南雄市30年日照气温和降水的变化特征分析

[摘 要] 引用南雄市气象观测资料1981-2010年年、月、季度、年平均、平均最高、最低气温；降水量、日照变化情况，并对这些数据进行统计分析，研究其变化特征。结果表明：南雄市的近30年日照时数偏多与偏少的差距并不大，基本正常；气温呈波动上升趋势，四季度中除了夏季变化不大，其它三个季度的温度上升了1.0-1.5度左右；年降水量呈波动下降趋势，但夏季降水量呈缓慢增加的趋势，当地应做好夏季防洪防涝工作。

[关键词] 气候学 日照变化 气温变化 降水量变化 南雄

[中图分类号] P467 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2014）07-0285-05

引言

现在，全球气候变暖的情况几乎所有人都了解了，而造成气候变暖的原因主要包括自然因素和人为因素等。我国地域辽阔，各地区的地形各有不同，容易受到异常气候的影响，近年全国气候在这些因素的影响下也出现了很多异常的现象，全国多地多次发生极端的天气异常事件，有些地方更是频繁出现天气异常现象。在1998年，全国降水异常，造成全国性的洪水泛滥。南方地区在2003年夏季，气温持续超过35℃的时间超过1个多月，一些地区持续高温的时间甚至超过2个月。在2008年年初，南方地区受到了大范围的暴雪、冰冻袭击，对人民群众正常的生活造成了严重的影响，对社会经济也有一定的损失。而且，异常天气对各个产业均会造成影响，甚至关系到某个行业的发展。天气异常不但会对人民的生存环境造成不良的影响，而且对社会和国家的经济发展均会有一定的影响，所以全球各国的政府机构对气候异常和气候变化越来越重视。气候变化主要包括温度和降水的变化，很多的气候因素出现变化后最终都会集中表现在温度和降水的变化上。如果想了解和掌握最近气候的变化情况，主要是应该对温度和降水的变化特征及趋势进行分析和研究。及时的对天气进行预测，可以减少因气候异常而造成的损失，还可以通过对气候变化的预测及对异常天气的分析增加人们对异常天气的预警和自我保护意识，现在气候异常已经成为世界环境领域和各国媒体非常关注的热点，如何通过气候预测来减少异常天气造成的损失和影响，是全国和国际社会普遍关注的问题，现在全球各个领域的科学家对气候的研究也开展逐渐广泛和深入。研究气温和降水的变化特征及趋势可以预测近期内气温和降水的变化，为各个产业提供异常天气预警信息，以减少各个产业因异常天气而造成的损失，对各个行业的发展具有一定的促进意义。

南雄位于广东省最西北部，与江西相交，是亚热带季风湿润气候区，一年四季分明，冬半年受大陆冷性高压控制，气温较低，寒冷少雨，多霜冻天气现，历年来最低气温都出现在一月。夏半年受副热带海洋性天气系统影响，加上本市处在红土盆地的地理位置，气温较高，热量充足，雨量充沛的偏海洋性的气候特点。

年平均气温19.9℃，最热月平均气温28.8℃，最冷月平均气温9.5℃，历年极端最高气温40.4℃，极端最低气温-4.1℃；雨量充沛，分布不均，年平均降雨量1495.2毫米；其中5-10月平均降雨量851.8毫米，占全年平均降雨量的66.9%，年平均相对湿度76%，最小相对湿度5%；无霜期长，年平均无霜期297天；全年日照1622.5小时，占可照时数的37%；年平均风速1.6米/秒，最多风向为东北偏东风；年平均蒸发量为517.9毫米；年雷暴日数66天；主要气象灾害有洪涝、干旱、高温、霜冻、低温阴雨、雷暴等。

全球气候变暖是世界各地气象人士共同关注的话题，很多科研表明，近百年来全球气温呈不断上升的趋势[1-6]。现用南雄市1981- 2010年30年来的气温、降水、日照资料，对其做了较为详细的分析与研究，并初步探讨了南雄市30年来的气候变化规律以及后期变化趋势。对南雄市人民政府指导工农业生产、发展经济、保护环境、保护生态平衡等具有重大的意义。

