80年代（1980—1989年）光溫生產潛力平均值為11640kg／hm2，90年代（1990—1999）平均為12210kg／hm2，21世紀平均（2000—2009）為12840kg／hm2，以21世紀最高。氣候生產潛力的波動幅度相對較大，普遍位于6000～7500kg／hm2之間，其中2001年的氣候生產潛力最小，僅為5250kg／hm2，而1994年最大，為10560kg／hm2。從年代來看，以21世紀的平均氣候生產潛力最低，為7800kg／hm2，90年代平均最高為9075kg／hm2，80年代平均為8850kg／hm2。從光溫生產潛力和氣候生產潛力的時間變化趨勢可以看出，黑龍江省玉米光溫生產潛力表現為增加趨勢，光溫生產潛力在以每年55．5kg／hm2的速度增加；氣候生產潛力在經過降水有效系數修正后，表現為減少的趨勢，減少速度為每年45．0kg／hm2。這表明在保證灌溉的條件下，氣候變化對黑龍江玉米產量的影響是正向的。在無灌溉條件下，光照、溫度和降雨的綜合作用會使玉米減產；無灌溉條件下減產的幅度要大于有灌溉條件下的增產幅度，原因主要是干旱趨勢逐年的逐年增加。
3．黑龍江玉米生產的影響因素分析
在光溫潛力（X10）、氣候生產潛力（X11）確定的基礎上，選取公頃產值（X1）、每公頃用工數量（X2）、每公頃勞動日工價（X3）、每50kg平均出售價格（X4）、每公頃種籽秧苗費用（X5）、農家肥費（X6）、化肥費（X7）、畜力費（X8）、機械作業費（X9）、每公頃化肥用量（X12）、排灌費（X13）11個有代表性的社會經濟因素進行主成分分析，以進一步驗證氣候要素對黑龍江玉米產量的影響，并定量揭示其影響份額。
3．1氣候變化影響份額分析利用13個變量（X1～X13）在1980－2009年各年份的數值進行主成分分析。KMO統計量等于0．770，Bartlett球形檢驗的p值為0．000。利用相關系數矩陣的特征值及其對總方差的累積貢獻度提取3個主成分，其特征值方差累積貢獻率達到78．36％。用F1、F2、F3表示。對主成分的載荷矩陣進行方差最大化正交旋轉。主成分F1中，公頃產值（X1）、每公頃用工數量（X2）、每公頃勞動日工價（X3）、每50kg平均出售價格（X4）、每公頃種籽秧苗費用（X5）、化肥費（X7）、機械作業費（X9）、每公頃化肥使用量（X12）等變量的載荷絕對值均大于或接近0．6，其他變量在該主成分的載荷絕對值均小于或接近0．3。這些變量是從經濟社會的角度影響黑龍江玉米產量的，因此把此主成分命名為“經濟社會”主成分；主成分F2中，畜力費（X9）和農家肥費（X6）的載荷絕對值大于0．9，其他變量的載荷絕對值均小于或接近0．5。結合數據的年際變化，認為在90年代中期以前，傳統的農家肥和畜力投入對玉米生產有顯著影響，因此將此主成分命名為“傳統投入”主成分；主成分F3中，光溫生產潛力（X10）、氣候生產潛力（X11）和排灌費（X13）的載荷絕對值均大于0．6，其他變量在此主成分上的載荷均小于或接近0．3，將此主成分命名為“氣候變化及應對措施”主成分。對以上3大主成分特征值方差貢獻率的分析表明，F1可以解釋產量變化總方差的50．699％（亦即F1對所有變量提供的方差貢獻之和占總方差的比重），F2可以解釋17．047％，F3可以解釋10．614％。換句話說，剔除良種良法等其他因素影響，從1980－2009年價格、產值、費用等“經濟社會”主成分對黑龍江玉米產量的貢獻份額可以達到50．699％，“傳統投入”主成分貢獻份額達到17．047％；“氣候變化及應對措施”主成分影響份額達到10．614％。進一步對主成分F3的載荷進行詳細分析表明，光溫生產潛力的載荷為0．805，氣候生產潛力（即有降水作用下）的影響為－0．898?？梢哉J為，在氣候影響的10．614％的貢獻率中，光溫是正向作用，降水減少（干旱）是負向作用，負向作用的影響力略大于正向影響力；同時灌溉影響也是正向作用，載荷達到0．642；說明光溫和灌溉疊加抵消了降雨減少的負向作用，對玉米增產起到積極的作用。
3．2各主成分對黑龍江玉米產量影響趨勢采用“標準差標準化法”將X1～X13原始變量標準化后，根據主成分分析“成分得分系數矩陣”，計算3大主成分各個年份得分。采用同樣方法，將黑龍江玉米產量數據也進行標準化，得出產量指數，分析主成分得分年度變化趨勢與產量年度變化趨勢之間的關系。在影響產量的3大主成分中，“經濟社會”主成分的得分逐年增長；“傳統投入”主成分在90年代中期值較大，后期變小，影響力逐漸下降；“氣候變化及應對措施”主成分呈現出波動性，沒有明顯的上升或下降趨勢。與實際生產結合進行分析，經濟社會投入逐年增加，與我國玉米價格增長和生產方式變化有較大關聯，“經濟社會”主成分得分變化與黑龍江玉米產量變化基本上是同步的，并且有明顯的線性相關關系（相關系數達到0．89）；“傳統投入”主成分的影響有明顯的階段性變化，在90年代中期達到最大，隨后受農業機械化及化肥使用量增大影響逐步降低；“氣候變化及應對措施”主成分沒有明顯的階段性變化，在光溫生產潛力增大、氣候生產潛力減小，及人工灌溉的干預下，表現為較強的波動性。
4結論
