裴玉芳,祁棟林,張啟發(fā),趙全寧

(1.青海省民和縣氣象局,青海 川口鎮(zhèn) 810801; 2.青海省氣象科學(xué)研究所,青海 西寧 810001;3.青海省防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室,青海 西寧 810001)

近幾十年來,全球氣候變暖對人們生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響已成為熱點問題。有研究表明,近百年來全球氣候變化的主要特征是變暖,IPCC第五次氣候評價報告指出,近50年中國的變暖更加明顯,大約為0.62～0.94℃,已引起了全社會的高度重視[1]。目前,國內(nèi)學(xué)者在氣候變化方面開展了許多的分析工作[2-10],不同區(qū)域氣候變化特征既有相似之處亦有區(qū)域差異。任國玉等[2]和唐國利等[3]研究指出，中國地表年平均氣溫明顯增暖,各地對氣候變暖的響應(yīng)并不相同,氣溫變化具有明顯的季節(jié)性和區(qū)域性差異；唐紅玉等[4]分析認(rèn)為,中國年和季平均最低氣溫的增暖幅度明顯大于平均最高氣溫的增暖幅度；虞海燕等[5]對全國194個氣象站1951-2009年日照、溫度、風(fēng)速和降水資料進(jìn)行分析研究得出,全國年日照時數(shù)、風(fēng)速等均呈現(xiàn)顯著減少趨勢。李鵬飛等[6]指出,干旱區(qū)東部地區(qū)降水量呈減少趨勢，西部地區(qū)降水量呈增多趨勢。李棟梁等[7]闡述了西北地區(qū)氣候正由暖干向暖濕轉(zhuǎn)型的情況。汪青春等[8]研究顯示，1961～2007年青海氣溫變化趨勢與同期全國氣溫變化趨勢基本一致,變暖的季節(jié)主要是冬季,年降水量略呈增多趨勢,降水日數(shù)在減少。

目前,部分學(xué)者曾對青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)或河湟谷地近幾十年氣候變化特征進(jìn)行研究[9-11]。陳曉光等[9]、趙燕寧等[10]和梅朵等[11]研究指出,青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)或河湟谷地及西寧市年、季平均氣溫呈顯著增暖趨勢，年降水量則呈現(xiàn)減少趨勢；以上研究的氣候要素主要限于溫度等單一氣候因子,而對于地處東部農(nóng)業(yè)區(qū)的海東市而言,對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重要影響的能量供給因子(平均溫度、日照時數(shù)、云量) 、空氣動力因子(風(fēng)速、沙塵日數(shù)) 和濕度因子(降水量、降水日數(shù)、相對濕度) 等氣候因子的變化特征的研究比較少，難以全面概括出青海省海東市氣候變化特征。

近幾十年來,有關(guān)海東市光、溫、濕、風(fēng)等多種氣候要素變化趨勢和變化規(guī)律，尤其是對潛在蒸散量和地表濕潤指數(shù)的變化的研究,目前還較少見。因此,全面、客觀地分析海東市近55年來的氣候變化規(guī)律,對適應(yīng)氣候變化,采取趨利避害的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)措施具有重要參考價值。

1 研究區(qū)域概況與資料方法

1.1 研究區(qū)域概況

海東市位于青海高原東部(35°26′～37°05′N,100 °41′～103 °04′E,海拔1 650～4 754 m),是西北干旱區(qū)的重要組成部分?，F(xiàn)轄樂都區(qū)、平安區(qū)、互助縣、民和縣、化隆縣、循化縣,總面積1.32萬km2,是青海省主要的工農(nóng)業(yè)區(qū)和人口積聚區(qū),也是青海省糧食主產(chǎn)區(qū)。由于受海拔高度、西風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)和季風(fēng)的影響,氣候變暖,其水資源匱乏、水土流失和沙漠化嚴(yán)重，屬于典型的干旱、半干旱大陸性氣候和生態(tài)環(huán)境脆弱或惡劣地區(qū)。其地形地貌復(fù)雜，氣候基本特點是：高寒、干旱,日照時間長,太陽輻射強(qiáng),晝夜溫差大,冬夏溫差小,海拔3 000 m以上的北部山區(qū)較寒冷,海拔1 700～2 500 m的黃河、湟水河谷地帶較溫暖。年平均氣溫3.2～8.6℃左右,年平均降水量在319.2～531.9 mm之間,集中在5-9月,冬末春初時期多大風(fēng)天氣。

