西安市近50年气候变化分析

西安市近50年气候变化分析

刘培

【摘 要】西安市作为西北地区最大的城市,随着经济的发展产生的环境问题也越来越严重,对西安市的气候演变的研究也变得尤为重要.本文利用1963―2013年的近50年来的年平均温度、 年内温差、 日照时数、 平均风速、 相对湿度等气象因子进行分析,结果表明:西安市近50年来,年平均温度呈现上升趋势,日照时数呈现减少的趋势,相对湿度则呈现出下降的趋势,平均风速也呈现出减弱的趋势,这与全球的气候变化以及整个西北地区的气候变化趋势是一致的.

【期刊名称】《吉林水利》

【年(卷),期】2016(000)004

【总页数】5页(P19-22,25)

【关键词】西安;气候变化;气温;日照时数;平均风速;相对湿度

【作 者】刘培

【作者单位】云南师范大学 旅游与地理科学学院, 云南 昆明 650500

【正文语种】中 文

【中图分类】P461

随着城市化和工业化的不断发展，人类活动对环境的影响越来越严重，对气候变化规律的研究也变得尤为重要。气候变化研究在全球气候变暖以及气候异常现象加剧的背景下，已成为地理科学气候界关注和研究的热点[1]。气候是构成人类环境的大气、海洋和陆地的太阳辐射能的驱动下相互作用所达到的一种缓变平衡态,是人类生存最重要的环境要素[2]。自本世纪70年代以来，气候异常现象的频繁出现，使得全球气候变化特别是全球变暖已经成为国际上普遍关注的热点。政府间气候变化专业委员会（IPCC）第四次气候评估报告指出，在过去的100年之中，全球地表的平均温度上升了0.74℃，而相对于过去50年变暖趋势的每十年的上升幅度为0.13℃，几乎是过去一百年的两倍[3]。而中国的气候变化与全球的气候变化基本是趋于一致的，全球变暖明显高于全国平均水平。随着西安市经济的快速发展，人类活动对环境的影响也日益显著，分析该区域的近50年来的气温、相对湿度、日照时数、平均风速等要素的变化特征，有助于评估人类活动对西安市气候的影响，也可为未来西安市发展中面临的气候等相关问题提供相对合理的解决措施。

选取了西安气象站1963―2013年逐日气温数据，资料来源于各市气候资料处理部门逐月上报的《地面气象记录月报表》的信息化资料，数据来源于中国气象数据共享网。数据集包括平均气温、平均相对湿度、日最高气温、最低气温、平均风速等气候要素，其中10年为间隔，共50年（其中1953―2003年12月以12月1日的测量数据为标准，2013年资料选取了1―9月的数据资料）的气候资料。

根据西安市气象站点1963―2013年10年为周期的实测数据，绘制出气温、相对湿度、日照时数、平均风速的多年变化趋势线，结合图表来分析各要素多年变化的趋势。

2.1 气温的变化

2.1.1 年平均气温的变化

据资料分析，西安市1963―2013年近50年来的平均气温总体上呈现上升趋势（见图1），其中最低值出现在1983年，最低值为13.11℃。最高值出现在2013年，最高值为17.97℃，1973―1983年气温出现了下降趋势，下降幅度约为1.06℃，1983年以后气温呈现持续上升的趋势，此后也仍旧维持在较高的水平。

由图1可知，西安市自1963―1973年的气温呈现上升阶段，大约上升1.03℃，1973―1983年气温呈现下降阶段，大约下降1.06℃，1993年以后气温的上升幅度急剧增加，上升幅度约为4.73℃，从表中可以看出20世纪60―80年代西安市的年平均气温变化幅度不大，相对偏冷；至90年代后，气温急剧上升，且保持在较高水平，截止到2013年上升幅度为4.73℃，变化率为35.68%，西安市持续暖冬。

