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张承地区气温与降水时空演变规律探讨

更新时间:2009-03-28
  

图1 研究区位置Fig.1 Location of study area

中国生态环境脆弱,自然灾害频发多发,是对气候变化敏感的国家[1]。气候变化对我国农业、水资源、生态系统与生物多样性等诸多领域将产生深远影响,这制约社会经济发展,尤其对人类生存环境、农业、水资源等产生重大不利影响[2-8]。研究表明,1880-2012年,全球年平均温度增加0.65-1.06℃[9],中国陆地表面平均温度年均增温率为0.23℃/10a,而采用多个气候系统模型集合平均,预估中国21世纪末年平均地面气温在B1(低排放)、A1B(中排放)、A2(高排放)情景下将比1980-1999年分别增加2.5℃、3.8℃、4.6℃[6-7]。在全球及全国变暖的背景下,不同地域的气温与降水存在显著的差异[10-16]

张家口与承德地处冀北山地向内蒙古高原的过渡地区,是传统农业区域与畜牧业区域相交汇和过渡的地带,是集约农业地带向游牧区的过渡带,同时也是生态环境的一条重要过渡地带和生态安全屏障[17-18]。这里植被类型与生态景观极具特殊性,且经济基础薄弱,贫困人口集中,生态环境非常脆弱,易于受外部干扰发生不利于人类生存的变化,对气候变化敏感(如图1所示),生态问题突出[19]

在聚烯烃材料中,抗氧剂用量最广泛的是1010,分子式如图1所示。它能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解,并且由于每个分子上有4个受阻酚官能团,因此具有高效的抗氧化能力。

2013年前后,地处张承地区的张北县,大面积杨树林死亡,生态环境趋于恶化。恶化的生态环境易造成气象灾害频繁多发,沙尘天气增加。这势必危及华北、东北地区,特别是京津地区的生态安全,进而对环首都大经济圈产生不利影响。研究区域气温与降水的时空演变是研究适应及应对气候变化的基础,可为地方政府采取应对政策提供科学依据。在全球气候变化情境下,以张承地区为例探讨其气温与降水的时空演变规律,对协调新型京津与环京津地区关系以及区域可持续发展有重要意义。

安仁古镇取“仁者安仁之意”。始建于唐朝,现存的旧式街坊建筑多建于清末民初时期,尤以民国年间刘氏家族鼎盛时期的建筑最多,风格中西式样结合,具有庄重、典雅、大方的各式院落。目前,安仁古镇有保存比较完整的历史街区及庄园住宅古建筑群面积约30万m2,分别是民清时期的刘氏庄园群、刘湘公馆等古公馆27座;有红星街、树人街、裕民街3条古街,还有小洋楼(原公益协进社址)、安仁中学(原文彩中学)、钟楼等。

1 数据与方法

1.1 数据来源

研究区与周边地区1961-2015年(气温数据为1951-2015年,降水数据为1961-2016年)逐月及逐日的平均气温与降水量数据从国家气象数据共享平台——中国气象数据网(http://data.cma.cn/user/toLogin.html)的地面资料中下载。

1.2 研究方法

综上所述,研究区1961-2015年气温上升主要是由春夏两季气温上升引起的,冬季气温自1970s以来呈现的增温对气温上升有一定程度的影响,秋季气温基本呈现为下降趋势,这减小了年均气温上升幅度。

2 结果分析

2.1 气温时空变化

研究结果表明,1951-2015年研究区多年平均气温4.9℃。年均气温最高值为2014年的6.1℃,年均气温最低值为1956年的2.1℃,气温年际变化幅度较大(4.0℃)。这一期间气温呈明显上升趋势,年均增温率为0.038℃/年,即0.38℃/10a(图2),这高于全国的0.23℃/10a水平。研究区内尽管各县市气温上升幅度存在一些差异,但均呈现明显的上升趋势,如从西向东的张北、丰宁及围场三县气温增温率分别为0.4℃/10a、0.4℃/10a及0.2℃/10a(图2)。取10年时间段进行分析亦表明气温上升趋势明显:研究区1950s、1960s、1970s、1980s、1990s、2000s及2010-2015年均气温分别为3.1℃、3.6℃、3.9℃、4.1℃、4.8℃、5.1℃及5.2℃。

