临夏地区近43 a 来气温降水量的变化情况

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引言气候变化既包括自然变化的过程，也有人类活动的影响。人类活动的不断加剧，其影响也呈增加趋势。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第4次评估报告指出，随着大气中CO2浓度的明显增大，在过去的100a中全球平均气温升高了0．5～0．8℃，近50a变暖尤为明显［1］。年降水量以12．6mm/10a的速率递减［2－4］。随着全球平均温度的升高、降水变率空间分布的改变，区域性的气候变化愈来愈引起人们的关注。很多气象工作者对不同区域气候特征进行了大量的研究。任国玉［5］等研究发现:1951～2004年，中国年平均气温上升趋势明显，变暖幅度约为1．3℃，增温速率达0．25℃/10a。许何也［6］等研究结果表明:青海湖流域近47a来降水存在明显的阶段性变化，1960年代、1980年代、1990年代降水都呈上升的趋势，1970年代为下降趋势;同时年、夏季降水有增加的趋势。同时指出:气温存在显著的上升趋势，尤其是冬季增温显著，年变化倾向率达到0．53℃/10a。张强［7］等研究指出:近50a来，西北地区气温呈显著的上升趋势，降水变化空间差异突出，西北地区整体暖干化趋势明显，局部出现暖湿现象。王遂缠等［8］对我国青藏高原地区1960～1999年平均气温随时间变化规律的分析发现:青藏高原近40a来气温呈缓慢升高趋势。在全球气候变化的背景下，研究临夏地区的气候变化，对指导临夏地区工农业生产、经济发展、环境保护等各方面具有非常重要的意义。

1资料及方法

1．1研究区概况及资料来源临夏回族自治州(简称:临夏州，以下同)介于34°57''''～36°12''''N，102°41''''～103°40''''E之间，总面积为8169km2，占甘肃省总面积的1．78%。地处青藏高原和黄土高原的过渡地带，地势呈西南部高、东北部低的倾斜盆地。境内地形复杂，相对高差大，具有大陆性、季风和山地气候特点，气候地域性差异悬殊。该盆地大致呈西北一东南延伸，属于第三纪大型陇中盆地的西南隅［9］，是东部季风区、西北干旱区及青藏高原高寒区的交汇地带，受西风环流和季风环流2个系统的影响，具有较为典型的大陆性季风气候特征［10－11］。临夏州从南到北有康乐、和政、广河、临夏市、东乡、永靖6个气象观测站，平均海拔为2000m。临夏市气象站从1943年开始观测，其它气象站从1968年开始观测，全州至今已有40余a的地面气象观测资料。本文利用上述6站1968～2010年的月平均气温、月降水量资料，研究分析了临夏地区气候的空间分布和季节性差异，以及气候变化的主要趋势。

1．2计算方法温度、降水量的变化趋势，采用线性趋势分析法［12］。应用M－K方法［13］分析各气象要素的突变特征，其优点是不仅计算简便，而且可以明确突变开始的时间，并指出突变时段，且不受少数异常值的干扰。2气温的年代际变化2．1年平均气温气温的地理分布及变化特征是受地理纬度、太阳辐射和地形特点综合影响的结果。临夏州地形复杂，气温的时空分布差异较大［14］。1970～2000年30a平均气温的变化范围在5．2～9．4℃之间(图1)。分布趋势呈东北部高、西南部低。北部的永靖县年平均气温为9．4℃，中部的临夏市年平均气温为7．0℃，南部的和政县年平均气温为5．2℃，南、北部年平均温度差高达4．2℃。临夏各地年平均气温由东北部向西南部水平递减，平均每10km温度水平递减约为0．5℃。气温的水平梯度很大，接近于气温的垂直平均梯度。充分体现出年平均温度时空分布显著差异性。临夏地区自1968～2010年的43a年平均气温为6．8℃，与平均值相比偏高的共有17a，正常到偏低的有26a，分析临夏地区近43a来年平均气温变化趋势(图2)，大致是1968～1986年持续偏低，其中1976年达到43a中的最低，比平均值偏低1．2℃，以后转为上升趋势，1998～2007年气温持续偏高，峰值出现在1998、2006年。该年年平均气温比气候平均值分别偏高1．2℃、1．3℃，近43a来全州平均气温在上述冷暖变化总趋势中出现了1971～1973年、1978～1982年、1987～1994年、1998～2010年等4个相对偏暖时段，其中以最后一次偏暖时段最长，增温幅度最大。还出现了1968～1970年、1974～1977年、1983～1986年、1992～1996年等4个相对偏冷时段。计算临夏州43a的年平均气温倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为:0．33℃/10a、0．41℃/10a、0．40℃/10a、0．37℃/10a、0．39℃/10a、0．39℃/10a，平均斜率为0．38℃/10a，增温幅度远大于中国年平均温度增幅(0．25℃/10a)。年平均温度整体增温趋势表现为显著升高，这个结论与文献［5－9］的研究结果相一致。各县和临夏地区年平均温度倾向率均通过了0．01信度检验。

