1984―湘潭市高温变化特征与危险性评价

摘要 利用湘潭市湘潭、湘乡、韶山气象站1984―2013年逐日气温观测资料，分析了湘潭市年最高气温、高温日数年际变化、高温强度空间分布、危险性评价，并计算6个典型重现期（2年、5年、10年、20年、50年以及100年）条件下的致灾因子概率值。分析表明：湘潭市各站年极端最高气温、年高温日数、年高温最多持续时间总体上呈显著上升趋势，高温重现期年限越长，高危险性等级越高，高危险区域影响面积也就越大。

关键词 高温；变化特征；危险性评价；湖南湘潭；1984―2013年

中图分类号 P423.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）15-0244-03

21世纪，气候变化演变为人类面临的重大问题之一，气候变化影响经济、环境、社会，威胁着整个人类的身心健康[1]。可以说，全球变暖已成事实，早在2007年的时候，IPCC就评估指出过去100年间全球温度抬升了0.74 ℃[2]。全球变暖、城市化加剧、热岛效应等使得酷热频发，可以说高温已经严重危害到了人类的健康[3]。湘潭市受高温热浪影响较严重，每年夏季出现的高温酷暑天气严重影响到人民的正常生活以及生产活动。现结合气象资料对湘潭市高温变化特征进行分析，并对危险性进行评价。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源与处理

湘潭、湘乡、韶山三站气温观测资料均由湖南省气候中心提供，包括1984―2013年的年极端最高气温与年高温（≥35 ℃）日数资料以及1984―2013年3个气象站点逐日最高温度观测资料。使用Excel软件提取出资料数据中日最高气温≥35 ℃的子序列。

1.2 研究方法

本文主要开展以下几方面的研究：一是运用Excel对年最高气温≥35 ℃的天数进行提取、统计和时间序列分析，最后得出相应图表。二是求出单站气温极值重现期以及天数重现期。三是通过使用ArcGIS软件对湘潭市及周边区域（包括长沙市、株洲市）高温灾害危险性进行分区。

2 结果与分析

2.1 湘潭市高温变化特征

2.1.1 年极端最高气温变化特征。据统计，湘潭市年极端最高气温30年平均为38.3 ℃，年极端最高气温一般出现在7―9月。从图1可以看出，韶山、湘乡、湘潭站点的极端最高气温相差不大，均为显著上升趋势。20世纪80年代至今，韶山、湘乡以及湘潭出现极端最高气温均在35.8 ℃（1997年韶山）以上。1984―1993年10年间各站点平均年极端最高气温分布范围为36.0～39.4 ℃；1994―2003年为35.8～41.8 ℃；2004―2013年为36.8～41.0 ℃。各站年极端最高气温增长率分别为韶山0.6 ℃/10年，湘乡0.5 ℃/10年，湘潭0.5 ℃/10年。

2.1.2 湘潭市高温日数变化特征。通过统计计算，1984―2013年湘潭市各气象站年平均高温日数分别为韶山24 d，湘乡28 d，湘潭26 d；最大高温日数分别是韶山54 d（2013年），湘乡53 d（2013年），湘潭64 d（2013年）；高温最多持续天数分别是韶山24 d（2013年），湘乡31 d（2003年），湘潭26 d（2003年）。从高温日数年际变化来看（图2），3个站高温日数增加率分别为韶山6 d/10年，湘乡6 d/10年，湘潭7 d/10年。韶山、湘乡和湘潭高温日数年际变率很相近。其中湘乡站30年出现高温日数除2001年、2006年、2013年外均大于韶山。在1990年、1994年、1997年、2002年和2005年湘乡出现高温日数与湘潭持平，1996年、2001年和2013年湘乡出现高温日数低于湘潭，其余年份大于湘潭站。

从湘潭市各站点年高温最多持续天数图来看（图3），湘潭市各气象站年高温最多持续时间呈持续上升趋势（其中韶山增长率为2.6 d/10年，湘乡为2.5 d/10年，湘潭为2.6 d/10年）。1992年出现了1个显著的高温最多持续时间的峰值。1992年韶山高温最多持续20 d，湘乡20 d，湘潭19 d。2000年后，在2003年和2013年出现了2个高温最多持续时间的峰值。2003年湘潭高温日数最多持续25 d，韶山14 d，湘乡31 d（为30年湘潭市高温日数最多持续之最）。2013年湘潭站高温最多持续26 d，韶山为24 d，湘乡为24 d。