2.1.1 时间变化

那么,生而为我,又该如何体现自己生命的价值和意义呢?也许我会经历迷茫,但持续奋斗无疑为最好的选择——砥砺前行,走向自己的路。这也许会是一条荆棘险途,也许在路上会疑虑丛生。但只要我能坚定地行走,定能寻得生命的宝藏,每一眼,都是流光溢彩。

 
  

图2 年平均气温逐年变化及其趋势Fig.2Trends of annual mean temperature

就季节而言,1961-2015年,春夏秋冬四季的平均气温分别为5.2℃、17.7℃、5.4℃、-8.8℃(表1)。自1960s以来,不同年代的春夏两季增温显著。其中,春季增温在4.1-5.2℃之间,而夏季增温在5.1-6.4℃之间;增温幅度最大的为2001-2010年,其次为1991-2000年。与1960s相比,不同年代的秋季气温出现不同程度下降,下降幅度在2.7-3.5℃之间;而冬季气温在1970s、1980s、1990s及2000s均出现不同程度下降,下降幅度在3.9-5.4℃之间,仅2010-2015年略有上升。

 

表1 不同季节气温的年代变化Tab.1Seasonal temperature changes in different eras

  

季节 1960s 1970s 1980s 1990s 2000s 2010s 平均春1.3 5.4 5.9 6.1 6.5 5.8 5.2夏12.9 18.0 18.3 18.8 19.3 19.1 17.7秋8.1 4.6 4.7 5.0 5.4 4.6 5.4冬-5.8 -10.9 -11.2 -9.9 -9.7 -5.1 -8.8

利用Arcgis10.2数据转换及处理工具对原始数据进行转换及处理,并在此基础上,通过空间分析工具进行分析,具体方法如下:① ASSCII数据转换为栅格数据:Conversion Tools-To Raster-ASSCII toRaster;② 定义坐标系统:Data Management Tools-Projections and Transformations-Raster-Define Projection;③ 空间插值:Spatial Analyst Tools-Interpolation-IDW,研究采用反距离加权方法进行插值主要是研究区为冀北山地,而气温与降水等地理因子的分布受距离因子影响出现距离衰减变化的特点;④ 用掩膜方法提取研究区数据:Spatial Analyst Tools-Extract-Extract by Mask;⑤ 栅格数据计算:Spatial Analyst-Raster Calculator。

因纬度、海拔及海陆位置等因素的影响,研究区多年平均气温呈现由东南向西北递减趋势,坝上地区明显低于坝下地区(图3-4)。高温区出现在承德东南的兴隆县南部,这里是本区域纬度及地势较低地区;温度较低区域主要分布在围场满族蒙古族自治县(以下简称围场县)北部的坝上地区(塞罕坝)、张北县西部及蔚县东南部山区。围场县的塞罕坝地区是本区域纬度最高地区,另外,塞罕坝地势较高,夏季凉爽,景色优美,是避暑圣地。张北西部气温低的主要原因与围场基本相似,尽管纬度低于围场塞罕坝,但冬季受来自西伯利亚的冷空气影响,气温略低于塞罕坝(图4)。蔚县东南部是本区域纬度最低地区,温度低的原因主要是这里有河北省的最高峰——小五台山,其海拔高达2882米,故而气温低。

2.1.2 空间变化

  

图3 研究区气温空间变化Fig.3Temperature spatial changesin different eras

  

图4 不同年代1月等温线图Fig.4Isothermin January of different eras

2.1 降水时空变化

在OA学术资源的类型上,丰富的资源类型是满足用户多元需求的基础保障。由于军队科研教学等工作涉及专业领域较多,面向对象层次复杂,因此对OA学术资源利用的多样性与交互性要求较高,即在OA学术资源的发现与收录过程中,既要包括OA学术期刊中的专业文章,又要涵盖OA仓储中专业相关的报告、演示文件、试验数据、教学课件、档案资料、照片视频[6]等,还需电子书、搜索引擎、多媒体等其他OA学术资源作为补充,以满足用户多元化需求。

