新氣候態(tài)下廣東省高溫特征及影響

王娟懷，胡婭敏，李芷卉，段海來(lái)，鄭璟

（廣東省氣候中心，廣東廣州 510640）

持續(xù)性的高溫天氣不僅影響到人民群眾的生產(chǎn)、生活以及生命安全，而且還會(huì)引發(fā)大面積的干旱，使江河斷流、水庫(kù)干涸，農(nóng)業(yè)用水趨于緊張，對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量造成較大損害，因此高溫天氣在農(nóng)業(yè)氣象上又稱作高溫?zé)岷?。近幾年隨著氣候變暖，高溫天氣更加突出，對(duì)高溫天氣的研究是目前氣象學(xué)界比較熱門的課題［1－4］。

高溫天氣作為廣東省高影響天氣氣候事件之一，也越來(lái)越受到重視。2006年3月廣東省人民政府省長(zhǎng)第105號(hào)令規(guī)定高溫?zé)岷閺V東省的9種災(zāi)害性天氣之一［5］，目前也有較多的學(xué)者和業(yè)務(wù)人員也關(guān)注廣東高溫天氣，包括時(shí)空分布和氣候特征、產(chǎn)生機(jī)理以及影響因子等［6－12］。秦鵬等［6］通過(guò)對(duì)全年高溫日數(shù)進(jìn)行EOF分解，發(fā)現(xiàn)廣東高溫日數(shù)變化在全省總趨勢(shì)一致的情況下存在以23°N—23.5°N為界的南北差異；林良勛等［7］發(fā)現(xiàn)廣東省的高溫天氣始于5月、結(jié)束于10月，以7和8月最多，7—8月高溫天氣呈現(xiàn)北重南輕，高溫日數(shù)內(nèi)陸多于沿海的空間分布特征，主要高值中心區(qū)一個(gè)在西北部的連縣－韶關(guān)－南雄一帶，另一個(gè)在梅州－河源一帶，此結(jié)論與秦鵬等［6］的研究成果基本一致；曹春燕等［8］、梁敏妍等［9］、王志英等［10］、李凌志等［11］針對(duì)廣東省不同市縣的高溫特征研究發(fā)現(xiàn)，在時(shí)間分布上不同地區(qū)的高溫天氣與廣東省高溫天氣具有同步性，也主要集中在7—8月；空間上也存在地域性，呈自北向南遞減的趨勢(shì)。梁敏妍等［9］、王志英等［10］、李凌志等［11］還發(fā)現(xiàn)隨著全球變暖，高溫頻數(shù)增幅顯著，尤其是20世紀(jì)80年代后期開始，不僅年高溫日數(shù)增多，而且高溫持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度都有上升的趨勢(shì)。但以上成果都是針對(duì)較早年份或舊氣候態(tài)（1981—2010年）研究所得，對(duì)最新年份尤其是新氣候態(tài)（1991—2020年）的研究未曾開展，本研究就主要針對(duì)新氣候態(tài)下廣東高溫的時(shí)空變化特征進(jìn)行分析，包括氣候平均值以及極端情況，最后進(jìn)一步分析了高溫天氣對(duì)高敏感行業(yè)的可能影響。

1 資料與方法

本研究選用1951—2021年廣東省86個(gè)觀測(cè)站的逐日氣溫?cái)?shù)據(jù)，采用常規(guī)時(shí)序、空間統(tǒng)計(jì)等方法。

根據(jù)《廣東省突發(fā)氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)發(fā)布規(guī)定》（廣東省人民政府令第105號(hào)令）中對(duì)高溫預(yù)警信號(hào)的定義，將日最高氣溫≥35℃的天氣定義為高溫日［5］，將某測(cè)站某一時(shí)段內(nèi)日最高氣溫的最大值定義為極端最高氣溫。

中國(guó)氣象局于2021年3月發(fā)文，規(guī)定從2022年1月1日起我國(guó)各級(jí)氣候業(yè)務(wù)將正式啟用1991—2020年的氣候平均值（氣預(yù)函［2021］21號(hào)）。因此，本研究中提及的舊氣候態(tài)指1981—2010年的平均值，新氣候態(tài)指1991—2020年的平均值。

