河南省氣候變化特征分析

現在世界和全國氣候總體上呈現變化趨勢。河南省位于中國南北氣候過渡帶。過去50年的氣候變化與黃淮海地區乃至全國不同。為了更加有效的開展農業綜合開發工作,更好的利用氣候資源和應對氣候變化,對河南省氣候變化情況的分析就顯得十分重要。1.氣象站結果分析選取河南省氣象站1961-2010年50年的平均氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、無霜期、降水量、蒸發量等9個氣候要素作為分析對象,以49個氣象站的氣候要素平均值作為全省氣候平均值,以每一個氣候區內的所有氣象站氣候要素平均值作為所在區的氣候平均值,用線性擬合方法分析主要氣候要素的變化趨勢,并與1971-2000年的氣候值進行對比。河南省49個氣象觀測站分布情況見圖1。考慮到農業綜合開發項目的一些情況,參考河南省節水生產區劃,把河南省進行農業開發氣候區劃,把全省共分8個區:Ⅰ豫北山區氣候區;Ⅱ豫北平原氣候區;Ⅲ豫西山地氣候區;Ⅳ豫中丘陵氣候區;Ⅴ豫東平原氣候區;Ⅵ南陽盆地氣候區;Ⅶ豫東南平原氣候區;Ⅷ豫南山丘氣候區(見圖2)。2.河南省的氣候變化2.1溫度2.1.1河南省年平均氣溫的變化河南省年平均氣溫年際變化情況見圖3。在1961-2010年的50年間,年平均氣溫總體呈明顯上升趨勢,線性擬合統計表明,年平均氣溫增長率為0.17℃/10a。近50年河南省平均氣溫經歷了先降低后增加的過程,20世紀80年代以來增溫的趨勢較為明顯。河南省的不同氣候區年平均氣溫的變化和全省的變化基本趨勢一致,但又有所不同(表1)。8個氣候區年平均氣溫均呈上升趨勢,但是增長率略有差異。增長速率有從東南到西北逐漸加快的趨勢,其中豫北山區氣候區的增長率最大,其年平均氣溫增長率為0.28℃/10a;豫中丘陵氣候區的增長率最小,年平均氣溫增長率為0.03℃/10a;其他各區大致相同,集中在0.11-0.18℃/10a。2.1.2年極端單次氣溫遞減率年極端最高氣溫變化情況見圖4。在1961-2010年的50年間,河南省年極端最高氣溫總體呈下降趨勢,用線性擬合統計,其年極端最高氣溫遞減率為0.24℃/10a。20世紀80年代以后遞減速率有所放緩,略有增加趨勢。在河南省的不同氣候區,年極端最高氣溫都有減小的趨勢,但變化也略有不同的(表2)。減小速率從西北向東南逐漸加大。南陽盆地氣候區年極端最高氣溫呈下降得最快,為-0.37℃/10a。豫北山區氣候區,豫西山地氣候區極端最高氣溫呈下降得最慢,基本上不明顯,分別為-0.07℃/10a和-0.08℃/10a。2.1.3年極端最低氣溫年極端最低氣溫變化情況見圖5。在1961-2010年的50年間,河南省年極端最低氣溫總體呈上升趨勢,用線性擬合統計,其年極端最低氣溫遞增率為0.51℃/10a。在河南省的不同氣候區,年極端最低氣溫的變化有所區別(表3)。所有氣候區都有升高的趨勢,其中豫北山區氣候區和豫南山丘氣候區上升得最快,遞增率分別為1.05℃/10a和0.70℃/10a,其他6個氣候區年極端最低氣溫變化均在0.33-0.53℃/10a之間,趨勢不明顯。2.1.4年平均最高氣溫遞增率年平均最高氣溫變化情況見圖6。在1961-2010年的50年間,河南省年平均最高氣溫總體呈緩慢上升趨勢,用線性擬合統計,其年平均最高氣溫遞增率為0.09℃/10a。在河南省的不同氣候區,年平均最高氣溫的變化大致相同(表4)。所有氣候區都有略升高的趨勢,其中豫西山地氣候區、豫北山區氣候區和豫南山丘氣候區上升得較快,遞增率分別為0.18℃/10a、0.13℃/10a和0.11℃/10a,其他5個氣候區年平均最高氣溫變化均在0~0.06℃/10a之間,趨勢不明顯。