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气温时空变化特征及其极端气温事件

时间:2022-11-11 百科知识 版权反馈
【摘要】:1961~2012年各区域气温的季节变化均呈现增温趋势。京津冀不同区域平均气温升温速率有所差异。日最高气温≥30℃的高温日数气候上称为暑热日数,暑热天气对作物生长不利,光合作用下降,玉米等作物的灌浆受到影响;日最高气温≥35℃的高温日数气候上称为炎热日数;日最高气温≥40℃高温日数气候上称为酷热日数。

一、平均气温、平均最高气温、平均最低气温变化特征

河北省范围内(包括京津,下同,简称京津冀)各区域年平均气温、平均最高气温、平均最低气温均呈升高趋势,平均最低气温增温幅度最大;不同区域增温幅度不同,气温变化存在季节差异。

1961~2012京津冀整体区域年平均、最高、最低气温均呈增加趋势(图5.1),且变化态势趋于一致,变化速率分别为0.24℃/10年、0.16℃/10年、0.39℃/10年。其中最低气温变化速率最大,平均气温其次,最高气温最小。1998年和2007年分别为年平均、最高、最低气温的最大值和次大值,这两年平均气温都在12.0℃以上,年平均最高气温均为18.0℃,年平均最低气温均在6.8℃以上;近年来(2007年以后)年平均气温、最高气温、最低气温均略有回落。

图5.1 京津冀整个区域年平均、最高、最低气温历年变化曲线

对平均气温而言,六个分区平均气温均呈现增温趋势,变化态势趋于一致,且与整体区域变化态势也趋于一致(图5.2);京津的增温速率最大为0.31℃/10年,其次是冀北高原0.28℃/10年、冀东平原0.27℃/10年,接下来是山前平原0.26℃/10年、燕山丘陵0.24℃/10年,太行山区最小为0.19℃/10年。近年来(2007年以后)六个分区的年平均气温均略有回落。

从京津冀整个区域的气温距平变化看出(图5.3~图5.5),1988年之前正距平仅出现5年,而在1988年之后正距平出现18年(年平均气温距平)、17年(年平均最高气温距平)和22年(年平均最低气温距平),尤其是1996年之后年平均气温连续13年呈偏暖状态,2010年平均气温距平又出现负值。而最低气温距平从1994年以后始终处于正距平。

图5.2 各分区年平均最高气温历年变化曲线

图5.3 京津冀整个区域年平均气温距平历年变化曲线

1961~2012年各区域气温的季节变化均呈现增温趋势。从区域上看京津地区气温的增温速率最大,其次为冀北高原;从季节上看,除京津是春季增温速率最大以外,其他区域均为冬季的增温速率最大,春季次之;京津为春季增温速率最大,冬季次之(表5.1~表5.4)。

图5.4 京津冀整个区域年平均最高气温距平历年变化曲线

图5.5 京津冀整个区域年平均最低气温距平历年变化曲线

表5.1 各区域平均、最高、最低气温的变化速率(℃/10年)

注:*表示在5%水平下具有显著意义

表5.2 各区域平均气温的季节变化速率(℃/10年)

注:*表示在5%水平下具有显著意义

表5.3 各区域平均最高气温的季节变化速率(℃/10年)

注:*表示在5%水平下具有显著意义

表5.4 各区域平均最低气温的季节变化速率(℃/10年)

注:*表示在5%水平下具有显著意义

二、20世纪60年代至21世纪以来增温的站点分布

从京津冀整体区域平均、最高、最低气温各站点增温情况(表5.5)看出:平均最低气温的增温幅度和增温范围最大,78%的站点增温在1.0℃以上,42.9%的站点增温幅度在2℃以上;平均气温的增温幅度和增温范围次之,55.9%的增温在1.0℃以上,2.6%的站点增温在2.0℃以上;平均最高气温的增温幅度和范围最小,只有23.4%的站点增温在1.0~2.0℃,这也从另一个方面反映出最低气温的升高是平均气温升高的主导因素。

表5.5 京津冀1960~2000年代增温站点百分率统计(%)

三、气温的空间分布特征

京津冀区域年平均气温在1.2~15.2℃(图5.6),年平均最高气温在10.6~20.5℃,年平均最低气温则在-3.0~10.4℃。均呈现由北向南递增分布态势,其因素主要由所处纬度、地形地势、海拔高度综合影响决定。京津冀不同区域平均气温升温速率有所差异。

按每10年一个年代(图5.6),分别统计各个年代的平均气温空间分布,可以看出京津冀区域气温空间分布格局上具有如下特点:整个区域的年平均气温10℃分界线基本没有什么变化,始终维持在北京以南的长城沿线;从20世纪60年代到21世纪以来气温在12℃以上区域范围不断扩大,目前已经扩展到天津及北京南部和唐山西部地区,其范围由60年代占整个区域的1/3到目前占整个区域的一半;北部坝上高原年平均气温低于4.0℃的区域在不断缩小,目前仅张家口北部坝上地区年平均气温低于4.0℃。

