近40年来子长县气温变化分析.docx

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近40年来子长县气温变化分析

本科毕业论文

题目：

近40年来子长县气温变化分析

专业：

地理科学

学院：

化学与生命科学学院

毕业年份：

2013

姓名：

**

学号：

091441024

指导教师：

***

职称：

讲师

渭南师范学院教务处制

目录

摘要2

1区域简介与资料2

2气温的空间分布3

3子长县气温的变化4

3.1日变化4

3.2年内变化5

3.2.1气温年较差变化5

3.2.2各季的增温情况6

3.2.3季节的划分7

3.3年际变化8

3.4极端气温变化10

4气温变化对其他的影响10

参考文献13

Abstract13

近40年来子长县气温变化分析

**

（渭南师范学院化学与生命科学学院资源环境系09级地理1班）

摘要：

利用子长县近40年来的年均温、月均温、极端气温等数据，通过气温时空变化的研究，揭示了子长县近40年来气温变化的基本规律。

结果表明：

子长县近40年来气温变暖趋势空间上差异不大，各地气温变化趋势有其差异，但整体变化并不是很明显；

气温日变化显著，日较差变化因季节变化而有所差异，六月变化最大，八月最小；

季节平均气温普遍呈升高趋势,冬季的升温趋势明显大于其它季节，冬、春季比夏、秋季明显；

子长县近40年来年平均气温变化是波浪式上升的,增温趋势非常明显。

其中，第二阶段升温更为明显，同第一阶段相比，增长幅度为0.79℃。

但每一阶段内部也有变化，有些年份甚至出现明显下降；

在子长县1970~1990年极端气温变化分析中，得知极端气温变化差异也不大，基本维持在一个稳定数值做上下波动；

气温变化间接或直接影响着人们的生产和生活，通过举例子长县历年记录的旱涝冰冻事件，说明气温变化带来的危害。

关键词：

气温；变化；子长县

近百年来的全球气候变暖已经是一个无可争辩的事实[1],并日益深刻地影响着人类社会的可持续发展[2-4]。

在全球气温升高，气候日渐暖干化背景下，全球变暖会引发海平面上升、降水量重新分配，冰川和冻土消融等，进而导致资源危机，环境危机[5]。

全球气温变化的区域性特征十分明显,陕北地区气温变化却也表现出明显的区域性特征。

陕北地区地处我国西北地区东部，青藏高原东北侧，为东亚季风边缘活动带，是季风气候的敏感区。

陕北气温显著升高是这次增暖主要特征之一，根据1961~2008年陕北地区气温变化研究结果，陕北地区年平均气温在1994年前后发生突变，突变前后年平均气温有显著的变化，年平均气温的气候平均值上升了0.9℃，1994年年平均气温发生突变同时，冬、春季气温的上升最为明显，夏、秋季各地气温的升幅较冬春季要小，近48年陕北地区年平均最高气温呈逐渐升高的趋势。

年平均最高气温在1990年后迅速升高，年平均最低气温在2000年开始迅速升高，比年平均最高温度要晚1个年代[6]。

而子长县气温渐暖的变化更是陕北地区的代表。

事实上，平均气温的变化与最高气温、最低气温的变化有很密切的关系。

本文通过分析子长县1970~2010年逐年逐月平均、极端最高、极端最低气温资料一些基本事实和特征，为子长县的气温的变化做一些探索。

1区域简介与资料

陕西省延安市位于我国黄土高原中东部，子长县位于东经109º11´58"~110º01´22"，北纬36º59´30"~37º30´00"之间，延安市北部，地处陕西省黄土高原腹地，清涧河上游，北依横山，东接子洲、清涧，南连延川、延安，西邻安塞、靖边，全县东西长72公里，南北宽55.70公里,总面积2405平方公里。

