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1、1兰州市兰州市 2007 年夏秋季气候异常分析年夏秋季气候异常分析廖 琴兰州大学资源环境学院摘要摘要:利用兰州市 19512007 年夏秋季的逐日降水量、气温资料和同期 NCEP/NCAR 再分析资料，研究了 2007 年的气候异常特征，并初步探讨了 500hPa 高空环流形势对气候异常的影响。结果表明：2007 年夏秋季节兰州市降水量与历史同期相比显著增多，尤其是夏季最为突出，夏季降水量比历史同期多 1.8 倍，秋季降水量比历史同期多 0.8 倍；降水异常偏多月份分别为 6、8、10 三个月，其中 6 月为降水量最大月份，降水量比历史同期多 3.8 倍，6 月 15 日至 21 日的连续大量
2、降水为历史上所罕见；8 月降水量比历史同期多 2 倍；10 月降水量比历史同期多 2.5 倍，8 月和 10 月降水日数不多，但降水强度大；2007 年夏秋季节兰州市气温变化不如降水异常那么明显，除 8 月和 11月比历史同期气温偏高 2外，其他几个月无明显异常。与该地区气候异常相对应，500hPa 中高纬度环流形势也出现异常，如鄂霍次克海附近呈强度较大的正距平，反气旋增强，兰州地区辐合上升气流强盛，大气水分含量增多，也是造成 2007 年 6、8、10 三个月降水异常偏多的重要原因之一。关键词：关键词：夏、秋季 ；气候异常 ；诊断分析；兰州地区1 1 引言引言全球变暖、生态环境退化、气候异常
3、等已成为全球环境研究的焦点问题。由于自然变化率和人类活动的综合作用，全球气候出现了世界范围的异常现象1，气象灾害频发,已给人类的生活和生存带来种种影响，随着经济活动在全球范围内展开，这种影响越来越强烈，引起了全世界的科学家普遍关注2。影响人类日常生活的气候异常，冷夏、酷暑、特大暴雪、暖冬、少雨（干旱）和连阴雨（涝）等与国民经济的发展有着密切的关系3，随着社会的发展，市场经济的活跃，气候异常的研究愈来愈显得重要，已成为当前气候学研究的一个重要热点4。近年来，极端气候事件在全球频繁发生，不论身处何地，我们都能感受到气候的明显异常5。仅 2007 年世界上就频频出现了异常的灾害性天气：欧洲南部连日持
4、续高温，造成几百起火灾事故和几十人死亡；英国则遭遇了 60 年来最大的洪水，暴雨成灾；美洲也连续遭遇反常气候和恶劣天气，在北美洲，美国东部的纽约和华盛顿近期遭遇了罕见的高温天气；蒙古出现了河流干涸等干旱现象6。中国位于世界气候脆弱带，地形独特，地处东亚季风区7，2007 年全国气候呈现以下特点：1、南方的洪涝灾害比较2严重，6 月上旬，广东、广西、福建出现比较严重的洪涝，以及 7 月淮河流域出现流域性的大洪水，四川重庆出现特大洪灾，尤其是重庆遇到了百年一遇的特大洪灾。7 月18 号，济南的暴雨一个小时最大降水量达到 151 毫米，是以往气象记录所没有的。这种破记录气象极值现象，正是极端天气气候
5、事件的一个特征。2、北方地区降水偏少，在一些地方出现了比较严重的干旱，比如辽宁、吉林以及内蒙古东部。3、雷电、风暴这样的强对流天气，发生点多、面广，发生的频次比较高，去年因为雷电伤人的事件为我国历史之最6。对此，这方面的研究得到了人们的高度重视，围绕气候异常和极端气象事件，众多国内外的专家学者做了大量的研究。区域气候异常是全球气候变化的重要组成部分。张先恭8、李克让9 、陈隆勋10、王绍武11等先后利用各种气候资料作过分析研究，揭示了中国气候变化的许多有意义的事实。但这些研究主要集中在中国东部地区。占国土面积三分之一以上的中国西北地区，直到 90 年代才有了较完整的、空间布局较合理的 30 年
6、以上的大样本气候观测资料12。而作为甘肃省会的兰州，是西北仅次于西安的第二大城市，对西北特别是甘肃的发展起着非常重要的作用。目前，虽然也有专家学者对兰州近几十年的气候变化做过研究13-15，但对其出现的极端异常天气气候研究还很少。在气候学中一般把一个气候要素的 30 年平均值作为正常，而异常则是较大的偏离正常值。国家气候中心规定：凡降水量比 30 年平均高出 50%或 20%算多或偏多，少50%或 20%算少或偏少，这些年份则可以称为气候异常16。2007 年兰州市气候异常冷暖变化大，1 至 6 月的气候特点是异常气候值较多，气温冷暖转折变化幅度较大。夏秋季出现的持续降水天气，使兰州地区降水偏
7、多五成以上，尤其是 6 月 15 至 21 日的连阴雨，除永登外，各地累积降水量均突破了历史同期极值。榆中 6 月降水总量创下了 70 多年气象记录的最大值。与往年干燥少雨的天气相比，出现明显的异常现象。本文通过兰州 57 年来的气温、降水量资料重点分析夏秋季降水异常特点，目的是了解其机制，分析降水异常的原因，为做好今后的降水预报工作提供参考，提高降水预报准确率，以便合理利用当地气候资源，尤其是水资源17,18，趋利避害，获得更大的社会和经济效益，并为当地政府决策提供科学依据。2 研究区概况研究区概况兰州位于中国陆域版图的几何中心，地处青藏高原与黄土高原的过渡带。地理坐标在东经 1023010
8、430，北纬 355038之间。为一河谷陷落盆地，盆3地东西狭长，南北较窄，周围环山，空气湿度小，近地面主要以东风为主且风速很小，底层大气多成稳定状态。它是甘肃省，乃至西北地区重要的经济枢纽，也是西部开发的重要经济开发区之一，其总面积为 1.3 万平方千米，平均海拔 1500 多米。按自然地理学划分，兰州位于中国三大自然区（东部季风区、西北干旱区和青藏高寒区）的交汇带。地处季风气候区与非季风气候区的过渡地带，是典型的温带半干旱大陆性季风气候区。其特点是降水少，日照多，光能潜力大，气候干燥。冬季漫长且较寒冷，雨雪少；春季转瞬即逝，冷暖变化大；夏季短促，气温较高，但无酷暑；秋季降温快。年平均气温
