第3章-全球和中国近百年观测的气候变化

第3章全球和中国近百年观测的气候变化近百年来，全球气候正经历一次以变暖为主要特征的显著变化，这种全球性的气候变暖，是由自然的气候波动和人类活动增强的温室效应共同引起的。政府间气候变化专门委员会（IPCC）发表的第三次评估报告综合国际上各方面研究结果对全球气候变化的基本事实给出了评估意见，其主要内容如下：（1）1860年以来，全球平均温度升高了0.6±0.2℃。近百年来最暖的年份出现在1983年以后。20世纪北半球温度的增幅，可能是过去1000年中最高的。（2）近百年来，降水分布也发生了变化。大陆地区尤其是中高纬地区降水增加，非洲等一些地区降水减少。有些地区极端天气气候事件的出现频率与强度增加。（3）大气中温室气体浓度明显增加。大气中二氧化碳的浓度目前已达到368ppmv（百万分之一体积），这可能是过去42万年中的最高值。（4）近50年的温度变化，很可能主要是人类活动排放的温室气体造成的。3.1近100年全球气候变化到目前为止，IPCC对气候变化问题的科学认识主要有以下几点：（1）人类活动造成大气层温室气体浓度的增加。从工业化开始（大约1750年）至今，大气中CO2、甲烷、氮氧化物现在的浓度均高于现有冰芯检测42万年以来资料的任何时期。（2）气候变暖。从最后一个冰期以来，地球气候相对稳定，但20世纪（1906～2005年）以来，全球平均地表气温升高0.74℃。另外，海平面升高、世界范围内的冰川减退、北冰洋冰层变薄和世界部分地区极端性气候事件增加等事实均证明了气候变暖。（3）未来人为温室气体排放和大气中CO2的浓度将继续增加。2005年全球大气CO2浓度为379微克，是65万年以来最高的。尽管不同的发展模式可以产生不同的温室气体排放，但许多预测结果均显示21世纪温室气体排放量和大气中的CO2浓度将增加。（4）2100年前全球平均气温将继续上升。IPCC第四次评估报告预测，21世纪末全球平均地表气温可能升高1.1～6.4℃。预测的地球平均气温变化大于其自然波动，也比过去10000年的变化快。3.1近100年全球气候变化近100年来的全球变暖受到了国际社会前所未有的关注。IPCC第三次评估报告(TAR，IPCC2001)中指出，自1861年以来，全球地表平均气温不断上升，20世纪的上升幅度为(0.6±0.2)℃。报告认为，随着全球平均气温的升高，全球气候系统也同时表现出明显的变化，如雪盖、冰川退缩，海平面升高、海水热容增大，大气和海洋的环流系统发生变化，气候变率增大，极端天气气候事件增多等。3.1近100年全球气候变化3.1.1近100年全球气温变化TPCC(SAR)结果，全球地表平均气温在20世纪上升了0.3～0.6℃.其依据的是Jones(1994)、Hansen等(1988)及Vinnikov等(1990)的结果，三种结果虽然在站点的选择上略有差异，但气温曲线的总体变化趋势非常相似。TPCC(TAR)选用了Jones等(2001)的分析结果，并将之与Peterson等、Hansen等(1999)及Vinnikov等(1990)的结果进行了对比，同样具有很高的一致性。1850~2008年逐年全球平均气温(相对1961~1990年全球平均气温)的距平序列实直线指示1850~1878,1878~1911,1911~1944,1944~1976和1976~1998年每10年趋势0.051,?0.088,0.160,0.003和0.175℃.虚线指示1850~2008,1911~2008和1976~2008年3个时间段的每100年增温趋势0.44,0.73和1.70℃3.1近100年全球气候变化3.1.1近100年全球气温变化

20世纪地球表层的温度经历了明显的增暖，在北半球，1990-1999很可能是近100年中最暖的10年，而1998年是20世纪最暖的一年。由于1995-2000年地表气温资料的加入以及统计方法的进一步完善，上述结果比SAR所公布的(19世纪末至1994年)又高出了0.15℃。

