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1、 本科毕业论文台湾近30年以来的气候变化与影响因素分析The analysis of Taiwan climate change and the influence factors for nearly 30 years学 院 建筑工程与环境学院 专 业 资源环境与城乡规划管理 班 级 城管10 学 号 106030093 学生姓名 指导教师 完成日期 台湾近30年以来的气候变化与影响因素分析目录1引言11.1.研究背景与意义11.2.研究进展11.2.1.台湾气候变化特征研究11.2.2.台湾气候变化的影响因素研究21.3.研究内容21.3.1.台湾气候变化特征21.3.2.台湾气候变化的主
2、要影响因素21.4.研究方法22台湾气候背景32.1.太阳辐射32.2.环流32.2.1.季风32.2.2.洋流32.3.海陆分布和地形43数据和分析43.1.数据来源43.2.数据处理与分析43.2.1.聚类分析43.2.2.相关性分析93.3.台湾近30年以来的气候变化特征分析93.3.1.降水分布特征93.3.2.气温分布特征103.3.3.气候类型113.4.台湾近30年以来气候变化因素分析133.4.1.年内气候变化的影响因素133.4.2.区域间气候变化差异的影响因素144结论154.1.台湾气候年内变化的特征154.2.台湾气候年内变化的区域差异154.3.台湾气候年内变化的主要
3、影响因素15参考文献16致谢17附录18台湾近30年以来的气候变化与影响因素分析摘 要【摘要】本文利用1981-2010年台湾25个测站的12个月的月平均气温、月平均降水量数据，通过系统聚类将台湾按降水特征的差异划分为七个区域，并通过相关性分析和图表分析，从气候的平均年内变化和区域差异的角度，研究了台湾近30年以来的年内气候变化特征，并定性地分析了其主要影响因素。结果表明：台湾可大致的分为四个气候区，分别是南部的热带季风气候区、东南离岛的热带海洋性气候区、中北部的亚热带季风气候区以及东北部的“冬雨型”气候区。冬夏季风的交替是造成台湾气候年内变化的最主要影响因素，其次还有黑潮强度的季节变化、79
4、月袭击台湾的台风以及ENSO现象的影响，区域差异则主要是台湾各区域的纬度、海陆分布和地形情况的差异造成的。【关键词】 台湾；气温；降水量；系统聚类；季风。The analysis of Taiwan climate change and the influence factors for nearly 30 yearsAbstract【ABSTRACT】【KEYWORDS】宁波大学建筑工程与环境学院本科毕业论文1 引言1.1. 研究背景与意义在最近的一百多年来，人类经历了一次全球范围内的显著的气候变暖。2007年的IPCC 政府间气候变化专门委员会报告指出，最近100年（1906-2005年）
5、全球平均地表温度上升了0.741。同时在过去的100年中（1906-2005年），中国年平均地表空气温度的上升速度从0.03(10 yr)1变化到0.12(10 yr)1。自1951年以来，随着年平均气温增加的速率提升到0.25(10年)1，全国范围的气候变暖的趋势加快了，最高的气温升高速率是在20世纪80年代之后发现的2。此次全球气候变暖不仅对生态系统有重大影响，而且还深刻影响了世界各国的社会经济状况，给全人类的繁衍生息和人类文明的发展提出了挑战。二十一世纪以来，全球气候变暖的形势越发严峻，而且干旱、洪水、热带气旋等极端天气的强度和发生频率也在不断上升，所以气候变化这个研究课题近年来格外受学