2．2气温的季节性变化

2．2．1春季43a来临夏地区春季平均气温为8．6℃，偏暖明显的有9a，比常年平均值偏高1．0～3．9℃，另有14a偏高0．1～0．9℃，偏高最多的是1998年，比常年平均值偏高3．9℃，偏冷明显的年份有10a，比常年平均值偏低1．0～2．9℃。另有10a偏低0．1～0．9℃，偏低最多的是1970年，比常年平均值偏低2．9℃，其次是1996年，比常年平均值偏低2．2℃。计算临夏地区43a春季年平均温度倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为0．30℃/10a、0．43℃/10a、0．34℃/10a、0．36℃/10a、0．29℃/10a、0．30℃/10a，平均倾向率为0．34℃/10a。表明春季的气温增幅小于年平均温度。其中永靖县的升温幅度最大，倾向率为0．43℃/10a。和政县春季气温增幅最小，倾向率为0．29℃/10a，与全国年平均温度的增幅接近。倾向率均通过了0．05信度检验。

2．2．2夏季43a来临夏地区夏季平均气温为18．1℃，偏凉的年份有9a，其中1968、1973、1976、1979、1983～1986、1992年比常年偏低0．8～1．9℃，偏凉最多的是1976年，比常年平均值偏低1．9℃;偏热的年份有12a，其中1971、1981、1991、2000～2002、2006、2009～2010年，比常年偏高0．9～2．8℃，偏热最多的是2000年，比常年平均值偏高2．8℃，2000～2002年连续3a偏高0．6～2．1℃。计算43a的年夏季温度倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为0．41℃/10a、0．53℃/10a、0．39℃/10a、0．37℃/10a、0．37℃/10a、0．43℃/10a，平均倾向率为0．42℃/10a。升温幅度远大于其他季节。其中永靖县的平均气温倾向率为0．53℃/10a，升温幅度最大。南部的增温幅度最小，总之，临夏夏季气温变化呈明显上升趋势。这与文献［6］的结论不一致，表现为夏季增温比冬季显著。各倾向率均通过了0．01信度检验。

2．2．3秋季43a来临夏地区秋季平均气温为7．2℃，升高的有23a，其中12a温度偏高0．5～2．5℃，偏高最多的年份是2006年，偏高2．5℃;偏低的有19a，其中13a偏低0．5～2．0℃。1981、1992、1994年分别偏低1．8～2．0℃。升温阶段主要集中在1980年中、后期和1995～2002、2006、2008～2010年。计算43a的年秋季温度倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为0．16℃/10a、0．21℃/10a、0．19℃/10a、0．16℃/10a、0．32℃/10a、0．25℃/10a，平均倾向率为0．21℃/10a。其中和政的气温倾向率为0．32℃/10a，升温幅度最大。中部的临夏市升温幅度最小，仅为0．16℃/10a。表明临夏秋季平均气温变化不明显，升温幅度最小。前20a平均值比后20a仅低0．2℃，几乎没有变化。除和政、康乐气温倾向率通过0．05信度检验，其余各县倾向率均未通过0．05信度检验。