最新的研究结果(Joneseta1.2003)表明，进入21世纪以来，全球地表平均气温还在不断升高。近150年最暖的l0年中有8年出现在1996--2005年，20世纪以来，以1998年为最暖年，2005年为次次暖年(图4.1)。近100年不同时期、不同季节全球地表气温的增加速率存在明显差异。通过对不同时段增温趋势进行分析发现，1910-1945年和1976-2000年两个时期的增温速率相对较大，其中后一个时期的增温速率最大，特别是以北半球中高纬度地区最为明显，个别地区的增温速率高达l℃(10a)一1以上；而1946—1975年间，北半球大部分地区的年平均气温存在着下降的趋势(图4.2)。近100年来的地表年平均气温在全球绝大多数地区均表现为增高趋势。这种增暖在最近30年里北半球中高纬度陆地地区的冬季和春季尤其显著。不同季节的全球地表增温速率也存在着一定的差别。1976--2000年间，全球地表冬季平均气温升高最为显著，特别是以北半球中高纬度地区更为明显，春季的增温幅度次之，而秋季的增温幅度最弱，某些地区还表现为降温趋势。美国亚拉巴马大学地球系统科学中心的《全球温度报告(1978—2003》给出了中间估计值。这份报告指出，1978年12月--2003年11月的25年期间，对流层中低层大气平均温度上升了0.19℃(图4.3)，其中北半球平均气温上升了0.37℃，且以北半球中高纬地区的增暖最为明显，特别是在北美洲北部地区，气温上升幅度近1℃。而南半球的升温还不到0.02℃，特别是在南极洲大部分地区，对流层中低层气温表现为下降趋势，部分地区的下降幅度达到1℃左右。赤道地区的气温变化很小，未发现明显的升温或降温趋势。根据这份资料，此前25年间全球对流层中下层平均温度增暖速率约为0.08℃(10a)/1，仍然明显弱于同期地球表层温度增暖速率。观测全球平均气温序列及其周期函数模拟与21世纪气温预报1901至2005年间（单位：％/100年）3.1.2近100年全球降水量变化1979至2005年间(单位：％/10年）陆地上年降水量的线性趋势分布。灰色区域表示尚无足够多的数据计算出可信的趋势。3.1.2近100年全球降水量变化20世纪全球陆地上的降水量增加了2％左右。虽然全球降水量的增加是显著的，但在不同时段、不同地区的表现并不一致。中高纬度大陆地区的降水量明显增多。3.1.2近100年全球降水量变化1900至2005年全球陆地年降水量距平的时间序列。距平变化相对于1961至1990年的平均值。平滑曲线表示不同数据集的年代际变化。3.1.2近100年全球降水量变化3.1.2近100年全球降水量变化在北半球北纬30°～85°地区降水量的平均增幅达7％～12％，且以秋冬季节最为显著。北美洲大部分地区20世纪降水量增幅为5％～10％；中国西部和长江中下游地区降水量在20世纪后半叶也显著增加，但中国北方地区降水量则有所下降；欧洲北部地区在20世纪后半叶降水量明显增多；1891年以来，前苏联东经90°以西降水量增加了5％。而北半球副热带地区的降水量明显减少，特别是在20世纪80-90年代期间。20世纪南半球南纬0°～55°大陆区域的降水量增加了2％左右。除2000年全球年降水量继续增多外，2001--2003年连续3年全球年降水量均低于历年平均值。2003年，在北美洲中西部、南美洲东部、欧洲大部、东南亚、澳洲东部等地区均表现为降水量的明显减少；津巴布韦遭遇了近50年少有的干旱。2003年，印度季风区的降水量为常年平均值的2倍，亚洲西部地区近年来的长期干旱状况也得到了暂时的缓解。进入21世纪以来左图：观测的每10°纬带平均的年降水量（细黑线）和50个模拟的集合降水曲线（细兰线），直的虚黑与红线，分别是趋势线。右图：绿（或黄）色区是观测和模式的降水增加区，灰色区表明观测和模拟不一致区域（取自Xuebin，Zhang，2007）3.2.1资料与方法3.2近100年中国气候变化由中国气象局国家气象信息中心气象资料室整理提供，包括1841--2005年逐年、逐月的气温和降水量。其中，1841-1950年的资料主要来自原中央气象局和原中国科学院地球物理研究所联合资料室整编出版的《中国温度资料》和《中国降水资料》，1951-2001年的资料由中国气象局国家气象信息中心气象资料室整编。首先，20世纪上半叶中国台站数量较少且波动很大，特别是在早期台站数量更少，资料覆盖面很不完全，表现为台站分布稀疏，且主要集中在中国东部地区，西部地区资料极为匮乏，20世纪20年代后此类情况有一定程度的改观；而1950年以后，中国气象台站观测网的规模迅速扩大，并随时间逐渐增加，本研究所用资料中台站数量最多时达到687个。资料的不确定性其次，由于台站迁移、观测高度变化及观测时制与时次、日值统计方法等方面不统一，从而同样造成了气候序列特别是气温序列的非均一性，它不仅会使前期气温序列的可信度下降，同时也会影响到不同时期气温序列的衔接，尤其是1950年前后两段序列的衔接。资料的不确定性以1905年作为起始年。采用与国际上长时间气温序列分析一致的方法，以最高和最低气温的平均值表示日和月平均气温，从而避免温度资料由于观测时制、时次及13值统计方法的不统一所造成的非均一性，以提高1950年以前气温序列的图均一性和1950年前后两段气温序列的可比性(唐国利等2005)。资料处理方法为便于与国际上主要的相关研究成果进行对比，在计算气候要素全国平均时间序列时，采用Jones等(1996)提出的计算区域平均气候时间序列的方法。即把中国整个区域按经纬度划分网格，形成多个网格区，对每个网格区内所有站点的相应数据进行算术平均，得到各网格区的气候要素值，然后采用面积加权平均法，得到全国各要素的时间序列。资料处理方法(1)对各站序列做距平化处理，气候平均值为1971—2000年的要素平均值；(2)按5°×5°(近100年气温和降水序列)或2.5°×2.5°(近50年各要素时间序列)网格，分别求出各网格内所有站点气候要素的平均值或平均距平值；(3)按各网格的中心纬度进行面积加权求出全国平均值。计算公式为具体步骤

