山西省气候变化趋势研究
（一）气温将呈缓慢增加趋势
气候变化由上述主要温室气体增加的人为因素和与人类活动无关的自然因素组成。近年应用人造卫星监测太阳辐照（Solar Irradiance）变化取得两个太阳黑子变化周期（11年）的辐照值，表明辐照值呈增强趋势，对全球升温也有较大影响。统计自公元前527年以来黑子周长（SCL）变化于7～17年间，其周长不大于11年时段，可组成12个气候稳定纪，与暖期相对应；而大于11年的可组成11个气候不稳定组，其中有8个与冷期相应。预测未来250年太阳活动较强，总体上有利于气候温暖湿润，但未来10～20年，太阳黑子周期较长，气温可能比1990年前后水平有所降低，以后再缓慢升温。
选择山西省境内的三个气象站长系列气温观测资料（见表3-22），分别代表山西省北部、中部和南部进行气温变化趋势分析（见图3-8～图3-10和表3-23）。从长系列资料来看，三个站气温年均值都呈U形变化，太原站资料较全最为明显，但资料仍显得较短。
假定A：20世纪的100年属于以百年周期震荡变化的一部分，则气温在达到一定程度后可能回落，这一情况下可以给出未来50年气温变化的低趋势，即气温的可能下限。其中以太原站最为明显，前一气温峰值在1928～1930年。
假定B：最近50年随着工业、技术的加速发展，温室气体排放也在加速，使得气温也以前所未有的速度上升，气温在未来50年也将延续这一加速升高的趋势，这一情况下可以给出未来50年气温变化的高趋势，即气温的可能上限。
图3-8 大同站温度趋势分析
图3-9 太原站温度趋势分析
图3-10 运城站温度趋势分析
未来的实际气温在A、B假定的范围之间的概率最大。趋势分析图中，由于介休和运城气象站1950年以前资料太少，导致两站的低趋势预测与整体出入稍大，但仍然可以看出3个站的整体趋势基本一致。
从表3-22的温度趋势对照表可以看出：气候模型预测的结果在2030年以前介于高趋势和低趋势分析的范围中间，2050年略高于趋势分析值，可以认为模型预测结果在山西省是适用的。
表3-22 山西省气温趋势分析 单位：℃
表3-23 对比20世纪90年代预测的山西省气温变化
根据国际气候变化专门委员会（IPCC）和国家气候中心给出的数据，推算出山西省2010年、2030年、2050年气温变化，（见表3-23）。与1990年前后相比，气温在2010年以后的变化特点为增加趋势。
（二）蒸发量将随气温增加
考虑到水文模型中的蒸发资料使用的是根据气象资料计算的蒸发蒸腾量数据，故以大同、太原和运城气象站的蒸发资料进行趋势分析，见图3-11～图3-14。
以上3个气象站的蒸发序列各有特色：大同站1995以前基本稳定，随后的5年突然增加；太原站蒸发量变化呈U形，谷底在1975～1985年间；运城站的谷底在1991年前后。然而3站资料共同预示着21世纪初的蒸发量将是一个增加的趋势，这与气候模型预测的结果一致。
有效太阳辐射是蒸发的能量来源，它决定了蒸发的多少，日温差反映了到达地面的有效太阳辐射：当天气晴朗时，地面在白天接受的有效辐射多、夜晚散发的长波辐射也多，日夜温差大；反之日夜温差则小。因此可以根据未来的气温变化来推测蒸发趋势。
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图3-11 大同站蒸发趋势分析
图3-12 太原站蒸发趋势分析
图3-13 运城站蒸发趋势分析
图3-14 太原站年温差趋势
未来山西省的气候特点是年温差将减小（见图3-14），但日温差的变化趋势并不明朗。一方面未来太阳黑子的变化趋势（反映了辐射源的强度变化）有先减弱再增强的趋势，另一方面气溶胶、粉尘的排放量增加以及温度升高将导致云量增多，很难确定二者的共同效应有多大。因此，目前还没有直接的蒸发情景资料，暂时也没有间接计算蒸发的气象资料（如日照时数、露点等）。
鉴于和判断蒸发有关的资料目前只有气温数据，所以只能用气温与蒸发的相关关系来粗略估计未来的蒸发变化量。
通过平均气温—蒸发关系分析，参见图3-15，得到月蒸发量与月平均气温T的相关公式：
图3-15 太原站夏季多年月平均气温—蒸发总量关系
通过未来的气温情景可推求蒸发变化。例如，2050年夏季气温将升高2.19℃，代入公式，得到年蒸发量将增加7.33mm，逐日资料根据年增加的总量同倍比缩放。也可以逐月分析，但相关关系要差一些。
（三）降水量将变化趋势预测分析
与温度变化分析类似，选择大同站、太原站和运城站分别代表山西省北部、中部和南部的情况，进行降雨趋势分析。趋势预测结果和模型模拟结果基本相似，与1990年前后相比均呈现增加趋势，见表3-24，说明模型预测的降水变化趋势在山西省适用。由于预测区间参数的变化，模型预测的降水量变化范围较大，分区预测成果可分为高、低两种情形。山西省的降水量很可能在此上限和下限之间变化。
表3-24 山西省降水量变化趋势预测 单位：mm
从预测结果看，冬季气温增加的较多，而降水增加的更多，夏季刚好相反，因此使得未来山西省的水资源年内分布有略微平缓的趋势。以芦家庄站为例，见图3-16和图3-17，从图中还可以比较出，低降雨方案比高降雨方案“坦化”的更多一些。从地表水资源的年际变化来看，丰水年与枯水年的差距应该更加明显，即干旱与洪涝趋于严重。
图3-16 低降雨方案年内各月降水量分布变化
图3-17 高降雨方案年内各月降水量分布变化