2 廣東省高溫天氣歷史概況

2.1 時(shí)間變化

圖1為1951—2021年廣東省全省平均高溫日數(shù)逐年演變，由圖1可知，廣東年高溫日數(shù)呈顯著增加趨勢(shì)，尤其進(jìn)入21世紀(jì)后高溫日數(shù)增加明顯。1951—2021年，平均每10年增加2.5 d，1998年以來(lái)高溫日數(shù)增加更明顯，有19年高溫日數(shù)大于20 d，其中2021年全省平均高溫日數(shù)高達(dá)42.9 d，為有氣象記錄以來(lái)最多。

圖1 1951—2021年廣東省全省平均高溫日數(shù)逐年分布

對(duì)1991—2020年廣東省全省平均的逐月高溫日數(shù)統(tǒng)計(jì)（圖2）發(fā)現(xiàn)，高溫天氣主要發(fā)生在6—9月，集中發(fā)生在7—8月，這與前人的研究成果基本一致［7］。全省近90%的地區(qū)7—8月的高溫日數(shù)占全年的70%～90%，其中徐聞和雷州只占30%～40%。廣東省各地的極端最高氣溫除湛江（2015年5月30日38.4℃）、雷州（2015年5月30日38.7℃）、徐聞（1958年5月10日38.8℃）出現(xiàn)在5月，五華（1963年9月2日38.9℃）出現(xiàn)在9月上旬外，其余地區(qū)均出現(xiàn)在7—8月份。

圖2 1991—2020年廣東省全省平均高溫日數(shù)的逐月分布

另外統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，年內(nèi)高溫最早出現(xiàn)的時(shí)間為雷州半島在3月上旬，其中徐聞2月21日（1979年）是全省史上最早的高溫日，東南部沿海在6月份，其余地方為4—5月份（圖3a）。高溫出現(xiàn)最晚的時(shí)間為西南部和東南部在9月份，揭西11月1日（1996年）出現(xiàn)的高溫為全省歷史最晚，其余各地最晚時(shí)間在10月份（圖3b）。

圖3 1951—2021年廣東省年內(nèi)高溫出現(xiàn)最早（a）和最晚（b）時(shí)間的空間分布

2.2 空間分布

1991—2020年廣東省年平均高溫日數(shù)在空間分布上呈南低、北高，與前人的研究成果［6－7］也較為一致，有3個(gè)高值中心，分別位于以陽(yáng)山、連州以及始興、南雄為中心的西北部地區(qū)，以大埔、梅縣為中心的東北地區(qū)和以羅定、封開、郁南、德慶為中心的西部地區(qū)，高溫日數(shù)平均每年在32 d以上（圖4）。

圖4 1991—2020年廣東省年平均高溫日數(shù)空間分布（單位：d）

廣東省極端最高氣溫的分布，從西北部向沿海遞減，中北部地區(qū)的極端最高氣溫均高于39℃（圖5），全省極端最高氣溫紀(jì)錄為曲江1953年8月12日錄得的42℃。

圖5 1951—2021年廣東省極端最高氣溫分布（單位：℃）

3 高溫天氣對(duì)高敏感行業(yè)的可能影響

持續(xù)性高溫?zé)崂藢?dǎo)致氣象敏感性疾病高發(fā)，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)加大，農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量降低，能源供應(yīng)壓力和用電負(fù)荷增加，道路交通事故頻發(fā)等不利影響［10，13］。

1）導(dǎo)致氣象敏感性疾病高發(fā)［10，13－15］，需提高公眾和戶外工作者防御高溫?zé)崂艘庾R(shí)。高溫?zé)崂祟l發(fā)、強(qiáng)度增大，導(dǎo)致中暑發(fā)生率、建筑和貨運(yùn)等戶外工作者熱射病、居民死亡風(fēng)險(xiǎn)加大；高溫?zé)崂诉€會(huì)增加呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)及心血管等疾病的發(fā)病率。據(jù)研究，廣州死亡風(fēng)險(xiǎn)最低的日平均溫度是26.4℃，氣溫每升高1℃，每日總死亡的風(fēng)險(xiǎn)增加1.9%，心血管疾病死亡風(fēng)險(xiǎn)增加3.5%［16］。此外，高溫可能導(dǎo)致某些傳染性疾病的傳播和復(fù)蘇，尤其是蟲媒傳播疾病，如瘧疾、登革熱等的流行。