式中为第k年区域平均值；i=1，2，…，m(m为网格数)；为第i个网格中第k年的平均值；为第i个网格中心的纬度。气温

降水量(以及近50年蒸发量)采用标准化距平的方法，得到一无量纲的序列。计算标准化的公式为式中为第i个站第k年的标准化值；为第i个站的1971—2000年30年平均值;σi为第i个站的标准差。降水量

近100年中国气温的变化中国年平均温度呈现明显的上升趋势，增温速率为0.78±0.27℃/100a，即中国近百年增温幅度在0.51℃～1.05℃之间，这一结果比全球平均增温略高0.04℃。中国近百年温度变化存在60～70年左右的周期振荡，与东亚和全球的准60年变化一致近百年经历了三次时间尺度20～30年的突变，分别出现于1925～1932年、1986～1988年和1950～1956年。2007年为最暖年（下图）3.2.2气温变化中国近百年来年平均地表气温变化（1905～2001，a温度距平；b台站数量）三条序列反映出的中国近100年气温变化的趋势在总体上是一致的，特别是在1950年以后时段的气温变化上，三者非常相似。但三条序列在1950年以前时段中存在一定差别，主要表现为这里给出的序列所反映的气温较低，因此，这里所得到的近100年增温速率相对略高。造成这种差别的主要原因可能与所用资料的差异有关。冬季、春季和秋季的气温上升，夏季为负增温即气温呈下降趋势，其中冬季的增温速率最大，春季次之，秋季再次之，冬、春、秋、夏四季的气温变化值依次为1.84，1.51，0.57和-0.04℃。由于冬、夏两季的气温变化呈相反的趋势，因而气温的年内变化幅度呈减小趋势。从气温距平看，20世纪早期和50～80年代各季节的气温距平为负值，而40和90年代均为正值，仅有20年代的夏季及30年代的夏季和秋季与其他季节不同，可见按年代平均计，近100年中各季节的冷暖变化基本上与年平均变化相一致。此外，由气温的季节特征分析结果可见，90年代和40年代虽同为气温偏高期，但其特点并不完全一致，主要表现为，前者的温度距平最大值出现在冬季，而后者则出现在夏季，表明两段时期的增温特征存在差异。观测的中国年平均气温变化（1900~2000）

四套序列相关系数：大约0.76~0.90（1900-1999）

线性趋势

：1900~1999J0.35C/100yWG0.39C/100yT1050.72C/100yLYT0.19C/100y

1950~1999J0.73C/50yWG0.77C/50yT1050.92C/50yLYT0.64C/50y2007年是最暖年5个序列中WYG序列、TR序列和TD序列都是2007年温度最高，而CRU序列仍显示1998年最暖。差异的原因主要是所用资料不完全一致。考虑到这4个序列中有3个序列的原始资料量均大于CRU序列，而且CRU序列中包括一定数量周边国家的测站信息，2007年是最暖年的可信度最高。中国近百年来（1906年以来）温度最高的5年及其距平（℃）