一、资料与线性回归方法分析

1.引用南雄市1981- 2010年30年来的年来的年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温、及四季平均气温，年降水量、年日照时数等气象资料，运用统计学方法，做出年、季各要素的历史变化曲线[7-8]，分析南雄市1981-2010年30年来的的气候变化特征。

2.某气象要素序列的一元线性回归方程设为y（x）=a+bx，b是某气象要素序列的趋势变化率，当b>0时，说明该气象要素是随时间变化呈上升趋势的；当b

二、 年日照时数变化

南雄市30年来平均年日照时数为1622.5小时。日照时数偏多的年份有13年，偏多最多的年份是2004年，偏多355.2小时，其次是1986年，偏多272.5小时；日照时数偏少的年份有12 年，最少年份为1997年，偏少392.5小时，其次是1993年，偏少182.5小时。从总体分析，南雄市近30年的日照时数以0.4521h/年的递减的，相关系数为0.0006，无通过a=0.1的显著检验，表明年日照时数的减少趋势在统计上不明显。

从图1中可以观察到，近30年日照时数大致分为三大部分，第一部分是年代变化偏多的年份，第二部分是偏少年份，第三部分是偏多年份。具体为1983-1989、2003-2004、2007-2009年均为日照时数偏多的年份；1982、1993-1995、1997-2000、2002、2005-2006这10年的日照时数均为偏少年份；日照时数最长连续偏多年为12年，正常年份是1981、1989、1990、1996、2001年。总的来说，南雄市的近30年日照时数偏多与偏少的差距并不大，日照时数总数之和48676.2与历年48675.0相比，是正常的。1992- 1999年间平均日照时数较其他年份偏少。1.气候特征分析

1.1气温月变化

从各月平均气温的月变化的直方图，两头低，中间高。可以知，南雄市最热的月份是6-8月份，平均气温是28.1℃；一月份最冷，平均气温是9.4℃。这与影响南雄市的冷空气活动规律很吻合，10月份起冷空气就从北方南下，冷暖空气交替，气温变化不一，到了冬季，冷空气次数和强度增加更明显。平均气温最高为7月，最低为1月。其中2003年7月月气温最高，1984年1月气温最低。1月最高气温出现在1987年，2月最高气温出现在2009年，3月最高气温出现在2002年，4月最高气温出现在1998年，5月最高气温出现在1985年，6月最高气温出现在1999年，7月最高气温出现在2003年，8月最高气温出现在2009年，9月最高气温出现在2009年，10月最高气温出现在2006年，11月最高气温出现在2005年，12月最高气温出现在1992年。而1月和2月最低气温出现在1984年，3月最低气温出现在1985年，4月最低气温为1996年，5月最低气温出现在1999年，6月最低气温出现在1982年，7月最低气温出现在1997年，8月最低气温出现在2002年，9月最低气温出现在1997年，10月最低气温出现在1991年，11月最低气温出现在2009年，12月最低气温出现在1982年。

1.2气温的季节变化

广东自然季节的划分，以平均气温小于14度（12-2月）为冬季，大于或等于24度（6-8月）为夏季，介于两者之间为春（3-5月）、秋（9-11月）季气候。

从近30年四季图来看，每个季度的平均气温都是呈波动上升或者下降，季度上升率最高的是冬季0.0582℃/年，除了夏季30年来线性变化不大，很平缓，其它三个季度的线变化都是很大，约上升了1.0-1.5度左右；从相关系数来看，四个季度相关系数分别为0.1762、0.005、0.02779、0.1991，用t 检验方法检验，春、秋、冬三个季度都通过a=0.01时的检验，它们的线性变化是显著的。