2.1.5世紀20年代后的最低氣溫遞增率年平均最低氣溫變化情況見圖7。在1961-2010年的50年間,河南省年平均最低氣溫總體呈上升趨勢,20世紀90年代以后上升明顯,用線性擬合統計,其年平均最低氣溫遞增率為0.27℃/10a。在河南省的不同氣候區,年平均最低氣溫的變化略有不同(表5)。所有氣候區都有升高的趨勢,其中豫北山區氣候區上升得較快,遞增率為0.53℃/10a,其他7個氣候區年平均最低氣溫變化均在0.25℃/10a上下波動。年平均最低氣溫從北向南逐漸降低。2.2不同氣候區有效期期的變化河南省無霜期年際變化情況見圖8。在1961-2010年的50年間,無霜期總體呈延長趨勢,用線性擬合統計,無霜期遞增率為2.7d/10a。20世紀90年代以后增加更為明顯。在河南省的不同氣候區,無霜期的變化不同(表6),從中可以看出,有7個氣候區無霜期均呈延長趨勢,從西往東延長速率有所減慢。豫北山區氣候區和豫南山丘氣候區延長得最快,分別為5.0d/10a和5.3d/10a;豫北平原氣候區延長趨勢緩慢,為1.2d/10a;豫東平原氣候區為1.8d/10a。2.3年降水量的變化降水量年際變化情況見圖9。在1961-2010年的50年間河南省年降水量總體上基本不變,幾乎以每20年一個周期圍繞752.3mm上下波動,略呈減少趨勢,用線性擬合統計,降水量遞減率為0.17mm/10a。在河南省的不同氣候區,年降水量的變化有所區別(表7)。豫北山區氣候區,豫北平原氣候區,豫西山地氣候區,南陽盆地氣候區,豫南山丘氣候區等5個區年降水量呈下降趨勢,分別為17.0mm/10a、9.9mm/10a、16.4mm/10a、0.8mm/10a和0.9mm/10a。其他3個氣候區年降水量呈上升趨勢其中豫東平原氣候區和豫東南平原氣候區趨勢最大達到11.8mm/10a和19.1mm/10a,表明近50年來河南省黃淮平原中南部地區的降水有增加的趨勢。2.4不同氣候區的蒸發量河南省蒸發量年際變化情況見圖10。在1961-2010年的50年間,年蒸發量總體呈明顯下降趨勢,用線性擬合統計,年蒸發量遞減率為125.7mm/10a。在河南省的不同氣候區,年蒸發量呈現不同的變化(表8)。8個氣候區年蒸發量均呈明顯減少趨勢,遞減率最大的為豫北平原氣候區、豫東平原氣候區和豫中丘陵氣候區,分別遞減181.1mm10a、151.7mm/10a和138.7mm/10a;遞減率最小為豫北山區氣候區、豫南山丘氣候區,分別遞減45.6mm/10a和55.9mm/10a。2.5干旱頻率的影響河南呈干旱增多、雨澇減少的趨勢,干旱增加趨勢較雨澇減少趨勢的幅度要大。從四季的變化情況來看,春季干旱頻率增加,而夏、秋、冬季則減少;春季和秋季雨澇頻率減少,而夏季和冬季雨澇頻率卻增加。干旱頻率為22%~42%,頻率較大區主要集中在豫南大部、豫中偏東部分。3.氣候變化對糧食安全生產的影響通過以上的分析可知,河南省年平均氣溫總體呈明顯上升趨勢,極端最高氣溫總體呈下降趨勢,極端最低氣溫總體呈上升趨勢,無霜期總體呈延長趨勢,年降水量總體略呈上升趨勢,年蒸發量總體呈明顯下降趨勢。在河南省8個氣候區中,豫北山區氣候區的氣候變化趨勢為都明顯,氣溫升高和降水減少趨勢較為明顯是河南省氣候變化較為顯著的地區;豫西山地氣候區降水呈較明顯的減少趨勢,平均高溫的上升趨勢較為明顯;豫東南平原氣候區降水增加的趨勢也較為明顯;其他氣候區氣候變化與河南省氣候變化的趨勢大致相同。平均氣溫升高和無霜期延長,使作物的可以利用的熱量資源增多,適宜的生長期延長,作物種植結構、布局和栽培措施都將受到影響,需要不斷地調整種植結構和布局以及引進新技術和新品種來應對和適應未來的氣候變化;同時,年降水量和年蒸發量的綜合變化,使能夠利用的水資