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渭北旱塬地区气候变化的时空特征及突变性分析

孟丹丹  
【摘要】: 气候变化已成为全球普遍关注的问题,由气候变化引起的干旱、洪涝、极端气候等问题对我们的生活造成了不利的影响,因此了解气候变化的特征,如何有效地利用气候变化,对于指导我们的生活有着极其重要的意义。研究区渭北旱塬地区位于陕西省中部,是陕西省重要的农业基地和果业基地,同时,也是生态环境脆弱敏感的一个地区,由气候变化带来的生态环境恶化问题及自然灾害问题,对渭北旱塬地区的农业、水资源、生态环境和人民生活都产生了深刻而深远的影响,并成为制约渭北旱塬地区社会经济发展的主要因素之一。 本文选取渭北旱塬地区11个具有代表性的气象站点1961-2007年的月、季、年降水量和平均气温资料,又查阅了各地区的年鉴等资料,对所选的数据进行查漏补缺,保证资料的完整性和正确性。在吸取前人有关气候特征分析的成果的基础之上,结合研究区的实际情况,分析了渭北旱塬地区的气温和降水的时空变化特征,在时间序列的分析上采用线性估计倾向,气候趋势系数,距平百分率,滑动平均等方法对气温和降水分别进行年和四季的气候变化特征分析,另外还对研究区的极端最高气温和极端最低气温进行了变化分析。在空间特征分析中运用Geomap3.2软件生成的大地坐标与所选取的气象数据进行结合,并利用Surfer8.0软件生成GRID数据,再利用Surfer8.0软件的等值线功能,对刚生成的数据进行分析处理生成等值线,利用坐标叠合把生成的等值线导入CorelDRAW12的底图之中,在适当进行人工干预之后绘制出等值线,之后对气温和降水进行空间分析。主要结论如下: 1、气温方面:(1)渭北旱塬地区近47年来的年平均气温,以0.24℃/10a的速率波动上升,从80年代中期以来年均气温的上升波动较明显,偏暖年份主要集中在90年代之后,与全国的气温变化趋势大致相同。并且分析得出2006年为异常偏高年份,1984年为异常偏低年份,与全国相比较,气温异常偏高年要比全国早一年。(2)四季的气温倾向率分别为,春季0.33℃/10a,夏季-0.04℃/10a,秋季0.17℃/10a,冬季0.46℃/10a,其中冬季的倾向率最大,这说明冬季气温增加的幅度最大,夏季为负值,说明气温有微弱的下降趋势,春季和冬季对于气候的增暖贡献最大。(3)47年来渭北旱塬地区极端高温以0.11℃/10a的趋势下降,极端最低温则以0.29℃/10a的趋势下降。(4)研究区气温的空间分析得出,北部和淳化地区周围是气温增加较显著的地区,这在春季、秋季和冬季的变化趋势得到很好的体现,并且它们的变化趋势与年均气温总趋势变化相似。不同的是夏季气温的变化趋势,北部和中部气温变化幅度较小,呈现增加的趋势,南部气温变化幅度较大,呈现减少的趋势。 2、降水方面:(1)渭北旱塬地区的年总降水量以12.49mm/10a的变化率在减少,与全国的年总降水量变化率相近,47年内年总降水量大约下降了58.7mm,减少趋势明显。(2)四季降水倾向率:秋季的降水变化率最大(-14.6 mm/10a),春季次之(-10.63mm/10a),冬季最小(1.8 mm/10a),冬季降水变化率很微弱,夏季的降水变化率为9.8 mm/10a。其中夏季和冬季的降水量是增加的趋势,而春季和秋季的降水量是降低的趋势。(3)对降水进行空间分析得出,春季、夏季和冬季,渭北旱塬地区的南部在是降水变化幅度最大的地区,不同的是,在年总降水量变化趋势上来看则是变化最小的地区。北部降水变化幅度较大的时候则出现在秋季,与年总降水量变化趋势相同。中部地区降水量的变化,春季和夏季相似,秋季和年总降水量变化趋势相似。 运用Mann-Kendall法对渭北旱塬地区的气温和降水进行突变性检验分析:渭北旱塬地区年平均气温可能在1997年附近发生了由低值向高值的突变,春季气温可能在1999年发生由低值向高值突变,夏季气温在1966年有一次较大的转折,可能在1972年有突变现象发生。秋季气温没有突变现象发生,冬季气温可能在1992年附近发生了由低值到高值的突变现象。而降水量的突变过程则比气温的突变过程要复杂的多,总降水量没有明显的突变现象发生,有几次大的降水转折现象,降水转折主要集中在60年代后期、70年代后期和80年代中期,春季降水可能有三次突变现象发生,夏季降水没有突变现象发生,秋季降水可能在1967-1969年发生由高值向低值的突变现象,冬季降水量突变较其它季节趋势复杂。 渭北旱源地区气候变化特征的分析显示本区的气候呈现出暖干化的变化趋势,这种变化趋势对该区的农业会产生一定的影响,尤其是对气候变化较为敏感的种植业,应引起重视,对于本区的经济发展也具有一定的决策性作用,同时也为全国其它地区的气候变化特征研究提供典型的地区实例。


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