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海水温度变化带来的影响

海水温度变化带来的影响

海水温度变化带来的影响范文第1篇

关键词:儋州市;气候变化; 农业

中图分类号:P467 文献标识码:A DOI编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.02.013

Climate Change and Impacts on Agricultural Production in Hainan from 1971 to 2011——A Case of Danzhou

HAN Qi1, ZHAO Cong-ju1, HUANG Qiu-ru2

(1. School of Geography and Tourism, Hainan Normal University, Haikou, Hainan 571158, China; 2. Hainan Meteorological Service, Haikou, Hainan 570203,China)

Abstract: Studied the climate change in Hainan through the meteorological data of Danzhou from 1971 to 2011. The results showed that: during the study period temperature fluctuated and increased slightly. The inter-annual variation of precipitation was larger, and the precipitation slightly decreased, especially in recent 10 years, the decrease of precipitation was obvious. After that, taking Danzhou as an example, analyzed the influence of climate change on tropical agriculture, and put forward countermeasures and suggestions how to develop tropical and efficient agriculture under the background of global climate change.

Key words: Danzhou;climate change;agricultural

气候变化对各个行业部门均有不同程度的影响,尤以农业部门最敏感和脆弱。气候变暖、变干或变湿导致农业生态环境改变,引起农业结构和生产布局变化,进而增加农业生产的不稳定性,产量波动随之增大,甚至会威胁到国家粮食生产安全[1]。20世纪80年代以来,气候变化逐渐成为全球关注的热点问题。《气候变化国家评估报告》中指出,气候变化将对我国的农业生产产生重大影响,如果不采取任何措施,到21世纪后半期,我国小麦、水稻和玉米的产量最多可下降37%[2]。学者林学椿等[3]研究近40年我国气候趋势指出,我国年平均气温以每10年0.04 ℃的倾向率上升,年降水量以每10年-12.66 mm的速度减少。陶忠良[4]分析海南岛20世纪80年代的气候变化及其对农业生产影响,发现气温、降水、雨日、干燥度、最低气温、低温日数等变化均对热带作物生产产生影响:一方面气温升高,热量增加,提高了作物的产量,也扩大了适宜播种的面积;另一方面:随着气候变暖,登陆的热带气旋数目增多,风害成为热带作物主要的农业气象灾害;台风雨增多,降水更加集中,而气温上升幅度较大,蒸发散增加,干、湿季更加明显,旱害进一步加重。

海南岛处于海陆相互作用、生态环境比较脆弱地带,对气候变化抵抗力以及受损生态恢复力都较弱。儋州为海南面积最大的县级市,其农业生产是海南农业发展缩影。本研究以海南省儋州为例,通过分析1971—2011年气温和降水量数据,探讨近40年来儋州气候变化特点及其对农业生产影响,进而提出以儋州为代表的海南热带高效现代农业,应对气候变化的发展对策和建议。

1 资料来源和方法

1.1 资料来源

儋州市位于海南省西北部,地属热带季风气候,日照充足,雨量充沛,具有大陆性热带岛屿气候特征。多年平均温度23.1 ℃,多年平均降雨量为1 486 mm。其中5—10月为雨季,降雨量占全年的83.4%;11月—次年4月为旱季,占年雨量的16%。雨量分布趋势是由东南向西北逐渐递减。多年平均蒸发量1 200~2 400 mm。

本研究所用的气象数据主要源于海南省儋州市气象观测站,在1971—2011年的历史逐月气温和降水量等气象资料。研究过程中采用每10 年为一个基准研究周期,其中1971—1980为70年代气候变化研究周期,1981—1990为80年代,1991—2000为90年代,2001—2011为21世纪初,共计4个研究周期。在季节上,以3—5月的平均气温和降水量总和代表春季气温和降水量,6—8月代表夏季,9—11月代表秋季,12月到翌年2月代表冬季。农业资料主要源于海南省及儋州市统计年鉴。

1.2 研究方法

本文的研究方法主要采用距平分析法和最小二乘法。

1.2.1 距平分析法 采用1971—2011年间的年平均气温和年降水量作为长期平均值,通过这一时间段内各年份与平均值的正距平和负距平来反映某个时间段的真实水平。同时运用正负距平百分率来表示显示不同年代气温和降水量变化幅度。

1.2.2 线性趋势分析 运用Excel统计分析软件对儋州1971—2011年气温和降水量变化特点进行线性分析,以显示某一个时间段某个气象要素的变化趋势。通过绘制历年平均气温、多年四季平均气温、气温变化趋势线和年降水量、多年四季平均降水量、降水变化趋势曲线,分析以气温和降水为代表的气候变化趋势,揭示40年来海南省儋州市气温和降水变化特点。

2 结果与分析

2.1 气温变化趋势

2.1.1 历年气温变化趋势 通过对气象数据的分析研究发现,儋州市近40年间年平均气温为23.72 ℃,气温总体变化呈现波动式略微上升的趋势(图1)。20世纪70年代、80年代气温增温幅度相对平缓,平均气温较低,平均距平为-0.48 ℃和-0.23 ℃。进入20世纪90年代,气温升温幅度增加,平均距平为0.16 ℃。21世纪初表现为正常偏高,平均距平为0.55 ℃。统计显示,近40年儋州市的升温平均达每10年0.34 ℃,高于我国50年来平均升温每10年0.22 ℃的水平[5],表明儋州市气温增加趋势更为明显。