1.2 氣象資料

選取青海省海東市境內(nèi)的互助、循化、化隆、樂都、民和等5個資料序列完整且具有較好代表性的氣象臺站(平安氣象站建站時間較晚未參加統(tǒng)計分析)1961-2015年逐月平均氣溫、降水量、降水日數(shù)(≥0.1 mm)、日照時數(shù)、風(fēng)速、沙塵日數(shù)、云量、相對濕度、潛在蒸散量和相對濕潤度指數(shù)等氣候要素,并以5站各要素序列的算術(shù)平均值代表海東市氣候變化的時間序列，站點分布圖見圖1。

氣象季節(jié)劃分：春季(3-5月)、夏季(6-8月)、秋季(9-11月)和冬季(12月-次年2月),以1981-2010年平均值代表30年氣候平均值。

1.3 研究方法

1.3.1 氣候傾向率 通常用一次直線方程來描述氣候要素的變化趨勢[12]:

y(t)=a+bt

(1)

式中,t為時間序列,a為經(jīng)驗系數(shù),可通過回歸分析方法中的最小二乘法求取,b為趨勢變化率,當(dāng)b為正(負(fù))表示氣候要素有增加(減小)趨勢,b×10為氣候傾向率,表示氣候要素10a的變化速率。

1.3.2 Mann-Kendall方法 MK法[12]通過構(gòu)造正序列(UF)和逆序列(UB)進(jìn)行計算，根據(jù)正、逆序列統(tǒng)計量的曲線判斷氣象要素的變化趨勢及突變特征。該方法的優(yōu)點是數(shù)據(jù)序列不需要遵從一定的分布,也不受少數(shù)異常值的干擾。

1.3.3 濕潤指數(shù)計算 濕潤指數(shù)是反映干濕程度的一個相對指標(biāo),它能客觀地反映某一地區(qū)的水熱平衡狀況[13]。計算公式為:

K=P/ET

(2)

圖1 青海省海東市5個氣象站點分布圖Fig.1 Five meteorological site map in Haidong City of Qinghai

式中,K為濕潤指數(shù),P為降水量(mm),ET為潛在蒸散量(mm)。某一地區(qū)的濕潤指數(shù)越大,則表明該區(qū)氣候越濕潤,而濕潤指數(shù)越小,則氣候越干燥。潛在蒸散量又稱為最大可能蒸發(fā)或蒸發(fā)力,其計算方法很多,而由國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T20481-2006)《氣象干旱等級》推薦的Thornthwaite[14]方法計算相對簡單,需要的氣象要素少,因此本文采用此方法進(jìn)行計算。具體的過程和公式可參考相關(guān)文獻(xiàn)[15]。

2 結(jié)果與分析

2.1 各要素年際和年代際變化

2.1.1 平均氣溫變化 1961-2015年海東市各站年平均氣溫差異明顯(2.7～8.9℃),近55年其變化趨勢基本一致,在波動中逐漸上升,各站年平均氣溫分別以0.25～0.42℃·(10a)-1的傾向率上升,整體平均氣溫上升傾向率為0.33℃·(10a)-1(圖2(a))；1990年之前的年平均氣溫距平以負(fù)距平為主，之后則以正距平為主。四季平均氣溫均呈現(xiàn)極顯著增高的趨勢,其中冬季增幅最大,達(dá)0.49℃·(10a)-1,春秋季次之,為0.28℃·(10a)-1；夏季增溫幅度最小,為0.27℃·(10a)-1，年和四季均通過0.01的顯著性檢驗。近55年海東市年平均氣溫的均值為6.2℃,最低值為4.9℃(1967年),最高值為7.7℃(2013和2015年)。年和四季平均氣溫分別升高了1.8、1.5、1.5、1.6℃和2.7℃?？梢?海東市年和四季平均氣溫變化趨勢與全國[3]和青海省[9,16]年均溫和四季均溫變化趨勢相同。