全国除华中地区气温略降[-0.02℃(100a)-1]以外，其余大部分地区的气温均呈上升趋势，其中，台湾、东北、新疆及华东地区的增温幅度相对较大，增温率分别为1.01，0.85，0.84和0.54℃(100a)-1；而西藏、西北、华北、西南及华南地区增温幅度相对较小，增温率为每100年0.10～0.37℃。近百年降水的变化近百年来，中国的年降水量呈现出明显的年际和年代振荡，但趋势变化不明显，仅有微弱的减少（97年减少了8.6mm）。从降水的年代变化看，20世纪10年代，30～40年代和80～90年代降水偏多，其它时段降水偏少。从各季节的降水变化来看，秋季和春季变化较明显，分别减少27.3mm和增加20.6mm，而夏季和冬季的变化趋势则不甚明显。3.2.3降水的变化近百年（1905-2001）中国年降水长期变化图3结果对比比较四条曲线可知（图10），除各研究结果在20世纪40年代的区别较大外，章名立（1993）、唐国利等基于站点观测资料和闻新宇等（2006）基于CRU资料得到的结果总体上还是比较一致的，只是降水变幅有一定差别，其中基于CRU资料得到的中国地区百年降水年际变化幅度却明显大于其他两个研究的结果。这种差异一方面可能来自所用原始资料信息的差别，另一方面也可能来自计算中国地区区域平均降水的计算方法上的差别。王绍武等（2002）基于古气候重建和站点观测得到的每十年平均的百年降水序列中，由于时间分辨率的限制，没能反映出降水的年际变化，但对比该序列与其他三条序列可知，其中比较明显的降水正负距平与其他研究还是基本一致的。黑实线:章名立(1993)(相对1951-1980年)

红实线:王绍武等(2002b)(相对20世纪60－80年代)

蓝实线:数据来自唐国利(相对1971－2000年)