9、9.1，年温差和日温差较大；无霜期 168 天；年日照时数2446 小时；年平均降水量在 250350mm，并集中分布在 79 月。3 3 资料与方法资料与方法3.13.1 资料来源：资料来源：气候资料选取兰州市 19512007 年 57 年夏秋季逐日的气温和降水量资料，这些资料均来源于兰州中心气象台，包括兰州、皋兰、榆中气象观测站，其中主要来源于兰州气象观测站。同时采用 19512007 年 NCEP/NCA 再分析 R 月平均资料，包括高度场、风场、垂直速度场和相对湿度场，网格距为（2.52.5） 。3.23.2 研究方法：研究方法：首先将 19512006 年逐日的数据进行统计，分别算
10、出降水量和气温的夏秋季、月平均值，其中，季节依照常规的划分夏季为 68 月，秋季为 911 月；然后，分别做出各季、月和逐日的降水量、气温变化曲线图和 2007 年同期降水量、气温变化曲线图，并将两者相比较，找出异常情况和变化阶段；再通过 NCEP/NCAR 再分析资料做出500hPa 高度距平场来分析降水异常时的高空环流特征，以揭示研究区域的气候异常成因。4 4 20072007 年夏、秋季气候异常的基本事实年夏、秋季气候异常的基本事实4.14.1 夏、秋季气温、降水量变化特征：夏、秋季气温、降水量变化特征：历年兰州夏季气温变化趋势比较平稳，平均气温基本在 2024之间，2007 年夏季日平
11、均气温为 22.3，属正常范围。从 19512007 年夏季日平均气温距平（见图1a）可以看出 19561996 年多数年份为负距平，1997 年后一直持续为正距平，说明气温在逐渐上升。2007 年比多年平均气温高 0.8左右，而 2006 年比多年平均气温高42.8，是近 57 年来历史同期最高值。历年兰州夏季降水量在 50150mm 之间波动，2007 年夏季降水量达到了 255mm 左右，比同期平均多 1.8 倍。从 19512007 年夏季降水量距平（见图 1b）可以看出，2007 年之前各年夏季降水量均在距平值 50mm 范围内，20012006 年连续六年为负距平，而 2007 年
12、比平均值高 162mm 左右，为历史同期的最高，出现了明显异常现象。从 19512007 年秋季平均气温距平（见图 1c）可以看出，历年兰州秋季气温成波动上升趋势，尤其是 20 世纪 80 年代以后，这个趋势更加明显，多数年份的秋季平均气温超过了 10，2007 年秋季平均气温在 10.1左右，无明显异常。1986 年之前大多数年份为负距平，1986 年后基本又持续为正距平，2007 年比平均气温高 0.6。从 19512007 年秋季降水量距平（见图 1d）可以看出,历年兰州秋季降水量多数在 2070mm 之间波动，一般降水量不超过 80mm，2007 年秋季降水量为 86mm，比常年偏多
13、81.2%。1980 年之前降水呈正距平的年份多，而 1980 年后降水负距平的年份较多，2007 年比平均值高 38mm 左右，为仅次于有记录以来的 1975 年的第二个峰值。-2-1.5-1-0.500.511.522.5319511953195519571959196119631965196719691971197319751977197919811983198519871989199119931995199719992001200320052007-50-30-101030507090110130150170195119531955195719591961196319651967196
14、91971197319751977197919811983198519871989199119931995199719992001200320052007(a) (b)-2-1.5-1-0.500.511.522.519511953195519571959196119631965196719691971197319751977197919811983198519871989199119931995199719992001200320052007-35-30-25-20-15-10-505101520253035404550551951195319551957195919611963196519
15、6719691971197319751977197919811983198519871989199119931995199719992001200320052007(c) (d) 图 1 兰州市 19512007 年夏、秋季平均气温和降水量距平图 （a：夏季平均气温距平 b:夏季降水距平 c:秋季平均气温距平 d:秋季降水距平）5由以上分析可知，2007 年夏秋兰州气候异常主要表现在降水量上，降水量与历史同期相比明显偏多，尤以夏季降水增多最为突出。4.24.2 夏、秋季逐月气温、降水量变化特征：夏、秋季逐月气温、降水量变化特征：图 2 为兰州市 19512006 与 2007 年夏、秋各月平均
16、气温和降水量分布情况。由图可知，2007 年各月气温总体较历年平均气温稍偏高，这也体现了在全球气候变暖的大背景下，区域气候变暖的事实。但多数月份偏高不超过 0.5，只有 8 月和 11 月偏高 2以上；而各月降水量显著偏多，尤其是 6、8、10 这三个月，其中 6 月是降水量最多月，降水量比历史同期多 3.8 倍，8 月降水量比历史同期多 2 倍，10 月降水量比历史同期多 2.5 倍，但 11 月明显偏少，几乎无降水，造成秋末的干旱天气。同时，从图中还可看出兰州历年降水主要集中在 79 这几个月，且 11 月降水一般很少，去年降水成波动状态，时间分布不均。051015202567891011月月份份气气温温/ /C C1951-2006