2.1.2 四季气温变化趋势 从季节上来看,儋州四季温差变化不大,近40 年春季年平均气温24.8 ℃;夏季最高,为27.8 ℃;秋季24.0 ℃;冬季气温最低,为18.4 ℃。秋季年平均气温上升最为明显,高达每10年上升0.53 ℃;夏季和冬季增温幅度同年度增温幅度,为每10年0.34 ℃和0.28 ℃;春季最为不明显,为每10年0.13 ℃(图2)。20世纪80年代和21世纪初秋季的年度增温高达 每10年0.7 ℃。

2.2 降水量变化趋势分析

2.2.1 历年降水量变化趋势 儋州市研究周期内多年平均1 765.966 mm,降水量年际变化明显,波动较大,总体呈现略微下降趋势(图3)。通过对各个年代变化趋势比较分析发现,20世纪90年代降水量最多,10年距平值达到124.7 mm,降水量波动较明显;70、80年代为多雨期,10年距平值67.2 mm和61.3 mm;21世纪降雨量明显减少,其中多年份降雨量低于40年平均值,10年距平值为-202.5 mm,特别是2010年,仅为878.5 mm,为近40年内最低值。

2.2.2 四季降水量变化趋势 儋州四季年降水量总体与年度变化相似,但冬季无明显变化。儋州有明显的雨季和旱季,其中冬季和春季多为旱季,多年平均降水量分别为330.87 mm和72.06 mm。夏季和秋季为雨季,降水量明显增多,多年平均降水量分别为750.32 mm和619.39 mm。从年际变化趋势来看,夏季和秋季的降雨量减少最为明显,高达每10年减少68.11 mm和每10年减少46.76 mm,而春季和冬季的变化比较不明显。

2.3 极端天气

雨季降水集中、强度大,影响降水利用效率;旱季降水少,容易形成季节性干旱,甚至发生严重的旱灾;海南是我国灾害天气较为频繁出现的地区。海南旱灾平均1.3年发生1次,中西部一些市县几乎年年发生旱灾[6]。近40年间,影响海南省最严重,波及范围最广泛,持续时间最长的干旱发生在1976年11月—1978年4月的连年干旱,连续干旱时间长达一年半,期间降水量普遍减少六成,南渡江、万泉河、昌化江出现历史最低水位。1997年6—9月,儋州市出现夏季早旱,给农业生产和人民生活带来重大影响。儋州2010年平均气温高达25.1 ℃,高出近40年平均气温1.22 ℃,其中6月份和7月份高达30.3 ℃和29.9 ℃;当年的降水量为1971—2011年最低值,全年降水量仅为878.5 mm,气温较高的6月和7月降水量仅为92.3 mm和41.3 mm。暴雨发生几率高,强度强,主要集中在4—10月。如1999年11月上旬,受冷空气和南海热带云团的影响,海南省出现长时间大范围的降水天气,儋州市从11月4日20时—13日20时累计降水量达391.7 mm,仅11月6日一日降水量高达251.3 mm,5—7日当地发生洪涝灾害[7]。

3 小结与讨论

近40年儋州市的升温平均每10年达0.34 ℃,高于我国50年来平均每10年升温0.22 ℃的水平,表明儋州市气温增加趋势更为明显。其中秋季年平均气温上升最为明显,每10年升温高达0.53 ℃;夏季和冬季增温幅度同年度增温幅度,春季最为不明显。降雨量总体呈现略微下降趋势,21世纪以来降雨量明显减少,其中多年份降雨量低于40年平均值。从年际变化趋势来看,夏季和秋季的降雨量减少最为明显。极端性天气灾害对当季减产或绝收的短期效应非常突出,长短期气候变化因子间相互作用与交错叠加,带来的不利效应会严重放大。气候变化对农业的影响更加深远,为此应结合当地农业特点,剖析气候变化对农业发展的影响。

3.1 对农业生产布局和结构变动与调整的影响

气候变化会引起热带农业生产布局和结构变动与调整,进而导致热带作物种类、品种的布局和比例的变化。目前,热带作物在海南省的布局主要是依据气候条件与水资源条件进行区划的。随着气候的变化,热带作物的布局和结构将面临一个大的调整。近年来,儋州市大农业格局正在逐步优化调整,种植业和林业产值有所下降,渔业和畜牧业产值有所上升。而种植业中,粮食作物播种面积大幅度下降,蔬菜瓜果、经济作物播种面积有所上升,橡胶面积有所增加,糖蔗、水果面积波动较大。

3.2 气温增高、降水减少和社会发展,加剧水资源紧张态势

21世纪以来,10年距平值为-202.5 mm,降雨量明显减少。气温增加趋势更为明显,致使水资源量减少;另一方面,儋州农业用地面积不断增加,1997年农业用地17.49万hm2,2011年增加到24.91万hm2,尤其是瓜果、蔬菜、花卉等特色农业比例不断增加,农业用水需求快速增加;再加上社会经济发展,行业耗水增加,局部水污染问题未能有效管控,使水资源供求矛盾更加突出。水资源不足已经成为儋州农业以及社会发展的主要制约之一。

3.3 气候变暖导致病虫害加重,其中高温干旱位列影响因素的首位

随着气候变暖,作物生长季延长,病虫害的生长季节也延长,害虫繁殖代数增加,而冬季气温偏高也有利于病虫越冬,因此各种病虫害出现的范围扩大,加剧了流行和危害[9]。

3.4 极端天气对农业影响进一步加剧

在全球气候变化背景下,异常气候出现的概率大大增加,而这些极端天气事件将对农业的生产和可持续发展产生重要影响。例如:橡胶的生长需要高温、多雨、沃土、静风的生态环境,近年来,海南气候变化呈现增温,变干的趋势,登陆的热带气旋增多,橡胶风害进一步加重。2008年初,一场50年一遇的持续低温阴雨天气以及2005年9月26日“达维”台风均给海南橡胶的生产造成了严重灾害性影响[10]。