总体来说，西安市近50年来的气温明显呈现上升的趋势，且自1993年以后上升的幅度变化趋势增加明显。可以看出西安市目前正处于偏暖时期，这与全球气温变化趋势是一致的，这种变化与西安城市化的发展有着紧密的联系。

2.1.2 西安市近50年来年内温差的变化

对西安市50年来年内温差的变化分析，主要选取了两个分析对象，一是西安市全年的最大日平均气温与最小日平均气温的差值的分析，另一个是西安市最高月平均气温与最低月平均气温差值进行分析。

年内温差（日均温差异）的对比分析的结果如图2所示，总体上来说，西安市的日均温差异较大，均保持在36℃，变化幅度较小，西安市近50年年日均差在1983年达到最小值，最小值为36.1℃，在1963年年内日均温差出现最大值，最大值为39.8℃，在1963―1983年间年内日均温差呈现下降的趋势，且下降幅度较为明显，在1983―1993年间年内日均温差呈现上升的趋势，上升幅度为3.2℃，在1993―20世纪初期年内日内均差呈现出下降的趋势，年内日均差的变化幅度较小，但仍保持在较高的差值，仍都在38℃以上。

年内温差（月均温差异）西安市最高月平均气温与最低月平均气温的差值如图3所示。从1963年以来年月均温差异均保持在25℃以上，在1983年年月均温差出现最小值，最小值为25.34℃，在1963年年月均温差异出现了最大值，最大值为27.84℃，在1963―1983年间年内月平均气温呈现下降趋势，下降幅度约为2.51℃。在1983―1993年月均温差呈现上升的趋势，上升幅度为1.92℃，1993―2003年月均温差呈现下降趋势，下降幅度为1.06℃，2003―2013年月均温差异呈现上升趋势，上升幅度约为1.34℃。西安市的月均温差异的变化呈现出波状的变化特征，变化幅度较小，都保持在25℃以上，变化较为稳定。

根据资料统计得出，西安市的平均气温最高的月份通常为7月或8月份，平均气温最低月则出现在1月份。

2.2 日照时数

西安市近50年来日照时数变化情况是：20世纪60、70年代的日照时数相比偏多，80、90年代日照时数偏少。从季节的变化情况的趋势来看，夏季，60―70年代日照时数呈现出下降的趋势，70―80年代的日照时数仍旧呈现出下降的趋势，80―90年代的日照时数又呈现出上升的趋势；夏季的日照时数呈波状变化的规律。秋季，50―60年代日照时数呈现下降的趋势，60―70年代日照时数呈上升的趋势，而自20世纪80年代以后日照时数就开始呈现减少的趋势；冬春季节的变化趋势与年变化趋势较为一致。总的来说，从上文分析得出，西安市的日照时数变化的规律是：自20世纪70年代以后，西安市的日照时数就开始呈现出降低的趋势。

2.3 相对湿度

本文研究西安市1月份和7月份平均相对湿度的变化，如图4所示，1月份的平均相对湿度呈现下降的趋势，1月份的平均相对湿度最大值出现在1993年，最大值为74.71%，平均相对湿度最小值出现在1963年，最小值为44.48%。1月份的平均相对湿度呈波状下降的趋势，且变化幅度较大。7月份平均相对湿度从1963―1983年以来，相对湿度呈递增的趋势，大约增长了9.06%。1983―2003年，平均相对湿度呈现下降的趋势，下降幅度为6.19%，7月份的相对湿度变化幅度较为和缓。总的来说，从图中我们可以看出，1月份和7月份的平均相对湿度从总体变化趋势上来说都呈现出下降的趋势，1月份的相对湿度的变化幅度与7月份的相对湿度变化幅度相比，1月份的相对湿度的变化幅度较为显著。 2.4 平均风速

