40年中国东北地区平均风速的气候变化特征分析（吉林省气象科技服务中心，长春130062）（辽宁省人工影响天气办公室）（吉林省水文实验研究所）摘要采用气候统计分析方法分析了东北地区1961-2000年近40年地面平均风速的气候变率、气候趋势、气候突变等气候变化特征。结果表明，东北地区近40年平均风速呈整体下降趋势，倾向0.23m/（s.10a）。东北地区东北部和西南渤海海边附近风速减弱最明显。个别测站平均风速变化趋势与全区整体气候趋势不一致，呈现出周期性震荡特征。各季节风速变化均呈减弱趋势，冬、春季风速减弱比夏、秋季明显，冬、春季风速由强转弱年份比夏、秋季早年左右。东北地区平均风速在1981年前后出现了气候跃变，由偏强转为yn1t+a2t2化率方程为dy(t)/dt＝a1，K=a110称为气候倾10a，文中使用最小二乘法来确定系数。气候倾向率可表示气象要素长期气候变化中升降的定量程度，并可以对不同地理位置的不同气象要素的变化大小进行长期比较。气候趋势系数为气候序列与自然数序列之间的样本相关系数。其表达式为：为样本平主要特征的显著变化，气候学家们普遍认为过去的100年里，全球变暖的趋势为0.53/100a90年代全球平均气温不断刷新，成为有观测记均值；t=（n+1）/2。
Yamamoto法从气候信息与气候噪声两部分来讨论突变问题。人为设置某一时刻为基准点，取前录以来最暖的10a。在全球变暖的气候背景下，后长度分别为研究不同区域地面风的变化特征是当前气候变化研究的重要内容之一。王遵娅、丁一汇等对中国近50年气候变化进行了研究，认为中国几乎全部地连续设置基准点，滑动计算各区域的信噪比全球陆上平均风速分布图，得到信噪比SNR序列。当SNR>1.0时，认为有突变发SNR>2.0时，则认为有强突变发生显，该区90年代的年平均风速比50年代变小约29%。本文利用气候统计分析方法分析了近40年东北地区10m高度平均风速的气候倾向率、气候趋势、气候突变等气候变化特征，探讨了东北地区气温变化与风速变化的关系。SNR=S2为两子序列的标准差。东北地区风速的气候变化特征3.1年代际变化特征资料处理本文选用了吉林、辽宁、黑龙江三省43长时间的地面测站10m高度的日平均风速来代表东北地区平均风速。季节的划分为春季（3-气候倾向率的计算方法：设某站某气象要素时间序列为y1、y2、…yi、…yn，它可以用个多项式来表示：1961-2000动距平分析，其结果如图1，从图中可以看出，东偏弱期，1983年为转折年份，在1961多年高0.25m/s，1965-1973年平均风速明显年平均风速较多年高0.4m/s；1984《吉林气象》200994%，期间风速较多年平均低0.28m/s，上世纪90年代后，平均风速显著下降，90年代平均风速与60年代平均风速相比，平均下降了19%，最弱的年份为2000年，比历年低0.6m/s。
3.2平均风速的地理分布特征为东北地区各站40年平均风速图，从图中可以看出，渤海海边平均风速最大，一般超过4m/s，其中大连平均风速最大，达到了5m/s；大兴安岭东侧、长白山西侧的平原区域平均风速较大，一般在3m/s～4m/s，而长白山东侧和小兴安岭风速较低，如延吉、牡丹江平均风速低于东北地区平均风速，而长白山南侧风速最小，通化、临江平均风速均在2m/s以下。3.3东北地区风速的气候变率1961-2000年，在东北地区的逐年距平曲线年滑动平均曲线上风速均呈下降趋势，与全国风速显著减小的气候趋势一致。对全年和各季历史样本时间序列进行线性拟合，采用最小二乘法求解一次直线方程系数，计算出全年及各季节东北地区平均风速气候倾向率，计算结果如表中可以看出，东北地区全年平均风速气候倾向率为0.23（m/s）/10a，即东北地区风速每10年下降0.23m/s，其气候趋势系数0.81，通过了信度α=0.01的显著性检验。