图5.6 京津冀累年及各年代平均气温(℃)空间分布

四、极端气温事件变化特征

1.高温日数的区域分布特征

日最高气温≥30℃的高温日数气候上称为暑热日数,暑热天气对作物生长不利,光合作用下降,玉米等作物的灌浆受到影响;日最高气温≥35℃的高温日数气候上称为炎热日数;日最高气温≥40℃高温日数气候上称为酷热日数。凡日最高气温≥37℃,就极易出现中暑病人,如果≥37℃的日数连续出现,将造成大量中暑病人出现,甚至造成死亡

表5.6 京津冀各区域累年平均高温日数统计(天)

各区域近30年(1981~2010年)累年高温日数统计结果(见表5.6),其中暑热日数和炎热日数是累年平均值,酷热日数出现的日期较少。区域暑热日数累年平均值为58.3天,暑热日数长城以北主要出现在5月下旬到8月中旬,其中冀北高原出现在6~7月;长城以南主要出现在5月中旬到9月上旬,集中出现在5月下旬到8月下旬。

区域炎热日数累年平均值为8.6天,从炎热日数的区域分布来看,冀北高原累年平均值为1.7天,是全区域出现最少的地区,山前平原和太行山区均为10天以上。炎热日数主要出现在6~7月,集中出现在6月中旬到7月中旬。

区域酷热日数30年合计出现517天,酷热天气主要出现在山前平原和太行山区,这两个区域酷热日占整个区域的93.4%。酷热日数集中出现在6月下旬至7月上旬。

图5.7为京津冀累年最高气温≥35℃日数空间分布状况。

区域的暑热(日最高气温≥30℃)日数年代际变化呈现先降后升的变化态势,80~90年代变幅最大;京津是增幅最大的区域(增加14天),燕山丘陵次之(增加12天),太行山区变幅最小(表5.7),整个区域有62.3%的站点暑热日数呈现增加态势;年平均暑热日数的最高值出现在1997年为75天,最低值出现在1976年为38天。

区域的炎热(日最高气温≥35℃)日数年代际变化呈现先降后升的变化态势,但幅度相对比较平缓,最高值出现在60年代,最低值出现在80年代,90年代变幅最大;京津是增幅最大的区域(增加2天),燕山丘陵和冀北高原次之(增加1天),其他三个区域的日数下降(表5.8);年平均炎热日数的最高值出现在1968年为22天,最低值出现在2008年为3天。

图5.7 京津冀累年最高气温≥35℃日数(天)空间分布图

区域的酷热(日最高气温≥40℃)日数年代际变化呈先降后升的变化态势,最高值出现在2000年代,最低值出现在20世纪80年代,90年代开始跃升,2000年代变幅最大(表5.9);年酷热日数合计值的最高值出现在1972年为127天,最低值为0天。

表5.7 京津冀各区域日最高气温≥30℃日数变化

表5.8 京津冀各区域日最高气温≥35℃日数变化

表5.9 京津冀各区域日最高气温≥40℃日数变化(合计值)

2.低温日数的区域分布特征

统计分析了京津冀近30年(1981~2010年)日最低气温≤0℃、≤-10℃和≤-20℃的出现日数(见表5.10),其中气温≤0℃和气温≤-10℃的日数是累年平均值,气温≤-20℃日数出现较少,由30年合计值表示。

最低气温≤0℃日数京津冀整个区域平均日数为129天,冀北高原出现日数平均可达191天,长城以北的燕山丘陵区、太行山区北部为130~190天,京津、山前平原区、冀东平原区和太行山区的中南部为80~140天。

最低气温≤-10℃日数的京津冀整个区域平均日数为36天,冀北高原平均值为113天,燕山丘陵平均值为70天,冀东平原和燕山丘陵的平均值接近,分别为25天和23天,京津和山前平原的平均值接近,分别为12天和13天。

最低气温≤-20℃日数京津冀整个区域30年累计出现日数为401天,最多日数为61天,气温≤-20℃的日数主要出现在冀北高原和燕山丘陵地区,这两个区域的出现日数占整个区域的85.8%,其他地区只是零星出现。

图5.8为京津冀累年最低气温≤-10℃日数空间分布状况。

表5.10 京津冀各区域累年低温日数统计

区域“日最低气温≤0℃”和“日最低气温≤-10℃”日数的年际变化均呈下降趋势,下降速率分别为3.15天/10年和3.66天/10年,“日最低气温≤-10℃”日数下降幅度更大些(图5.9、图5.10)。

图5.8 京津冀累年最低气温≤-10℃日数(天)空间分布图

图5.9 京津冀日最低气温≤0℃的日数历年变化

图5.10 京津冀区域≤-10℃日数历年变化图

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