從氣溫的年代際距平變化來看,海東市年平均氣溫年代際變化呈現(xiàn)明顯的變暖趨勢(表1),20世紀(jì)60年代、70年代和80年代平均氣溫總體偏冷,但期間氣溫已呈現(xiàn)年代際上升趨勢,90年代開始變暖加速,其后氣溫逐年升高且上升幅度逐年增大。

2.1.2 降水變化 在全球變暖背景下,中國近百年來降水量表現(xiàn)出不斷減少的趨勢,但是西部地區(qū)降水量呈明顯的增加趨勢,而且以西北地區(qū)表現(xiàn)最為明顯[16-17]。

海東市各站年降水量為266.4～518.1 mm,年降水日數(shù)為74.4～130.4 d,差異明顯。但近55年年降水量除循化站表現(xiàn)為增加趨勢外(3.1 mm·(10a)-1)其他4站表現(xiàn)為減少趨勢(-1.0～-16.9 mm·(10a)-1),僅互助站通過0.05的顯著性檢驗；年降水日數(shù)各站均表現(xiàn)為減少趨勢(-0.04～-7.5 d·(10a)-1),其中互助和化隆站減少趨勢明顯,氣候傾向率分別為-7.5 d·(10a)-1和-3.2 d·(10a)-1,其他三站減少趨勢不明顯。海東市整體年降水量和降水日數(shù)均表現(xiàn)為減少趨勢(圖2(b)和2(c)),氣候傾向率分別為-4.9 mm·(10a)-1和-2.3 d·(10a)-1,降水日數(shù)通過0.05的顯著性檢驗，降水量在1980年以前基本上以正距平為主,1980年以后以負(fù)距平為主,降水日數(shù)在1990年以前基本上以正距平為主,1990年以后以負(fù)距平為主。四季降水量和降水日數(shù)均表現(xiàn)為減少趨勢,降水量氣候傾向率分別為-0.12、-3.8、-1.0 mm·(10a)-1和-0.03 mm·(10a)-1,降水日數(shù)氣候傾向率分別為-0.8、-0.5、-0.9 d·(10a)-1和-0.2 d·(10a)-1,均未通過0.05顯著水平檢驗。海東市年降水量和降水日數(shù)多年平均分別為383.2 mm和101.7 d,最低值為268.0 mm(1991年)和82.2 d(2001年),最高值為586.2 mm(1961年)和139.6 d(1967年)，最多降水量約為最少降水量的2.2倍，最多降水日數(shù)約為最少降水日數(shù)的1.2倍,這說明海東市年際降水差異較大,存在明顯的豐水年和枯水年。

圖2 近55年青海省海東市各氣候要素的變化趨勢Fig.2 Change trends of climate elements in Haidong City of Qinghai Province during 1961-2015

表1 氣象要素的年代際距平變化

從近55年海東市降水量和降水日數(shù)的年代際距平變化來看,20世紀(jì)60年代降水量和降水日數(shù)明顯偏多,70年代降水量和降水日數(shù)偏少,80年代降水量偏少而降水日數(shù)偏多,進(jìn)入90年代后降水量逐步增多而降水日數(shù)逐步減少,90年代和21世紀(jì)前十年降水量較氣候平均值增多了1.3 mm和3.3 mm,而降水日數(shù)減少了2.5 d和3.5 d(表1)。