1.2.1春季年平均气温的变化趋势率为0.0366℃/年，平均气温偏暖明显的有6年，分别为1980年、1986年、1987年、1989年、1991年、1998年、2000年、2001年、2002年、2003年和2008年，比历年平均值偏高0.5～1.6.℃，偏高最多的是1987年，比历年平均值偏高1.6℃；偏冷明显的年份有9年，分别为1984年、1985年、1988年、1991年、1992年、1996年、2006你那、2007年2010年。比常年平均值偏低0.5-1.7℃，偏冷最多的是1988和1996年，比历年平均值偏低1.7和1.6℃。春季年平均气温最高的为2002年。1981-2010年，春季平均气温呈现整体升高的趋势。

1.2.2夏季平均气温变化不明显，最偏凉的是1997年，偏低1.2℃，偏低的年份有12年，包括1983年、1984年、1986年、1988年、1990年、1992年、1998年、2003年、2007年和2009年。无偏很明显的偏热的年份，稍偏热的有13年，才偏高0.5-0.6℃；但总来看，还是正距平的年份多，还是稍偏热的。对夏季平均气温进行线性分析，显示1980-2010年夏季平均气温呈现平衡的趋势，并没有出现增高和降低的现象。

1.2.3秋季年平均气温的变化趋势率为0.0192℃/年，平均气温升高的有9年，分别为1982年、1983年、1987年、1989年、1990年、1998年、2003年、2006年、2007年和2009年，温度偏高0.5-1.2℃，偏高最多的年份是1991和2002年，偏高1.2℃；平均气温偏低的有9年，分别为1981年、1986年、1994年、1998年、1999年、2004年和2008年，偏低0.5～1.1，1998年偏低最多，偏低1.1℃。升温阶段主要集中在80年代初、90年代初。从距平来看，降温阶段主要集中在2000年代，自05-10年有5年是连续降温的，升温阶段主要在80、90年代，分别是1984-1988，1991-1994、和2003～2006年这几年都是连续升温的。但是对秋季平均气温的趋势进行线性分析，1980-2010年呈现缓慢上升的趋势，1980-2010年间秋季平均气温约升高0.5℃。

1.2.4冬季年平均气温的变化趋势率为0.0582℃/年，温偏高的年份有13年，分别是1982年、1987年、1990年、1991年、1992年、1994年、1997年、1998年、1999年、2002年、2007年和2009年，偏高0.5-1.9℃；冬季最暖的年份是1987、2002、2007、2009，分别偏高1.7、1.8、1.6℃、1.9℃；冬季偏低的年份有7年降温比较明显，分别是1982年、1983年、1984年、1995年、1996年、2005年和2008年，气温偏低0.5-2.9℃，最冷的是1984年，偏低2.9℃。冬季降温幅度最大的是80年代前期，冬季升温的主要在1990-2010年（除93、95-96、05、08年外）共有15年，气温呈曲线上升，暖冬现象很明显。冬季气温升高，说明影响本的冷空气次数减少或者是冷空气的强度减弱。详细结果见图6。

从气候是否异常来看，异常偏冷有一年是1984年，显著偏冷的有2年（2005年、2008年），偏冷的有3年（1983年、1985年、1995年）；显著偏暖的年份有4年（1987年、2002年、2007年、2009年、2010年）其它年份都是正常的。其中异常偏热的为1987年。