黑虚线：闻新宇等(2006)（相对1951－2000年）3.3近50年中国气候和降水的变化3.3.1资料和方法中国726个气象站1951—2004年的逐月平均气温记录和1951—2000年的逐日平均气温记录。上述资料集中存在着一些影响序列均一性的因素：据统计，在全部站点中，仅有28％的台站站址未发生过迁移，而多数台站迁移次数均在2次以上；全国气象观测站观测时次在1960年也发生过改变，对气温序列的均一性产生了一定影响；观测仪器和观测高度也曾发生过变化，引起额外的非均一性问题。因此，结合国家“十五”科技攻关项目课题研究，国家气象中心气象资料室对1951—2004年的月平均气温资料进行了均一性检验和订正。通过订正，使得包括台站迁移、仪器换型、观测方法改变、计算方法变化甚至台站周围环境的变化对资料均一性的影响尽可能减少到最小。这套经过订正的气温资料集构成了建立近50年来中国地表气温序列的基础(任国玉等2005)。分别建立了1951--2004年中国的年和四季的平均序列，计算了有连续35年以上资料的647个站点的年平均气温变化趋势系数和四季平均气温变化趋势系数，绘制了等值线分布图，并对近50年来中国的气候变化状况进行了系统分析。利用1961--2000年40年间642个站点的逐Et观测资料，计算得到了1961--2000年中国的逐年气候生长期、1961--2000年中国各个区域(青藏高原、北方、南方)的逐年气候生长期；计算了642个站点40年的气候生长期变化趋势系数，绘制了等值线图。采用Jones等(1996)的方法建立了区域平均时间序列。1951—2004年中国年平均气温距平随时间的变化1951～2001年，中国年平均气温整体的上升趋势非常明显，温度变化达0.22℃/10a；51年平均气温上升了约1.1℃。增温主要从80年代开始，且有加快趋势。从偏暖年份看，80年代以前的30年中，只有1973年偏暖，而且仅比1971～2000年平均偏暖0.03℃；而以后的21年中，出现了13个偏暖年份，而且偏暖的幅度也越来越大，51年中最暖的1998年相对1971～2000年平均值高出1.13℃。如果把界限放到1987年来看，增暖的趋势就更加明显。1987年以前的36年里，中国只有2个偏暖年份（1973、1982），而在以后的15年里，却出现了12个偏暖年份。90年代是中国二十世纪后半叶最暖的10年。3.3.2气温变化从偏暖年份看，20世纪80年代以后的增温也十分明显，尤其是在20世纪80年代中后期以后。20世纪80年代前的30年中，只有1973年偏暖，而且仅比1971—2000年的平均值偏暖0.03℃；而在此后的24年中，出现了16个偏暖年份，而且偏暖的幅度也越来越大，其中1998年相对1971—2000年的平均值高出1.13℃。如果把界限放到1987年来看，增暖趋势更加明显。1987年以前的36年中，中国只有2个偏暖年份(1973和1982年)，而在此后的18年中，却出现了15个偏暖年份。20世纪90年代是中国20世纪后半叶最暖的10年，1998年是1951--2001年中最暖的一年。从1951--2004年中国四季平均气温时间序列中可见，各季平均气温整体上都呈上升趋势，但增温速率有所不同。其中，以冬季气温的上升趋势最为明显，增温速率高达0.39℃(10a)-1；春季次之，增温速率为0.28℃(10a)-1；秋季气温上升幅度相对较小，增温速率为0.20℃(10a)-1；夏季气温增幅最小，增温速率仅为0.15℃(10a)-1。在54年中，冬季、春季、秋季和夏季的平均气温分别上升了2.1，1.5，1.1和0.8℃。中国四季平均气温的变化也各有特点。春季和夏季的气温变化比较相似，在20世纪后半叶相当长的时间里，两个季节的气温波动幅度都很小，但是从1997年开始，二者都有一个比较明显的跳跃，表现为气温的急剧上升。秋季和冬季的变化比较相似，从20世纪80年代初开始，两个季节的气温都呈现出明显的上升趋势，1987年以后，二者的上升速率都有进一步加快的迹象。从波动幅度上看，春季、夏季、秋季的气温变化比较平稳，而冬季气温的波动幅度最大。从偏暖年份(最大距平为1964年的0.20℃)，夏季有5个偏暖年份(最大距平为1961年的0.36℃)，秋季有6个偏暖年份(最大距平为1975年的0.41℃)，冬季有4个偏暖年份(最大距平为1979年的0.88℃)；此后的24年中，春季有14个偏暖年份(最大距平为1998年的1.19℃)，夏季有14个偏暖年份(最大距平为2001年的0.81℃)，秋季有15个偏暖年份(最大距平为1998年的1.42℃)，冬季有17个偏暖年份(最大距平为1999年的1.93℃)。由此可见，自20世纪80年代以后，中国的四个季节都出现了很明显的增暖。值得指出的是，冬季由20世纪80年代以前偏暖年份最少的季节一跃成为20世纪80年代后偏暖年份最多的季节，说明其增暖的速率最快。从最暖年份上看，春、秋两季都出现在1998年，夏季出现在2001年，冬季出现在1998—1999年。四季的最暖年份都出现在近的10年内，可见，全国性的增暖有继续加剧的趋势。中国幅员辽阔，在新疆和青藏高原的一些地区至今仍然没有气象台站，缺少资料。在已建立的气温时间序列中，1961年以后，仍然有12个网格没有资料，这些元观测资料的地区到底对整个中国气温变化的贡献有多大，尚需进一步的研究。1951～2004中国的温度变化分布自1951年以来，除四川东北部和南部地区的气温略有下降外，全国其余大部分地区的气温均呈上升趋势。在中国北方(秦岭、淮河一线以北地区)和青藏高原的广大地区及海南、云南南部和经济发达、人口密集的长江中下游、珠江三角洲地区，年平均地表气温的趋势系数均超过了0.4；新疆东南部、青海西北部、西藏中部、内蒙古大部、黑龙江大部、辽宁、河北北部、北京、海南以及云南南部，年平均气温趋势系数更是超过了0.6，其中气温上升最大的地区为青海西北部，该地区的气温趋势系数高达0.8以上。全国范围内，除局部地区有较小的气温下降趋势外，其它地方均呈上升趋势。我国北方（秦岭、淮河一线以北地区）和青藏高原的部分地区年平均气温升高明显；但西南地区北部，包括四川盆地东部和云贵高原北部年平均气温呈下降趋势。这个区域的降温现象早在十几年前就已经被发现，目前仍然在持续。1951～2001年中国四季（春、夏、秋、冬）平均气温的趋势也表现出不同的特点。我国北方和青藏高原，除了塔里木盆地，其它地区一年四季气温都普遍上升；东北地区，除秋季外的其它季节增温都比较明显；西北地区的内蒙古全年性的增温都比较明显，新疆冬季增温明显；青藏高原，秋、冬季的增温更加显著，其中，青海西北是全国增温最快的地区。3.3.2气温变化1951～2004中国的温度变化分布在中国北方和青藏高原地区，除新疆塔里木盆地、西藏东郝以外，基本都通过了0.0l的信度检验。在南方，长江中下游和珠江三角洲地区及海南、云南南部的气温上升也十分显著。但是，中国西南地区北部(包括四川盆地东部和云贵高原北部)年平均气温呈下降趋势。这个区域的降温现象多年前已广受关注(陈隆勋等1991)，至少到2001年或2004年这个区域的降温趋势仍在持续(任国玉等2005)。1951—2001年间，除塔里木盆地外，中国北方和青藏高原大部分地区的气温全年上升；东北地区，除秋季外的其他季节增温都比较明显；内蒙古四季增温均较为明显；新疆冬季增温明显；塔里木盆地春、夏、秋三季的气温都有下降趋势，但冬季气温的上升十分明显；青藏高原秋、冬季节的增温更加显著，其中，青海西北部是全国增温最快的地区，四季增温均十分显著。华东、华中地区夏季气温有一定下降趋势，其他季节增温趋势不明显；长江中下游地区春、冬季增温明显。华南地区，除了广西和福建部分地区在春季有一定降温趋势外，其他地区一年四季变化趋势不明显；但珠江三角洲地区，夏、秋季增温明显，海南一年四季的增温都比较明显。西南地区，四川盆地春、夏季气温都有一定下降，其中春季降温尤为明显，而秋、冬季气温变化不显著；云南南部四季增温都很明显；其他地区四季气温变化都不大。全国台站中的城市站均可能存在城市热岛效应增强的问题。研究表明，北京地区国家基准、基本站记录的地表气温变暖中，大部分为城市化影响所致，山东、天津、湖北、甘肃、河北等地区城市化对国家基准、基本站温度变化趋势的影响也比较明显。中国其它地区的国家基准、基本站可能也在不同程度上存在这个问题。如果消除城市化影响，196l-2000年华北地区年平均地表气温线性增加趋势为0.18℃(10a)-1，而不是原来的0.29℃(10a)。如果其他地区的国家基准站和基本站也在不同程度上存在这个问题，那么从气候变化检测的角度来看，以上给出的全国平均地表气温变化趋势的估计显然是偏高的。关于这个问题，今后还需要进行更深入的研究。全国和分区国家站年和四季城市热岛增温贡献率(%)