2.1.3 相對濕度變化 海東市各站相對濕度差異相對較小(52.5%～63.4%), 1961～2015年海東市5站分別以(-0.31%～-1.26%)·(10a)-1的氣候傾向率減小，互助站的減小趨勢最大(-1.26%·(10a)-1)，循化站最小(-0.20%·(10a)-1)，樂都、化隆和互助通過0.05以上的顯著性檢驗。海東市整體平均相對濕度以0.7%·(10a)-1的氣候傾向率減少,達(dá)到了0.05的顯著性水平。近55年海東市年平均相對濕度已減少了3.7%(圖2(d))。相對濕度在1990年以前基本上以正距平為主，1990年以后以負(fù)距平為主。四季平均相對濕度也表現(xiàn)為減少趨勢,氣候傾向率分別為-1.3、-0.8、-0.5%·(10a)-1和-0.1%·(10a)-1,春夏季通過0.05以上顯著性檢驗。

2.1.4 風(fēng)速和沙塵日數(shù)變化 雖然海東市各站年平均風(fēng)速有較大差異,循化站多年平均風(fēng)速在3.0 m·s-1左右,而其他4站多年平均風(fēng)速小于2.0 m·s-1,但近55年各站年平均風(fēng)速變化趨勢基本一致,分別以-0.10～-0.17 m·s-1的氣候傾向率減小。海東市整體年平均風(fēng)速呈減小趨勢,氣候傾向率為-0.13 m·s-1·(10a)-1,達(dá)到了0.001的顯著性水平。近55年海東市年平均風(fēng)速已減小了0.7 m·s-1(圖2(e))。四季平均風(fēng)速也表現(xiàn)為較少趨勢,氣候傾向率分別為-0.18、-0.11、-0.11 m·s-1和-0.11 m·s-1,均通過0.001的顯著性檢驗。

由圖2(f)可知，海東市年平均沙塵日數(shù)在2.1～38.7 d之間,民和站多年沙塵日數(shù)在38.7 d,樂都和循化站次之,分別為15.4 d和11.9 d,互助站最少為2.1 d。近55年各站沙塵日數(shù)的變化趨勢基本一致,各站年沙塵日數(shù)分別以0.3～20.9 d·(10a)-1的氣候傾向率減小。海東市整體平均沙塵日數(shù)減小速率為6.3 d·(10a)-1,達(dá)到了0.001的顯著性水平。四季沙塵日數(shù)均表現(xiàn)為減少趨勢,氣候傾向率分別為-3.0、-0.6、-0.6 d·(10a)-1和-2.1 d·(10a)-1,均通過0.001的顯著性檢驗。

2.1.5 云量的變化趨勢 由圖2(g)看出，在過去的55 a中,各站多年平均云量為5.3～5.9成。從各站來看,5站年平均云量均為減少趨勢(-0.01～-0.18成·(10a)-1),其中,民和、樂都、化隆和互助站減少趨勢通過了0.001的顯著性檢驗,而南部的循化站沒有通過顯著性檢驗。從整個海東市來看,年平均云量略有減少,減少速率為0.12成·(10a)-1,未通過0.05顯著性檢驗；春、夏、秋、冬平均云量也表現(xiàn)為減少趨勢,氣候傾向率分別為-0.16、-0.12、-0.14成·(10a)-1和-0.17成·(10a)-1,春秋季通過0.001顯著性檢驗,夏季通過0.01顯著性檢驗。

2.1.6 日照時數(shù)變化 日照時數(shù)是一個重要的表征氣候變化的氣象要素，也是多種因子(如云量、氣溶膠、水汽含量)等共同作用于太陽輻射的結(jié)果。1956-2005年全國日照時數(shù)以0.136 h·(10a)-1減少[20]。海東市光照資源相對比較充足,各站多年平均日照時數(shù)為2 447.6～2 681.7 h，近55年各站日照時數(shù)均表現(xiàn)為減少趨勢(-4.7～-69.7 h·(10a)-1),民和、樂都和化隆站通過0.05以上顯著性檢驗。海東市整體平均日照時數(shù)以-36.6 h·(10a)-1的氣候傾向率呈極顯著的減少(圖2(h)),通過0.01顯著性檢驗,日照時數(shù)在1990年以前基本上以正距平為主,1990年以后以負(fù)距平為主。四季日照時數(shù)均表現(xiàn)為減少趨勢,氣候傾向率分別為-0.01、-11.6、-8.6 h·(10a)-1和-16.4 h·(10a)-1,夏冬季通過0.05以上顯著性檢驗。

