气候变化对国家发展和社会的进步产生重要影响。文献[1 -11] 讨论了我国近几十年气温变化的特征,但仍有很多方面尚未涉及,而且大部分工作使用的是月、旬或极端温度的资料。考虑到在制冷、采暖等实际应用工作中,日平均气温要比某一瞬间的极端温度更有意义。为此,选取20 世纪50 年代以来我国质量较好的234 个测站近50 年的逐日平均温度资料作为基本资料进行分析研究。从不同的角度讨论近半个世纪来的温度变化特征。以丰富我们对我国温度变化的认识,为进一步探讨温度变化的原因打下基础。所用的资料均来自国家气象信息中心气象资料室,站点分布情况见图 1 。
![]() |
|
图 1. 本研究所使用温度资料的观测站点分布图
|
1 最高/最低日平均温度的变化
为了考察近50 年最高/最低日平均温度的变化趋势,在每一站每年的夏/冬季各选出1 个最高/最低日平均温度然后计算其随时间变化的线性趋势,其结果如图 2 所示。
![]() |
|
图 2. 近50 年最高/最低日平均温度的变化趋势(单位:℃/10 a)
(a)夏季最高日平均温度,(b)夏季最低日平均温度,(c)冬季最高日平均温度,(d)冬季最低日平均温度 |
由图 2 可见,近50 年我国夏季最高日平均温度的变化趋势以上升为主。新疆西北部、东北北部及内蒙古一带有较明显的升温趋势,其升温趋势为(0.3 -0.6) ℃/10 a(图 2a);新疆南部、华中和黄淮之间的部分地区为下降趋势,下降的幅度在-0.3 ℃以内。近50 年夏季最低日平均温度的变化趋势也大体相似,新疆北部、东北、华北有较明显的升温趋势,其升温趋势为(0.3 -0.45) ℃/10 a(图 2b);新疆南部则有下降趋势,其降温趋势为(-0.2~-0.3)℃/10 a, 长江流域虽然也为下降趋势,但强度略弱,其降温趋势为(-0.1~-0.2)℃/10 a(图 2b)。
在冬季,无论是最高日平均温度还是最低日平均温度,近50 年上升趋势均很明显。最高日平均温度的上升趋势在北方特别明显,新疆北部、内蒙古、华北及东北的升温趋势达到(0.3 -0.75)℃/10 a ;西南地区和江南虽有下降,但其强度仅为(-0.1 --0.25)℃/10 a(图 2c)。冬季最低日平均温度在全国几乎都是上升的,大部分地区上升趋势在0.4 ℃/10 a以上,新疆北部、内蒙古、东北的北部及东南部则达到(0.8 -1.5)℃/10 a(图 2d)。
2 炎热/温暖日数的变化为了进一步说明近50 年来我国温度变化的特征,统计了日平均温度大于35 ℃(非常炎热日)、大于30 ℃(炎热日)和大于20 ℃的日数,并将20 世纪90 年代与50 年代比较(图 3)。图 3a 给出20 世纪90 年代日平均温度大于35 ℃日数与50 年代(由于部分测站缺少1951 -1952 年的资料,故用1953 -1962 年代之,下同)的差异,而图 3b 则为日平均温度大于30 ℃日数的变化。可以看出,90 年代与50 年代相比非常炎热的日数基本上没有什么变化。全国大部分地区90 年代与50 年代日平均温度大于35 ℃日数的差异在-1 -1 d 之间。日平均温度高于30 ℃的炎热日也变化不大,从图 3b 可知,全国大部分地区的变化在-4 -4 d 之间。图 3c 则给出90 年代与50 年代之间日平均温度大于20 ℃日数的差别。可以看出,除新疆塔里木盆地的西北部、我国西北部地区日平均温度大于20℃的日数略有下降外,全国其他地区大于20 ℃的日数均为增加的,其中华北北部、内蒙古西部、新疆北部、东部沿海及西南边陲大于20 ℃的日数增加值在5 -10 d 以上。这说明近50 年来我国日平均温度为20 -30 ℃的温暖日数增加了。
![]() |
|
图 3. 近50 年温度高于35 ℃(a)、高于30 ℃(b)、高于20 ℃(c)的日数变化(单位:d)
|
3 寒冷/严寒日数的变化
本研究中将日平均气温低于5 ℃的日子称为冷日,将日平均温度低于0 ℃的日子称为寒冷日,日平均温度低于-10 ℃的日子称为严寒日。图 4a 给出20 世纪90 年代日平均温度低于5 ℃日数与50 年代的差异,而图 4b 则为日平均温度低于0 ℃日数的变化。从图 4a 可以看出,90 年代与50 年代相比,低于5 ℃的冷日日数是减少的。只有青藏高原东部的局部地区略有增加。全国大部分地区90 年代与50 年代日平均温度低于5 ℃日数的差异均为负值,其中,新疆北部、东北的中北部、华北和西北的部分地区、长江中下游地区及淮河流域减少得更明显,超过9 d 。90 年代与50 年代比,长江以南的大部分地区日平均温度低于0 ℃的日数变化并不明显,而长江以北的大部分日平均温度低于0 ℃的日数是减少的,其中东北北部,华北及黄河下游地区日平均温度低于0 ℃的日数减少为12 d 以上。图 4c 则为日平均温度低于-10 ℃的严寒日数的变化。由于我国长江以南基本上没有日平均温度低于-10 ℃的情况,因此20 世纪90 年代与50 年代之间日平均温度低于-10 ℃的日数没有什么差别。有差别的地方是黄河以北地区,其中差异最明显的是40°-45°N 的新疆、内蒙古西部、东北中南部地区。20 世纪90 年代与50 年代相比日平均温度低于-10 ℃的日数减少14 -26 d 。
![]() |
|
图 4. 近50 年温度低于5 ℃(a)、低于0 ℃(b)、低于-10 ℃(c)的日数变化(单位:d)