区域年冬季春季夏季秋季全国21.0911.6328.2134.5916.88北疆区-1.5715.69-20.81-47.77-29.91西北区13.7313.6324.7712.027.64青藏高原23.2318.8634.5522.5419.20东北区15.353.9716.3529.3215.00江淮流域55.4819.2352.78100.0060.13华南区23.208.0426.7239.8730.41气候生长期同样有较为明显的增加趋势。全国气候生长期的增长速率为每年0.16天，北方、南方和青藏高原分别为每年0.16，0.15和0.31天。在这40年中，全国气候生长期平均增加了6.6天，北方地区增加了6.5天，南方地区增加了6.1天，在青藏高原则增加了12.3天。全国、北方、南方、青藏高原气候生长期距平的最大值和最小值都分别出现在1998和1976年。由此表明，气候生长期在全国各地区的变化有着很好的一致性。

1961—2000年间，全国范围内，除了新疆塔里木盆地、四川盆地、湖北西部、河南外，其他地区的气候生长期的趋势系数均为正值，即气候生长期变长；变长明显的地区主要在青藏高原，那里大部分地区的趋势系数超过0.4，通过了0.01信度水平检验；生长期的变化在全国范围内较为一致，而且与前面给出的1951--2001年气温变化趋势系数的空间分布也十分相似。利用王遵娅等的方法将中国近50年气温续补至2007年，可知1951-2007年中国年均气温的线性变化趋势系数为0.26ºC/10a，2007年为最暖的一年。利用王遵娅等的方法将中国近50年气温续补至2007年，可知1951-2007年中国年均气温的线性变化趋势系数为0.26ºC/10a，2007年为最暖的一年。

