河南省气候变化特征分析

河南省气候变化特征分析

现在世界和全国气候总体上呈现变化趋势。河南省位于中国南北气候过渡带。过去50年的气候变化与黄淮海地区乃至全国不同。为了更加有效的开展农业综合开发工作,更好的利用气候资源和应对气候变化,对河南省气候变化情况的分析就显得十分重要。1.气象站结果分析选取河南省气象站1961-2010年50年的平均气温、极端最高气温、极端最低气温、平均最高气温、平均最低气温、无霜期、降水量、蒸发量等9个气候要素作为分析对象,以49个气象站的气候要素平均值作为全省气候平均值,以每一个气候区内的所有气象站气候要素平均值作为所在区的气候平均值,用线性拟合方法分析主要气候要素的变化趋势,并与1971-2000年的气候值进行对比。河南省49个气象观测站分布情况见图1。考虑到农业综合开发项目的一些情况,参考河南省节水生产区划,把河南省进行农业开发气候区划,把全省共分8个区:Ⅰ豫北山区气候区;Ⅱ豫北平原气候区;Ⅲ豫西山地气候区;Ⅳ豫中丘陵气候区;Ⅴ豫东平原气候区;Ⅵ南阳盆地气候区;Ⅶ豫东南平原气候区;Ⅷ豫南山丘气候区(见图2)。2.河南省的气候变化2.1温度2.1.1河南省年平均气温的变化河南省年平均气温年际变化情况见图3。在1961-2010年的50年间,年平均气温总体呈明显上升趋势,线性拟合统计表明,年平均气温增长率为0.17℃/10a。近50年河南省平均气温经历了先降低后增加的过程,20世纪80年代以来增温的趋势较为明显。河南省的不同气候区年平均气温的变化和全省的变化基本趋势一致,但又有所不同(表1)。8个气候区年平均气温均呈上升趋势,但是增长率略有差异。增长速率有从东南到西北逐渐加快的趋势,其中豫北山区气候区的增长率最大,其年平均气温增长率为0.28℃/10a;豫中丘陵气候区的增长率最小,年平均气温增长率为0.03℃/10a;其他各区大致相同,集中在0.11-0.18℃/10a。2.1.2年极端单次气温递减率年极端最高气温变化情况见图4。在1961-2010年的50年间,河南省年极端最高气温总体呈下降趋势,用线性拟合统计,其年极端最高气温递减率为0.24℃/10a。20世纪80年代以后递减速率有所放缓,略有增加趋势。在河南省的不同气候区,年极端最高气温都有减小的趋势,但变化也略有不同的(表2)。减小速率从西北向东南逐渐加大。南阳盆地气候区年极端最高气温呈下降得最快,为-0.37℃/10a。豫北山区气候区,豫西山地气候区极端最高气温呈下降得最慢,基本上不明显,分别为-0.07℃/10a和-0.08℃/10a。2.1.3年极端最低气温年极端最低气温变化情况见图5。在1961-2010年的50年间,河南省年极端最低气温总体呈上升趋势,用线性拟合统计,其年极端最低气温递增率为0.51℃/10a。在河南省的不同气候区,年极端最低气温的变化有所区别(表3)。所有气候区都有升高的趋势,其中豫北山区气候区和豫南山丘气候区上升得最快,递增率分别为1.05℃/10a和0.70℃/10a,其他6个气候区年极端最低气温变化均在0.33-0.53℃/10a之间,趋势不明显。2.1.4年平均最高气温递增率年平均最高气温变化情况见图6。在1961-2010年的50年间,河南省年平均最高气温总体呈缓慢上升趋势,用线性拟合统计,其年平均最高气温递增率为0.09℃/10a。在河南省的不同气候区,年平均最高气温的变化大致相同(表4)。所有气候区都有略升高的趋势,其中豫西山地气候区、豫北山区气候区和豫南山丘气候区上升得较快,递增率分别为0.18℃/10a、0.13℃/10a和0.11℃/10a,其他5个气候区年平均最高气温变化均在0~0.06℃/10a之间,趋势不明显。