1.3气温的年变化

1.3.1从资料统计图可以看出，南雄1981-2010年近30来气温总体呈上升趋势，每年变化偏多偏少不一样，从计算结果可知，年平均气温的变化趋势率为0.028℃/年上升，高于广东省近50年的平均增温率 0.021℃/年[9]，说明了南雄近30年升温幅度大。 1998年后升幅明显，都是在线性趋势线上方。年平均气温变化有明显的阶段性：81年代到96年（除87年外）是偏冷阶段，年平均气温最低是84年的8.9℃，距平为-1.0℃；97年后为偏暖阶段，年平均气温最高是09年的20.9℃，距平为0.9℃。年平均气温最高的年份为1998年和2009年，年平均气温最低的年份为1984年。对1980年-2010年年平均气温趋势进行线性分析，呈现上升趋势，但是1980年-2010年全年平均气温呈平衡趋势。.9℃，1984年（15.6℃）最低的距平为-0.9℃，有14年正距平，偏高的只有3年，1998年（19.6℃）偏高最大，正距平3.1 ℃。其它年份的正负距平值很小，总得来说，近30年的平均最低气温，大多数是正常的。1.3.3据统计，近30年平均最高气温为24.5℃，年际变化为正距平的有13年，其中有9年偏高0.5-1.3℃，2009、2003年分别偏高1.2℃和1.3℃；呈负距平的有15年，其中有5年偏低0.5-1.2℃，偏低最大的是1998年（23.0℃）偏低1.5℃。从图9可以看出，平均最高气温年代变化是80-00年代末是偏低的，20年出现两个极值，后部分年代就是偏高的。总体呈现上升趋势。2.极端气温分析

2.1最高气温和高温天数

南雄市年极最高气温是在2003年，高达40.4℃；最低的1996年，为36.1℃。从图10可以看出，最高气温整体上都是上升的趋势。近30年的最高气温都是超过36℃，超过38℃的年份有14年，2003年之前极端最高气温年每年之间波动较大，之后较小，从2003-2010年连续7年超过38℃。详细结果见图10。

以广东日最高气温≥35℃作为高温天气的标准。从统计图可知，最多的是2007年22天，次多1994年17天；最少的是1987年只有3天和1997年的4天。1981-2010年高温天数一般在5天左右，但是1984年、1990年、1992年、1998年、2001年、2007年和2009年的高温天数均超过了10天。高温天数低于5天的只有1981年、1987年和1997年。2.2最低气温

南雄市年极最低气温是在1999年，为-4.1℃；最高的1988年，为2.1℃。最低气温波动最大的是由1998年的1℃降低到 1999年的-4.1℃。从图可以看出，最低气温整体线性上升变化不明，但从趋势变化率a=0.0081>0，还是略有上升的。近30年的最低气温都是低于0.2℃（除1988和1998年外），低于 -1.0℃的年份有13年，分别为1982年、1983年、1984年、1985年、1990年、1991年、1993年、1996年、1998年、2003年、2006年、2010年。四、降水变化特征分析

1.季月和年降水特征分析

1.1季降水量变化

3-5月，春季的降水来自冷空气南侵的锋面活动，加上热力对流较强，是降水最多的季节，近30年春季月平均降水量为200.49mm，占全年降水量的40%。其中春季平均降水量最多的为1992年，最少的为1991年。对1981年-2010年春季平均降水量进行线性分析，结果显示呈现缓慢下降的趋势。1981年-2010年春季平均降水量超过近30年春季月平均降水量的年份有10年，分别为1981年、1983年、1984年、1987年、1988年、1992年、1993年、1996年和2009年。1981年-2010年春季平均降水量低于近30年春季月平均降水量的年份有11年，分别为1985年、1986年、1989年、1990年、1991年、1994年、1995年、2002年、2004年、2006年和2008年。量

6-8月，南雄月平均降水量164.83mm之间。受锋面低槽影响，常常出现大范围暴雨。这三个月的降水量就占全年的33.1%，常常引起洪涝灾害。前汛期各月降水量是随时间递增而平衡的。夏季平均降水量偏高的年份有14年，分别为1984年、1985年、1993年、1994年、1995年、1996年、1997年、2002年、2005年、2006年、2007年、2008年、2009年和2010年。夏季平均降水量偏低的年份有14年，分别为1983年、1988、1989年、1990年、1991年、1992年和2000年。1981-2010年夏季平均降水量最多的为1994年和1997年。而1988年-1992年夏季平均降水量普遍偏低。对1981-2010年夏季平均降水量进行线性分析，结果显示，夏季平均降水量呈现缓慢上升的趋势。9-11月，属后汛期，这期间主要是热带气旋影响或登陆本省时带来的降水。秋季月平均降水量65.1 mm，占全年降水量的9%。1981-2010年秋季平均降水量最高的年份为2002年，最低为1996年，高于平均水平的年份为1981年、1982年、1985年、1987年、1990年、1991年、1999年、2006年。低于平均水平的年份为1983年、1984年、1986年1988年、1989年、1995年、1996年、1997年、2004年、2007年、2010年。对1981-2010年秋季平均降水量进行线性分析，结果显示，秋季平均降水量呈现缓慢下降的趋势。12-2月份正是夏季风向冬季风过渡的季节，干燥而寒冷的极地大陆气团逐渐影响和控制南亚大陆。冬季月平均降水是68.21 mm，占全年降水量的13.7%。冬季平均降水量最多的年份为1983年，而最低的年份为1984年。对1981-2010年冬季平均降水量进行线性分析，结果显示，冬季平均降水量呈现缓慢下降的趋势。