6、界关注。研究表明，我国的气候变化趋势与全球气候变化的总趋势基本一致，气候变暖成为未来气候变化的主要趋势3。我国在农业、牧业、林业、水资源和自然生态系统等方面受气候变化的负面影响较为明显，而且不仅是自然环境，气候变化对我国的经济和社会发展带来了不可忽视的影响，特别是日益增多增强的极端天气状况会给国民经济造成重大损失。台湾岛东临广阔的太平洋，西依狭窄的台湾海峡，再加上中央山脉的阻隔，形成了特殊的地形特征和海陆分布特征，造成台湾东西部气候差异明显，所以在气候变化研究方面，台湾具有特殊的研究价值。根据相关研究，掌握某一区域的气候变化趋势对人类生产活动、采取相应的措施保障生态系统有一定的指导作用4。所以
7、目前在全球变暖日益加剧的情况下，对气候变化的的研究可以为我国宏观社会经济政策的科学合理制定提供可靠且有力的依据，另外还有利于对气候变化总体趋势的把握，有助于各项生产活动的合理开展和更具针对性的环境保护政策的制定。1.2. 研究进展众多学者主要从气温、云量、降水量、极端天气等各个气象要素的年际变化、季节变化等角度出发探讨台湾气候的变化特征和影响因素，取得了一系列的研究成果。1.2.1. 台湾气候变化特征研究在气温与降水量研究方面，王德瀚5主要利用北京气象中心整编的台湾省11个测站1961-1980年的平均资料，用谐波分析的方法研究了台湾岛上气温和降水量季节变化的特征。但该论文囿于搜集的数据资料有
8、限，故未能从区域的角度对台湾的气温、降水年际变化作更深入详细的分析。在云量与降水量研究方面，周林等人6根据台湾岛1971-1997年的地面测站资料，利用经验正交函数(EOF)分析方法，研究了台湾岛总云量、低云量和降水量的年内变化和年际变化特征。秦丽等人7利用EOF、REOF、M-K突变检验等方法，分析了台湾地区1961-2008年降水量的变化情况，结果表明根据年降水量可以把台湾划分为三个气候区，即北部、中西部和东南部。在极端天气发生频率与强度研究方面，张伯宇8根据台湾东部的6个气象站1960-2009年的观测资料中的台风强降雨事件，采用非参数统计验证方法，分析各测候站研究年期内台风强降雨事件之
9、强度和频率序列的趋势变化与阶段变化。1.2.2. 台湾气候变化的影响因素研究在厄尔尼诺现象对台湾气候的影响的研究当中，刘华强等人9分析了台湾地区春季降水异常对1982年至1983年间、1997年至1998年间两次强厄尔尼诺事件的响应特征，结果显示台湾春季降水量对强厄尔尼诺事件具有明显的响应春季降水异常偏多。周林等人6的研究结果显示厄尔尼诺现象对台湾秋季降水量有显著的影响，即在厄尔尼诺年秋季台湾岛的降水量异常偏少。在台湾以东黑潮热输送变异对台湾气候的影响的研究当中，齐庆华等人10的分析结果显示台湾以东黑潮24N断面的热输送异常变化可能是影响我国东部近海海温和大陆东部夏季降水异常变化的一个重要因素
10、。温娜等人11通过对历史资料进行奇异值分解、合成分析及相关分析，提出从每年10 月开始，台湾以东黑潮流量异常形成的暖平流作用会对冬季西北太平洋海区海洋-大气相互作用有贡献。综上所述，大部分学者对台湾气候变化特征的研究关注的是气象要素的年际变化，而对台湾各气象要素的年内变化进行研究，并从区域角度进行详细分析的比较少。1.3. 研究内容1.3.1. 台湾气候变化特征本文将通过统计分析30年来台湾各测站的平均月平均气温、降水量数据，从这两个气象数据的平均年内月度变化分析台湾气候变化的区域差异，并籍此描述台湾近30年来的气候变化特征。1.3.2. 台湾气候变化的主要影响因素本文将定性地分析黑潮、台风以
