信阳市气候变化特征分析

信阳市气候变化特征分析

康红勋

信阳市气象局，河南 信阳， 464000

摘要：信阳市1980-2020年近40年年平均气温、降水、日照时数气象资料为基础，进行分类汇总、距平处理后，对各气象要素做回归分析、5年滑动平均做趋势分析。结果表明：(1)近40年信阳的气候变化主要特征为温度升高、降水减少、日照时数明显下降，1990年以后这种变化趋势更为明显。(2)气温年际差异较大，上升幅度为0.10℃/10a，1993年以后上升趋势明显。年平均气温主要存在三种不同尺度的震荡周期：3—5年、16—17年和30年以上。在16—17年周期上，存在2个较明显冷暖交替周期，1980—1986年间为偏暖期（1982年前后最暖）、1987—1995年间为偏冷期（1992年前后最冷）、1996—2007年间为第二个偏暖期（2001年最暖）、2008—2020年间为第二个偏冷期（2012年前后最冷）。17年、4年分别是气温变化的第一、第二主周期，30年以上可能是真正的第一主周期，但需更长时间序列资料来验证。(3)降水年际差异较大，呈显著地周期性波动变化，多雨期和少雨期大致交替出现。年降水量主要存在2个周期：4—6年、15—20年。在一次大的降水量年之后几年降水量大量减少。1980—1985年呈下降趋势，1985—2005年又呈上升趋势，2005年以后基本呈下降趋势，多雨少雨期交替明显。降水的小波方差图中存在两个峰值，6年为第一主周期，15年为第二主周期。(4)年日照时数总体呈阶梯状下降变化，下降速率为-11.9h/10a，年日照时数年际间差异达1227.6 h。

关键词：信阳地区、气温、降水、小波分析

引言

随着世界气候变暖趋势加剧，许多气象科技工作者^[1-3]对各地的气候变化特征进行分析研究。张金平^[2]等研究了豫北地区气温、降水变化的时空分布特征。本文通过对信阳地区近40年气温、降水、日照时数的变化趋势、变化周期进行分析，旨在结合该地气候变化，科学调整农业种植结构，提高农村经济收入，实现乡村振兴。

1 资料与方法

通过近40年（1980—2020年）信阳市气象站常规气象要素（光、温、水）进行分类处理，变化趋势分析以及Morlet小波分析。

2 结果与分析

2.1近40年气象要素变化特征

信阳地区近40年的气候变化特征为：气温波动变化趋势明显，呈波动上升趋势（通过了0.01水平的显著性检验），上升幅度为0.094 ℃/10a。年际差异较大，年平均气温为15.5℃，最高为17.8 ℃（2019年），最低为15.1 ℃（1984年）。气温变化具有明显的阶段性特点，1980—1993年气温呈波动下降趋势；1993年以后上升趋势明显，1994—2020年平均气温比1980—1993年升高了0.7 ℃。这与全球气候变暖的大气候环境一致，未来年平均气温呈上升趋势。

近40年信阳地区降水年际差异较大，多雨期和少雨期大致交替出现，呈显著地周期性波动变化，总体呈波动下降趋势，下降幅度不大，下降幅度为7.6 mm/10a。平均降水量为1106.1mm，最大年降水量为2020年的1466.7 mm，最小为2011年的750.2 mm，二者相差716.5 mm，最大值是最少年份近2倍。1980—1990年间，降水距平呈上升趋势，1990—1995年，呈下降趋势，1996—2020年又呈上升趋势，多雨少雨期交替明显。

近40年日照时数距平变化幅度很大，总体上呈阶梯状下降变化，下降趋势明显，速率为-11.9 h/10a，最长年总日照数为1980年的2564.2 h，最短年为2012年的1336.6 h，相差1227.6 h。1981—1990年、1991—2000年、2001—2010、2011-2020年的年日照时数平均分别为2257.7 h、2082.6 h、1799.2 h和1579.3h，基本处于逐年减少阶段。

2. 2气象要素变化周期分析及突变分析

信阳地区年平均气温主要存在三个不同尺度的震荡周期：3—5年、16—17年和30年以上的震荡周期。3—5年较小尺度上信号震荡最强，存在约8个明显的周期变化，其中以90年代特点最为明显。在16—17年周期上，存在2个较明显冷暖交替周期，1980—1986年间为偏暖期（1982年前后最暖）、1987—1995年间为偏冷期（1992年前后最冷）、1996—2007年间为第二个偏暖期（2001年最暖）、2008—2020年间为第二个偏冷期（2012年前后最冷）。在30年以上尺度周期上表现2个偏冷期与偏暖期的交替变化， 1980—1990年间是偏冷期。1990—2010又表现为偏暖期，2011年以后为偏冷期。小波方差图能反映近40年气温变化的主周期，气温的时间序列变化明显存在2个峰值，17年为最大峰值是气温变化的第一主周期，4年是第二主周期。降水主要存在2个尺度的震荡周期：4—6年、15—20年。在4—6年的较小尺度上震荡周期最强，1980—1985年间降水存在约6年的变化周期，1985—2010存在4年的周期变化，2010年以后，又回到6年的变化周期。在15年的变化周期上表现为少雨—多雨—少雨。1985年以后，存在一个约22年的多雨—少雨变化周期，1998年、2010年为对应的两个强降水中心。每个中等尺度的变化周期内又包含若干个小尺度的变化周期， 1980—1988年间，存在少雨—多雨—少雨周期约为5年的变化特征。1988—1997和1997年以后，也分别表现为周期为4年的多雨—少雨交替变化的特征。降水存在两个峰值，对应两个降水周期，6年为最大峰值，为第一主周期，15年为第二主周期。

3 结论

（1）近40年信阳的气候变化以温度升高、降水减少、日照时数明显下降为主要特征。1990年以后这种变化趋势更为明显。

（2）信阳地区近40年气温年际差异较大，年平均气温线性上升幅度为0.10 ℃/10 a，1993年以后上升趋势明显。年平均气温主要存在3—5年、16—17年和30年以上不同尺度的震荡周期。气温的时间序列变化明显存在2个峰值，17年为最大峰值是气温变化的第一主周期，4年是第二主周期，30年以上周期，需要更长时间的时间序列资料来验证。

降水总体年际差异较大，呈显著地周期性波动变化，多雨期和少雨期大致交替出现。年降水量主要存在2个震荡周期：4—6年、15—20年。降水对应两个周期，6年为最大峰值，为第一主周期，15年为第二主周期。

（3）年日照时数总体上呈阶梯状下降变化，整体下降趋势明显，下降速率为-11.9h/10a，年日照时数年际间差异达1227.6 h。

参考文献

[1］王海军, 张勃, 赵传燕, 等.中国北方近 57年气温时空变化特征[J].地理科学进展, 2009, 28(4):643-650.

[2] 张金平, 李香颜.豫北地区气温、降水变化的时空分布特征[J].气象科技,2016,44(6):986-990

[3] 李国栋，田海峰，彭剑峰，等. 基于小波和M-K方法的商丘气温时间序列分析[J]. 气象与环境学报，2013，29(3)：78-84.