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湖北省气温日较差与气象因子的相关分析 杨宏青 陈正洪 张霞 湖北省气象科学研究所 武汉430074 摘要 利用湖北省10个气象站1961 1995年气温日较差及同期7个气象要素资料 计算了气 温日较差与7个要素的年 季 月值相关系数 结果表明 气温日较差与日照时数显著正相关 与总云 量 低云量 相对湿度 水汽压显著负相关 与平均风速 降水量几乎不相关 60年代以来 湖北省气温 日较差减小主要是由于日照时数减少 云量增多引起的 关键词 气温日较差 日照时数 云量 相关分析 引言 对湖北省72个站1961 1995年气温日 较差的资料分析表明 1 全年12个月中有9 个月气温日较差呈减小趋势 其中有5个月 呈明显减小趋势 冬季 夏季及年气温日较差 也呈明显减小趋势 气温日较差变小是反映 最高 最低气温非对称变化的很好指标 美国 的一项研究表明 2 美国的气温日较差变化 与云状况相关最密切 相关系数达 0 60 其次是相对湿度 相关系数为 0 50 我国 的研究认为日照百分率 整层大气水汽含量 分别与最高气温 最低气温相关密切 3 本文 旨在通过相关普查对湖北省气温日较差与气 象因子的关系以及湖北省气温日较差减小的 可能成因进行分析 1 资料与方法 为了真实地反映湖北省气温日较差变小 趋势的原因 选择了具有代表性的10个气象 站 选取日照时数 总云量 低云量 相对湿 度 水汽压 平均风速及降水量等7个气象因 子 分17个时间尺度即1 12月 春季 3 5 月 夏季 6 8月 秋季 9 11月 冬季 12 2月 及年 利用1961 1995年的资料 分别计算了气温日较差与7个气象因子的相 关系数 2 气温日较差与气象因子的相关分析 2 1 气温日较差与日照时数 气温日较差与日照时数在月 季及年时 段均呈显著正相关 表1 且均通过了信度 为0 01的显著性检验 这表明日照时数的减 小会使最高气温下降 从而导致气温日较差 的减小 10个站日照时数的月 季及年的线性变 化趋势的计算结果表明 年 4季及9个月里 绝大多数站为减小趋势 与这些时段对应的 全省平均气温日较差也为减小趋势 其中年 夏季 冬季 1 3月及6 7月几乎所有测站 的日照时数为显著减小趋势 与这些时段对 应的全省平均气温日较差也为显著减小趋 势 而4 5 11月日照时数多数站有弱的上升 趋势 但不显著 对应时段的全省平均气温日 较差也呈弱的上升趋势且不显著 1 表2给 出1 12月10个站日照时数的线性变化趋 势相关系数 54气象科技2000年第1期 湖北省自然科学基金 97J096 资助项目 表1 10个站气温日较差与日照时数的相关系数 月季 14710春夏秋冬年 郧县0 850 840 770 940 730 370 910 770 68 光化0 900 860 830 920 830 820 900 930 82 随州0 870 860 730 920 790 830 870 920 83 麻城0 820 690 710 850 540 730 750 850 65 恩施0 880 910 870 930 770 890 790 870 70 宜昌0 870 860 900 920 650 840 770 890 66 荆州0 840 850 790 910 700 880 760 830 79 武汉0 900 810 790 880 690 760 790 920 82 咸宁0 930 790 850 920 600 810 900 930 77 黄石0 860 820 850 900 760 850 780 900 83 注 2 3 5 6 8 9 11 12月相关系数省略 相关系数 r 0 28 0 33分别表示通过信度为0 05 0 01 的显著性检验 下同 表2 10个站日照时数的线性变化趋势相关系数 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月 郧县 0 11 0 08 0 050 370 17 0 20 0 21 0 260 230 110 280 09 光化 0 43 0 30 0 330 210 06 0 39 0 35 0 390 06 0 010 10 0 25 随州 0 38 0 26 0 360 170 01 0 56 0 36 0 31 0 08 0 170 11 0 15 麻城 0 49 0 33 0 39 0 08 0 17 0 56 0 29 0 28 0 24 0 010 16 0 06 恩施 0 31 0 25 0 39 0 040 17 0 32 0 29 0 15 0 050 000 12 0 23 宜昌 0 55 0 41 0 330 150 13 0 54 0 50 0 33 0 03 0 070 09 0 12 荆州 0 43 0 34 0 290 08 0 11 0 51 0 48 0 41 0 10 0 200 03 0 10 武汉 0 48 0 31 0 300 03 0 05 0 44 0 