子长县远距海洋，深居内陆，纬度较高，四季冷暖干湿变化分明，属暖温带半干旱大陆性季风气候。

地表绵延起伏，支离破碎，属典型的黄土高原丘陵沟壑区。

区内黄土梁峁地貌分布面积约1924km2，占全区总面积的80%。

加上流水作用的强烈侵蚀，地形破碎，形成梁、峁并存的地貌景观。

本文资料来源于子长气象局1970~2010年地面基本情况气温观测资料，运用气候统计分析方法以及时间序列的趋势性分析，对子长县近40年气温变化的气候特征进行了分析。

2气温的空间分布

图1子长县5个气象站点及子长县所处位置

空间分布所用资料为子长县5个气象站点1970~2010年逐月平均气温实测数据以及各站点年平均气温资料。

结合当地气象站在全县各个区域的分布，重点考虑五个气象站（子长站、涧峪岔、史家畔、李家岔、余家坪）气温在同一时期空间分布的差异。

各站点地理位置见图1。

本县地形自西北向东南倾斜，相对高差630米，地形复杂，下垫面起伏不平，纬度位置南北略有差异，造成各地气温有一定差别，见表1，绘制成折线图，见图2。

地点

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

子长站

-7.0

-3.4

3.9

11.0

17.1

21.5

23.0

21.4

15.4

9.3

1.6

-5.3

涧峪岔

-7.3

-3.6

3.7

10.8

16.8

21.9

23.5

21.7

15.2

8.9

0.9

-5.5

史家畔

-7.1

-3.5

4.3

11.3

17.4

22.0

23.4

22.0

15.6

9.3

1.4

-5.3

李家岔

-8.1

-4.3

2.7

9.9

16.1

20.9

22.4

20.8

14.2

8.0

0.3

-6.4

余家坪

-6.1

-2.5

4.3

11.6

17.9

21.8

23.5

21.7

15.8

10.1

2.5

-4.8

表1子长县各站点月平均气温（℃）

图2子长县各地月平均气温（℃）

从图2可以发现，总的来说，由于各个站点地理位置相差不远，环境相似，各个站点所测气温差异不大，变化趋势相似。

但从各地月平均气温折线图看出，各地还是有细微的差异。

由于本县地形和纬度的差异，西部李家岔各月份同一时期平均气温均比其他各站点月平均气温低，而南部余家坪在同一时期各月份气温在本地区较其他地方高。

冬季各月均温最大气温较差为2℃，夏季则为1.2℃。

冬季月均温变化幅度变化大于夏季。

除过李家岔，其他各月份各地区变化趋势时高时低，有时相互交错。

李家岔年平均气温约为8℃，比东部史家畔年平均气温9.2℃低1.2℃；南部余家坪一年内在同一时期的气温也都不低于北部的涧峪岔，涧峪岔年平均气温8.9℃，比余家坪年平均气温9.7℃低0.8℃。