2.1.5世纪20年代后的最低气温递增率年平均最低气温变化情况见图7。在1961-2010年的50年间,河南省年平均最低气温总体呈上升趋势,20世纪90年代以后上升明显,用线性拟合统计,其年平均最低气温递增率为0.27℃/10a。在河南省的不同气候区,年平均最低气温的变化略有不同(表5)。所有气候区都有升高的趋势,其中豫北山区气候区上升得较快,递增率为0.53℃/10a,其他7个气候区年平均最低气温变化均在0.25℃/10a上下波动。年平均最低气温从北向南逐渐降低。2.2不同气候区有效期期的变化河南省无霜期年际变化情况见图8。在1961-2010年的50年间,无霜期总体呈延长趋势,用线性拟合统计,无霜期递增率为2.7d/10a。20世纪90年代以后增加更为明显。在河南省的不同气候区,无霜期的变化不同(表6),从中可以看出,有7个气候区无霜期均呈延长趋势,从西往东延长速率有所减慢。豫北山区气候区和豫南山丘气候区延长得最快,分别为5.0d/10a和5.3d/10a;豫北平原气候区延长趋势缓慢,为1.2d/10a;豫东平原气候区为1.8d/10a。2.3年降水量的变化降水量年际变化情况见图9。在1961-2010年的50年间河南省年降水量总体上基本不变,几乎以每20年一个周期围绕752.3mm上下波动,略呈减少趋势,用线性拟合统计,降水量递减率为0.17mm/10a。在河南省的不同气候区,年降水量的变化有所区别(表7)。豫北山区气候区,豫北平原气候区,豫西山地气候区,南阳盆地气候区,豫南山丘气候区等5个区年降水量呈下降趋势,分别为17.0mm/10a、9.9mm/10a、16.4mm/10a、0.8mm/10a和0.9mm/10a。其他3个气候区年降水量呈上升趋势其中豫东平原气候区和豫东南平原气候区趋势最大达到11.8mm/10a和19.1mm/10a,表明近50年来河南省黄淮平原中南部地区的降水有增加的趋势。2.4不同气候区的蒸发量河南省蒸发量年际变化情况见图10。在1961-2010年的50年间,年蒸发量总体呈明显下降趋势,用线性拟合统计,年蒸发量递减率为125.7mm/10a。在河南省的不同气候区,年蒸发量呈现不同的变化(表8)。8个气候区年蒸发量均呈明显减少趋势,递减率最大的为豫北平原气候区、豫东平原气候区和豫中丘陵气候区,分别递减181.1mm10a、151.7mm/10a和138.7mm/10a;递减率最小为豫北山区气候区、豫南山丘气候区,分别递减45.6mm/10a和55.9mm/10a。2.5干旱频率的影响河南呈干旱增多、雨涝减少的趋势,干旱增加趋势较雨涝减少趋势的幅度要大。从四季的变化情况来看,春季干旱频率增加,而夏、秋、冬季则减少;春季和秋季雨涝频率减少,而夏季和冬季雨涝频率却增加。干旱频率为22%~42%,频率较大区主要集中在豫南大部、豫中偏东部分。3.气候变化对粮食安全生产的影响通过以上的分析可知,河南省年平均气温总体呈明显上升趋势,极端最高气温总体呈下降趋势,极端最低气温总体呈上升趋势,无霜期总体呈延长趋势,年降水量总体略呈上升趋势,年蒸发量总体呈明显下降趋势。在河南省8个气候区中,豫北山区气候区的气候变化趋势为都明显,气温升高和降水减少趋势较为明显是河南省气候变化较为显著的地区;豫西山地气候区降水呈较明显的减少趋势,平均高温的上升趋势较为明显;豫东南平原气候区降水增加的趋势也较为明显;其他气候区气候变化与河南省气候变化的趋势大致相同。平均气温升高和无霜期延长,使作物的可以利用的热量资源增多,适宜的生长期延长,作物种植结构、布局和栽培措施都将受到影响,需要不断地调整种植结构和布局以及引进新技术和新品种来应对和适应未来的气候变化;同时,年降水量和年蒸发量的综合变化,使能够利用的水资