|
4 生长季长度及有效积温的变化
根据农业生产经验,大部分农作物的生长需要10 ℃以上的温度。一年中温度连续大于10 ℃以上的日数越多表明生长期越长,生长期内的累计温度值越高说明可供作物生长的热量越多。为了考察近50 年来作物生长季节长度是否有明显的变化,首先对生长季的长度进行如下的定义:将春季日平均气温达到10 ℃或以上,并且该日之后直到下半年不再出现日平均气温低于10 ℃的情况,即将此日期定为生长季的开始日期。同时将秋季首次出现日平均气温低于10 ℃的日期定为生长季的结束日期。开始日到结束日之间的日数即为生长季的长度。生长季的温度总和即为有效积温。
图 5给出20 世纪90 年代与50 年代生长季长度的差异(图 5a)和有效积温的差异(图 5b)。总的来看,90 年代我国大部分地区的生长季是延长的,只有少数地方是缩短的。缩短的地方主要出现在西南地区东部,为8 -16 d, 新疆东北部、高原的东北部、江南的零散地区生长季略有缩短。除此之外,其他地区生长季都是延长的。其中延长较为明显的地区是东北的西南部、西北地区的东部、内蒙古西部、华北到长江以北的地方。这些地区的生长季的长度90 年代比50 年代约延长8 -20 d 。新疆西北部、西藏东南到云南的西南部、东南沿海的部分地区也延长了8 -12 d 。有效积温的变化形势与生长季的长度变化形势非常相似(图 5b),全国大部分地区的有效积温是增加的,其中新疆西北部、东北的西南部、西北地区的东部、内蒙古西部、华北到长江以北的地方、西藏东南到云南的西南部、华南沿海的部分地区等,有效积温增加在300 ℃以上。有效积温减少的地方主要出现在西南的四川、云南东北及贵州,范围较小。
![]() |
|
图 5. 近50 年生长季长度(单位:d)(a)和有效积温(单位:℃)(b)变化
|
5 总结与讨论
通过以上分析,得到以下几点结果:
(1) 近50 年,我国夏季最高/最低日平均温度的变化趋势以上升为主。我国北方最791 6 期于淑秋:近50 年我国日平均气温的气候变化高日平均温度有较明显的上升趋势,新疆南部、黄淮部分地区则有下降趋势。夏季最低日平均温度在新疆北部、东北、华北有较明显的升温趋势,新疆南部及长江流域则有下降趋势。
(2) 在冬季,无论是最高日平均温度还是最低日平均温度,近50 年的变化趋势均以上升为主,上升趋势在北方特别明显。
(3) 日平均温度高于30 ℃的炎热日数近50 年来基本上没有什么变化,而我国日平均温度为20 -30 ℃的温暖日数则明显增加了。
(4) 20 世纪90 年代与50 年代相比低于5 ℃的冷日日数基本上是减少的。其中,新疆北部、东北的中北部、华北和西北的部分地区、长江中下游地区及淮河流域减少得更明显。日平均温度低于0 ℃的日数也有类似的变化。日平均温度低于-10 ℃的严寒日数,在40°-45°N 的新疆、内蒙古西部、东北中南部地区则减少得非常明显。
(5) 我国大部分地区近50 年来生长季是延长的,在东北的西南部、西北地区的东部、内蒙古西部、华北到长江以北的地区,生长季长度20 世纪90 年代比50 年代约延长8 -20 d 。新疆西北部、西藏东南到云南的西南部、东南沿海的部分地区也延长了8 -12 d 。只有少数地方生长季节是缩短的,主要在西南地区东部为8 -16 d 。有效积温的变化与生长季长度变化的形势非常相似,全国大部分地区的有效积温是增加的。
[1] | 张先恭, 李小泉. 本世纪我国气温变化的某些特征. 气象学报, 1982, 40, (2): 198–208. |
[2] | 屠其璞. 近百年来我国气温变化的趋势和周期. 南京气象学院学报, 1984, (2): 151–161. |
[3] | 赵汉光. 我国异常冬暖的时空变化及其环流特征的分析. 气象, 1989, 15, (11): 15–20. |
[4] | 林学椿, 于淑秋. 近40年我国气候趋势. 气象, 1990, 16, (10): 16–21. |
[5] | 陈隆勋, 邵永宁, 张清芬. 近40年我国气候变化初步分析. 应用气象学报, 1991, 2, (2): 164–173. |
[6] | Li Xiaowen, Zhou Xiuji, Li Weiliang, The cooling of Sichuan province in recent 40 years and its probable mechanisms. Acta Mteteor Sinica, 1995, (9): 57–68. |
[7] | 我国气温标准序列的趋势变化分析.气候变化规律及其数值模拟研究论文(第一集), 北京: 气象出版社, 1996: 196-199. |
[8] | 我国降水标准序列的趋势变化分析.气候变化规律及其数值模拟研究论文(第一集), 北京: 气象出版社, 1996: 200-206. |
[9] | 宋连春. 近40年我国气温时空变化特征. 应用气象学报, 1994, 5, (1): 119–123. |
[10] | 任福民, 翟盘茂. 1951-1990年中国极端气温变化分析. 大气科学, 1998, 22, (2): 217–227. |
[11] | 徐铭志, 任国玉. 近40年中国气候生长期的变化. 应用气象学报, 2004, 15, (3): 306–312. |