由图5可知，近50年来西安市的年平均风速经历了明显的减弱趋势，平均风速在2013年达到最高值，最高值为24.56m/s,在2003年的平均风速达到了最小值，最小值为9.69m/s。从1963―2003年，西安的平均风速呈现出明显的持续下降的趋势，且变化幅度较大，由20.35m/s下降到8.69m/s。2013年的平均风速为24.56m/s (2013年只有1―9月的数据，年平均风速只估算到2013年1―9月的平均风速)。总的来说西安市近50a来的平均风速呈现减弱的趋势，其中风速减弱的原因与城市化发展有一定的关联。

3.1 温度变化的原因

西安市位于关中平原,北靠渭北台源,南依秦岭山脉，属暖温带半湿润大陆性季风气候,四季分明，气候温和，雨量适中。它是我国西北地区文化、交通、经济、旅游中心。随着西安市经济的快速发展，人类活动对环境的影响也日益增强。西安市近50年的平均气温变化在总体上呈现上升趋势。以20世纪90年代为分界点：60―90年代处于相对稳定增长的时期，90年代以后处于气温急剧上升的时期，且年平均气温的增加趋势在总体上高于全国平均水平。西安市全年的最大日平均气温和最小日平均气温的差值在上世纪60―90年代一直处于下降阶段，以20世纪90年代为分界，年最高日平均温度和最低日平均温度的温差分为温差较大时期和相对稳定时期。而西安市最高月平均气温与最低月平均气温也分为两个阶段，上世纪60―80年代最高月平均气温与最低月平均气温差处于持续下降阶段，在90年代以后则呈现波动变化，最高月平均气温一般出现在7、8月，最低月平均气温出现在一月，且近50年中，最高、最低月平均气温都处于明显的上升阶段。

造成西安近50年年平均气温上升的原因源自两个方面，一是自然原因，二是人为原因。气温的持续性升高则多被归结为人类活动，特别是19世纪后半叶以来，在西安市工业化发展较快，人类活动对温度的影响起着相当大的影响。首先，人类活动燃烧大量的化石燃料，并且向大气中排放大量的二氧化碳；二氧化碳是一种温室气体，它拥有吸热和隔热的功能，这种功能使得温室气体不易向外扩散，因此会使得近地面的逐渐气温升高，也就会使得大气的温度升高，这也就是常说的温室效应，这是温度上升的原因之一。二是随着城市用地的增加和人口对资源压力需求的增多，对森林的破坏使得大量的森林吸收、固定二氧化碳的量急剧减少，大量的温室气体、“人为热”、汽车尾气排放到大气之中，使得西安的“热岛”效应日益严重。人类活动对北半球气候的影响最为明显，生活垃圾的不断增多，空气中大量污染物的不断排放，使得空气中的颗粒物不断增多，因此增强了大气对地面的保温作用使得温度不断升高。

3.2 其他要素变化的原因

西安市近50年来日照时数变化情况是：自70年代以后，西安市日照时数在逐年减少。Stanhil等[4]认为，云量和气溶胶的增加是近年来全球太阳辐射下降的主要原因。西安位于陕西省关中盆地中部，其北面为黄土高原，南面为秦岭山脉，特殊的喇叭口地形，一定程度上限制了整个关中地区气溶胶的扩散和传输[5]。日照时数变化主要受云量、大气透明度和太阳常数等因素的影响，其中，云量和大气透明度对日照时数的影响较为重要；而云量和大气透明度的变化又会受到大气气溶胶变化的影响。在地形和盛行风向的共同作用下，关中城市群所产生的气溶胶污染在关中东部地区近地层大气中堆积，从而使该区域大气透明度降低，削弱了到达地面的太阳辐射，使西安和关中东部地区日照时数出现明显下降[6]。

近50年来，西安市的年平均相对湿度总体上呈现下降的趋势，特别是90年代以后，下降趋势明显增加，在上世纪80年代出现上升趋势。1月的年平均相对湿度在1973―2003年这三十年中则处于稳定的阶段，1月份的平均相对湿度均保持在66% ―75%之间，上世纪80年代至90年代1月降水出现了明显的增加（1983―1993年1月平均相对湿度增加了约8.3%），与1月相比，7月的月平均