2．2．4冬季43a来临夏地区冬季平均气温为－6．8℃，升降温幅度较大，但整体趋势变现为显著上升［14］。共有21a是升温的，其中13a升温比较显著，气温偏高1．0～2．5℃，共有22a是降温的，其中有10a降温比较明显，气温偏低1．0～2．9℃。降温幅度最大的是1993年，比常年平均值偏低2．9℃，从1968～1996年，有20a是降温的，平均降温0．4℃，其中1992～1996年连续5a降温，降温幅度平均为－1．3℃。升温阶段主要集中在1997～2010年，14a中有12a是升温的，升温幅度平均为0．9℃。计算43a的年冬季温度倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为0．34℃/10a、0．27℃/10a、0．35℃/10a、0．46℃/10a、0．54℃/10a、0．50℃/10a，平均倾向率为0．41℃/10a，仅次于夏季，和政倾向率为0．54℃/10a，是全州冬季升温最快的地方。43a来临夏地区冬季温度总体呈上升趋势。升温幅度仅次于夏季，前20a平均温度升高0．4℃，后23a平均升高0．3℃。各倾向率均通过了0．05信度检验。分析临夏地区4季的气温变化:夏季和冬季升温最快，春季升温幅度较小，秋季升温幅度最小。

2．2．5气温Mann－Kendall突变检验年平均气温的突变检验，从图3中可以看出，UF和UB2条曲线出现交点，且交点在临界线之间，交点对应的年份是1996年，所以临夏地区近43a来气温突变是从1996年开始的，观察图中UF曲线发现，从1989年开始UF的值＞0，并且在1999年的时候UF的值已经超过了临界线，说明从1996年开始序列已呈上升趋势，而且到1999年时上升趋势尤为显著，从曲线的发展趋势延伸情况可以看出，上升趋势的显著性仍在增加。这与马晓波等［15］揭示的青藏高原大部分地区气温突变发生在1980年代的结论相比，临夏地区气温突变的时间相对要晚一些。

3降水量的变化

3．1年降水量的变化临夏各地年降水量在210．0～1030．0mm之间(图4)，南多北少、北干南湿。永靖大部、东乡东北部在300mm以下，为半干旱区;东乡县车家湾最小为216mm。500mm雨量线将全州分为2部分，500～600mm是半湿润和湿润区的过渡带;600mm以南属湿润区，临夏县刁祁到和政县买家集、康乐县八松、景古一带降水量在800mm以上，临夏县尹集镇新发村年降水量为1030．4mm，居全省之冠。由图5可以可看出:1960年代末至1970年代初期降水变化较大，1969年降水量为351．7mm，为历史次低值，旱象严重;1970年代初中期变化较小，除1973年降水量特多外，升降幅度不大;1970年代末降水急剧增多，1978、1979年为历史最高和次高值，1980年降水量为历史最低值，由特多转为特少，降水量出现突变，大涝大旱均出现在这一时期，与赵庆云等［4］的研究结论一致;从1980年代至21世纪初，除2007年降水特多(618．5mm)、2011年降水特少(377．9mm)外，降水变化均比较小，在累年平均值479．3mm上下波动。最大降水值出现在1978年，降水量为638．6mm，比累年平均值多159．3mm，最小值出现在1980年，降水量仅为343．2mm，比累年平均值少136．1mm。降水量年际变化表现为:1960年代末至1970年代初期，降水量交替升降变化幅度较大，整体表现为增加趋势，1970年代末期至1990年代末期，降水量变化较平稳，整体表现为正常略偏少，之后降水整体呈增加趋势，这与文献［6］的结论有差异。与文献［7］的结论“西北地区整体暖干化趋势明显，局部出现暖湿现象”相一致。计算43a的年降水量倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为－2．1mm/10a、－6．0mm/10a、－2．3mm/10a、6．7mm/10a、－6．7mm/10a、－7．1mm/10a，平均倾向率－2．9mm/10a。远小于全球降水倾向率(12．6mm/10a)和甘肃省的降水倾向率［16］。各县和临夏地区降水量倾向率均未通过0．05信度检验，表明降水减少趋势不明显。