4 对策与建议

4.1 合理谋划、科学规划,推进热带高效农业建设

海南光照、热力资源充足,但季节性缺水、工程性缺水并存。加强气象数据监测与气候变化研究,科学评价海南农业发展利弊,并提出应对措施。大力发展沿海防护林和田间防风林、选育抗旱抗风抗病虫害新品种,研究高温热害、干旱等危害热作生产天气、气候出现规律和形成机制,提出适应和防御的途径与措施,为热带现代高效农业发展提供科学依据和技术支撑。

4.2 建立完善灾害气象预测体制及防灾减灾预警体系

极端气象对海南热带农业的影响较大,加强长期天气预报和极端气候事件的预报工作,提高准确率,建立、健全防灾减灾的灾害预警系统,设立专门的风险管理部门,并及时向相关部门提供决策气象服务,是热带农业发展过程中急需不断完善的工作。

4.3 调整作物结构和种植制度,优化农业生产布局

应针对未来气候变化对作物造成的可能影响,适时调整作物品种、优化种植结构;大力发展生物技术,加强抗旱、抗高温等抗逆品种的培育与筛选。研究作物生长发育、产量和气象因素的关系,提出适应气候变化的农业种植制度。调整和优化作物布局,形成农业生产对气候变化趋利避害之农业布局。

4.4 加强农田水利建设,大力发展设施农业

海南降水集中,旱涝灾害频发。修建水库与跨流域调水是调节水资源时空分配不均,减少灾害损失的重要手段。随着农业用水成本提高,现代农业必然向节水农业、精准农业方向发展。加强农业农村基础设施建设,兴修水利设施,引进先进农业生产技术,提高农业管理水平,大力发展设施农业,实现农业稳产高产与社会持续发展。

参考文献:

[1] 张怀坤.全球变暖条件下农业可持续发展研究[D].长春: 吉林大学, 2011.

[2] 《气候变化国家评估报告》编写委员会.气候变化国家评估报告[R].北京:科学出版社, 2007.

[3] 林学椿,于淑秋.近40年我国气候趋势[J]. 气象, 1990, 16(10):16-21.

[4] 陶忠良.海南岛80年代气候变化及其对热带作物的影响[J]. 热带作物研究, 1997(1): 49-53.

[5] 陈隆勋,邵永宁.近四十年我国气候变化的初步分析[J].应用气象学报, 1991, 2(2): 164-174.

[6] 陈寒松. 海南省千年自然灾害史料集[M]. 海口: 海南出版社, 1995.

[7] 温克刚. 中国气象灾害大典—海南卷[M]. 北京:气象出版社, 2007.

[8] 海南省统计局.海南省经济与社会统计年鉴(2011)[M]. 海口: 海南人民出版社, 2011.

海水温度变化带来的影响范文第2篇

全球变暖将给地球和人类带来复杂的潜在的影响,既有正面的,也有负面的。例如这是全球变暖的正面影响,随着升高的温度,副极地地区也许人类将更适合居住;在适当的条件下,能够促进光合作用较高的二氧化碳浓度使植物具有更高的固碳速率,导致增加了植物生长的,即二氧化碳的增产效应,。但是与正面影响相比,全球变暖负面影响将对人类活动的更为巨大和深远。祁连山冰川缩减危及河西走廊:近年来,祁连山冰川融化比上个世纪70年代减少了大约10亿立方米,在冰川局部地区的雪线正以年均2-2.6米的速度上升。专家分析,雪线上升,冰川退缩,除自然气候因素外,另一个主要原因是超载超牧,乱砍滥伐,人口膨胀,过度开垦,滥采地下水有关。

1、上升的海平面影响

全球升温会引起地球南北两极的冰山融化,这也是造成海平面上升的主要原因之一。过去的百年我国上升了11.5cm,而海平面上升了14.4cm,。海平面升高的原因,主要是海水热膨胀,当海洋变暖时,海平面则升高。。海平面上升的直接影响有以下几个方面:

(1)低地被淹:

应对气候变暖加高堤坝

全球变暖使海平面升高,暴风雨频率增加,这使英国人不得正面面对 加高防洪堤坝。据英国官方近日公布的统计数据,在过去的20年中,由于随全球变暖而升高泰晤士河的水位,当地政府机构先后88次不得不加高防洪堤坝,以保障伦敦人的生命财产安全。据悉,平均每年4次加高其堤坝是人们现在的做法。据估计,在2030年以前,其每年30次加高堤坝的频率会达到。

(2)海岸被冲蚀

(3)地表水和地下水盐分增加,影响城市供水。

(4)地下水位升高。

(5)旅游业受到危害(海平面上升50米,大连、秦皇岛、青岛、北海、三亚滨海旅游区向后31-366料,沙滩损失24%,北戴河沙滩损失60%。中国国土资源公报报道,沿海旅游业已成为第一大产业,其产值为2503亿元,占海洋产业总产值的34.6%。

(6)影响沿海和岛国居民的生活(占世界1/3的人口),经济发达、人口稠密的沿海地区会被海水吞没,使之受到威胁。如果极地冰冠融化,,将从地面上消失的低洼岛国如马尔代夫、塞舌尔等,海滨大城市如上海、威尼斯、香港、里约热内卢、东京、曼谷、纽约等以及孟加拉、荷兰、埃及等国也将难逃厄运。

