摘要: 通过对文登区2021~2024年气温、降水、日照和风向风速等气象要素进行综合统计分析，得出：文登区年平均气温较历年平均气温均偏高，整体呈现暖冬趋势，气温年际变化基本呈现逐年升高的趋势；2021~2024年降水日数分别为126 d、95 d、86 d、101 d，年降水量均较历年同期值偏多，且2021年较历年同期年最多降水偏多7.9%；2021~2024年阴天日数分别为104 d、91 d、87 d、73 d，晴天日数分别为104 d、91 d、87 d、73 d；主导风向分别为SSW、N、SSW、N。影响文登区的主要气象灾害为大雾、暴雨、暴雪、大风等。
Abstract: Through a comprehensive statistical analysis of meteorological elements such as temperature, precipitation, sunshine, wind direction, and wind speed in Wendeng District from 2021 to 2024, the following conclusions were drawn: The annual average temperature in Wendeng District was higher than the multi-year average, showing a general trend of warmer winters, with interannual temperature changes indicating a year-by-year increase. From 2021 to 2024, the number of precipitation days was 126, 95, 86, and 101 days, respectively. The annual precipitation during these years was higher than the multi-year average for the same period, with 2021 recording 7.9% more precipitation than the historical maximum for the same period. The number of cloudy days from 2021 to 2024 was 104, 91, 87, and 73 days, respectively, while the number of sunny days was 104, 91, 87, and 73 days, respectively. The dominant wind directions were SSW, N, SSW, and N, respectively. The main meteorological disasters affecting Wendeng District are fog, heavy rain, snowstorms, and strong winds.
1. 引言
文登区隶属山东威海市，位于山东半岛东部，西阻于昆嵛山，南濒黄海，气候四季分明，属于温带大陆性气候；境内地形复杂多变，两侧高，中间低，北部高，南部低。
近年来文登区暴雨、暴雪、冰雹、大风等极端天气多发，气候异常特征突出，本文通过对文登2021~2024年文登区近4年气温、降水、日照等气象要素进行统计比较，分析在全球气候持续变暖的时代背景下文登区气候变化特征，为文登区科学有效应对气候变化提供科学保障和依据，减少灾害性天气对社会经济发展，生产安全带来的影响。
2. 资料与方法
选取文登国家基本气象站(54777站点) 2021~2024年降水、气温、日照时数等气象要素数据、文登各区域站气温数据进行统计，包括各要素极端值、平均值等，将相关数据与文登区历年(1991~2020年)同期的要素值进行综合对比、分析，运用统计图更直观地对近4年文登区气候变化趋势进行分析。
Table 1. Comprehensive evaluation criteria for temperature
表1. 气温综合评价标准
气温 |
标准 |
评价 |
标准 |
1级 |
ΔT/σ ≤ −2 |
异常偏低 |
2级 |
−2 < ΔT/σ ≤ −1.5 |
显著偏低 |
3级 |
−1.5 < ΔT/σ < −1 |
偏低 |
4级 |
−1 ≤ ΔT/σ ≤ 1 |
正常 |
5级 |
1 < ΔT/σ < 1.5 |
偏高 |
6级 |
1.5 ≤ ΔT/σ < 2 |
显著偏高 |
7级 |
ΔT/σ ≥ 2 |
异常偏高 |
根据《地面气象观测规范》[1]规定，日极端最高气温 ≥ 35.0℃为高温日；日极大风速 ≥ 17.0 m/s为大风日；日降水量 ≥ 0.1 mm统计为1个降雨日数；日照百分率S ≥ 60%定义为1个晴天日数，日照百分率0 ≤ S ≤ 20%定义为1个阴天日数。根据中国气象局《全国气候影响评价》[2]判定标准(见表1)，利用月平均气温距平ΔT与标准差σ的比值(即：ΔT/σ)来判断气温是否异常；采用国家标准《暖冬等级》[3]《冷冬等级》[4]中的统计标准判断冷暖冬：单站暖冬：某站点冬季平均气温距平(当年与常年平均气温差值) ≥ 标准差 × 0.43。
3. 结果与分析
3.1. 气温
经统计分析，文登区全区2021~2024年高温日数分别为5 d、10 d、12 d、25 d，高温日主要集中在6~8月，高温主要影响乡镇为大水泊、界石、米山等乡镇。2021年文登站日极端最低气温 ≤ −5.0℃日数32 d，日极端最低气温 ≤ −10.0℃日数5 d，2月极端最高气温为历年2月极端最高气温；2022年日极端最低气温 ≤ −5.0℃日数38 d，日极端最低气温 ≤ −10.0℃日数0 d，11月平均最高气温为历年(1991~2020年，下同) 11月平均最高气温；2023年日极端最低气温 ≤ −5.0℃日数27 d，日极端最低气温 ≤ −10.0℃日数5 d，11月、12月极端最高气温为历年11月、12月极端最高气温；2024年日极端最低气温 ≤ −5.0℃日数14 d，日极端最低气温 ≤ −10.0℃日数1 d，4月、8月平均最高气温为历年4月、8月平均最高气温。各镇气温在年际变化基本呈现逐年递增的趋势，气温空间变化较为明显，全区极端最高气温、日极端最低气温均易出现在北部乡镇，气温日较差大，这是由于南部乡镇靠近海洋，受海洋对气温变化的调节作用，使南部沿海地区昼夜温差小于内陆地区。