1.2 月降水量变化

南雄月降水量变化是首尾少，中间多，降水量最多月份在前汛期（4-6月份），每个月的降水量都在150mm，3月份约100-150mm，占前汛期雨量的20%-25%，4月份，约100-150mm，占前汛期雨量的20%-25%，5月份约150～200mm，占前汛期雨量的35%-40%，六月份约150-200mm，占前汛期雨量的40%-45%。月降水量最大为1992年的3月，甚至超过了南雄市平均雨量最多的4月、5月和6月。月平均降水量1月、2月、3月、4月呈现逐渐上升的趋势，4月、5月、6月的平均雨量基本持平，而从7月开始，至10月为止呈现逐渐下降的趋势，而 10月、11月、12月的平均雨量基本持平。月极小值最高的为1990年。

6-8月缓减，10月份降水量锐减，以后逐月降水量递减，11月降水量减至40-50mm；12月又继续减至20-40mm，30年来最少的年份是1983年1月仅下了2.3mm，最多的年份是1992年3月484mm。

从每个月的变化率（距平百分比），1-2，9-12月份的降水量是呈减少的趋势，3-8月是呈增多的，降水量主要出现在汛期。一年的降水量主要来自汛期，要是当年汛期的降水量偏少了，年降水量也就是偏少了，成正比例关系的。详细结果见表1。

1.3年降水量变化

从近30年降水量变化来看，可知降水量是减少趋势，每年度的降水量不一，1981-1986、1988、1993-1995、1998-1999、2003年为多雨期正距平占43%；1987、1989-1992、2000-2002、2004-20005、2008、2010年是少雨期负距平占40%；正常年份1996-1997、1999、2006、2009年，只占17%。年降水量最多的是1994年，偏多440.8mm（30%），年降水量最少的是2005年，偏少384.9mm（26%），降水变化趋势系数为-6.9684mm/年，相关系数为0.066，变化是明显的。详细结果见图17。

把月、季度、前汛期、汛期、年降水量综合起来对比，进行相关分析，相关系数最大为春夏两季节，所以全年的降水量多少，主要靠这两个季度的降水量多少来决定。要是春夏季节降水偏多，意味全年的降水量也就偏多了，它们是成正比关系的。

2.前汛期和汛期降水量的变化特征分析

从线性趋势变化年来，前汛期是以2.5273mm/年上增多， 汛期降水量平均值为1069.173毫米，占30年平均降水量的72%，前汛期降水是平均值为424.89mm，占30年平均降水量的28%。各年汛期降水量与30年汛期平均值相比，偏多2-3成有10年，偏多最多的是1993年，偏多近3成；偏少2-3成的有10年，偏少最多的是1991年，偏少近4成。详细结果见图18。

3.极端降水分析

南雄市近30年最大日降水量是1991年为152.7mm， 大暴雨的年份有11年，占36.7%，50 mm≤日降水量≤100mm，暴雨的年份有17年，占56.6%，最少是2007年39.8 mm和1989年47.4mm，无暴雨日的年份只占6.7%。从图19可以看出，日降水量的线性上升变化不明显的。