综合图2和图3来看，20世纪80年代，高温日数较多的年份为1985年、1988年、1992年、1995年、1998年。

2000年以来，湘潭全市各气象站年出现35 d以上高温日数更为频繁。其中2003年、2009年、2010年和2013年湘潭全市3个站点出现高温日数均达到了35 d或以上。2013年为湘潭市3个站点高温日数出现最多的年份，韶山出现高温日数54 d，高温最多持续24 d；湘乡出现高温日数53 d，高温最多持续24 d；湘潭出现高温日数高达64 d，为湘潭市30年历史之最，高温最多持续26 d。

2.2 湘潭市高温致灾因子重现期分布

2.2.1 湘潭市极端最高气温重现期。从极端最高气温重现期（表1、图4）来看，湘乡在各概率下的年极端最高气温较高，韶山较低。韶山、湘乡、湘潭20年、50年、100年一遇3种重现期条件下的年极端最高气温均大于40.0 ℃。湘乡10年、 20年、50年、100年一遇的年极端最高气温均超过了40.0 ℃。10年一遇情况下，湘乡年极端最高气温达到40.1 ℃，韶山达到了39.7 ℃，湘潭达到了40.0 ℃。20年一遇情况下，韶山、湘乡、湘潭的年极端最高气温均超过了40.0 ℃。50年一遇情况下，韶山、湘乡、湘潭无出现41 ℃以下年极端最高气温的情况。100年一遇情况下，湘乡年极端最高气温高达42.4 ℃，湘潭达到了42.2 ℃，韶山较低为41.8 ℃。

2.2.2 湘潭市高温日数重现期。从高温日数重现期（表2、图5）来看，韶山各个重现期的高温日数明显最低，湘乡和湘潭相差不大。韶山、湘乡、湘潭50年、100年一遇的高温日数均超过50 d，20年一遇均等于或超过45 d。

2.3 湘潭市高温危险性评价与区划

在关于高温危险性分析研究中，各国没有统一的高温强度等级的划分标准，我国相关部门公布的《气象灾害预警信号及防御指南》中关于高温预警信号的规定如下：高温预警信号分3个等级，用黄色、橙色和红色表示[4]。在实际生活中，以人们生产活动中的实际感受为准[5-8]，以年发生大于等于35 ℃的高温日数（d/年）为因子，将灾害强度危险性划分为6个等级，分别是无危险性、较低危险性、低危险性、中危险性、较高危险性以及高危险性（表3），划分标准分别为高温年发生天数≤0 d、0～15 d、15～30 d、30～45 d、45～60 d以及≥60 d，对应的预警信号颜色分别为白色、绿色、黄绿色、黄色、橘黄色和红色[5-8]。运用ArcGIS重分类工具，利用计算得到湘潭市及周边区域（包括长沙市、株洲市）的3个典型重现期条件下（20年、50年和100年一遇）高温灾害危险性等级空间分布图（图6）。

100年一遇情况下，韶山为较高危险性区域，湘乡、湘潭处于高危险性。50年一遇情况下，湘潭全市处于较高危险性区域。20年一遇情况下，湘潭全市处于较高危险性区域。

3 结论与讨论

分析结果表明，湘潭市高温天气灾害较为严重，常出现38.0 ℃以上的高温天气，最高达到了41.8 ℃（2003年湘潭）。2003年、2010年和2013年为自1984年以来较热的年份，各站的极端最高气温基本都超过了40.0 ℃。其中2003年为湘潭市高温灾害特别严重的年份。各站增长率分别为湘乡0.5 ℃/10年，湘潭0.5 ℃/10年。

分析湘潭市高温日数年际变化得出：湘潭市高温日数较多，一般出现在每年7―9月。各站高温日数年际增加率分别为韶山6 d/10年，湘乡6 d/10年，湘潭7 d/10年。

湘潭市高温重现期年限越高，高危险性等级越高，高危险区域影响面积也就越大。100年一遇情况下，韶山为较高危险性区域，湘乡、湘潭处于高危险性区域。50年一遇情况下，湘潭全市处于较高危险性区域。20年一遇情况下，湘潭全市处于较高危险性区域。

4 参考文献

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