11、及厄尔尼诺-南方涛动对台湾气候变化的影响，并结合台湾各区域之间不同的季风、洋流、地形等情况探讨影响台湾气候变化的主要因素。1.4. 研究方法归纳起来，本文所选用的研究方法有：文献资料研究、数据图表分析、理论逻辑分析三种。文献资料研究：查阅大量与本文研究领域有关的文献资料，学习前人的研究思路和研究方法，归纳总结前人的主要研究成果和不足之处，并从中获得启示，为本文的研究方法、分析思路找出理论依据。数据图表分析：利用Excel、SPSS、Grapher对数据进行统计分析，利用所得的图表获取研究信息，并进一步分析台湾气候变化的区域差异。理论逻辑分析：根据数据图表的分析，结合相关理论，进行逻辑分析推理，
12、探究台湾气候变化的主要影响因素。2 台湾气候背景本文研究的区域是以台湾岛为主体、包括澎湖列岛、兰屿、彭佳屿在内的台湾地区。台湾岛是我国第一大岛，是一个北北东-南南西走向的狭长形的岛屿，南北长约394千米，东西宽15144千米，面积35798平方公里，相当于福建省面积的三分之一12。台湾地区位于我国东海大陆架的东南边缘，地形复杂，受黑潮暖流和来自海洋暖湿气流的影响，海洋性气候特征明显，同时有明显的季风特征，是我国降雨量最多的地区之一13。由于影响气候形成和变化的主要因子包括太阳辐射、环流、海陆分布和地形等，本文将按照以上三方面对台湾岛的气候背景进行阐述。2.1. 太阳辐射一个地区的太阳辐射量是由
13、该地的太阳高度角和白昼时长决定的，而这两个因素又由该地的纬度决定的。台湾岛位于2154N2518N，北回归线横穿台湾岛中部偏南，以北回归线为界，台湾北部属于亚热带气候，台湾南部则属于热带气候。台湾岛内各地的气温年较差较小，并且在相同条件下随纬度的降低而减小，这就形成了台湾北部冬短夏长、南部长夏无冬的气候特点。2.2. 环流2.2.1. 季风由于海洋和陆地的物理特性不同，在相同的季节里同纬度的海陆之间存在温度差异，即冬季海洋温度高于同纬度的陆地温度，夏季海洋温度低于同纬度的陆地温度，从而形成了大范围盛行的，风向随季节有显著变化的风系季风。在东亚，冬季大陆受蒙古-西伯利亚高压控制，夏季海洋受夏威夷
14、高压控制，沿海地区季风气候特征明显。四面环海的台湾具有更为显著的季风气候特征，台湾地区冬半年受东北季风控制，夏半年则受西南季风控制14。2.2.2. 洋流洋流是指海洋中除了由引潮力引起的潮汐运动外，海水沿一定途径的大规模流动，既有纬向流动，又有经向流动；既有暖流，又有寒流。洋流是地球表面热环境的主要调节者，海洋经向热输送对全球能量平衡以及气候变化有重要作用11。黑潮是全球第二大暖流，自菲律宾发源，经过台湾以东海域，沿着日本南部往东北流动，在与亲潮相遇后汇入东向的北太平洋洋流。夏季在西南季风的影响下，黑潮暖流经过台湾以东海域的主流和经过台湾海峡的支流包绕台湾岛，冬季在东北季风的影响下，中国大陆近海，包括台湾海峡在内都受寒流所支配，台湾以东海域的黑潮暖流也有南退的现象15。2.3. 海陆分布和地形台湾地区位于我国东海大陆架的东南边缘，地形比较复杂。台湾四面环海，以东是浩瀚的太平洋，以南隔巴士海鲜与菲律宾相望，以西隔台湾海峡与福建省相望，以北是辽阔的东海。台湾岛是一个多山地的岛屿，高山和丘陵面积占2/3，平原面积占不到1/3，而且东北-西南走向的台湾山脉分布在台湾东部，其中北起苏澳、南至鹅銮鼻的中央山脉是台湾岛的分水岭。这就形成了台湾西部多平原、中部多丘陵、东部多山地的的基本地形特点。受
