四川巴中地区38年来气候变化特征分析

第２５卷第３期　２０１０年６月　成都信息工程学院学报　Ｊ０【瓜ＮＡＩ，ＯＦＣＨＥＮＧＤＵ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＴＥＣＳ－ＩＮＯＬＯＧＹ　Ｖｌ０１．２５Ｎｏ．３　Ｊｕｎ．２０１０　

文章编号：１６７１　１７４２（２０１０）０３—０２９３—０８　

四川巴中地区３８年来气候变化特征分析　

张　雷，　肖天贵，　燕亚菲，　张　恒，　钟　樨　

（成都信息工程学院大气科学学院，四川成都６１０２２５）　

摘要：利用１９７１—２００８年巴中地区４个站点的地面常规观测资料和滑动平均、ＭＫ法及ＭＨＦ小波分析等统　计诊断方法，分析了该地区降水和温度的年际、年代际的气候变化特征。结果表明：巴中地区的年均气温总体上表　现出暖一冷一暖３个阶段，并呈现出８年的准周期变化特征；冬春气温的年代际变化显示出暖一冷一暖３个阶段　性特征，而夏秋气温的年代际变化则显示出暖一冷一暖一冷４个阶段性特征。巴中地区的年降水量呈现出减少的　趋势，递减率为１３．８１３ｍｍ／１０年；春季降水量低于全国的春季平均水平，夏、秋季平均降水量均高于全国的平均水　平，且占到全年降水量的８０％以上。巴中地区的年降水量存在较为显著的２年和６年的准周期变化，降水量增加　和减少的突变较多显示出其复杂性。春、夏、秋三季的降水量有随温度升高而下降的趋势，而冬季的降水量有随温　度的升高先增多后减少的趋势。巴中气候特征的分析对巴中农业区划和生产安排有其重要意义。　关键词：大气科学；气候变化；巴中地区；降水量；气温；小波分析　中图分类号：Ｐ４６８．０　文献标识码：Ａ　

１　引言　

２０世纪８０年代以来，全球及北半球气温表现出明显的上升趋势，中国平均的气温变化与全球总趋势基本一　

致，全国平均气温上升了０．４＂Ｃ一０．５０Ｃ，略低于全球平均气温０．６℃，但中国气温的具体变化过程及变化幅度上　却呈现出明显的地域性差异【１　Ｊ，如气温增暖，在东北、华北及西北西部地区表现明显，而西南地区则自２０纪５０　年代以来却呈降温趋势。另外，我国的降水在不同区域的年降水变化也有明显的差异［６－１０］，其中大范围明显的　

降水增长趋势主要发生在中国西部地区，其中以西北地区尤为明显；中国东部季风区降水变化趋势的区域性差异　较大，东北东部、长江中下游地区及东南沿海一带降水明显增多，而明显的下降趋势主要发生在华北大部、华东北　

部及西南东部等地。　

研究一个地区的气候变化特征，对该地区农业的发展将起到举足轻重的作用，农业生产在巴中地区的国民经　济中占了很大的比重。因此，研究巴中地区的气温和降水量的变化规律，对该地区的农业和经济的发展具有积极　意义。　

２资料和方法　

巴中位于川陕两省交界的大巴山脉米仓山南麓，属于盆周边远山区，东邻达Ｊｉ』，南接南充，西抵广元，北接陕　西汉中，属亚热带季风气候，四季分明，雨热同季，光照同步，雨量充沛，气候温和，年平均气温１６．９℃，１月份平均　气温５．２＂Ｃ，８月份平均气温２７．３℃，年平均降雨量ｌｌ５０ｍｍ，适宜于农、林、牧、渔业的发展。　

巴中地区建有４个气象台站，基本信息见表１。根据１９７１—２００８年的逐日降水量和气温资料进行了气候分　

析，其中季节划分为：春季（３—５月）、夏季（６—８月）、秋季（９—１１月）、冬季（１２月一次年２月）。　

表１巴中地区台站基本信息　

收稿日期：２００９．１１—１２；修订日期：２０１０—０１

　１１　２９４　成都信息工程学院学报　第２５卷　

在分析气象要素时使用线性倾向估计［１　］和５年滑动平均［１Ｉ］分析气候趋势，使用ＭａｎｎＫｅｎｄ　１１方法［１１］和　ＭＨＦ小波方法…】分析气候变化的突变特征和周期特征。　

