无锡市气温变化特征分析.doc

无锡市气温变化特征和城市化的影响分析

摘要利用无锡市1959-2003年的逐日平均气温和逐日最高、最低气温资料，采用线性拟合和谐波分析等方法分析了无锡气温和气温变化的基本特征。针对气温异常的冬季和夏季，给出了典型距平场。经过分析认为，形势场异常在一定程度上决定了气温演变。在分析气温变化原因时，着重比较了城市化和观测环境恶化对气温的影响。
关键词无锡市气温变化城市化影响
中图分类号P423.3+4文献标识码A
引言
IPCC2001完成出版的第三次评估报告中指出，根据地面气象仪器观测结果，1860年以来，全球平均温度升高了0.6±0.2℃，这种变暖是由自然的气候波动和人类活动共同引起的。我国增暖趋势与全球增暖大体一致[1-4]，但是具有明显的季节变化特征和不同的地域特征[5-6]。

有不少文献研究了江苏冬夏气温特征。文献[7-8]经EOF分析发现,江苏省11个地级市的冬夏气温距平场第一主分量的方差贡献达91%和95%，说明江苏省冬夏气温异常有相当的同步性，但还不是完全一致。文献[9]分析了南京地区50a冬夏的气温特征，指出南京盛夏高温减少，冷冬几率降低。这些文献对于了解江苏气温变化特征具有重要意义。但是，他们仅仅讨论了冬夏的演变情况，对于气温年内的连续变化特别是春秋季节的变化没有分析。而且对于苏南地区的气温特征也没有专门研究。苏南地处南京和上海之间，经济发达。作为长三角地区的重要组成部分，苏南经济区的区域性气候特征值得关注。无锡市地处江苏南部的苏锡常经济区中部，北临长江下游，南靠太湖，无锡市的气温变化特征在一定程度上可以代表苏南区域特征。
IPCC2001的第三次评估报告中还指出，最近50a的气候变化，很可能主要是人类活动造成的。有些文章[11-13]对我国城市化对气温的影响作了分析，赵宗慈[11]指出大城市增暖明显；冬季增暖，而夏季变冷。任福民[5]等指出，最低气温上升明显，特别是冬季的最低气温上升幅度最大。本文分析了无锡市气温增暖的特点，讨论了城市化和环境恶化对气温的影响。
1资料和方法
本文使用的资料为1959-2003年无锡市及其所辖的江阴市和宜兴市共三个站逐日平均气温、日极端最高气温、日极端最低气温。500hPa高度场为NCEP/NCAR提供的全球再分析2.52.5逐月平均格点值，时间长度为1959－2003。
本文所谓的“平均”，是指将每个时间段（例如年）的逐日值（例如最高温度）累加后除以该时段的总天数得到的值。使用谐波分析检查无锡气温在整个时段上的主要周期。
2气温的时间序列及变化特点
2.1方差
为了了解年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温对于气候状况的偏离程度，根据方差计算公式计算出无锡市1959-2003年的年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温的方差，结果见表1。
表11959-2003年无锡市年平均气温和年平均最高、年最低气温及其方差
Table1Annualmeantemperature,highandlowtemperaturesofWuXiandtheirsquaredifferences
温度值/℃方差年平均气温15.70.37
年平均最高20.10.32
年平均最低12.00.51由表1可见：平均最高气温的方差最小，表明最高气温的变化最靠近平均值，无锡地区的最高气温在45a中变化小；而平均最低气温的方差最大，表明最低气温的变化离开平均值较远，无锡地区的最低气温在45a中变化大。
2.2气温变化的线性趋势
2.2.1年平均气温变化趋势
图1给出了无锡市气温变化、线性拟合和谐波拟合图。
其中曲线（〇）为无锡市1959-2003年的年平均气温变化。可见，60年代中期以前和90年代以后，温度偏高。而60年代中期以后到80年代，气温偏低。研究时间内的气温呈现前后高、中间低的分布，与文献[10]中苏中和苏南区同期的气温分布特征一致。
直线（□）为线性拟合线。拟合直线T=-33.0+0.025t，其中T为气温（单位：℃），t为年份（1959-2003年）。即无锡市45a的年平均气温的线性上升率为0.025℃/a，远远大于文献[10]的1951-1990年江苏中南部百年平均上升率0.006℃/a，与文献[11]全国大城市1951-1989年增暖趋势0.012℃/a相比，也比较明显。这是因为文献[10][11]研究的时间段是1990年前，和本文研究的时间段不一样。同时推测，90年代以后气温上升率可能比90年代前大得多。计算无锡1990-2003年线性上升率为0.066℃/a，是总时段内气温上升率的两倍多。可见，90年代以后气温增暖幅度比90年代前要大。

〇原始气温序列□线性拟合●谐波拟合
Fig.1TemperaturechangingofWuXiinrecentforty-fiveyear