2.1.1 时间变化

1961-2016年研究区平均年降水量为476.2mm,最高值为1964年的624.7mm,最低值为2009年的345.7mm,降水量的年际变化显著(极值相差279mm)。在此期间,年降水量以3.05mm/10a的速度呈递减趋势(图5)。以10年为单位进行分析表明,研究区的降水量呈现波状下降:1960s、1970s、1980s、1990s、2000s及2010-2015时段的年平降水量分别为479.5mm、490.6mm、468.0mm、491.3mm、445.8mm及485.3mm,波动幅度45.5mm。降水量最少的10年为2001-2010年,降水量最丰富的为1991-2000年。

  

图5 年降水量逐年变化Fig.5Trends ofannual precipitation

  

图6 不同年代四季降水量变化Fig.6 Seasonal precipitation changes in different eras

总之,研究区降水量的10年变化、年际变化及季节变化等均较大。降水量变化大与研究区所处的温带大陆性季风气候有直接关系,夏秋季节的降水主要源于夏季风,即来自海洋暖湿气流,这种暖湿气流的强弱及是否能够达到对这一地区降水起到关键作用。

目前,高校的C语言教学是所有以应用为目标的高等院校都要开设的基础课程,也是本科教学中第一次涉及相关计算机编程的内容。“C语言程序设计”课程有着较强的综合性和实践性。其教学任务对学生的综合能力有很高的要求,既要注重理论知识,又要重视实践经验,导致教学中存在着难度大、效果差等突出问题。

就各月而言,多年平均降水量最多的月份为7月(128.8mm),其次分别为8月(101.5mm)、6月(76.5mm)及9月(52.5mm)。降水量最少的为12月与1月(均为2.2mm)。

从季节变化来看,研究区1961-2016年的春夏秋冬四季多年平均降水量分别为74.0mm、309.5mm、83.0mm及9.6mm,各占多年平均降水量的15.55%、65.01%、17.43%及2.01%,降水主要集中在夏秋季节(图6)。降水量丰富的夏季波动显著,最丰富的10年为1971-1980年,而最少的为2001-2010年;秋季降水量呈上升趋势,而冬春季节变化大致呈相反趋势。

(3)Cd是潜在生态危害最大的因子,Mn等其他5 种重金属的危害轻微;由多元素综合潜在生态风险指数(RI)来看,该地区存生态风险轻微-中等,表明矿区周边土壤整体生态风险较轻。

2.1.2 空间变化

研究区降水量总体分布趋势与气温相似,均呈现由东南向西北递减趋势,但东西差异更明显,特别是坝上地区东西差异更显著(图7)。降水量最丰富的地区与高温区一致,即承德的兴隆县南部,其多年平均降水量可达650mm。另一个降水量丰富的地区为蔚县小五台山,这里受地形影响,其东南部迎风坡降水高于西北部的雨影区。降水量最少的区域位于康保县西北部,其多年平均降水量低于330mm。而作为半湿润与半干旱界线的400mm等降水量线通过研究区西北部的坝上草原(内蒙古高原的边缘),作为半干旱区与半湿润区重要地理分界的400mm等降水量线北起沽源县西北部,经张北县城向南至宣化西部后,向西北延伸至尚义县城南部。

  

图7 研究区1961-2016年等降水量线Fig.7Annual average isohyet between 1961 and 2016

  

图8 不同年代降水量空间分布Fig.8The spatialdistributionpatternsofprecipitationin different eras

从不同年代降水空间变化来看,降水的变化趋势基本与多年平均降水量一致,年代间的降水量空间差异不显著(图8),但400mm等降水量线在不同年代出现较大幅度变动。一般而言,在降水量小于400mm的半干旱地区应以畜牧业为主,不宜大面积植树造林及发展种植业。因400mm等降水量线的变动,会造成降水量在较为丰富的时段,一些地区进行开荒种地及植树造林,而当降水量较少的时段,耕地与林地受到荒漠化的威胁。张北等地处于400mm等降水量线交错地带,近年出现大规模杨树林死亡,应与之相关。

3 结论与讨论

研究表明,1951-2015年,研究区年均气温以0.38℃/10a的速度不断上升,春夏两季增温显著。在空间上,气温由东南向西北递减,坝上地区明显低于坝下地区,全年高温区出现在位于承德东南的兴隆县南部,温度较低区域主要分布在围场县的塞罕坝、张北县西部及蔚县东南部山区。在研究时段,张承地区的降水量以3.05mm/10a的速度呈递减趋势,降水主要集中在夏秋季节,这一时段降水量占全年降水量的82.44%,降水的年际变化及季节变化等均较大。降水分布最丰富的地区与高温区出现的区域一致,即承德的兴隆南部,降水量由东南向西北递减,但东西差异更明显,特别是坝上地区东西差异更显著。多年平均400mm等降水量线通过研究区的西北部,不同年代的400mm等降水量线出现较大幅度变动。

