论文部分内容阅读
在全球气候变化的背景下,本文针对晋陕蒙地区的区域差异特征,对该地区气候变化的时空分异进行研究。根据1960-2014年晋陕蒙地区60个气象站点的数据资料,选取了气温、降水、日照时数、相对湿度和平均风速等气象要素,利用线性变化趋势、突变检验、小波周期以及空间插值等方法来研究近55年来晋陕蒙地区气候变化特征。研究表明：(1)晋陕蒙地区的平均气温,平均最高、最低气温均表现出极显著的温度增加变化,上升速率分别为0.343℃/10a、0.299℃/10a和0.355℃/10a,其中平均最低气温的上升速度较快,说明平均温度的增加主要以低温的增加为主；极端最高、最低气温则表现出不显著的温度升高趋势,上升趋势依次是0.207℃/10a和0.348℃/10a,极端最低气温的温度增加较快。研究区域内部对气温不同要素的响应速度不同,平均气温、平均最低气温和极端最低气温升温幅度最大的是内蒙古,平均最高气温和极端最高气温温度增加最快的是山西。季节变化上,该地区平均气温在四季中均出现极显著的气温升高趋势,其中冬季的升温幅度最大,高达0.434℃/10a,夏季的升温幅度最小,仅为0.208℃/10a,表明冬季气温升高对全年平均气温上升影响最大,而夏季的影响最小。近55年来该地区平均气温在1990年左右发生由冷到暖的突变,研究区内部则是内蒙古的温度发生由冷转暖的时间最早,是1988年；平均最高气温,极端最高气温和极端最低气温都发生由低到高的时间突变,发生时间分别为1993年、1996年和1978年；平均最低气温则没有出现明显的气温突变。气温各要素的周期变化存在差异,平均气温,平均最高、最低气温,极端最高、最低气温的强显著变化周期分别是8a、9a、8a、5a和11a。在空间分布上,整个地区平均气温变化范围在-4.51℃和14.62℃之间,平均最高气温是2.21-20.37℃,平均最低气温在-12.61℃和10.55℃之间,极端最高气温是20.08-51.79℃,极端最低气温在-44.98℃和-6.47℃之间。极端最高气温具有随海拔变化的特征,其他气温要素整体呈现出两头高、中间低的分布特征,东部和北部呈现出由南向北逐渐降低变化特点。根据空间变化趋势看出该地区平均气温在空间上的区域差值进一步减小,平均最低气温和极端最低气温的变化趋势较突出。(2)晋陕蒙地区的降水量和最大日降水量呈现不显著减少变化,变化率是-8.148mm/10a和-0.205mm/10a,降水日数表现出极显著的减少变化,变化率是-2.194d/10a。降水日数的减少变化较最大日降水量的减少明显,表明降水日数对全年降水量的影响较大,不同区域对降水要素的响应存在差别,降水量和最大日降水量减少最多的是山西,降水日数减少最多的是陕西。季节上,该地区春、夏、秋季的降水量表现出不明显的减少变化,只有冬季表现出缓慢增多变化。秋季减少幅度最大,达到-3.358mm/10a,夏季次之,达-2.37mm/10a,表明降水量减少主要受夏秋季减少的影响。该地区的降水量未发生突变变化,在研究区域内部,只有山西在1978年左右发生了明显变化；降水日数出现明显由多到少的时间大约在1985年；最大日降水量未表现出明显的突变时间。降水各要素在变化上存在周期差异,降水量、最大日降水量和降水日数的强显著周期是3a、3a和24a。空间分布上,该地区受偏南夏季风的影响,降水量200mm和400mm等降水量线整体呈东北-西南走向,降水量表现出由东南向西北递减的特征。根据变化趋势的分布特征看出晋陕蒙地区内部降水量差异趋于减小。降水日数的变化范围是18.04-134.72d,最大日降水量的变化范围是10.15-77.64mm。该地区降水日数由南向北、由东向西呈递减变化,最大日降水量则由东南向西北减少,且从变化趋势的空间分布看出降水日数区域间的差异在进一步减小,最大日降水量整体在减少。(3)晋陕蒙地区日照时数和平均风速呈极显著的减少趋势,减少速率是46.63h/10a和0.137m(s·10a),相对湿度呈显著的下降趋势,变化率是-0.41%/10a。不同的气象要素在不同区域的响应是不同的,日照时数减少幅度最大的是山西,相对湿度和平均风速减小幅度最大的是内蒙古。季节变化中,该地区的日照时数在四季均表现出极显著的减少变化,夏季减少速率最快,高达-20.246h/10a；春季的减少速率最慢,仅为-1.225 h/10a。说明夏季的减少对全年贡献最大,春季贡献最小。四季相对湿度均有不同程度的降低,春季下降速率最快,是-1.476%/10a,冬季的下降速率最慢,是-0.019%/10a。从而加剧了该地区的春旱发生频率。平均风速在四季中均表现出极显著的减弱变化,冬季减小趋势最快,为-0.18m/(s·10a)；夏季风速减小幅度最小,是-0.094 m/(s·10a)。冬季风速的减小可能使得沙尘暴、寒潮等恶劣天气减少。日照时数在1984年左右发生突变,在研究区域内部,只有内蒙古在1987年发生明显的突变变化；相对湿度在1995年发生由大到小的变化,在研究区域内部,内蒙古的突变年份最早,为1996年。平均风速虽发生由大到小的变化,并没有出现明显的突变现象,在研究区域内部,只有陕西的平均风速在1984年左右发生了突变现象。近55年来各气象要素的周期变化存在差异,日照时数、相对湿度和平均风速的强显著周期分别为9a、5a和24a。空间变化上,晋陕蒙整个地区日照时数呈现由南向北、由东向西逐渐增多的变化趋势,空间变化趋势看出该地区的日照时数基本上呈减小趋势,表明整个地区随时间变化日照在减少。本区相对湿度呈现由南向北逐渐减小或者由东向西逐渐减小的变化趋势,该地区的大部分区域相对湿度呈减小趋势,从而加快了该地区的干旱化进程。本区平均风速呈现东北部、西南部小,中部大的分布特征,根据变化趋势看出该地区的平均风速基本上呈减小趋势且其区域差异进一步减小。晋陕蒙地区的气候变化整体呈现暖干化趋势,会使自然灾害发生频率增加,加大土地退化速度,水资源更少,进一步恶化了本地区生态环境。