本文摘要:摘要:利用清鎮(zhèn)市20062015年清鎮(zhèn)國家一般氣象觀測站、區(qū)域站數(shù)據(jù),選取國家站及區(qū)域站年數(shù)據(jù)(氣溫、降水)通過克里金差值對10a水熱變化進行分區(qū),國家站逐日數(shù)據(jù)(海平面氣壓、氣溫、相對濕度)進行氣團分類,結(jié)果表明:10a間水熱分布整體呈降溫多雨趨勢,這一結(jié)
摘要:利用清鎮(zhèn)市2006—2015年清鎮(zhèn)國家一般氣象觀測站、區(qū)域站數(shù)據(jù),選取國家站及區(qū)域站年數(shù)據(jù)(氣溫、降水)通過克里金差值對10a水熱變化進行分區(qū),國家站逐日數(shù)據(jù)(海平面氣壓、氣溫、相對濕度)進行氣團分類,結(jié)果表明:10a間水熱分布整體呈降溫多雨趨勢,這一結(jié)果與10a逐日冷濕型氣團頻繁出現(xiàn)保持一致。全年受高壓冷濕型氣團影響最為頻繁,冬半年高壓型氣團的起主導(dǎo)作用;夏半年各類氣團中低壓暖干型氣團活動穩(wěn)定,總體活躍性最強。
關(guān)鍵詞:水熱變化,分區(qū),氣團分類
0引言
近年來對氣候要素時空變化研究的不斷深入,張先恭[1]探討了我國氣溫的等級劃分,王紹武[2]在此基礎(chǔ)上針對中國近百年來的溫度序列開展了進一步的研究,丁一匯[3]則著重對氣溫的變化趨勢進行了相應(yīng)的概述。屠其璞[4]分析了20世紀中國年平均氣溫變化。
借助GIS、馬克威軟件,張翀[5]總結(jié)出中國近40a來氣候變化的時空特征。隨著氣候變化日益深刻,眾多學(xué)者開始跨領(lǐng)域關(guān)注氣候因子變化與土壤有機碳庫分子結(jié)構(gòu)特征的關(guān)系[6],評估氣候變化對跨境水資源影響的適應(yīng)性[7],開展氣候變化對大氣污染影響分析[8],可見社會、生物和環(huán)境的某些現(xiàn)象與氣候變化的綜合狀況有關(guān)。
而氣團分類作為研究氣候變化的基礎(chǔ)手段,在上世紀80年代末至21世紀初短暫復(fù)興,張永強[9]提出了氣團客觀分類實施方案,李玉柱[10]對貴州氣團分類與氣象災(zāi)害相關(guān)性進行了分析。目前來看,作為基礎(chǔ)研究的氣團分類依然具有實際價值,但是在2001年以后相關(guān)研究鮮見報道。本文運用地理信息系統(tǒng)統(tǒng)計方法對水熱變化進行分區(qū),并采用李玉柱的氣團分類方法分析清鎮(zhèn)市近10a間氣團活動特征。
1數(shù)據(jù)來源與研究方法
1.1數(shù)據(jù)來源
本文以2006—2015年,清鎮(zhèn)國家一般氣象觀測站、區(qū)域站(紅楓、站街、犁倭、流長、新店、王莊、暗流、衛(wèi)城、麥格)數(shù)據(jù)為研究對象。選取國家站及區(qū)域站年數(shù)據(jù)(氣溫、降水)進行水熱變化分區(qū);選取國家站逐日數(shù)據(jù)(海平面氣壓、氣溫、相對濕度)進行氣團分類。數(shù)據(jù)均來自貴州省氣象局信息中心。
1.2研究方法
1.2.1變化傾向率
運用線性趨勢線分析氣象要素的變化趨勢,即利用氣象要素的時間序列[11],以時間為自變量,要素為因變最,建立一元回歸方程。
1.2.2水熱變化分區(qū)
運用GS7.0,確定半方差函數(shù)模型、基臺值、塊金值、步長。在ArcGIS10.0中將離散數(shù)據(jù)點按照經(jīng)緯度導(dǎo)入生成shp文件,調(diào)用Kriging工具箱將氣溫、降水變化傾向率柵格數(shù)據(jù)層繪制成圖,對區(qū)域化變量的未知樣點進行無偏估值[12]。