张家口与承德地处为温带大陆性季风性气候,这里气候由暖温带向中温带、半湿润向半干旱过渡;地势由山地向高原的过渡地带;植被由森林向草地过渡;农业由种植业向畜牧业、集约农业向游牧业过渡;同时本区亦是生态环境重要过渡地带。在过渡地带,降水年际与季节较大的变率及不合理的人类活动极易导致生态环境发生不可逆转的恶化。近年来,在气温上升及降水减少的背景下,伴随人口增长、社会经济的发展及人们生活水平的提高,水资源的需求及利用量不断增加,研究区一些地区的地下水已出现不同程度的下降[20],而因水资源不足而导致植被退化及森林死亡时有发生。因此,在研究区,特别是降水量400mm左右的坝上地区,应尽量减少种植业(特别应限制耕地大规模转租给进行机械化灌溉种植耗水量大的作物的承租人),并禁止大规模栽植耗水量大的阔叶树种。

参考文献:

[1]孙鸿烈,编.中国生态问题与对策[M].北京:科学出版社,2011.

[2]Shukla J,Nobre C,Sellers P.Amazon deforestation and climate change[J].Science,1990,247:1322-1325.

[3]施雅风.中国西北气候由暖干向暖湿转型问题评估[M].北京:气候出版社,2003.

[4]Snyder P K,Delire C,Foley J A.Evaluating the influence of different vegetation biomes on the global climate [J].Climate Dynamics,2004,23(3/4): 279-302.

[5]IPCC.Summary for Policy makers.Climate Change 2007:The Physical Science Basis.Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [M].New York: Cambridge University Press,2007.

[6]吴绍洪,戴尔阜,黄玫,等.21世纪未来气候变化情景(B2)下中国生态系统的脆弱性研究[J].科学通报,2007,52(7):811-817.

[7]气候变化国家评估报告编委会.第二次气候变化国家评估报告[M].北京:科学出版社,2011.

[8]杨依天.西北干旱区绿洲化趋势及其环境效应评估——以和田河流域为例[D].北京:中国科学院地理科学与资源研究所,2013:1-129.

[9]IPCC.Climate Change 2013:the Physical Science Basis, the summary for policymakers of working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report [M].New York:Cambridge University Press,2013.

[10]Hulme M,Zhao Z C, Jiang T.Recent and future climate change in East Asia [J].International Journal of Climatology,1994,14:637-658.

[11]秦大河.中国西部环境演变评估:中国西部环境演变评估综合报告[M].北京:科学出版社,2002.

[12]杨建平,丁永建,陈仁升,等.近40a中国北方降水量与蒸发量变化[J].干旱区资源与环境, 2003,17(2):6-11.

[13]张雪芹,孙杨,毛炜峄,等.中国干旱区气温变化对全球变暖的区域响应[J].干旱区研究, 2010,27(4):592-599.

[14]张月丛,张才玉,成福伟,等.承德市近58年气温和降水序列多时间尺度分析[J].水土保持研究,2012,19(5):70-73.

[15]韩翠华,郝志新,郑景云.1951-2010年中国气温变化分区及其区域特征[J].地理科学进展,2013,32(6):887-896.

[16]贺伟,布仁仓,熊在平,等.1961-2005年东北地区气温和降水变化趋势[J].生态学报, 2013,33(2):519-531.

[17]赵松乔.察北、察盟及锡盟——一个农牧过渡地区经济地理调查[J].地理学报, 1953,19(1):43-60.

[18]马瑛.北方农牧交错带土地利用生态安全评价[J].干旱区资源与环境.2007,21(7):51-58.

[19]孙鸿烈,编.中国生态问题与对策[M].北京:科学出版社,2011.

[20]杨依天,杨佳禾, 武占坤.基于逐步回归分析的潮河上游地下水位变化模型[J].河北民族师范学院学报,2017,37(01):109-115.

 
杨佳禾,夏天,杨依天
《河北民族师范学院学报》2018年第02期文献

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