位于中间的子长站，气温在同一时期基本介于南北部、东西部之间。

各站点的气温变化符合同一经纬度气温的变化规律。

全县各地气温年变化范围8~9.7℃，最大差值1.7℃。

3子长县气温的变化

气温是大气热力状况的数量度量。

空气中气体分子运动的平均动能与绝对温度T成正比。

因此气温实质上是空气分子平均动能大小的表现。

气温变化特点通常用平均温度和极端值—绝对最高温度、绝对最低温度表示。

地理位置、海拔、气块运动、季节、时间及地面性质都影响气温的变化。

3.1日变化

大气主要因吸收地面长波辐射而增温，地面辐射又取决于地表面吸收并储存的太阳辐射量。

太阳有日变化，气温也相应出现日变化特征。

正午太阳高度角最大时太阳辐射最强。

但地面储存的热量传给大气需要一个过程，所以气温最高值不出现在正午而是出现在午后2时是前后。

其后，太阳辐射逐渐减弱，地面温度和气温也逐渐下降。

清晨日出前地面储存热量减至最少，所以一日之内气温最低值出现在日出前后。

日出时间随纬度和季节不同，因而最低气温出现也不相同。

日出后太阳辐射加强，地面储存热量又开始增加，气温也开始相应回升。

一日内，子长县最高气温出现在北京时间13~15时，最低气温出现在6~8时。

一天之内，最高温度与最低温度之差，称为气温日较差。

日较差的大小与纬度、季节、地表性质、天气状况等密切相关。

正午太阳高度角随纬度增加而减小，因此气温的昼夜差值也随纬度增加而减少。

据统计，低纬度地区的气温日较差平均为12℃；中纬度地区为8~9℃；高纬度地区为3~4℃。

就季节而言，因夏季正午太阳高度角较大且白天较长，因而太阳辐射日较差和气温日较差均较大；冬季则反之。

这一季节变化在中纬度地区最为显著。

地表性质对气温的日较差也有显著影响，内陆地区可达15℃以上。

天气阴晴变化也对气温的日较差也产生影响。

子长县下垫面凹凸不平，纬度较高，处于内陆黄土高原腹地，据资料统计，境内最高与最低气温的日较差，历年平均为13.1℃。

6月最大，为14.9℃；8月最小，为11.5℃。

一年中，≥10℃期间的日较差在11.5~14.9℃之间。

3.2年内变化

3.2.1气温年较差变化

表2子长县1981~2010气温年较差

年份年较差（℃）

年份年较差（℃）

年份年较差（℃）

198130.7

198228.4

198329.6

198430.1

198529.4

198627.8

198728.8

198828.2

198929.8

199029.4

199128.9

199229.9

199331.6

199429.5

199530.4

199629.3

199730.4

199830.9

199928.9

200032.4

200130.7

200228.9

200329.3

200428.4

200531.8

200629.4

200728.3

200831.5

200929.8

201029.5

年较差=年内最热月-年内最冷月（℃）

气温年变化幅度称为年较差，是一年内最热月与最冷月平均气温之差。

太阳辐射年变化与气温年较差均随纬度的增高而增大。

赤道约为1℃，中纬度约为20℃左右，高纬度约在30℃。

子长县位于中纬度，处在中国西北地区，位于第二级阶梯，下垫面绵延起伏，相对高差大，植被覆盖率近年也有所改善。

气温年较差随下垫面的性质、地形、高度以及植被覆盖情况而不同。

图3子长县1980~2010年气温年较差

由表2、图3得知，子长县气温年较差较大，最低年较差为27.8℃，最高气温年较差为32.4℃。

在近30年，气温年较差变幅在4.5℃。

在上世纪80年代，气温年较差稍低，变幅也较小，为2.9℃。

到90年代，气温年较差稍微有点上升，但变幅有所下降，为2.7℃；进入21世纪，气温年较差突变，尤其是2000年，气温年较差为32.4℃，整体上看年较差还是较高，变幅升降在4.1℃。

3.2.2各季的增温情况

子长县冬季易遭西伯利亚寒流侵袭，并受内蒙古高压控制，冬季气温较低，寒冷干燥；春季，显著升温；夏季与春季气温变化并不显著；夏季气温日较差较大，白天温度一般较高，午后多雷雨等现象，夜晚则比较凉爽。