3．2各季节降水分布特征

3．2．1春季降水特征春季(3～5月)是大气环流转换的季节，蒙古高压势力减弱退缩，临夏位于其东南部，高空仍在北支西风急流控制下，但西南暖湿气流可达临夏，降水比冬季明显增多，降水量在48．4～132．9mm之间，最小值在永靖县，为48．4mm，最大值在和政县126．4mm。计算43a的春季降水倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐分别为1．75mm/10a、0．03mm/10a、1．35mm/10a、1．37mm/10a、0．88mm/10a、－0．03mm/10a，平均0．89mm/10a。各倾向率均未通过0．05信度检验。表明43a来临夏地区春季降水量基本持平，无变化。

3．2．2夏季降水特征夏季(6～8月)蒙古高压已退至西伯利亚北部，副热带高压向北推进，高压西侧的暖湿气流与西北入侵的冷空气在临夏交绥的机会多，导致降水量显著增多，成为降水最多的季节，全州降水量在176．5～362．1mm之间。永靖县最少为176．5mm，和政县最多为310．8mm。夏季虽是一年中降水最多的季节，特别是7～8月份达到最盛，但由于受副热带高压的影响，临夏7月中旬至8月中旬容易形成干旱，即通常所说的伏旱。计算43a的年夏季降水倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐分别为－1．2mm/10a、－2．6mm/10a、－3．4mm/10a、0．3mm/10a、－4．0mm/10a、－1．6mm/10a，平均倾向率为－2．08mm/10a。各倾向率均未通过0．05信度检验。表明临夏地区夏季降水量整体呈减少，但减少的幅度较小，变化趋势不显著。与文献［6］的结论相反。

3．2．3秋季降水特征秋季(9～11月)大陆低压减弱南撤，蒙古高压再度南下，高空北支西风急流重新控制临夏，副热带高压逐渐向南撤退，其边缘的西南暖湿气流仍可抵达临夏，加之冷空气活跃，全州降水仍较多，降水量在54．3～151．8mm之间。永靖县最少为54．3mm，和政县最多为136．1mm。这一时期临夏仍处于副热带高压的边缘地带，北方冷空气已明显增强，东移南下的冷空气与北上的暖湿气流在临夏交绥频繁，常出现连阴雨天气，尤其是9月连阴雨天气最多。计算43a的年秋季降水倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐分别为－1．05mm/10a、0．59mm/10a、0．96mm/10a、0．46mm/10a、1．62mm/10a、－0．76mm/10a，平均倾向率为0．30mm/10a。与春季降水量变化趋势一致，43a来基本持平。各倾向率均未通过0．05信度检验。3．2．4冬季降水分布特征冬季(12～2月)地面受蒙古冷高压影响，高空受北支西风急流控制，盛行下沉气流，故雨雪极为稀少，气候干燥，降水量为2．0～18．9mm。其中永靖降水量最少为2．0mm，最大降水量出现在东乡为15．5mm。计算43a的年冬季降水倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐分别为0．27mm/10a、－0．04mm/10a、0．33mm/10a、0．10mm/10a、－0．10mm/10a、0．00mm/10a，平均倾向率为0．09mm/10a。各倾向率均未通过0．05信度检验。表明43a来临夏地区冬季降水量基本保持不变。4季降水量的年代际变化和年降水量的趋势一致(图略)。

4结论

(1)临夏地区1968～2010年的年平均气温在波动中呈上升趋势，每10a气温升高0．38℃。其中1960年代末期至1970年代末期，年平均温度基本在平均值附近波动，1980年代呈缓慢增温的趋势，1990年代以来上升更为明显，每10a上升0．8℃，为近43a来最暖的时期。年内秋季升温幅度较小，春季升温幅度最小，夏季和冬季升温最快，对全州气温上升的贡献率最大。气温突变出现在1990年代中期。

(2)43a来年降水量整体持平略减少趋势，但有明显起伏的特征。主要表现为:1960年代末至1970年代末期，降水量交替升降变化幅度较大，整体表现为增加趋势，年降水量极大(小)、次大(小)值均出现在这一时期，大涝大旱现象明显。1980年代至1990年代末期，降水量变化较平稳，整体表现为正常略偏少，之后降水整体呈增加趋势，出现增湿现象，2000年代中期后逐渐呈减少趋势。4季降水量表现为:夏季降水量呈略减少趋势，其他季节基本持平。

(3)临夏气候总体变化的趋势在向温度升高、降水减少、天气增暖等方面发展。