1.2.3氣團分類
貴州受東亞和南亞季風(fēng)的共同影響,形成冬干、夏濕,干濕季節(jié)較為分明的區(qū)域降水季節(jié)特征[14]。同時,特殊地貌和高海拔的地理現(xiàn)狀造就了貴州與同緯度季風(fēng)區(qū)相比氣壓相對較低的氣象背景。因此選擇了壓、溫、濕3個氣象因子的20時資料進行分類。
分類時,如果相對濕度≥75%定為較濕天氣型,小于75%為較干類;溫度與前1d相比,若升溫2℃為暖型類天氣,降溫2℃為冷型天氣,如果升溫或降溫不到2℃,但其前1d為暖型,則定該天為暖型,若前1d為冷型則定該天為冷型;氣壓劃分則因季節(jié)而定:冬季以1015hPa為分界值,大于1015hPa為高壓類,小于1015hPa為低壓類,春、秋季以1010hPa,夏季以1005hPa為分界值。
如此規(guī)定后,將各月、各季氣團分為8類:低壓冷干型(1類)、低壓冷濕型(2類)、低壓暖干型(3類)、低壓暖濕型(4類)、高壓冷干型(5類)、高壓冷濕型(6類)、高壓暖干型(7類)、高壓暖濕型(8類)[10]。
2結(jié)果分析
2.1水熱變化及類型分布
運用GS7.0,進行半方差函數(shù)分析,得到各類模型參數(shù)。通過對殘差和系數(shù)的綜合考慮,氣溫傾向率插值選取Gaussian模型,降水傾向率插值選取Spherical模型。利用ArcGIS對年平均降水、溫度傾向率進行插值,依據(jù)降水、溫度傾向率的正負組合將水熱變化類型劃分為4類。
10a間清鎮(zhèn)市平均降水的傾向率為13.36mm/10a,氣溫的傾向率為-0.38℃/10a。城區(qū)、站街東南部、紅楓湖東北部、暗流東南部、衛(wèi)城北部增溫趨勢明顯,其他大部分地區(qū)均有一定程度降溫,城區(qū)北部邊緣變暖少雨區(qū)域有零星分布,麥格鄉(xiāng)10a氣溫降低-0.862℃;2006—2015年,清鎮(zhèn)5—10月降水占全年總量的75.15%~84.72%,而西南低渦多發(fā)于5—10月是造成我國西南地區(qū)夏半年暴雨洪澇等氣象災(zāi)害的主要影響系統(tǒng),據(jù)統(tǒng)計2007年(68次)和2009年(72次)為多發(fā)年[15],同時中小尺度天氣系統(tǒng)多發(fā),成為氣候趨勢多雨的主要誘因。
流長、衛(wèi)城、暗流等北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)與南部鄉(xiāng)鎮(zhèn)相比降水減少,傾向率分別為:-10.96mm/10a、-2.78mm/10a、-10.48mm/10a,這一結(jié)果與短時強降水以及暴雨呈南多北少態(tài)勢密切相關(guān),陳海鳳[16]通過分析得出:≥30mm/h短時強降水的頻率分布集中于清鎮(zhèn)南部;總體趨勢變冷與冷氣團的頻繁襲擾密不可分,下文針對氣團活動特征進行了詳細統(tǒng)計;而隨著城鎮(zhèn)化進程的推進,城區(qū)及暗流與衛(wèi)城交界部分地區(qū),10a來構(gòu)建筑物、交通設(shè)施的不斷興建,人群聚居,是氣候呈現(xiàn)變暖趨勢的最重要影響因素。
2.2氣團活動特征