近50年中国年降水变化近50年，中国年降水存在明显的年际和年代际尺度变化。1950年代降水偏多，1960年代和70年代以干旱为主，1990年代降水偏多。3.3.3降水的变化近47年来，全国平均年降水量呈现小幅增加趋势。需要注意的是，降水量变化对计算所取的时间区段比较敏感，如果取1951--2002年或1960--2002年，则全国平均的降水量几乎没有趋势性变化。1956--2002年期间，降水量最多的年份是1998年，最少的年份是1986年。20世纪90年代初以来，大部分年份的降水量均高于常年，而在20世纪60年代则一般低于常年值。近五十年（1956-2002）中国年降水长期变化1956～2002年中国年降水量趋势。正值表示降水增加，负值表示减少。绝对值越大，趋势越显著。

近50年来中国东北东部、华北中南部的黄淮平原和山东半岛、四川盆地及青藏高原部分地区年降水量出现不同程度的下降趋势，其中以山东半岛的下降趋势最为显著(图4.16)。中国华北地区近20余年来降水量明显减少造成了严重的干旱，这个干旱地带以环渤海地区和黄海北部为核心，也波及朝鲜地区(任国玉等2000，2005)。在中国的其他地区，包括西部大部分地区、东北北部、西南西部、长江下游和江南地区，年降水量均呈现不同程度的增加趋势，其中长江下游、华南沿海和西北地区的增加最为显著。可见，近十几年来黄河中下游地区和华北平原的干旱及长江中下游的洪水均有其直接的气候变化背景。1951－2007年中国降水距平（单位：mm）

总体来看，中国地区近50年降水没有显著的变化趋势。年降水距平序列的线性趋势为略有减少，降水标准化序列的趋势为略有增加，但都不显著。3.4近50年中国其它气象要素与圈层的变化3.4.1资料和方法资料由中国气象局国家气象信息中心气象资料室提供，包括全国总共740个测站1951--2002年的逐月气候资料。建立各气象要素全国平均时间序列的方法与近100年气温序列建立方法一致。计算年最大积雪深度时，将各网格中各站的最大积雪深度平均后，再根据公式(4.1)，得到全国1956--2002年逐年平均最大积雪深度。全国年最大积雪面积的计算，将中国大陆按经纬度划分为1°×1°的网格。如果在某一年某网格内的台站年最大积雪深度不为0，那么就认为该网格有积雪。然后将全部有积雪的网格的面积相加，就得到该年全国年最大积雪面积。网格内没有观测台站的区域，把该区域当做积雪面积常量，认为永久积雪不随时间变化。该方法虽然仍需改进，但可基本反映出全国最大积雪面积的年际和长期变化情况。蒸发量标准化距平序列按下式转换为以毫米(ram)为单位的时间序列。3.4.2日照时数如果没有云量和地形的影响，日照时数的大小取决于纬度的高低，并随季节的转变而有所不同。冬半年，纬度愈高，日照时数就愈少；夏半年，纬度愈高，日照时数就愈多。季节差异随纬度的增加而加大。年日照时数，随纬度的增高略有增加。但实际上一个地方的日照长短，不仅取决于地理纬度，而且很大程度上取决于云量和阴天日数。3.4.2日照时数1956～2002年期间全国年平均日照时数具有明显的下降趋势，其变化速率为-37.6小时/10a（图16），从1956年到现在减少了5%（130小时）左右。1981年以前日照时数一般在多年（1971～2000年）平均值以上，从80年代初起距平值转为负值。60年代全国年平均日照时数距平为93小时；从60年代后期开始年日照时数迅速下降，70年代平均距平下降到59小时，80年代为-14小时，90年代达-45小时。1993年达到历史最低值，以后日照时数减少趋势停顿下来，甚至有止降回升迹象。

1956～2002年全国年平均日照时数变化曲线从变化趋势空间分布看，除青藏高原东部、甘肃以及内蒙古西部、东北北部的小兴安岭等地区存在不很明显的增加外，全国大部分地区年日照时数呈现减少趋势。在110°E以东、40°N以南的广大平原地区，年日照时数变化速率达-80小时/10a，其中河北北部、山东西部和河南北部变化速率更达-100小时/10a，为全国日照减少趋势最大区域。河南商丘的年日照时数从60、70年代的平均2450小时以上，到90年代的1950小时，减少约500小时，其变化速率为-172.6小时/10a。青藏高原北部、新疆大部的年日照时数也有较大的减少趋势，其变化速率为-80小时/10a。3.4.3蒸发量1956～2000年全国年平均水面蒸发量减少迅速，其变化速率为-34.5mm/10a，整个时期年水面蒸发量约减少6%左右。20世纪60、70年代中国水面蒸发量均在1971～2000年30年平均值以上变化，80年代下降到平均值以下，1993年达到历史最小值，为1683mm（距平为-86mm）。近年来，蒸发量略有上升趋势，90年代末，全国蒸发量已经上升到30年均值附近。水面蒸发量的这种变化趋势与日照时间变化非常相似，说明日照或太阳辐射的变化可能是引起水面蒸发量变化的主要气候因子之一。全国水面蒸发量变化趋势空间分布特点也与日照时数相近，增加区域仅出现在东北北部、甘肃南部、青藏高原东部等局部地区，增加速率较小。除这些地区外，全国大部分地区水面蒸发量呈减少趋势，其中华北、华东、华南以及西南部呈明显的减少趋势，黄淮、江西北部、云贵高原北部的变化速率达-40mm/10a。我国华北的海河和淮河流域年水面蒸发量从1956年到2000年约下降了220mm左右。西部的新疆东部、青海和甘肃北部为减少趋势最大区域，其中新疆东部和甘肃北部尤其明显。