由图1可知，文登区2021年~2024年文登区年平均气温分别较历年同期偏高0.8℃、0.3℃、1.1℃、1.3℃；采用中国气象局《全国气候影响评价》[2]月气温的标准，利用月平均气温距平ΔT与标准差σ的比值(即：ΔT/σ)来判断气温是否异常，经计算得出表2。由表2可知2021年5月、8月，2022年2月、8月、10月、12月，2023年12月，2024年2月为偏冷月，其余月份均为偏暖月；根据国家标准《暖冬等级》[3]中的统计标准计算可得文登2021~2024年冬季整体呈现暖冬趋势。
Figure 1. Annual mean temperature, annual mean maximum temperature, and anomaly chart of mean minimum temperature (Unit: ˚C)
图1. 年平均气温、年平均最高气温、平均最低气温距平图(单位：℃)
Table 2. Monthly temperature evaluation from 2021 to 2024
表2. 2021年~2024年各月气温评价
2021年~2024年各月气温评价 |
2021年 |
月份 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
评价 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏低 |
偏高 |
偏高 |
偏低 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
2022年 |
月份 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
评价 |
偏高 |
偏低 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏低 |
偏高 |
偏低 |
偏高 |
偏低 |
2023年 |
月份 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
评价 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏低 |
2024年 |
月份 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
评价 |
偏高 |
偏低 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
偏高 |
3.2. 降水
由于区域站冬季翻斗式雨量传感器停止使用，缺少各乡镇冬季降水数据，这里仅统计文登国家基本观测站降水数据。经统计分析发现，2021年文登区降水日数为126 d，其中日降水量 ≥ 10.0 mm的共37d，日降水量 ≥ 25.0 mm共17 d，日降水量 ≥ 50.0 mm共2 d，日降水量 ≥ 100.0 mm共1 d，年降水量为1961年以来第1多值；2022年文登区降水日数分别为95 d，其中日降水量 ≥ 10.0 mm的共23 d，日降水量 ≥ 25.0 mm共12 d，日降水量 ≥ 50.0 mm共5 d，日降水量 ≥ 100.0 mm共0 d，年降水量为1961年以来第13多值；2023年文登区降水日数分别为86 d，其中日降水量 ≥ 10.0 mm的共31 d，日降水量 ≥ 25.0 mm共9 d，日降水量 ≥ 50.0 mm共3 d，日降水量 ≥ 100.0 mm共1 d，年降水量为1961年以来第15多值；2024年文登区降水日数分别为101 d，其中日降水量 ≥ 10.0 mm的共23 d，日降水量 ≥ 25.0 mm共11 d，日降水量 ≥ 50.0 mm共3 d，日降水量 ≥ 100.0 mm共0 d，年降水量为1961年以来第11多值。
由图2可知，2021~2024年文登区降水量均较历年同期值偏多，经计算分别较历年同期值偏多53.2%、25.1%、22.3%、26.3%；与历年同期年最多降水相比，2021年较历年同期年最多降水偏多7.9%，2022~2024年均偏少，分别偏少11.9%、13.9%、11.1%。
由图3可知，降水主要集中在6~9月，其中2021年4月降水量为历年4月最多降水量；2022年4月降水量为历年4月最少降水量；2023年2月无降水，为历年2月最少降水量；2024年10月降水量为历年10月最多降水量。
Figure 2. Annual precipitation
图2. 年降水量
Figure 3. Monthly precipitation
图3. 月降水量
3.3. 日照
经统计，2021~2024年阴天日数分别为104 d、91 d、87 d、73 d；晴天日数分别为104 d、91 d、87 d、73 d。具体各月阴天、晴天日数见表3、表4。
由图4、图5可知，2021年年日照时数较历年偏少264.2 h，各月除2月、12月较历年同期偏多，其余月份均偏少，其中8月日照时数为历年8月最少日照时数；2022、2023年接近历年同期，2022年年日照时数较历年偏少25.8 h，2023年年日照时数较历年偏多31.4 h，其中2022年1、2、4、5、9、12月，2023年1、2、3、6、7、8、10月较历年同期偏多，其它月份较历年同期均偏少；2024年年日照时数较历年偏多183.5 h，3、4、5、6、11、12月较历年同期偏高，1、8、9、10月接近历年同期日照时数，2、7较历年同期明显偏少。