31 0 36 0 21 0 090 09 0 10 咸宁 0 45 0 27 0 440 050 03 0 33 0 37 0 28 0 220 020 05 0 03 黄石 0 52 0 36 0 370 01 0 06 0 39 0 42 0 37 0 33 0 14 0 05 0 15 2 2 气温日较差与云量 1 各月 各季及年的气温日较差与总 云量都存在极显著的负相关 只有麻城和荆 州2个站年值相关不显著 因为云量的增加 在白天使到达地面的辐射减小 从而使最高 气温下降 而在夜间则阻挡地面辐射 从而使 最低气温上升 因此气温日较差减小 表3给 出10个站气温日较差与总云量的相关系数 2 气温日较差与低云量呈一致的负相 关 大部分观测站除年值以外均具有显著的 相关关系 但与气温日较差相关系数的绝对 值 低云量普遍小于总云量 表明总云量与气 温日较差的关系比低云量更密切 各月 各季及年10个站总云量 低云量 的线性变化趋势 结果并不理想 大多数时段 云量是不增加的 这可能与云量的观测误差 大有关 且早已为气候学家Karl所注意 不 过在1 3月及冬季云量以增加为主 对应气 温日较差显著减小 4 5月及11月云量以 减少为主 对应的气温日较差增大 2 3 气温日较差与相对湿度 水汽压 1 气温日较差与相对湿度具有较好的 负相关 除年值有3个站未通过显著性检验 外 其余时段绝大部分站都通过了信度为0 01的显著性检验 1 12月气温日较差与相 对湿度的相关系数见表4 因为相对湿度增 大 即空气中水汽含量增加 而水汽含量的增 加在夜间可阻挡地面有效辐射 类似于温室 效应 可使近地层气温上升 气温日较差减 小 2 气温日较差与水汽压在1月 4月 9 12月及秋 冬季表现出一致的负相关 表 64湖北省气温日较差与气象因子的相关分析 杨宏青 陈正洪 张霞 表3 10个站气温日较差与总云量的相关系数 月季 14710春夏秋冬年 郧县 0 88 0 70 0 59 0 86 0 68 0 67 0 82 0 86 0 77 光化 0 85 0 75 0 63 0 91 0 59 0 51 0 87 0 84 0 57 随州 0 82 0 81 0 63 0 87 0 56 0 47 0 69 0 77 0 45 麻城 0 87 0 80 0 64 0 84 0 49 0 42 0 63 0 80 0 30 恩施 0 97 0 88 0 81 0 92 0 78 0 79 0 90 0 94 0 82 宜昌 0 92 0 91 0 81 0 88 0 80 0 75 0 77 0 87 0 75 荆州 0 79 0 77 0 61 0 77 0 41 0 44 0 46 0 67 0 15 武汉 0 83 0 76 0 57 0 76 0 35 0 42 0 54 0 71 0 16 咸宁 0 92 0 89 0 73 0 86 0 76 0 50 0 79 0 91 0 60 黄石 0 89 0 79 0 64 0 84 0 63 0 55 0 62 0 81 0 44 表4 10个站气温日较差与相对湿度的相关系数 月季 14710春夏秋冬年 郧县 0 78 0 80 0 88 0 83 0 75 0 88 0 83 0 65 0 69 光化 0 82 0 79 0 83 0 79 0 82 0 81 0 79 0 81 0 71 随州 0 75 0 83 0 80 0 85 0 87 0 88 0 86 0 76 0 83 麻城 0 71 0 53 0 73 0 84 0 43 0 79 0 79 0 60 0 37 恩施 0 60 0 77 0 77 0 71 0 58 0 85 0 60 0 27 0 46 宜昌 0 62 0 80 0 78 0 77 0 51 0 72 0 71 0 42 0 18 荆州 0 62 0 51 0 61 0 46 0 02 0 47 0 36 0 460 13 武汉 0 77 0 60 0 68 0 69 0 16 0 70 0 52 0 61 0 12 咸宁 0 80 0 87 0 83 0 92 0 75 0 85 0 84 0 67 0 69 黄石 0 79 0 83 0 80 0 79 0 58 0 82 0 76 0 65 0 60 略 且绝大部分观测站相关显著 但在其它 时段气温日较差与水汽压的相关系数有正有 负 且大多数未通过显著性检验 表明水汽压 对气温日较差变化的影响在不同月份 不同 季节是不同的 2 4 气温日较差与平均风速 降水量 气温日较差与平均风速的相关系数有正 有负 正多于负且大多不显著 表略 气温日 较差与降水量也无明显的相关 虽然降水影 响相对湿度 但降水量的变率太大 会导致与 气温日较差关系不明显 3 小结 1 气温日较差与日照时数呈显著的正 相关 20世纪60年代以来日照时数的变化 趋势与气温日较差的变化趋势一致 即日照 时数呈显著减少的时段 对应的气温日较差 也呈显著减小趋势 2 气温日较差与总云量 低云量呈显 著负相关 但与低云量相关系数的绝对值没 有与总云量的大 3 气温日较差与相对湿度呈显著负相