３气温的变化特征　

３．１年均气温变化趋势特征　

图１为巴中地区１９７１—２００８年的年均气温变化曲线，表明巴中地区３８年来年均气温呈缓慢上升的变化趋　势，线性估计其年气温变化率为０．０２２￣；／１０年，３８年间的年均气温虽然总体变化幅度并不很大，但显示出明显　

的年际和年代际变化特征，一定程度上影响了当地的农业生产热力条件的稳定。图２给出了巴中地区年气温的　５年滑动平均曲线，可以粗略看出３８年间显示出的气温变化的年代际变化特征，１９７０年表现出温暖的特征，１９８０　

—１９９０年代表现出较冷的特征，１９９０年代末至现在再次表现出温暖的特征，可见，总体而言，巴中地区３８年间经　历了暖一冷一暖３个年代际变化阶段。由图２还可以看出，１９７１—１９８６年的年均气温呈现气温降低的变化趋　

势，而１９８６年之后的年均气温呈震荡上升趋势。最冷年多出现在１９８０—１９９０年，而最暖年则多出现在１９７０年　代和２０００年代，如最冷年出现在１９８９年，年均气温为１５．９７℃，低于平均气温约０．５７℃，最暖年出现在２００６年，　

年均气温为１７．３３℃，高出平均气温约０．７８℃，是巴中百年不遇的暖年。　

盘　图１　巴中地区３８年年均气温变化线性倾向估计　主　

薹二；　

普二　芒譬譬０　譬　凄赛　雾　譬　譬ｓ；　墨ｇ　誉兽　ｇ　２　２　２　２　２　２　０　２里　０　２　２　２　２　里蠹　器蠹　蠹　

图２巴中地区３８年年均气温变化５年滑动平均　

图３、图４为年均气温的ＭＨＦ小波分析图，反映了巴中地区气温变化的多尺度气候特征。图３显示出年均　

温度存在８年和２年的准周期变化，这与小波方差图４中的最大方差的周期相一致，尤其是８年准周期最为显　著。但注意到图３和图４中并没有显示出显著的年代际尺度的变化特征。　

ｏ　０．０５　ｏ．１　ｏ．１５　ｏ．２　小波方差　图３　巴中地区年均气温的小波变换　图４巴中地区年均气温的小波方差图　

３．２平均气温的季节变化特征　

由巴中地区春夏秋冬四季的气温变化曲线图（略）可以看出，不同季节的气温呈现出明显的阶段性变化，总体　上看，２０世纪７０年代较暖；２０世纪８０年代至２０世纪９０年代经历了一段较长时问的较冷期；２０世纪９０年代中　

后期以后升温较大。但不同季节和不同站点气温变化的阶段性特征表现出较大的差异性。　表２一表５为巴中地区不同季节、不同站点及总体每１０年的平均气温值，作为年代际气温变化的研究分析　

数据。表２显示，总体上巴中地区春季气温在２０世纪７０年代和２０００年以来相对偏高，而在２０世纪８０年代和　罢导　¨　侣　８　：　．　

藕　碍　第３期　张雷等：四川巴中地区３８年来气候变化特征分析　２９５　

９０年代气温相对偏低并稳定在ｌ６．４２℃左右，其变化特征基本上与年均气温的变化趋势一致。从更局部来看，巴　州区春季气温较高，南江春季气温较低，但巴中地区４个站点春季气温总体变化趋势基本相似，都经历了暖一冷　

一暖３个阶段。　由表３可见，巴中地区夏季气温总体上经历了暖一冷一暖一冷４个变化阶段，即２Ｏ世纪７０年代较暖、８０年　

代较冷、９Ｏ年代较暖以及２１世纪以后较冷变化阶段。巴州、南江、通江、平昌与巴中地区总体变化趋势是一致　的。显然夏季气温的变化趋势并不与巴中年均气温变化相一致，主要体现在１９９０年代和２０００年代的相反变化　

趋势。其中，巴州、平昌略高夏季气温较高，南江、通江气温略低。　表４、表５为巴中秋季和冬季的气温变化趋势。可见，巴中地区秋季气温在年代际上存在暖一冷一暖一冷４　

个变化阶段，其中，巴州、通江、平昌地区的秋季气温高于巴中地区的平均水平，而南江地区的秋季气温较低，仅为　ｌ５．９６℃，低于该地区的平均水平１６．８４℃约１℃。而表５中，巴中地区冬季气温经历了暖一冷一暖３个阶段，即　２０世纪７０年代较暖、２０世纪８０年代较冷、２Ｏ世纪９Ｏ年代以后较暖这３个阶段。　