Table 3. Number of cloudy days (Unit: d)
表3. 阴天日数(单位：d)
月份 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
9 |
10 |
11 |
12 |
合计 |
2021年 |
7 |
4 |
8 |
9 |
9 |
12 |
12 |
9 |
9 |
4 |
8 |
104 |
2022年 |
4 |
3 |
6 |
2 |
6 |
11 |
14 |
5 |
6 |
14 |
6 |
91 |
2023年 |
9 |
4 |
4 |
9 |
9 |
5 |
10 |
7 |
2 |
10 |
10 |
87 |
2024年 |
9 |
10 |
2 |
3 |
3 |
5 |
14 |
10 |
7 |
4 |
1 |
73 |
Table 4. Number of sunny days (Unit: d)
表4. 晴天日数(单位：d)
月份 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
合计 |
2021年 |
11 |
16 |
15 |
15 |
16 |
9 |
6 |
6 |
13 |
16 |
13 |
17 |
153 |
2022年 |
19 |
15 |
17 |
20 |
21 |
7 |
6 |
11 |
21 |
16 |
14 |
18 |
185 |
2023年 |
19 |
20 |
22 |
15 |
13 |
14 |
6 |
17 |
14 |
24 |
11 |
14 |
189 |
2024年 |
18 |
15 |
22 |
20 |
21 |
18 |
8 |
9 |
18 |
18 |
18 |
22 |
207 |
Figure 4. Monthly sunshine duration
图4. 月日照时数
Figure 5. Annual sunshine duration
图5. 年日照时数
3.4. 风向、风速
统计全区所有站点大风情况可知：2021年全区大风日数33 d，全区极大风速25.1 m/s (10级，SW)，出现站点：54777 (文登)、D0059 (界石站)；2022年全区大风日数43 d，全区极大风速24.1 m/s (9级，NNW)，出现站点：D0059 (界石站)；2023年全区大风日数44 d，全区极大风速25.9 m/s (10级，NNW)，出现站点：D0059 (界石站)；2024年全区大风日数34 d，全区极大风速24.2 m/s (9级，NNW)，出现站点：54777 (文登)。
从图6、图7可以看出，2021年文登区主导风向为SSW，出现频率为13%；2022年文登区主导风向为N，出现频率为14%；2023年文登区主导风向为SSW，出现频率为13%；2024年文登区主导风向为N，出现频率为13%，与历年基本一致。
Figure 6. Wind direction frequency from 1991 to 2020 (Unit: %)
图6. 1991~2020年风向频率(单位：%)
Figure 7. Wind direction frequency in 2021, 2022, 2023, and 2024 (Unit: %)
图7. 2021、2022、2023、2024年风向频率(单位：%)
3.5. 其它要素及主要灾害
2021~2024年雾分别出现39 d、27 d、37 d、37 d；霾分别出现3 d、4 d、38 d、38 d；降雪日数分别为25 d、31 d、26 d、25 d；雷电日数分别为26 d、15 d、23 d、19 d，主要出现在5~9月；2021年冰雹日数2 d。
主要灾害：2021年10月1日遭受大面积冰雹灾害，此次灾害天气造成界石镇、葛家镇、米山镇、泽头镇、大水泊镇、文登营镇、天福办事处、龙山办事处等镇街苹果、梨、蔬菜、樱桃等农作物大面积受灾，并有少量房屋瓦片、玻璃、车辆等损失。2023年12月16日~22日文登区先后两次出现大范围强降雪天气过程。16日、21日先后两次突破山东半岛有气象观测记录以来的冷流降雪量极值；最大积雪深度于21日和22日先后两次突破文登有记录以来最大积雪深度历史极值，其中22日最大积雪深度74厘米，突破山东省积雪深度记录。
4. 结论
2021~2024年文登区年平均气温较历年平均气温均偏高，整体呈现暖冬趋势；全区高温日主要集中在6~8月，高温日数分别为5 d、10 d、12 d、25 d，主要影响大水泊、界石、米山等乡镇。2021~2024年冬季整体呈现暖冬趋势。
文登区2021~2024年年降水量均较历年同期值偏多，且2021年较历年同期年最多降水偏多7.9%。2021年文登区降水日数为126 d，其中日降水量 ≥ 50.0 mm共2 d，日降水量 ≥ 100.0 mm共1 d，年降水量为1961年以来第1多值；2022年文登区降水日数分别为95 d，其中日降水量 ≥ 50.0 mm共5 d，年降水量为1961年以来第13多值；2023年文登区降水日数分别为86 d，其中日降水量 ≥ 50.0 mm共3 d，日降水量 ≥ 100.0 mm共1 d，年降水量为1961年以来第15多值；2024年文登区降水日数分别为101 d，其中日降水量 ≥ 50.0 mm共3 d，年降水量为1961年以来第11多值。
2021年年日照时数较历年偏少264.2 h，2022年年日照时数较历年偏少25.8 h，2023年年日照时数较历年偏多31.4 h，2024年年日照时数较历年偏多183.5 h。2021~2024年文登区阴天日数分别为104 d、91 d、87 d、73 d，晴天日数分别为104 d、91 d、87 d、73 d。
文登区2021~2024年年主导风向分别为SSW、N、SSW、N。2021~2024年全区大风日数分别为33 d、43 d、44 d、34 d。
文登区主要的灾害性天气包括大雾、暴雨、暴雪、大风等，2023年12月22日最大积雪深度74厘米，突破山东省积雪深度记录。