2、对动植物的影响

气候是决定生物群落分布的主要因素,不同物种的适应性因气候变化能改变一个地区并能改变生态系统内部不同种群的竟争力。自然界的动植物,尤其是植物群落,可能因全球变暖的速度而无法适应做适应性转移,从而惨遭厄运。以往的气候变化(如冰期)曾使许多物种消失,未来的气候将使一些地区的某些物种消失,而某些物种则从气候变暖中得到益处,可能增加了它们的栖息地,也可能减少竞争对手和天敌。比如说桔子,过去20世纪70年代,它的最北的边界线是在黄山一线,宣城市也曾经试种过,但到冬天的一场大雪,树木就冻死了。但现在我们的桔子树都长得很好。又如,扬子鳄只生活在宣城、泾县和南陵这样狭小的地带,如果北界线北移,扬子鳄可能会自然绝种。这是从我省的局部地区来讲。从全国来讲,我国把冬季1月0度等温线作为副热带北界,目前这一界线处于我国秦岭-淮河一带。研究发现,气温升高会使这一界线北移至黄河以北,徐州、郑州一带冬季气温将与现在的杭州、武汉相似。

3、对农业的影响

一年中温度和降水的分布是决定种植何种作物的主要因素,温度及由温度引起降水的变化将影响到粮食作物的产量和作物的分布类型。气候的变化曾经导致生物带和生物群落空间(纬度)分布的重大变化。如公元800-1200年北大西洋地区的平均温度比现在高1℃,使玉米在挪威种植成为可能,但到了公元1500-1800年,西欧出现小冰川期,平均气温也只比现在低1-2℃,就造成了挪威一半农场弃耕,冰岛的农业耕种活动则几乎全部停止。除此之外,全球变暖还会使高温、热浪、热带风暴、龙卷风等自然灾害加重。因此,全球气温升高后,世界粮食生产的稳定性和分布状况将会有很大变化。

4、对人类健康的影响

海水温度变化带来的影响范文第3篇

1 温室效应导致有全球气候变暖

大气层中CO2、CH4和氮氧化合物等气体,可以让阳光可见光透过,但对地球向宇宙释放的红外线起阻碍作用,并吸收转化为热量,使地球表面湿度升高。这种现象称为温室效应。形成温室效应的气体即为温室气体。温室气体以CO2为主,约占60%左右。温室气体浓度愈高,近地表的温度就愈高。没有温室气体,地球上的温度就会降到很低。亿万年来,地球一直受益于温室效应,因为温室效应创造了一个适宜生物栖息的环境。

然而,人类活动使温室效应日益加剧,以至于影响气候。自工业革命以来,资源与能源大量消耗,特别是煤、石油、天然气等古物然的燃烧所排放的大量CO2含量增加。据测算,目前全球每年向大气排放的CO2约为240亿吨。甲烷等微量气体也随着人类的各种活动而升高。据联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)不久前公布的研究结果,目前全球平均温度经1000年前上升了0.3~0.6℃。而在此前一万年间,地球的平均温度变化不超过2℃。联合国机构还预测,由于能源需求不断增加,到2050年,全球CO2排放量将增至700亿吨,全球平均气温将上升1.5~4.5℃.

2 温室效应对生物多样性的影响

全球气候变暖将严重威胁生物多样性。因为生命体无法承受这种快速相加的巨大变化。

2.1全球气候变暖对生物多样性的影响 全球性气候变暖并不是一个新现象。过去的200万年中,地球就经历了10个暖、冷交替的循环。在暖期,两极的冰帽融化,海平面比现今要高,物种分布向极地延伸,并迁移到高海拔地区。相反,在变新华通讯社过程中,冰帽扩大,海平面下降,物种向着赤道的方向和低海拔地区移动。无疑,许多物种会在这个反复变化的过程中走向灭绝,现存物种即是这些变化过程后生存下来的产物。物种能够适应过去的变化,但它们能否适应由于人类活动而改变的未来气候呢?这是一个悬而未决的问题。但可以肯定的是,由于人为因素造成的全球变暖经纬过去的自然波动要迅速得多,那么这种变化对于生物多样性的影响将是巨大的。

2.1.1 对温带生物多样性的影响 由于气温持续升高,北温带和南温带气候区将向两极扩展。气候的变化必然导致物种迁移。然而依据自然扩散的速度计,许多物种似乎不能以高的迁移速度跟上现今气候的迅速变化。以北美东部落叶阔叶林的物种迁移率来比较即可了然。当最近的更新世的冰期过后,气温回升,树木以每世界10~40千米速度的速度迁移回北美。而依照21世纪气温将升高1.5~4.5℃.的估计,树木将向北迁移5000~10000千米。显然要以自然状态下数十倍的速度进行扩散是不可能的。况且,由于人类活动造成的生境片断人只能使物种迁移率降低。所以,许多分布局限或扩散能力差的物种在迁移过程中无疑会走向灭绝。只有分布范围广泛,容易扩散的种类才能在新的生境中建立自己的群落。

2.1.2 对热带雨林生物多样性的影响 热带雨林具有最大的物种多样性。虽然全球温度变化对热带的影响比对温带的影响要小得多。但是,气候变暖将导致热带降雨量及降雨时间的变化,此外森林大火、飓风也将会变得频繁。这些因素对物种组成、植物繁殖时间都将产生巨大影响,从而将改变热带雨林的结构组成。

