合肥市1961～2010年最高气温、最低气温变化特征分析

袁新田

(宿州学院环境与测绘工程学院，安徽，宿州 234000)

近年来，由于全球自然灾害的频繁发生以及人类不合理的经济活动，导致气温发生突变，生态环境遭受破坏，给人类造成了不可估量的损失，因此对气温的研究越来越受到人们的重视。IPCC第四次评估报告[1]指出，近百年全球地表平均温度明显升高，1906～2005年全球地表平均温度上升了0.74 ℃，20世纪后半叶北半球平均温度是近1300年中最高的。与1980～1999年相比，未来20年全球将增温0.4 ℃。由于20世纪前50年我国的气温观测资料不完整，不同的学者使用不同的方法进行插补和重建，因而得到不同的线性增暖趋势[2-9]。丁一汇[10]等研究指出：近100 a（1905～2001年）来中国年平均地表气温的升温幅度约为0.5～0.8 ℃，明显高于全球或北半球同期平均增温幅度，北方和青藏高原增温比其他地区显著。中国东部地区气候变暖的影响因素可能是由于区域气候背景的变化和人为热释放的变化[11]。

安徽省合肥市为北亚热带湿润性季风气候，位于我国气候过渡带(亚热带与暖温带)，由于其地处我国南北气候的过渡带，是气候变化的敏感区之一[12-13]。在我国不同地区升温差异较大，变化趋势不同的背景下，我们研究了合肥市最低、最高气温的变化特征，对该区域农业的可持续发展具有重要意义。本研究通过对合肥市近50 a气温数据的统计分析，初步探讨了最低、最高气温变化特征，为减缓、适应气候变化提供科学依据。

1 资料和方法

1.1 资料

选取合肥市气象站点（58321）1961～2010年逐日最高气温与最低气温的观测数据，利用统计软件对数据进行整理。四季划分如下：春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12～次年2月）。合肥站在2004年1月迁到距离原址(31°52′N，117°14′E)东南方约9 km的南郊骆岗机场(31°47′N，117°18′E)附近, 观测场海拔高度基本没有变化, 但周围环境发生较大变化。考虑迁站前后气象要素间的误差，为保持资料的连续性，对新站 (2004年1月后)的数据进行了订正[14]。

1.2 方法

用最小二乘法估计气候要素时间序列的线性倾向率。气温的变化趋势采用一次线性方程表示，即：

式中：Y为气象要素，t为年份的序号（本研究t取值为1～50)；b为线性趋势项，b*10表示气温要素每10 a的变化量，b的系数为正，则表明是增量，b的系数为负，则表明是减量[15]。

2 结果与分析

2.1 最低气温变化分析

由图 1(a～d)可知合肥市春、夏、秋、冬季平均最低气温变化倾向率分别为0.301 ℃/10 a、0.167 ℃/10 a、0.269 ℃/10 a、0.425 ℃/10 a。四季平均最低气温呈现上升的趋势。从5年滑动曲线可以看出：春季最低气温变化从 60年代～70年代初期（1973年）、70年代末期～80年代末期（1989年）和21世纪初期（即2001年）～2010年，气温总体处于下降期；70年代初期～1977年、80年代末期～21世纪初，气温呈现较快的增加特征。夏季最低气温在 60年代～1974年和1979年～80年代初期表现出明显的波动下降趋势；70年代中期～1978年、1994年以后，气温总体表现出较快的增温特征；1984～20世纪初期气温处于小范围内的振幅变化中。秋季最低气温在60年代～1973年、1979年～80年代初期这两个时间段内，气温呈现下降的特征； 70年代初中期～70年代中后期、1993年～2010年，气温表现出增加的变化趋势。冬季最低气温在 60年代～1972年、70年代末期～1986年、21世纪初～2010年，为下降期；1973年～70年代末期、80 年代中期～2002年这两个时间段内，气温处于较大波动的上升期。

图1 合肥市四季最低气温变化（1961～2010年）Fig.1 The change of minimum temperature in every season in Hefei city form 1961 to 2010

2.2 最高气温变化分析

由图2(a～d)可知合肥市春、夏、秋、冬季平均最高气温变化倾向率分别为0.4 ℃/10 a、-0.042 ℃/10 a、0.256 ℃/10 a、0.204 ℃/10 a。从 5 年滑动曲线显示：春季最高气温在60年代～1993年，表现出小范围内的波动变化，1994年以后气温呈较快的增加特征，超过多年平均值。夏季最高气温在60年代末～80年代中期呈现较明显的下降特征，80年代中期～1993年这段时间内，气温变化幅度比较小，从 90年代中后期开始，气温变化出现较小幅度的增长趋势。秋季最高气温1961年～70年代初期、80年代初期～1985年这两段时间内，气温处于下降期；70年代中期～80年代初、80年代中期～21世纪初10年，气温则表现出小范围内的增长趋势。冬季最高气温在60年代～1972年、80年代初期～80年代中期、2002年～2010年这三个时间段内，下降期；1973年～80年代初期、80年代中期～2002年这两个时段处于上升期。