从统计表2来看，年平均出现暴雨日数不到5天，3-9月平均每个月不及一次暴雨，都是以中雨和大雨为主，所以南雄在汛期较少发生洪水灾情，对人民和农业生产很有利。1981-2010年日降水量大于等于50.0mm日数最多的为6月，最少的为1月，1981-2010年1月日降水量大于等于50.0mm日数为0天。。

五、气温和降水量的异常分析

变异系数是衡量资料中各观测值变异程度的另一个统计量。标准差与平均数的比值称为变异系数，记为C・V。当c的绝对值>1时，表明该气象要素偏离均值的程度比平均值更明显，当C的绝对值

从气温的变异系数来看，最大的是1981-1985这个阶段性，随着年份的增多，变异系数越小，说明气温波动的幅度大，降水量的变异系数，最大的是1991-1995年。

根据气候学的划分等级标准：t≥2度为异常偏冷（暖），1.5度≤t≤2度为显著偏冷（暖），在1度≤t≤1.5度偏冷（暖），1度以内为正常。，降水的划分标准，R在±80%异常偏多（少），R在±80%-±50%之间为显著偏少，R在±50%-±25%为偏多（少），R在±25%之间为正常降水。

南雄近30年的年平均气温和降水量都无现异常偏冷（暖）和偏多（少），气温都是正常的；降水偏少年份有1986-1990、1996-2000、2001-2010这三个5年段略偏少，略偏多年份是1981-1985。

六、气温和降水的关系

从气候上来看，降水量与单个气象要素没有直接关系。降水量与纬度、下垫面、季节、大气环流等因素有关。影响降水量大小条件：1、水汽条件2、上升运动3、云物理条件；影响气温高低的主要因素：1、大气运动冷暖平流2、垂直运动3、太阳辐射4、天空状况（云、风力等）。这表明降水与气温的变化主要受冷空气和高空西槽、南支槽、切变线等天气系统影响很大的作用，还有可能分别受制于某些影响因素。

对南雄近30年的年平均气温和降水量进行对比分析，结果显示：30年来南雄四季气温除了夏季变化不大，其他季节的温度缓慢上升；而降水量方面，30年来四季降水量夏季降水量有所增加，而其他季节的降水量缓慢下降。推测气温与降水量的关系，从降水量的年变化与气温年变化的关系来看，它们是呈相反关系的[10-11]，气温偏低时期降水量偏多，气温偏高时降水就偏少。根据南雄近30年的年平均气温和年降水量之间的关系，可以对近几年春季、秋季和冬季的温度缓慢上升及降水量有所减少的状况进行预测，夏季的降水量呈现缓慢增加的趋势，应注意做好夏季防洪和防涝工作。

从气温和降水的相关性来看，从图20可知南雄近30年的年平均降水量和年平均气温之间的回归方程为y=-168.81x+4857.6，相关系数为0.0939，用t 检验方法检验，都通不过a=0.01时的检验，降水与气温的线性变化是不显著的。

小结

1.近30年南雄的气候变化与广东气候变化基本一致，即气温呈波动上升趋势，降水呈波动下降水趋势，降水的年代与气温变化年代的趋势呈反相关的。春、秋、冬三个季节的气温线性变化和年平均的气温线性变化是一致的，且三个季节都是增温，年平均气温自然也是上升的。

2.南雄市年降水量变化趋势变化明显，每年以6.9684mm变化系数在下降；春夏两季度的降水对年降水影响最大，相关系数最大；夏季降水量呈缓慢增加的趋势，当地应做好夏季防洪防涝工作。

3.南雄市的近30年的日照时数偏多与偏少都差不了多少，日照时数总数之和48676.2与历年48675.0相比，是正常的，线性变化趋势不显著。

4.降水与气温都是主要的气候要素，综合分析它们之间的关系，有些年份有相关关系，有些年份无相关关系。这种复杂情况可能表明：降水与气温之间到底谁影响着谁还说不清，它们很可能还分别受到了其他重大因素的影响。

参考文献

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