近40年长岭县气候变化趋势及干旱影响分析

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摘要 利用长岭县1971—2010年的气象资料，分析其气候变化趋势，结果表明：长岭县近40年来的气候总体状况是气温升高，降水量明显减少，日照时数递减，而无霜期延长。长岭县最近20年干旱出现频繁，而且有越来越严重的趋势。

关键词 气候变化；趋势；干旱；吉林长岭

中图分类号 P461 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）16-0239-03

由于人类活动和自然变化的共同影响，全球气候正经历一场以变暖为主要特征的显著变化，已引起了国际社会和科学界的高度关注[1-3]。全球气候变暖已是被各国气象学家所承认的不争事实，它对自然、经济、社会和政治带来严重影响，已成为各国政府和科学界所关注的重大问题[4]。2001年IPCC第3次评估报告指出，1860—2000年全球平均气温上升了0.4～0.8 ℃，20世纪90年代是20世纪最暖的10年。在全球变暖背景下，近100年来中国年平均气温明显增加，达到0.5～0.8 ℃，比同期全球增温平均值略高。在此大环境下，该文对长岭县近40年的气象资料进行初步分析，探讨了气温、降水量、日照时数和无霜期等气象要素的变化趋势，通过掌握气候变化趋势规律，可以提前做好干旱预报、预防，为当地各级领导组织指挥农业生产、开展人影作业、指导农民进行田间管理提供可靠的决策依据。

1 资料与方法

长岭县位于吉林省西部、松原市西南部，属于北寒温带大陆性季风气候区。多年平均降水量远小于蒸发量，由于水分收支严重失衡，造成该区旱灾严重，有“十年九旱”的农谚。近20年中1993、1995、1996、2000、2001、2004、2006、2007、2009、2011年都出现严重的旱灾，其他年份也有不同程度的阶段性干旱，且干旱有越来越频繁的趋势。由于长岭县春、夏、秋季经常发生不同时段和程度的干旱，对当地农业经济造成重大的影响。该文选用长岭县1971—2010年40年历年逐月地面观测资料，包括气温、降水量、日照时数、无霜期等，用最简单的回归模型一元线性回归来分析当地各种气象因素，通过一元线性回归模型的建立过程，了解某一气象要素随时间的变化趋势，分析其出现的规律和特征。为了对这些气象要素进行更好的分析，该文用时间年份（x）作为自变量，各个气象要素作为因变量（Y）建立一元趋势方程Y=mx+c，以反映因变量的变化趋势。其中c为常数，m为趋势系数。m、c都可由最小二乘法求得。所有数据均作为整数计算。

2 气温变化

选取1971—2010年年平均气温进行分析，如图1所示。经相关计算，其变化趋势方程可表示为：

Y=0.043 9x+4.865 1（1）

通过（1）式，对其拟合效果进行了检验，均通过了0.05和0.01的显著水平。通过数据可知，长岭县的年平均气温以0.20 ℃/10 a的速度上升，其速度远远高于中国1951—1989年的平均气温线性增长率（0.04 ℃/10 a），也比每100年升高0.6 ℃的全球平均升温趋势要显著。

从年平均气温波动看，1974、1976、1985、1987年是长岭县的“冷谷年”，年平均气温为4.6 ℃，最低值是1985年的4.4 ℃；而1995、2002、2003、2004、、2007、2008年则是长岭县的“暖峰年”，年平均气温≥6.5 ℃，最高出现在2007年，为7.5 ℃，比40年来的年平均气温值高出1.7 ℃。1971—2010年间，最暖的2007年比最冷的1985年平均气温高了3.1 ℃。从1985年开始升温趋势逐渐明显，到2000年，气温回升速度加剧，从2001—2010年年平均气温为6.4 ℃，比近40年年平均气温高0.6 ℃。