2.1.3 对沿海湿地和珊瑚礁生物多样性的影响 湿地和珊瑚礁是生物多样性丰富的生态系统,然而它们也会受到气候变暖的威胁。温度升高会使高山冰川融化和南极冰层收缩。在未来的50~100年中,海平面将升高0.2.~0.9米,甚至更高。海平面的升高会淹没沿海地区的湿地群落。海平面的变化是如此之快以至于许多生物种类来不及随着海水上升迁移到适当的地域。特别是建筑在湿地地区的居住房、道路、防洪大坝等将成为物种迁移的直接障碍。

海平面升高对珊瑚礁种类有极大危害。因为珊瑚对海水的光照及水流组合有严格的要求。如果海水按预算的速度升高的话,那么即使生长最快的珊瑚也不能适应这种变化。此外海水温度升高同样会对珊瑚产生极大危害。由此将导致大量的珊瑚沉没以致死亡。

2.1.4 对鸟类种群的影响 首先,气候变暖将直接影响种鸟种群。鸟类学家认为由于气温升高,导致一系列恶劣气候频繁出现,将影响候鸟迁徙时间、迁徙路线、群落分布和组成。此外,气候变化导致各种生态群落结构改变,将间接影响鸟类的种群。

2.2 温室气体直接影响生物种群变化 CO2是重要的温室气体,同时又是植物进行光合作用的原料。随着大气中CO2浓度升高,植物的光合作用强度将上升。但不同植物具不同CO2饱和点。当CO2浓度超过饱和点时,即使再增高CO2浓度,光合强度也不会再增强。一般CO2饱和点较高的植物能够适应大气中CO2浓度的升高而快速生长,CO2饱和点低的植物则不能快速生长,甚至会发生CO2中毒现象,从而导致种群衰退。植物种群的变化必然导致植物食性昆虫种群的变化。而植物种群和昆虫种群中不可能预测的波动可能导致许多稀有物种的灭绝。

3 针对温室效应的对策

毋庸置疑,温室效应的恶化进程对生物多样性,将构成强大冲击。控制温室效应,减缓全球气候变暖,是世界各国面临的重大课题。

3.1 控制CO2向大气的排放量 减缓全球气候变暖的根本对策是全球参与控制CO2向大气的排放量。为此,在国际上达成共识,即从政治上和技术上控制CO2的排放量。

首先采取法律手段,制定各种旨在限制CO2排放的各种政府和国际的规定,签订各种国际公约。如1992年在巴西召开的联合国发展和环境大会的“气候公约”,要求占全球CO2排放总量80%的发达国家到2000年将其CO2排放量降至1990年的水平。其次采用经济手段,提高易排放CO2能源价格和对超标排放课税等。

技术上,一是节约能源和提高能源利用率。二是开发可再生替代能源,例如大力开发无污染的可再生的太阳能、风能、海洋能、生物能、地热能、氢能等。三是大力发展核能。四是变革能源消耗模式。

3.2 采取措施吸收CO2 其中,搞好绿化是关键,再辅以人工措施。

3.2.1 通过植物吸收CO2 植物的光合作用是地球上规模最大的同化吸收CO2的过程。因为植物的基本生理过程之一是光合作用,因此保护原始森林,大规模植树造林,培植草原,搞好城市绿化是减少大气中CO2的重要手段。

海水温度变化带来的影响范文第4篇

[关键词] 极端高温日数 年代际变化 西太平洋副高 Nino4区海温

[中图分类号] P461 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2014)06-0294-02

引言

IPCC第五次评估报告指出气候变暖是非常明确的,从1983到2012年这三十年可能是北半球自1400年以来最热的三十年。1880-2012年,全球海陆表面平均温度呈线性上升趋势,升高了0.85℃;2003-2012年平均温度比1850-1900年平均温度上升了0.78℃。温度的升高不仅直接影响温度极端值的变化,且导致高温干旱和暴雨洪涝等极端气候事件的发生频率与强度出现加剧的趋势(杨萍,2009)。而在全球气候变暖和区域快速城市化、工业化造成的城市热岛效应的双重影响下, 我国华东地区近50 年气温增暖更为显著(徐家良等, 2005) , 在长江流域及其以南地区, 近年来几乎每年都会出现持续10天以上的强度大、范围广的极端高温天气。

临安市地处浙江省西北部,处在以上海为核心的长江三角洲经济区内,北纬29°56′-30°23′,东经118°51′-119°52′,东临杭州,西接黄山。地形与华夏式构造有深刻联系,西北山岭起伏连绵,向东南渐趋低缓,形成低山丘陵和宽谷盆地相向排列,交错分布。地势自西北向东南倾斜,三面环山,向杭州湾开口,形成一个东南向的马蹄形屏障。近年来,在全球变暖和城市化发展的影响下,临安市极端高温事件频发,因此,本文将诊断分析临安极端高温事件变化特征及其影响因素,从而为临安的高温预报提供一定的参考依据。

一、资料和方法

1.资料来源

研究所用的资料有临安市1966年-2010年逐日最高地面气温资料,美国国家环境预测中心/国家大气环境中心(NCEP/NCAR)的水平分布率为2.5°×2.5°的月平均全球再分析资料,国家气候中心提供的1966-2010年西太平洋副热带高压环流指数、美国气候预测中心提供的1965-2010年Nino1+2、Nino3、Nino4和Nino3.4区月平均海表面温度资料。