2）導(dǎo)致火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)加大［10，13，17］，需加強(qiáng)隱患排查整治力度。溫高雨少，林內(nèi)可燃物易燃性增大，森林火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)加大。暑假期間，林區(qū)旅游等活動(dòng)增多，不利天氣條件下人為造成火患的幾率也同時(shí)增大。同時(shí)，用電高峰期，易造成電氣線路超負(fù)荷，引起電線短路等故障，引發(fā)火災(zāi)。此外，高溫?zé)崂颂鞖馐沟靡兹家妆ｋU(xiǎn)品場(chǎng)所火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素增加，并易誘發(fā)農(nóng)村沼氣安全生產(chǎn)事故。

3）導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量降低［10，13］，需加強(qiáng)夏秋農(nóng)作物科學(xué)調(diào)控降低損失。持續(xù)高溫可導(dǎo)致蔬菜生育期縮短和病蟲害繁殖蔓延，產(chǎn)量和品質(zhì)下降；盛夏高溫天氣加大土壤水分蒸發(fā)，易造成土壤蓄水不足［18］，不利于晚稻秧苗生長(zhǎng)和移栽返青；高溫也不利于柚子、木瓜、楊桃、番石榴等果實(shí)膨大，影響收成和品質(zhì)。

4）導(dǎo)致能源供應(yīng)壓力和用電負(fù)荷增加［10，13］，需加強(qiáng)電力迎峰度夏氣象保障服務(wù)。據(jù)研究，由于夏季平均氣溫升高導(dǎo)致制冷耗能期延長(zhǎng)，過(guò)去50年間廣州市城市居民夏季生活用電量增加約1.5%［19］；作為典型的氣溫“敏感”型地區(qū)，廣東在31～37℃之間，氣溫每升高1℃，電力負(fù)荷提高200～300萬(wàn)kW［20］。

5）導(dǎo)致道路交通事故頻發(fā)［10，13］，需加強(qiáng)夏季惡劣天氣交通安全管控工作。據(jù)研究，夏季交通事故的發(fā)生與高溫成正相關(guān)，高溫?zé)崂颂鞖庀埋{駛員易疲勞或中暑，導(dǎo)致交通事故增加，同時(shí)高溫炎熱條件下車輛自身故障明顯上升，如爆胎、自燃等引發(fā)重大交通事故［21］。此外，極端高溫還可能導(dǎo)致鐵軌變形、電纜線路老化受損，造成軌道交通安全隱患［21］。

4 結(jié)論

基于1951—2021年廣東省86個(gè)國(guó)家站的逐日高溫資料，采用常規(guī)時(shí)序、空間統(tǒng)計(jì)等方法對(duì)新氣候態(tài)下廣東省高溫的時(shí)空特征進(jìn)行分析，得到以下結(jié)論：

1）廣東省年高溫日數(shù)1951—2021年呈顯著增加趨勢(shì)，尤其進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)高溫日數(shù)增加趨勢(shì)明顯；高溫天氣主要發(fā)生在6—9月，集中發(fā)生在7—8月，包括各地極端最高氣溫大都集中在7—8月。

2）廣東省年平均高溫日數(shù)在空間分布上呈南低、北高，有3個(gè)高值中心；極端最高氣溫的分布從西北部向沿海遞減，中北部地區(qū)的極端最高氣溫均高于39℃。

3）氣候變暖的背景下，廣東極端高溫天氣頻發(fā)或成為常態(tài)，高溫天氣對(duì)生產(chǎn)生活會(huì)產(chǎn)生諸多不利影響，如氣象敏感性疾病高發(fā)，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)加大，農(nóng)作物產(chǎn)量、質(zhì)量降低，能源供應(yīng)壓力和用電負(fù)荷增加，道路交通事故頻發(fā)等。需高度重視高溫?zé)崂颂鞖獾念A(yù)警、預(yù)防和應(yīng)對(duì)工作。