秋季，气温下降，秋季暖湿海洋性气团为秦岭所阻，南退迟缓，极地冷性大陆气团畅行无阻，南进快，秋高气爽和阴雨连绵天气交替出现。

子长县各季气温变化，春季、夏季和秋季均到了90年代中期以后，才出现气温明显上升的特点，时间上较之冬季要晚（图4）。

春季的气温变化与冬季较为相似，可见，冬季和春季是所有季节里增温幅度最大的季节。

从由表3可以看出，各季节增温明显，冬、春季比夏、秋季明显；冬季增温最明显，春季气温回升较快，时间较常年偏长，夏季增温不明显，最高气温甚至有所下降趋势。

近10年来气温比上世纪80年代冬季平均气温高1.22℃。

表3子长县四季平均温度（℃）5年际变化

月份1981~19851986~19901991~19951996~20002001~20052006~2010

一阶段二阶段三阶段四阶段五阶段六阶段

12~2月

3~5月

6~8月

9~11月

-5.62℃-4.31℃-4.45℃-4.01℃-3.8℃-3.67℃

10.49℃10.31℃10.79℃11.57℃11.7℃11.84℃

21.47℃21.39℃21.96℃22.61℃22.35℃22.5℃

8.47℃9.13℃8.51℃9.55℃9.23℃9.7℃

图4子长县四季平均温度（℃）5年际变化

3.2.3季节的划分

季节的划分，指导着该县人们的农事活动。

四季的习惯划分一般以3~5月为春，6~8月为夏，9~11月为秋，12~2月为冬。

境内历年平均气温为9.5度。

其中春季历年平均气温为11.1℃，平均最高为33.0℃，最低为-7.0℃；夏季历年平均气温为22.0℃，平均最高为37.4℃，最低为8.7℃；秋季历年平均气温为9.1℃，平均最高为29.8℃，最低为-9.7℃；冬季历年平均气温为-4.3℃，平均最高为18.8℃，最低为-22.0℃。

以候平均气温来划分四季：

本县春季4月16日始6月20日止，共66天；夏季6月21日始8月15日止，共56天；秋季8月16日始10月10日止，共56天；冬季10月11日始翌年4月15日止，共187天。

冬季最长，春季次之，夏秋最短。

各月变化：

全县最冷月1月份，最热月7月份。

1月份最低月平均气温-9.7℃，出现在1993年；7月份最高月平均气温25.4℃，出现在2001年。

极端最高气温为39.0℃，出现在2005年6月22日；极端最低气温为-23.6℃，出现在1998年1月19日。

子长县四季冷暖划分：

季节

类型

CW①

年份

平均气温

春季

春暖

＞100℃

1961、66、71、72、73

11.6℃

春寒

＜-100℃

1960、70、75、76

9.6℃

夏季

夏热

＞100℃

1966、67、72、73、75

22.7℃

夏凉

＜-10℃

1964、76

20℃

秋季

秋暖

＞8.0℃

1961、65、77

9.7℃

秋凉

＜-12℃

1966、67、70、79、81

8.0℃

冬季

冬暖

＞15℃

1958、59、72、78

﹣4.4℃

冬寒

＜-15℃

1963、66、76

﹣5.0℃

①CW为季内旬气温距平和加最大距平值

3.3年际变化

近40a来，我国气候的增暖现象明显，主要发生在中高纬度地区[7]，特别是从1986年以来已经连续18a出现暖冬，年平均温度增加幅度最大达到0.3℃/10a以上[8]。

冬季是所有季节里增温幅度最大的季节。

就年平均气温的变化趋势来说，子长县升温趋势都较强。

同全球气温一样，表现为一致的增温趋势。

尽管子长县在西北地区总体上存在共同的增温趋势，但升温趋势的强弱却有明显的区域性差异和季节变化。

图5是近40年子长县年平均气温的年际变化。

可以看出，年平均气温变化是波浪式上升的，增温趋势非常明显，特别是20世纪90年代以后，该县的气温上升明显。

将子长县近40年观测的气温平均分为2个阶段，其中第一阶段是20世纪70年代到20世纪90年代，如图6所示，总体而言，这一阶段年均温没有多大幅度的变化，但在这个小阶段中又有一些微小幅度的变化。

70年代初，观测的数据显示年均温在小幅度的波浪上升，而在70年代后期到80年代初期年均温又有稍微的下降，直到80年代末，气温又有所上升。

在第二阶段20世纪90年代至21世纪前10年间，年均温增幅变化非常明显，如图7所示。

然而，在全球气温变暖的背景下，我国气温增暖的的现象也毋庸置疑，子长县处在中纬度地区，气温增暖也趋于一致。

其中子长县地区的40年间的年均温最高值10.6℃出现在1999和2006年，年均温最低值8.0℃出现在1984年。

通过地理数据统计分组，进行年均温频数计算，在1990年之前，年均温只有1987年是9.9℃，其余年份均在9.84℃之下，而在90年之后，20年间气温在9.84℃以上频数为11，意味着这一阶段11个年份的气温高于9.84℃。