2.方法

本研究对临安极端高温(日最高气温≥35 ℃)日数的变化特征进行了分析, 并定性或定量分析了各影响因素与临安高温的关系。文中首先对临安高温日数的年际变化进行分析, 采用小波分析法获得了高温日数的变化周期, 并利用M-K检验方法分析了临安极端高温日数的跃变特征; 利用挑选出的1966-2010 年期间临安高温日数9个较多年和7个较少年作为典型高温和低温期,对比分析了典型高温和低温期的环流差异, 在此基础上又分析了临安极端高温日数与西太平洋副热带高压环流指数、海温等因子的相关关系。

二、研究结果与分析

1.临安极端高温日数的长期变化特征

在1966~2010年期间, 临安年平均极端高温日数为26d。表1是1966-2010年4-10月临安极端高温日数月分布情况。≥35 ℃高温最早出现在4月,最晚出现在10月,但都是极个别年份;极端高温主要集中在7月和8月,占总次数的84.5%。

将1966-2010年的临安极端高温日数做标准化处理,得到它的标准化序列和线性趋势(图1),从图中可见1966-2010年临安极端高温日数呈增加趋势,线性趋势系数达0.216次/10 年。由9年滑动平均可以看出,临安极端高温日数在近45年存在明显的年代际变化。20世纪70年代以前,临安极端高温日数为正距平为主,极端高温日数较多,70年代至90年代初期以负距平为主,极端高温现象较少,而90年代中期以后临安极端高温日数转变为负距平,极端高温事件发生频繁,这和近年来整个中国以及全球气温普遍升高而导致极端高温事件较多相一致。

临安地区45年来极端高温日数变化是否呈现出周期性振荡?接下来对临安极端高温日数的标准化序列进行Morlet小波分析,结果如下:由图2(a)可知:临安极端高温日数在1966-1975年和1990-2005年呈现出显著的2-5年周期,1976-1985年期间为2-3年的周期,,但由于资料长度以及小波功率谱头部效应的影响,还需要进一步的证明。时域平均小波功率谱分析表明主中心强度存在准2.5年周期振荡(图3.2b)。

从以上的分析来看,临安极端高温日数有明显的年际变化特征,且某些年代具有突变性质。为了进一步了解临安45年来极端高温日数的突变性质,我们对其做了Mann-Kendall检验(图3)。由UF曲线可见,1966至1975年,UF值由正变负,且一直减小,表明此期间临安年高温日数呈现下降趋势,而1976-1994年变化比较平缓,突变点发生在1994年,之后出现明显上升趋势,1999年有小幅下降,但之后上升趋势进一步加强。

2. 临安极端高温变化的影响因素分析

本文定义临安极端高温日数的标准化距平(图1)大于1.0为临安极端高温多年,小于-1.0为极端高温少年。以这个标准得到了9个极端高温多年和7个极端高温少年(表2)。由表2可知,临安高温年份主要集中在90年代以后,这进一步表明在全球变暖背景下,临安的高温事件增加的现象愈发显著。

2.1临安极端高温多年和少年的同期500hPa环流特征

由于临安市地处北亚热带南缘,夏秋以西南风为主,冬春东北风为主。而一个地区气温异常及其程度主要取决于南下的冷空气和北上暖空气在该地区势力的相对强弱及停留时间的长短。因此,研究临安气温的异常,就有必要对环流特征进行分析。由临安极端高温多、少年夏季500hPa高度距平及差值分布(图4)可以看出,临安极端高温多年(图4a),除了鄂霍次克海上空为负距平外,其他都为正距平区,这说明东北冷涡强度偏强,位置偏北,副热带高压异常强盛、副高北界明显偏北,我市在副热带高压控制下,天气炎热。而在极端高温少年(图4b)日本海上空为正距平,其他地方都为负距平,说明此时东北冷涡活动位置偏南,副热带高压减弱,这使得北方的冷空气能在较低纬度活动,容易南下。

由临安极端高温多年和少年500hPa高度场差值场(图4c)可以看出,极端高温多年和少年,500hPa高度场确实存在显著差异。从图中可以看到,东海上空为正差值显著区,这说明临安极端高温与夏季副热带高压的强弱存在相关。许多研究指出(项素清等,2003;邹燕等,2001)夏季西太平洋副热带高压的活动与我国东部天气有十分密切的关系, 是影响华东夏季高温的一个重要因素。为此,将临安极端高温频数与夏季西太平洋副热带高压指数(包括副高面积指数、强度指数、脊线、北界和西伸脊点)做相关(表3),结果显示高温日数与夏季西太平洋副高面积指数、强度指数在0.05 水平上显著正相关,与副高西伸脊点在0.05 水平上显著负相关, 而高温日数与脊线位置和北界位置相关性较差。这表明当临安高温日数较多时, 副高面积指数和强度指数较高, 脊点西伸,反之亦然。

2.2 海温影响

海表温度是影响大气环流的重要因子之一。海温通过影响副高活动而影响高温天气, 高温相对于海温异常则有数月之久的滞后性( 陈兴芳等,2000)。丁华君等(2007)对2003年夏季江南异常高温天气分析表明, 赤道东太平洋关键区(即Nino3区)海温与江南高温呈6个月的正相关。为此我们将临安夏季极端高温频数与Nino区各月海温做相关,结果发现,临安极端高温频数与Nino4区海温关系最密切,而与其他海区则没有明显的相关性。从表4中可以看到,临安极端高温频数与上年4-12月的Nino4区海温在0.05 水平上显著正相关,尤其与上年6-9月海温在0.01水平上显著正相关, 这表明,当Nino4区海温异常偏高时,第二年临安容易出现高温天气,而当Nino4区海温异常偏低时,第二年临安不易出现高温天气。史军等(2009)研究发现浙江的高温日数与上年下半年Nino4区海温都在0.05 水平上显著正相关, 这与本文的研究结果具有很好的一致性。