2.1.7 潛在蒸散量變化 海東市各站潛在蒸散量在398.4～553.6 mm之間。各站年潛在蒸散量以1.4～9.7 mm·(10a)-1的氣候傾向率極顯著增大,其中樂都站氣候傾向率高達(dá)9.7 mm·(10a)-1。海東市平均年潛在蒸散量以7.9 mm·(10a)-1的速率呈極顯著增加趨勢(圖2(i))。55年海東市平均年潛在蒸散量已增加了43.7 mm,春夏秋季潛在蒸散量分別以2.5、3.0 mm·(10a)-1和2.3 mm·(10a)-1的氣候傾向率極顯著增大,年和春夏秋季均通過0.01顯著性檢驗。

統(tǒng)計分析海東市1961-2015年潛在蒸散量與同期年平均氣溫、降水量、降水日數(shù)、日照時數(shù)、平均風(fēng)速、相對濕度和云量的相關(guān)關(guān)系(表2),可以發(fā)現(xiàn),潛在蒸散量與年平均氣溫呈極顯著的正相關(guān),而與年降水量、降水日數(shù)、相對濕度、平均風(fēng)速、日照時數(shù)和云量呈負(fù)相關(guān),平均氣溫、降水日數(shù)、相對濕度和云量通過0.001顯著性檢驗,日照時數(shù)和平均風(fēng)速通過0.05的顯著性檢驗,降水量未通過顯著性檢驗,說明影響海東市潛在蒸散量變化的氣候因素是復(fù)雜多樣的。近55年,盡管海東市平均氣溫呈上升趨勢,但由于風(fēng)速、日照時數(shù)、降水日數(shù)、云量和相對濕度等氣象因子的減小對潛在蒸散的增加作用不能完全補(bǔ)償氣溫上升的影響,導(dǎo)致潛在蒸散量總體呈極顯著的增加趨勢。

2.1.8 濕潤指數(shù)變化 55 a來,海東市各站濕潤指數(shù)在0.48～1.24之間。受降水量變化趨勢不明顯和潛在蒸散量增加的共同影響,近55 a海東市各站濕潤指數(shù)均為減小趨勢,其中,氣候最為濕潤的互助站減小趨勢最大,氣候傾向率為-0.08·(10a)-1,相反,氣候最為干燥的循化站濕潤指數(shù)變化不明顯。海東市年平均濕潤指數(shù)以氣候傾向率0.02·(10a)-1呈減小趨勢(圖2(j)),春夏秋三季濕潤指數(shù)也呈現(xiàn)減小趨勢, 年和春夏秋季均未通過顯著性檢驗。

表2 海東市潛在蒸散量與氣象因子的相關(guān)關(guān)系

注：**表示P<0.05水平顯著，***表示P<0.001水平顯著。

Note: **: Correlation is significant atP<0.05; ***: Correlation is significant atP<0.001 level.

2.2 各要素突變檢測

利用Mann-Kendall方法分別對海東市1961-2015年年平均氣溫、降水量、降水日數(shù)、日照時數(shù)、風(fēng)速、相對濕度、潛在蒸散量和濕潤指數(shù)等要素進(jìn)行突變檢測,圖3給出了海東市平均氣溫、降水日數(shù)、風(fēng)速和日照時數(shù)的突變檢驗(其余圖略)。結(jié)果表明,近55年年平均氣溫和潛在蒸散量分別在1995-1996年和2001年發(fā)生了顯著的突變性升高,年平均風(fēng)速、降水日數(shù)、日照時數(shù)、總云量和相對濕度分別于1982年、1993-1994年、2002-2003年、1984年、2009-2010年發(fā)生顯著的突變性減小,降水量和濕潤指數(shù)的變化未達(dá)到突變標(biāo)準(zhǔn)。綜合氣溫和濕潤指數(shù)的突變特征,可以認(rèn)為,海東市氣候在1995-1996年發(fā)生了“暖干化”的突變。這與文獻(xiàn)[19]提出的“西北地區(qū)氣候在1987年前后發(fā)生了由暖干向暖濕轉(zhuǎn)變”的論述有一定差異,這可能與研究區(qū)域和分析技術(shù)方法不同有關(guān)。