前一阶段20年的年均温约为8.98℃，后一阶段近20年的年均温约为9.77℃。

很显然，通过这两个阶段对比气温明显升高，增长幅度为0.79℃。

3.4极端气温变化

年气温变化过程除了长期趋势变化外，还存在冷暖交替出现的规律，即气温的阶段性变化。

图8，图9，是1970~1990年年（月）的极端高（低）温变化曲线图，由图知，年极端高温一直处于波动变化状态，除个别年份外，没有明显的上升或下降趋势；而年极端低温在20世纪80年代之后呈现明显的上升趋势，80年代上升速度很快，在90年代初期下降后又继续上升。

极端气候事件对国民经济、人民生活以及生态环境有着直接密切的影响，所以极端气温的变化越来越受到重视。

下面是极端最高（低）气温图。

图81970年~1990年极端最高气温

由上分析可得，在1970~1990这20年中，子长地区的平均气温基本保持稳定，变化不大。

每年的极端气温也差异不大，基本维持在一个稳定数值做上下波动，但是极端气温出现的日期却在这20年中有所差异，例如在1983年极端最低、最高来的都迟。

4气温变化对其他的影响

陕北这个水资源极其匮乏的地区，干旱进一步成为它的主要气象灾害，旱灾对陕北的危害程度涉及到各个方面，如人们的日常生活用水、灌溉、工业用水、城市区域的生态环境等，直接影响到国民经济的发展[9]。

显然，子长县也不例外。

气温变化会对人们的生活、生产产生一定的影响。

对旱涝的影响：

查阅资料可知，子长地区1977~1985年随着气温的升高以及降水量的增加，空气中水汽含量增大，干旱程度有所降低（缓和）；1985年之后由于气温的持续快速增加，使得蒸发量远远大于降水量，干旱程度随之增大。

子长地区旱灾逐渐增加，并且增加趋势特别明显，尤其以偏旱气候为主，这给当地人们的生活带来了严重的不便，使得原本就水资源紧缺的子长，人们生活用水、灌溉等更加困难，从而加重了子长黄土高原的荒漠化程度。

1990~2010年子长县共出现旱灾37次，平均每年1.8次，其中春旱8次，占旱灾总次数的22%；夏旱10次，占旱灾总次数的27%；秋旱9次，占旱灾总次数的24%；冬旱10次，占旱灾总次数的27%。