三、结论

在全球变暖的影响下,临安极端高温日数变化明显。本文通过对临安过去45年间极端高温气候及影响因素进行分析,得到以下一些主要结论:

1.过去45年间, 临安年平均极端高温日数为26d。极端高温主要发生在7月和8月。近45年来临安极端高温日数呈增加趋势,临安高温日数具有多-少-多的年代际变化规律。20世纪60-70年代和20世纪90年代中期-21世纪初,极端高温日数较多,而在70年代至90年代初期,极端高温现象较少,而90年代中期以后极端高温事件发生频繁。对临安极端高温频数进行突变检验后发现1994年是临安高温日数显著增加的明显突变点。

2.临安地区45年来极端高温日数变化呈现出周期性振荡,临安高温日数以2-3年左右的周期为主。

3.临安极端高温日数与西太平洋副热带高压密切相关。临安高温日数较多时,副高面积指数和强度指数较高,脊点西伸,反之亦然。

4.临安极端高温日数与上年4-12月Nino4区海温显著正相关。当Nino4区海温异常偏高时,第二年临安容易出现高温天气,而当Nino4区海温异常偏低时,第二年临安不易出现高温天气。

参考文献

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[2]徐家良,柯晓新,周伟东.2005.长江三角洲城市地区近50 年气候变化及其影响[M].大气科学研究与应用.北京:气象出版社,8-16.

[3]史军,丁一汇,崔林丽.2009.华东极端高温气候特征及成因分析[J].大气科学,33(2):347-358.

[4]项素清,毛俊萱,曹美兰.舟山市高温天气气候特征分析[J].气象科技,2003,31(3):160-162,166.

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[8]陈兴芳,赵振国.2000.夏季降水气候分析[M]//中国汛期降水预测研究及应用.北京:气象出版社,48-64.

海水温度变化带来的影响范文第5篇

“气候”一词,《现代汉语词典》解释为:一定地区里多年观察所得到的概括性的气象情况。它与气流、纬度、海拔高度,地形等有关。《实用地理词典》解释为:某一地区多年天气特征的综合,包括其平均状况,反复变化的常态及极端变化。气候的因素主要有太阳辐射、大气环流、地面状况以及人类活动。中学地理教学参考对气候作如下描述:气候是指大气平均的物理状态长时间的综合表现,与天气形成明显对比。无论哪一种解释,我们都能从中总结出气候是指某一地区在多年内的大气平均状况或统计状态。平均状况是用气温降水等气候要素的平均值或统计量来表现的。不同的地区,气温降水的状况不同,气候特点也就不同,而对此起决定作用的因素主要有太阳辐射、地面状况、大气环流和人类活动等。我们根据气候成因和特点,又可把气候分成热带雨林气候、热带草原气候、地中海式气候等不同类别,现就其中的海洋性气候和大陆性气候作一分析。

二、海洋性气候

海洋性气候是地球上最基本的气候类型,总的特点是受大陆影响小,受海洋影响大。在海洋性气候影响下,气温的年、日变化都比较和缓,年较差和日较差都比大陆性气候小。春季气温低于秋季气温。全年最高、最低气温出现时间比大陆性气候的时间晚:北半球最热月在8月,最冷月在2月。

由于海洋巨大水体作用所形成的气候,包括海洋面或岛屿,以及盛行气流来自海洋的大陆近海部分的气候。海洋气候有以下特点:

1.气温年变化与日变化都很小,在洋面上甚至观测不到日变化。年变化的极值一般比大陆后延一个月,如北半球最冷月为2月最暖月为8月。在高纬度最冷月还可能是3月,最暖月也可能到9月(如旧金山)。秋季暖与春季。

2.降水量的季节分配比较均匀,降水日数多,但强度小。云雾频数多,湿度高。

3.在热带海洋多风暴,如北太平洋西南部分与中国南海是台风生成和影响强烈的地区。热带风暴(包括台风)是一种十分重要的气象灾害。

4.多云雾天气,湿度大。多数邻近海洋的大陆地区,都具有海洋性气侯特征,西欧沿海地区是大陆上典型的海洋性气候。

由于西欧温带海洋性气候在全球比较典型,现作如下分析:

西欧全年降水均匀,气候湿润,降水量比较稳定,因此带来以下几方面地影响:①它有利于西欧牧草生长,促进了西欧的畜牧业发展,西欧许多国家出口的畜产品在世界上都位居前列,如丹麦、法国和德国等;②畜牧业的发展也带动了相关产业发展,如纺织业和畜产品加工工业。由于草场广布,加上西欧本身地形地势平坦,有利于足球场地建设,促进了西欧足球文化的发展;③西欧地形地势平坦,降水量均匀,使该地河流水量丰富,推进了西欧发达的内河交通运输网络。