1956～2000年全国年平均蒸发量变化

1956～2002年全国年蒸发量变化趋势空间分布3.4.4积雪深度和面积1956～2002年全国年平均最大积雪深度变化情况。总体来看，变化趋势不很明显，其变化速率仅为0.17cm/10a。从10a滑动平均曲线来看，1965年以前，平均最大积雪深度明显偏少，而后缓慢增加，1966～1976年接近30a均值。在1976年前后，存在较为明显的增加，1976～2002变化速率为0.25cm/10a。全国最大积雪面积1971～2000年30a平均值为414.2万km2，1961～2002年期间有一个较小的增加趋势，大约为每10a增加1.15万km2。全国最大积雪面积的年际变率较大，1970s中期以前全国最大积雪面积基本上是在30a均值以下，并有较小增加趋势。1976至1991年年际变率较大，10a滑动平均值基本在30a均值附近。1991年达到历史最大值，为455.2万km2，1991～2002年期间存在很明显的下降趋势，其变化速率为–36.48万km2/10a。这主要是因为近年来全国降雪范围减小，特别是1999和2001年全国最大积雪面积分别为362.9和355.2万km2，为近50a的最小值和次小值。

1956～2002年全国年平均最大积雪深度变化3.4.5平均风速1971～2002年全国年平均风速为2.52m/s。1956～2002年平均风速具有很明显的减小趋势，变化速率为–0.12m·s–1/10a。1956～2002年全国年平均风速年际变化可以分为两部分，在1969年附近有个突变。1969年以前，全国年平均风速就有一个下降的趋势，从1956年的2.86m/s，下降到1967年的2.55m/s，1956～1968年期间的变化速率为–0.21m·s–1/10a；1969年又回升到2.84m/s，然后持续下降，在1984年降到均值以下，一直下降到2002年的2.24m/s。1969～2002年期间的变化速率为–0.2m·s–1/10a。

从全国各站年平均风速气候变化趋势分布图中可以看出，除在云南西部有一正值区外，全国年平均风速一般呈现减少趋势。黄土高原以北、秦岭、四川盆地以及云贵高原为风速变化较小区，其变化速率均在–0.1m·s–1/10a以上。华北的北部、东北的中部、江西大部年平均风速减小趋势较大，变化速率在–0.2m·s–1/10a以下。青藏高原、甘肃北部以及新疆地区平均风速减小趋势较大，特别是塔里木盆地东部、吐鲁番以及青海的柴达木盆地为减小趋势最大区，其气候变化速率在–0.3m·s–1/10a以下。

1956～2002年全国年平均风速变化

1956～2002年全国年平均风速变化趋势空间分布3.4.6水汽收支变化中国东部水汽收支表现出明显的年际变化，从70年代末到90年代中，东北和江淮地区的水汽总收支明显高于常年值，而华北和华南地区则较常年值偏少（图22）水汽收支的这种变化趋势与我国70年代末到90年代中期降水的空间分布有着比较一致的对应关系中国东部各区域（东北、华北、江淮和华南）水汽收支的时间演变(单位：106kg/s)

3.4.7大气水汽含量和云量中国大气中的水汽含量和总云量存在明显的年际和长期变化。探空资料表明，在1970～1990年间，我国青藏高原东南地区和云贵高原地区大气水汽含量存在明显的增加趋势（3%～6％/10a），而华北和华南中部地区呈减少趋势（1%～3％/10a）。水汽含量的最大增加比率出现在冬季，且增加的比率在高层比低层大。在1961~2000年