10a來以清鎮(zhèn)為代表的黔中地區(qū),受高壓冷濕型氣團(6類)影響最為頻繁,高壓暖干型氣團(7類)、低壓暖干型氣團(3類)、高壓暖濕型氣團(8類)影響依次遞減,低壓冷濕型氣團(2類)和低壓暖濕型氣團(4類)相當(dāng),低壓冷干型氣團(1類)和高壓冷干型氣團(5類)的影響較少。10月和1月頻率高達52.3%、51.0%,最低也達到了23.2%(3月);高壓暖濕型氣團(8類)與高壓暖干型氣團(7類)頻率介于25.0%~43.0%之間,二者的活躍程度基本相當(dāng);高壓型氣團(5、6、7、8類)的整體頻率分布達到了52.3%~99.7%,表現(xiàn)最為突出的是12月。
夏半年4—8月2、3、4、6類氣團出現(xiàn)較多,6月最為明顯,頻率為36.3%~98.0%,各類氣團中低壓暖干型氣團(3類)活動穩(wěn)定,總體活躍性最強;9月高壓暖干型(7類)、高壓冷濕型(6類)、高壓暖濕型氣團(8類)頻率分別達到了31.3%、27.0%和25.7%。
從各類氣團活動頻率的逐月分布圖看,低壓冷干型氣團(1類)7、8月頻率較高,多數(shù)因高空槽東移影響導(dǎo)致;5—8月低壓冷濕氣團(2類)頻繁襲擾,主要受高空冷平流及中低層切變控制,該時段的累計頻率為76.8%;低壓暖干型氣團(3類)帶來的天氣多受西南熱低壓或副熱帶高壓影響,主要出現(xiàn)在3—8月。
低壓暖濕氣團(4類)5—7月累計頻率為65.8%,主要是受副熱帶高壓邊緣西南氣流影響產(chǎn)生;高壓冷干氣團(5類)屬于強冷空氣影響后冷高壓控制的氣團,多為倒春寒、秋季降溫及冬季低溫誘因,4月頻率為12.0%,8月為15%,12月為14.8%;高壓冷濕型氣團(6類)出現(xiàn)時一般溫度相對低、濕度偏大,很多情況下是由于地面冷空氣或靜止鋒影響所致,頻率分布呈“V”字形,以6月為最低點;1月(14.4%)和10(14.8%)月最高;在偏北氣流影響下,高壓暖干型氣團(7類)在8月—次年4月較為活躍,多數(shù)為冷空氣過境后變性較深的氣團,9月頻率最高達到17.4%;高壓暖濕氣團(8類)的產(chǎn)生與貴州省從低層到高空受西南氣流影響密不可分,10—12月出現(xiàn)頻率為12%~16.5%。
3結(jié)論與討論
①基于GIS的地統(tǒng)計分析表明,10a間清鎮(zhèn)呈降溫增雨趨勢,這一結(jié)果與10a逐日氣團出現(xiàn)頻次密切相關(guān),2006—2015年高壓冷濕型氣團出現(xiàn)1095次,占全部氣團總數(shù)的29.98%,冷濕氣團出現(xiàn)1414次,占全部氣團總數(shù)的38.72%。
、谘芯繀^(qū)域全年受高壓冷濕型氣團影響最為頻繁,與1956—1995年黔中氣團活動特征一致[10]。冬半年高壓型氣團的整體頻率分布達到了52.3%~99.7%;夏半年4—8月2、3、4、6類氣團出現(xiàn)頻次較高,6月最為明顯頻率為36.3%~98.0%,各類氣團中低壓暖干型氣團活動穩(wěn)定,總體活躍性最強。
本文水熱變化總體趨勢與史培軍[17]研究結(jié)果不一致,可能的原因為:研究范圍小,結(jié)果不能完全反應(yīng)黔中乃至貴州整體狀況;區(qū)域站數(shù)據(jù)累計時段相對較短,造成了研究的局限性;隨著經(jīng)濟與社會發(fā)展,人為進行的環(huán)境整治對氣候變化產(chǎn)生了一定影響。本文雖然存在不足,但是將氣團分類與GIS結(jié)合討論水熱條件變化很少見,研究結(jié)果對于了解黔中氣團影響及氣候變化具有實際意義,筆者下一步將從空間廣度與時間的維度上進行拓展,以期獲得貴州省數(shù)十年氣團活動及氣候變化的相關(guān)性研究成果。
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