三、大陆性气候

大陆性气候通常指处于中纬度大陆腹地的气候,一般也就指温带大陆性气候。在大陆内部,海洋的影响很弱,大陆性显著。内陆沙漠是典型的大陆性气候地区。草原和沙漠是典型的大陆性气候自然景观。大陆性气候是地球上一种最基本的气候类型。其总的特点是受大陆影响大,受海洋影响小。在大陆性气候条件下,太阳辐射和地面辐射都很大。所以,夏季温度很高,气压很低,非常炎热,且湿度较大。冬季受冷高压控制,温度很低,也很干燥。冬冷夏热,使气温年变化很大,在一天内日变化也很大,气温年、日较差都超过海洋性气候。春季气温高于秋季气温,全年最高、最低气温出现在夏至或冬至后不久。北半球最热月为7 月,最冷月为1月。

大陆性气候最显著的特征是,气温年较差或气温日较差很大。在气温的年变化中,最暖月与最冷月分别出现在7月和1月(南半球分别在1月和7月)。春季升温快,秋季降温也快,一般春温高于秋温。在日变化中,最高温度出现的时间较早,通常在一天中的13~14时;最低气温一般出现在拂晓前后。大陆性气候的另一重要特征是降水量少,且降水季节和地区分布不均。大陆性气候影响下的地区,一般为干旱或半干旱地区,降水量一般不到400毫米,甚至在50毫米以下,如我国新疆的塔里木盆地。

亚洲陆地面积广大,内地距海遥远,大陆轮廓完整,又缺乏伸入内地的海湾。同时本洲又是位于亚欧大陆的东部,削弱了西风环流和大西洋暖湿气流对亚洲气候的影响。根据纬度越高和距海岸越远气温年较差愈大的原理,亚洲广大的内陆和高纬度地区的气候与其它大陆同纬度地区相比,具有强烈的大陆性。俄罗斯的维尔霍杨斯克――奥伊米亚康地区,地处高纬,冬季受热很少,又位于亚洲的东北部,很难受到西风暖流的影响。从环流因素上讲,冬季这里是处在强大的反气旋控制下,剧烈的冷却作用而引起低温;而这里向北倾斜的盆地和洼地地形,更有利于冷空气的集中和反气旋的发展。因此,使这里成为北半球最寒冷和世界上气温年较差最大的地区。

我国的季风气候受大陆性影响比较明显,具体表现在以下几个方面:

1.冬夏季风更替明显,冬季气流来源于高纬度地区,风向偏北,寒冷干燥,容易出现灾害性天气,即寒潮,对我国北方农业生产不利。夏季气流主要来源于低纬度海洋上,风向偏南,温暖湿润。

2.气温年较差大,日较差也大,冬夏极端气温较差更大。

3.降水量的地区分布很不均匀,年降水量由东南沿海向西北内陆逐渐减少。东南沿海一带,年降水量超过1600毫米;台湾山脉东坡和喜马拉雅山南坡达到2000毫米以上。西北部的年降水量一般在200毫米以下,其中,塔里木盆地不足50毫米,降水量的季节分配很不均匀,夏季雨量一般占全年降水量的50%以上,而冬季降水量在10%以下,降水量的年季变化大,多雨的江南地区年降水量变率也有10%~15%,少雨的北部和西北内陆地区,全年降水变率达30%以上。

4.高温期和多雨期一致。在人类聚居比较集中的主要气候类型之间相比而言,大陆性气候的自然舒适度比较低。由于我国的大陆性特征在全球中表现最为明显,导致我国相当大的区域,包括三北地区以及长江流域等地区的采暖日数或空调度日数都很高。在我国气候区中除面积极小的温和地区(云南、广西)外,建筑一般都有采暖或空调的要求,这就导致我国的建筑热工能耗(包括采暖和制冷能耗)占建筑总能耗的绝大部分,且远远超过世界平均水平。

比较海洋性气候和大陆性气候,我们可以发现:海洋性气候气温变化和缓,春天姗姗来迟,夏天消退也较慢,春季气温一般低于秋季气温。相反,大陆性气候气温变化剧烈,春来早,夏去也早,春温高于秋温。受海洋气团和暖湿气流的影响,海洋性气候全年降水多,一年中降水的季节分配比较均匀,且以冬季降水较多;大陆性气候年降水量少,一年中降水的季节分配不均匀,且以夏季降水为最多。其主要原因是:海洋与陆地表面性质不同,海洋和陆地的物理性质有很大差异,在同样的太阳辐射下,它们增温和散热的情况大不相同。海水吸收热量的本领要比陆地强得多,辐射到海洋上的太阳热量很少被反射回去,大部分被海水吸收,并通过海水的波动,把热量储存在海洋内部。这样,即使在烈日炎炎的夏季,海洋里的温度也不会骤然升高。与同纬度的陆地相比,海洋里温度的变化要小许多。到了冬季,虽然太阳辐射减少了,但海洋里所储存的大量热量开始稳定的释放出来,于是,海洋及其附近地域的温度比同纬度的其他陆地地区要高。因此,海洋犹如一个巨大的温度自动调节器,使附近地区的气温形成了冬暖夏凉的特点。

四、季风气候

还有一种气候是介于大陆性与海洋性之间的气候类型――季风气候,它是一种海洋性气候向大陆性气候过渡的一种气候,既具有海洋性气候的特点,又具有大陆性气候的特点,形成的原因是由于在冬季时,地面向外辐射长波辐射而迅速冷却降温,形成高气压,海洋上相对较为温暖,形成低气压,就像水从高处向低处流动一样,空气要从高气压流向低气压,风从陆地吹向海洋,这就是冬季风。夏天,则因陆地接受太阳辐射强烈增温形成低压,海洋上增温较慢成为高压,风从海上吹向陆地,这就是夏季风。这种季风在亚洲东部和东南部最为明显。