总体上看，巴中地区冬春气温的年代际变化显示出暖一冷一暖３个阶段性特征，而夏秋气温的年代际变化则　显示出暖一冷一暖一冷４个阶段性特征，这反映了不同季节的气温年代际变化的不同特点。在巴中地区的局部　

区域，总体上南江属于冷区，巴州属于暖区。　

表２巴中地区不同年代春季平均气温（℃）

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３．３平均气温的突变特征　

图５为年均气温的突变检验Ｍ　Ｋ统计诊断图。ＵＦ线和ＵＢ线的变化趋势在一定程度上显示出巴中地区年　

均温度在３８年时间变化尺度上经历了升高一降低一升高的变化过程，即２０世纪７０年代到８０年代前期年均气　温升高，８０年代中后期到９０年代前期年均气温降低，９０年代中后期至今年均气温升高的过程。根据小波系数呈　

现震荡之处能够分辨局地的奇异点、确定序列不同尺度变化的时间位置、提供突变信号的特征，注意到ＵＦ线和　ＵＢ线落在临界线之间的两个交点为１９７４年和２００５年，与图３中１９７４年、２００５年左右明显的小波系数的正负　

位相转换相对应，再考虑在１９９６年左右小波系数由负位相转变为正位相的情况，表明在１９９６年后，气温处在增　暖阶段，并且最大值中心出现在２００７年左右，故此可由小波系数的正值范围预测此增暖趋势将会持续２００８年以　

后，可能达到８年以上。　

４降水量的变化特征　

４．１年均降水量变化趋势特征　图５巴中地区年均气温Ｍ－Ｋ法统计图　

图６分析了巴中地区３８年来的年均降水量变化特征，总体而言，巴中地区年均降水量呈减少趋势，线性拟合　的年平均降水量递减率为１３．８１３ｍｍ／１０年。巴中地区的年降水量有很大的年际变化差异，最高的年降水量达　

１８１７．１５ｍｍ，最低的年降水量仅为７４２．５ｍｍ，相差可达１．５倍。图７显示的５年滑动平均图表明，１９７１—２００８年　

巴中地区年降水量有２次明显的增加和减少的变化过程，１９７０年代中期至１９８０年代初期降水量有明显的增加，　

１９８０年代初至１９９０年代末降水量出现了明显的减少，而从９０年代末开始，降水量又有所增加。可见，巴中地区　

年均降水量在３８年时间变化尺度上经历了减少一增加一减少一增加的变化过程。　

八八…　

庄　图６巴中地区３８年降水量变化线性倾向估计　－１．．１ｌＪＩ　．．．１　Ｉ　ｌ＾　

Ｉ＿ｌ　¨　１ｒ。　

窨宝宝譬謦　罟誊蛊蛊蛊蛊害害宝８　ｇ弓　……………　ｃ，ａ　柱　图７巴中地区３８年降水量变化５年滑动平均　

图８、图９为年均降水量的ＭＨＦ小波变换，反映了巴中地区年降水量变化的多尺度气候特征。从图８看出　

年降水量存在比较显著的２年和６年的准周期变化特征，这与小波方差图９中２年和６年的方差峰值相对应，图　８还显示出１６年的年代际变化的长周期，但此周期信号不如２年和６年的显著。可见，图８比较清晰地显示出　

了巴中地区年降水量的年际和年代际变化特征。

　第３期　张雷等：四川巴中地区３８年来气候变化特征分析　２９７　

蓝　图８巴中地区年降雨量的小波变换　

４．２降水量的季节变化特征　１２．．ｏ１　０．０２　方差　巴中地区年降雨量的小波方差　

为了进一步分析年降水量变化的季节贡献，表６一表９列出了不同年代的各站点春夏秋冬季节的降水量情　

况。从表６数据可以看出，３８年巴中地区春季平均降水量为２３７．６６ｒａｍ，低于全国的２６５．４ｍｍ，４个测站当中，只　有平昌站的春季平均降水量高于全国平均水平，其余３个测站的春季平均降水量全部低于全国平均水平。就巴　

中地区而言，春季多雨偏湿期为２０世纪７０年代和８Ｏ年代，进入９０年代以后，春季降雨有一定幅度的减少，２０００　年以后降水量又有小幅度的增加。４个测站中，巴州、南江和通江在２０世纪８０年代达到了春季降水的高峰期