2.3 氣候變化的可能影響因子

氣候要素的變化與區(qū)域環(huán)流因子及濤動、季風(fēng)等重要指示因子有密切的關(guān)系。受北半球大氣環(huán)流影響的青海省海東市氣溫和降水將如何對大氣環(huán)流、濤動指數(shù)及季風(fēng)等作出響應(yīng),本文對海東市1961-2015年氣溫、降水與北極濤動(AOI)、青藏高原指數(shù)(TPI)、西風(fēng)指數(shù)(WCI)、東亞夏季風(fēng)指數(shù)(EASMI)和南亞夏季風(fēng)指數(shù)(SASMI)等序列進(jìn)行相關(guān)分析(表3)。

海東市冬季氣溫與青藏高原指數(shù)、西風(fēng)指數(shù)、北極濤動指數(shù)的相關(guān)系數(shù)分別達(dá)0.60、0.40和0.31,相關(guān)性較好,變化趨勢基本一致,而夏季氣溫僅與青藏高原指數(shù)相關(guān)較好,為0.35。青藏高原大地形的熱力和動力作用對大氣環(huán)流和氣候產(chǎn)生一定的影響。熱力性質(zhì)差異(主要是積雪面積和植被狀況的變化)對周邊地區(qū)的氣溫產(chǎn)生重要的影響，而高原的動力作用(繞流)使得高原北側(cè)強(qiáng)勁的西風(fēng)氣流與南下的西北氣流在高原東北側(cè)匯合,從而影響著該地區(qū)的氣溫。研究表明北極濤動對北半球大氣環(huán)流以及冬、春季北半球近地面許多氣候要素都有顯著影響[19-20],冬季北極濤動通過影響西伯利亞高壓和東亞大槽來影響冬季風(fēng),進(jìn)而影響冬季氣溫,而海東市是冬季西伯利亞高壓南下必經(jīng)之地,南下強(qiáng)勁的西伯利亞高壓途經(jīng)并控制該地區(qū),對區(qū)域氣溫產(chǎn)生重要影響。此外,東亞夏季風(fēng)指數(shù)和南亞夏季風(fēng)指數(shù)的強(qiáng)弱對海東市的氣溫也有一定的影響。

圖3 海東市平均氣溫、降水日數(shù)、風(fēng)速和日照時數(shù)突變檢驗Fig.3 Mutation test of mean temperature, precipitation days, wind speed and sunshine hours in Haidong City

表3 氣候變化和影響因子的相關(guān)分析

注：*表示P<0.05水平顯著;**表示P<0.01水平顯著。

Note: * correlation is significant ofP<0.05 level; ** correlation is significant atP<0.01 level.

海東市夏季降水量與南亞夏季風(fēng)指數(shù)、北極濤動指數(shù)和西風(fēng)指數(shù)有較好的負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.35、030和0.26,東亞夏季風(fēng)對冬季降水量有一定的影響，相關(guān)系數(shù)為-0.24。該地區(qū)處于東亞季風(fēng)區(qū)和南亞季風(fēng)區(qū)的邊緣地帶,受季風(fēng)和西風(fēng)的共同影響。當(dāng)夏季風(fēng)指數(shù)強(qiáng)時,南亞季風(fēng)向北推移,西風(fēng)西退,在水汽充足的情況下,可以發(fā)生有效降水；而夏季風(fēng)指數(shù)弱時,該區(qū)域受西風(fēng)和季風(fēng)交替控制，大氣含水量不足,無法形成有效降水。