1991年，7月份气温偏高，夏季干旱持续近50天。

1998年，旱象主要集中在秋末到年终，经济作物旱死，天气干燥，流行病蔓延。

1999年，从1998年秋季到1999年6月底共降水100.2mm，较历年同期减少近一半，造成农作物大幅度减产。

2000年，7月中旬至8月上旬出现伏旱。

2001年，5月到7月中旬末持续干旱，幼苗大面积枯死。

2003年，1~4月和7月均出现干旱。

2006年，3~4月出现旱情。

2009年5月，出现干旱，受灾人口21503人，农作物受灾面积1012公顷，农作物成灾面积1012公顷，农业经济损失750万元，直接经济损失750万元。

对降水的的影响：

随着气温的突变，增温的加快，子长县今年以来年降水呈下降趋势，在大气中蒸发量远大于降水量，农作物干旱，已有部分农作物对此发生了改变。

随着近年来的子长植树造林力度加大，植被覆盖率明显上升，气温又出现了缓和的趋势，降水量较之前有所增加，大气中也比较湿润。

1992年，12月27日-3月1日无降水；春旱严重。

1994年，5月中旬至6月中旬无降水，造成播种困难，已出苗作物旱死、烧苗。

1995年，1994年11月下旬至1995年5月底共降水29.8mm，占历年平均值的1/4，造成早秋作物大部分绝收，晚秋作物生长发育期推迟。

1997年，夏季6~8月共降水105.5mm，是历年平均的30%。

2005年，春旱严重，作物关键生长期降水偏少，农业生产产量有所减产。

对农作物的影响（极端气温）：

春秋季节，寒流进入县境内，气温急剧下降。

或使初霜早临，或将终霜期推迟，或使春季变暖的天气突然“回寒”，作物均会受到冻害。

1993年，最低气温降至-20.5度，使大田里未回收的农作物受损严。

2009年11月，出现雪灾，受灾人口7854人，农作物受灾面积42公顷，农业经济损失270万元，直接经济损失372万元。

2010年4月13日，子长县最低气温-6.5度，低于40年历史同期极端最低气温；最低地温-6.4度，出现霜冻。

这次冻害对子长县苹果、梨、桃、杏等果树危害较大，导致果树严重减产，经济损失严重；对全县大棚拱棚蔬菜生产造成一定损失，杨家原则镇王家沟村19座拱棚轻微受冻。

这次冻害造成全县挂果果树严重减产，减产程度因地域、地类、树种差异较大。

子长县东南区域减产程度较西北区域严重，山地较川地严重，树种间以杏、桃减产最严重，依次为梨、苹果等树种，据预测各种果树减产造成直接经济损失达1210万元。

全县15个乡镇全部受灾。

涝的灾害天气在陕北地区近51年来没有出现过，但在子长也出现相同的趋势，无旱涝灾害即正常的天气情况出现比例在减少，而气温突变之后，随着气温的增加，气候变暖的影响，子长旱灾逐渐增加，并且增加趋势特别明显，尤其以偏旱气候为主，这给当地人们的生活带来了严重的不便，使得原本就水资源紧缺的子长，人们生活用水、灌溉等更加困难。

冬暖的趋势也比较明显，使得境内冬季降雪的次数逐年减少，有些年份冬季几乎没有降水，使得来年的土地熵情水分含量少，再加上春旱，农作物无法种植。

同时，间接的使该县的疾病发病率也明显增高，影响着人们的健康。

5结论

基于气候统计分析方法和时间序列趋势分析的方法对1970~2010年子长县气温的变化趋势进行了分析，初步得到以下结论：

（1）1970~2010年子长县近40年来气温变暖趋势空间上差异不大，五个站点因纬度、海拔等因素变化，全年平均气温变化趋势有其差异，但整体变化并不明显；

（2）子长县气温日变化变化显著，最高气温出现在北京时间13~15时，最低气温出现在6~8时。

日较差变化因季节变化而有所差异，六月变化最大，八月最小；

（3）子长县季节平均气温普遍呈升高趋势,冬季的升温趋势明显大于其它季节，升温首先从冬季开始,冬、春季比夏、秋季明显，并且根据时间及冷暖状况划分子长四季；

（4）子长县近40年来年平均气温变化是波浪式上升的,增温趋势非常明显。

其中，第二阶段升温更为明显，同第一阶段相比，增长幅度为0.79℃。

但每一阶段内部也有变化，有些年份甚至出现明显下降。

（5）在子长县1970~1990年极端气温变化分析中，得知极端气温变化也差异不大，基本维持在一个稳定数值做上下波动，但是极端气温出现的日期却在这20年中有较大差异。

（6）气温变化间接或直接影响着人们的生产和生活，通过举例子长县历年记录的旱涝冰冻事件，说明气温变化带来的危害。

使该县人民对全球变暖的事实应该予以高度重视以及深刻思考。

通过本文研究，使人们更加清楚认识子长县的气温变化，并为以后能预测其发展趋势提供依据，为揭示该县气温变化下农业生产系统的影响机制和制定农业生产政策提供理论和技术支持。

（指导教师：

***）

参考文献：

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