气候变化和城市化背景下苏州市浑浊因子的研究

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太湖流域是我国经济最发达的地区之一,其中以苏州地区为代表的城市群,自90年代起迅速发展。在全球气候变化背景下,城市化带来的各种局地气候效应使得苏州市的浑浊气候效应比较突出。本文根据1971-2010年环太湖地区9个气象站点日平均气温和日降水量资料以及1985~2010年苏州地区年鉴数据,采用线性倾向估计法、EOF分析、Mann-Kendall突变检验法和Morlet小波分析等方法研究了环太湖地区近40a来的气候变化特征,并侧重分析了苏州市的气候要素变化特征。同时利用主成分分析法、Pearson和Spearman相关性分析法对反映城市化发展的各分指标进行了城市化综合指数的构建,分析了苏州市近25a的趋势变化,结合对近30a苏州市的雾霾日数、日照和降水的趋势分析,利用适合苏州市的总辐射经验模型和散射辐射经验模型,计算出浑浊因子(D/S),分析浑浊因子的趋势变化,并将其与气候要素、城市化综合指数之间进行了相关性分析。结果表明:(1)1971-2010年的40a中,环太湖地区出现了气温升高、降水增加的趋势。该流域的年均温存在12a和35a左右强显著的振荡周期,年降水存在5a、25a左右强显著振荡周期和30a、35a的大尺度振荡周期;气温突变年发生在1992-1993年间,且为气温有低向高的突变。降水突变年分别是1972年和2003年。(2)苏州市近40a中呈现的是增暖增湿的趋势,气温存在24-25a的强显著周期和6a、35a的变化周期,降水存在22a的强显著振荡周期和4a、10a、35a的振荡周期,气温的突变发生在1992年,而降水突变发生在1980年以前。(3)苏州市的城市化自90年代起,发展速度尤为显著。城区绿化覆盖率虽有短时期的减少,但整体是增加的趋势;城市化综合指数与该地区气温有显著的相关性,相关系数为0.679,通过了0.01的显著性检验,城市化综合指数与整个环太湖地区年降水有显著的相关性,相关系数为0.675,通过了0.01的显著性检验。(4)苏州市散射辐射在1993-2002年的10a间是明显的增加趋势,增幅率达到了192.2MJ·m-2/10a,而直接辐射出现显著的减少趋势,降幅率为-139.8MJ·m-2/10a。苏州市浑浊因子在1993-2002年的10a内是一个缓慢升高的趋势,增幅率0.17MJ·m-2/10a。浑浊因子最明显的增加是发生在1999~2000年间,这一期间苏州市的浑浊气候效应非常显著,且期间苏州市的日照时数减少、降水日数及降水量增多、低云量城区高于郊区、霾日数急剧增加、城区能见度降低。(5)苏州市浑浊因子与该地区的降水量及降水日数存在明显的相关性,与年降水量之间存在较显著的相关性,相关系数为0.488,通过了0.05的显著性检验,与降水日数存在极显著的相关性,相关系数为0.588,通过了0.01的显著性检验。在1993-2002年的10a期间,浑浊气候效应与城市化现象存在极显著的相关性,相关系数为0.636,通过了0.05的显著性检验。
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