3 討 論

海東市處于西北干旱區(qū)的西緣,除了受西風(fēng)環(huán)流系統(tǒng)影響外,還受到季風(fēng)的影響,氣候復(fù)雜多變,在全球氣候變暖的背景之下，研究各個氣候要素的變化趨勢顯得十分重要。與已有研究結(jié)論相比，海東市氣溫的增加趨勢明顯高于全國水平[2](0.22℃·(10a)-1)而低于青海省[8](0.36℃·(10a)-1),與青海省東部農(nóng)業(yè)區(qū)[9](0.32℃·(10a)-1)基本持平，降水量的變化趨勢與青海省整體[8](3.3 mm·(10a)-1)相反，和東部農(nóng)業(yè)區(qū)[9](-5.23 mm·(10a)-1)基本相符，潛在蒸散量增加(7.9 mm·(10a)-1)而濕潤指數(shù)減小(-0.02·(10a)-1),表現(xiàn)出不明顯的暖干化趨勢，這與張紅麗等[21]對中國大多數(shù)地區(qū)1956-2000年潛在蒸散量變化趨勢的研究結(jié)果基本一致，也與劉德坤等[22]和徐靜等[23]分別研究青海省整體和青海省東部地區(qū)氣候趨于暖干的結(jié)果相一致。王慧[24]、雷生國[25]、劉義花[26]等分別對青海省風(fēng)速、日照時數(shù)和海東市沙塵天氣分析指出,風(fēng)速、日照時數(shù)和沙塵天氣均呈顯著的減少趨勢,與本研究結(jié)果基本一致。綜合上述可以看出，海東市平均氣溫增加明顯,對全球變暖較敏感,特別是冬季增溫幅度最大(達(dá)0.49℃·(10a)-1),冬季溫度的增加對干旱區(qū)有很重要的影響，加大農(nóng)田土壤蒸發(fā)量,導(dǎo)致土壤含水量下降和失墑,對農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。而全年和四季降水量微弱的減少趨勢和降水日數(shù)的顯著減少,將會導(dǎo)致短時強(qiáng)降水的出現(xiàn),容易引發(fā)夏秋季暴雨山洪和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,也使得干旱發(fā)生的頻次增加,湟水河流域徑流量減少。

4 結(jié) 論

根據(jù)青海省海東市5個氣象觀測站近55 a的地面氣象資料和大氣環(huán)流指數(shù)資料,采用線性趨勢分析和相關(guān)分析等方法,對海東市氣候因子的時空分布特征及其影響因子進(jìn)行了分析,主要結(jié)論為：

(1)近55年海東市隨著氣候變暖降水減少,總體呈不明顯的“暖干化”趨勢。年平均氣溫和潛在蒸散量呈現(xiàn)顯著的上升趨勢,年降水日數(shù)、平均風(fēng)速、沙塵暴日數(shù)、日照時數(shù)、云量和相對濕度表現(xiàn)為顯著的減少趨勢。濕潤指數(shù)和降水量表現(xiàn)為不顯著的減少趨勢。

(2)海東市年平均氣溫和潛在蒸散量分別在1995-1996年和2001年發(fā)生了顯著的突變性升高,年平均風(fēng)速、降水日數(shù)、日照時數(shù)、總云量和相對濕度分別于1982年、1993-1994年、2002-2003年、1984年、2009-2010年顯著的突變性減小,降水量和濕潤指數(shù)的變化未達(dá)到突變標(biāo)準(zhǔn)。

(3)海東市冬季氣溫變化與青藏高原指數(shù)、北極濤動指數(shù)和西風(fēng)環(huán)流指數(shù)有明顯的正相關(guān)關(guān)系，青藏高原的動力和熱力作用對高原東北側(cè)的海東市氣溫變化有很重要的影響，而該地區(qū)溫度還受由北極濤動引起的冬季風(fēng)和西風(fēng)環(huán)流的影響。海東市夏季降水量與南亞夏季風(fēng)指數(shù)和北極濤動指數(shù)有較好的負(fù)相關(guān)，南亞夏季風(fēng)的進(jìn)退以及所攜帶的水汽是影響該區(qū)域降水量變化的主要因素之一。