40年各季节风速与全年平均风速气候趋势一致，均呈下降趋势，气候趋势系数均能通过信α=0.01的显著性检验。各季节的气候变率差异较大，春季气候倾向率最大，为0.33m/s.10a，冬季气候倾向率次之，为0.24m/s.10a，这与全国《吉林气象》2009东北地区各季及全年风速的气候倾向率（m/s.10a）及气候趋势系数春季夏季秋季冬季全年气候倾向率0.23气候趋势系数0.81候变率明显小于冬春季。
冬春季于1981年开始转弱，夏秋季转弱时间稍晚，在1985虽然东北地区平均风速的气候变化趋势为直线下降趋势，但各站之间气候趋势的个体差异明可以看出，多数测站气候变率为每10年下降0.1m/s～0.3m/s，东北地区东北部和西南渤海海边附近气候变率为每10年下降0.4m/s～0.5m/s，双鸭山、锦州、黑河等站下降速度最快，气候变率为10年下降0.5m/s以上,嫩江和长白逐年平均风速变化出现了正增长趋势，气候变率为每10上升0.16m/s，但其气候趋势系数通不过α=0.05的显著性检验，说明这两站的平均风速为周期性振荡，并不是线性变化。在平均风速整体下降趋势中，嫩江、长白等个别测站平均风速气候趋势出现了异常，可能与其地形或测站环境有关，具体原因还需进一步分析研究。3.4风速的气候突变特征采用Yamamoto法滑动计算了信噪比SNR全球陆上平均风速分布图，并将n1=n2=5时的信噪比SNR与突变临界值绘制曲线，结果显示东北地区平均风速在1981年出现了气候突变，由偏强转为偏弱，在1991再次出现了气候突变信号，1991年后平均风速减弱速度明显加剧。3.5东北地区风速变化与气温变化的关系中可以看出，1961-2000年东北地区气温与全国气温变化趋势一致，上世纪80年代后气温明显升高，而这一时期东北地区平均风速却大幅减小。
东北地区平均风速与气温曲线呈反位相，其相关系数为-0.744，能通过α=0.01的显著性检验，说明近40年在气温逐渐升高的同时，东北地区风速出现了显著下降趋势。结论与讨论4.1东北地区近40年平均风速呈整体下降趋势，倾向率为-0.23m/s.10a,特别是90年代以来，风速显著减弱。东北地区平均风速在1981年前后出现年后平均风速减弱速度明显加剧。4.240年各季节风速与全年平均风速气候趋势一致，均呈下降趋势，冬、春季气候变率比夏、秋季大，冬、春季风速由强转弱年份比夏、秋季早年左右。4.3东北地区渤海海边平均风速最大，平原地区平均风速较大，而小兴安岭、长白山东侧和南侧测站风速较低。多数测站气候变率为每10年下降0.1m/s～0.3m/s，东北地区东北部和西南渤海海边附近气候变率为每10年下降0.4m/s～0.5m/s，个别测站逐年平均风速变化不是直线下降趋势，而是呈现出周期性震荡特征。4.4 东北地区风速变化与气温变化反相关，冷期 风速偏强，明显暖期风速明显偏弱。 参考文献 王绍武.现代气候学概论.北京:气象出版社,2005. 气候诊断与预测研究进展.北京:气象出版社,2001. 王遵娅,丁一汇,何金海等.近50 年来中国气候变化特征 的再分析[J].气象学报,2004,62（2）:228-236. HUNTINGFORDC,R.G.JONES,C.PRUDHOMME,et al. Regional climate model predictions extremerainfall changingclimate [J].Quart RoyMeteor Soc,2003. 白城市近46 年气候变化分析.吉林气 象,2008（2）. 高锋,王宝书,杨雪艳.长春市气温变化与城市化影响分析.吉林气象,2008（3）.
发表评论