图2 合肥市四季最高气温变化（1961～2010年）Fig.2 The change of maximum temperature in every season in Hefei city form 1961 to 2010

2.3 气温日较差变化分析

由图3(a)可知春季气温日较差的变化倾向率为0.009 ℃/10 a。春季日较差呈微弱的增大特征。最大值分别出现在2000年、2005年、2006年，最小值出现在1964年。由图3(b)可知夏季气温日较差的变化倾向率为-0.209 ℃/10 a。表明夏季日较差呈现减小的变化特征。夏季平均日较差的最大值出现在1966年，最小值出现在1996、1999年。由图3(c)可知秋季气温日较差的变化倾向率-0.013 ℃/10 a。秋季日较差的极值出现在1966年（最大值10.9 ℃）和1975年（最小值为6.5 ℃）。由图3(d)可知冬季气温日较差的变化倾向率为-0.221 ℃/10 a，冬季日较差呈减小的变化特征。

图3 合肥市四季气温日较差变化（1961～2010年）Fig.3 The change of diurnal temperature range in every season in Hefei city form 1961 to 2010

2.4 气温年代际变化分析

2.4.1 最低气温年代际变化

由表1可知：从20世纪60年代至80年代，四季平均最低气温距平值呈现波动减少特征，与多年平均最低气温相比偏低；从20世纪90年代至21世纪 10年代，四季平均最低气温距平值呈现明显的增加特征，与多年平均最低气温相比偏高。

各年代变化如下：20世纪60年代四季最低气温距平值均低于多年平均最低气温值，其中冬季气温距平值为-0.8 ℃，减少幅度最大，而夏季减少幅度最小，为-0.1 ℃；20世纪70年代四季气温距平值为负值，其中春季气温距平值变化幅度最大，为-0.5 ℃，夏季气温距平值变化幅度最小，为-0.2 ℃；20世纪80年代四季气温距平值为负值，其中冬季和夏季最低气温距平值减少幅度最大，为-0.4 ℃，春季和夏季最低气温距平值减少幅度最小，为-0.3 ℃；20世纪90年代四季最低气温距平值呈现增加特征，且冬季最低气温距平值增加幅度最大，比平均值高出0.6 ℃；21世纪10年代四季最低气温距平值均呈明显的增加特征，且冬季最低气温距平值增加幅度最大，高于多年平均值0.9 ℃。

表1 合肥市年代际最低气温距平（℃）Table 1 Anomaly of minimum temperature inter-decadal in Hefei city

2.4.2 最高气温年代际变化

由表2可知：春季、秋季、冬季最高气温距平值的变化特征与其自身最低气温距平值相比，其变化特征相一致，即从20世纪60年代至80年代，春季、秋季、冬季平均最高气温距平值为负值；从20世纪90年代至21世纪10年代，春季、秋季、夏季平均最高气温值均大于多年平均最高气温值，气温的距平值呈现较快的增加特征。但夏季不同于其他三季在于：夏季平均最高气温在 60年代呈增加的变化特征，距平值为正值，而在 90年代则表现出减少的特征，其距平值为负值。

各年代变化如下：最高气温距平值在 20世纪60年代除夏季呈明显增加特征外，其他三季均呈减少特征，且春季减少幅度和夏季增加幅度最大，分别为-0.5 ℃和0.5 ℃；20世纪70年代四季最高气温距平值均呈减少特征，其中春季减少幅度最大，为-0.6 ℃，夏季减少幅度最小，为-0.2 ℃；20世纪80年代四季均呈减少特征，其中秋季和冬季下降的趋势最大，为-0.6 ℃，春季下降的趋势最小，为-0.4 ℃；20世纪90年代除夏季最高气温距平值呈减少特征外，其他三季均呈增加特征，且冬季增加幅度最大，为0.5 ℃；21世纪10年代四季最高气温距平值均呈增加特征，其中春季增加幅度最大，为1.3 ℃，夏季增加幅度最小，为0.4 ℃。

表2 合肥市年代际最高气温距平（℃）Table 2 Anomaly of maximum temperature inter-decadal in Hefei city

3 结论

(1)合肥市近50 a最低气温呈现升高趋势，四季增温存在差异，冬季增温幅度最大，夏季增温幅度最小。

(2)合肥市近50 a春、秋、冬季最高气温呈上升趋势，春季增温幅度最大，而夏季最高气温呈现递减的变化特征。

(3)合肥市近 50 a春季气温日较差呈现增大趋势，夏、秋、冬季气温日较差均呈现减小趋势。近50 a夏季和冬季气温日较差变化幅度大于春季和秋季气温日较差变化幅度（包括增加幅度和减少幅度）。

(4)合肥市最低、最高气温在20世纪90年代以前偏低，处于冷期阶段，20世纪90年代以后气温偏高，处于暖期阶段。

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