3 降水量变化

近40年来，长岭县的降水量在总体趋势减少的情况下表现出明显的阶段性的起伏变化，如图2所示。通过计算得出延吉市年降水量的趋势变化方程为：

Y=-2.044 4x+466.58（2）

对（2）式拟合效果进行了检验，均通过了0.05和0.01的显著水平，通过1971—2010年40年年平均降水量折线图可以看到，近40年来的降水量阶段性的起伏变化明显：但整体降水量在下降，1983—1994年表现为波动性增加；从1994年表现出明显的阶段性减少，1973、1982、1993、1996、2001、2006、2009年是长岭县年降水量的低谷年，这几年年平均降水量为286.5 mm，其中2006年降水最少，为270.3 mm；从趋势看，1983年开始回升，至1994年为降水量高峰年，最多为1983年，为716.2 mm。而且自1994年以后，年降水量的减少幅度明显增大，但在总体上，长岭县近40年来年降水量呈缓慢减少的趋势。

4 日照时数和无霜期

通过1971—2010年40年年日照时数资料可以计算得出日照年合计的趋势方程为：

Y=-6.204 5x+2 818.2（3）

（3）式通过了0.05的显著水平检验。通过公式可知，日照年合计以平均每年6.2 h速度减少，趋势明显，如图3所示。由于近40年随着城市化的进程加快而引起雾霾天气的增多及其他综合因素的影响，导致年日照时数逐渐减少。

通过相关资料得知，长岭县1971—2010年40年平均无霜期在150.85 d，且无霜期不断延长，每年以0.468 d的速度在增加。

5 未来干旱的发展趋势

吉林大学的李海毅、汤 洁等人，首先进行了吉林西部应用分形理论对1951—2003年共53年干旱指数的R/S分析，计算出Hurst系数，结果表明吉林西部的干旱指数在时间序列上具有显著的自相似性。在此基础上，如图4所示，应用连续变维分形模型预测了2004—2023年的干旱指数，预测结果表明，未来20年间吉林西部干旱指数呈上升趋势，最大值为5.35，平均值为4.70。与前l1个时段相比，最大值增加0.48，平均值增加0.57。干旱指数持续上升，反映了该区气候向干旱化演变的趋势。造成这一演变的原因主要有两方面：一是诸如干旱、少雨、多风、日照率高等自然因素，同时受全球气候变暖影响，气温升高导致蒸发量增大；二是近几十年来由于不合理开发利用土地资源，诱发了土地退化（主要表现为土地沙化、土地盐碱化及草场退化），导致地表植被盖度降低，干旱程度将加剧。

6 结语

由于长岭县的干旱总伴随阶段性高温，而高温又使得干旱加剧，两者互相影响，恶性循环。加上地理环境影响，各种因素使得长岭县发生干旱灾害的频率和程度都远远大于吉林省的其他市区。近年来，随着气候不断变暖，长岭县气候异常，雨热不同季，大田作物生育期内降水量少，持续的高温、干旱给农作物正常生产带来严重的危害。为了减少或避免损失，必须采取相应的预防措施，选育抗旱品种是首要任务，其次应做好灌溉准备，加强田间管理，科学施肥，合理密植，改变传统的耕作方式，营造良好的田间小气候。再者根据长岭县的干旱特征合理地调配水资源，降低干旱带来的危害，尽量避免社会经济干旱的发生。建立合理的用水、蓄水措施，根据长岭县干旱特征的规律，修建水库等蓄水工程，合理地调配水资源，提前做好抗旱准备，减少干旱带来的危害。不断开展气候变化的监测和对农业生产的影响评估，将有助于促进长岭县的农业持续发展，同时也能以现代化的科技手段和及时准确的服务产品尽量减少干旱对当地农业带来的经济损失。

7 参考文献

[1] 中国气象局.气象辐射观测方法[M].北京：气象出版社，1996.

[2] 钟起海，钟佳李，王芳.定安县近40年气候变化特征分析[J].气象研究与应用，2010（2）：8-11.

[3] 李海毅，汤洁，斯蔼.分形理论在吉林西部干旱指数预测中的应用[J].东北师大学报：自然科学版，2007，39（1）：126-130.

[4] 欧阳海，郑步忠，王雪娥，等.农业气候学[M].北京：气象出版社，1990.