5.1 气候过渡带及其变化特点
叶笃正等(2003)关于气候过渡带的研究表明,不同气候带所覆盖的区域是变化的,不同气候带之间的交界线是随着气候变化而移动的。作为我国重要的气候分界线之一的北亚热带和暖温带之间的界线在过去几十年中发生了很大的变化,淮河流域所处的北亚热带有明显的向北移动的趋势,而且变化范围扩大(图5.1-1)。20世纪50年代,北亚热带的北界仍在淮河流域,而90年代已到达华北地区,但其南界的变化不大。因此,淮河流域处于北亚热带和暖温带的气候过渡带,其气候变化幅度增大。特别是随着气候背景的变化和气候带的移动,该地区的气候特征和降水特征往往出现异常,是旱涝灾害频发地区。气候带的南北移动对气候过渡区可能降水的影响及预测具有理论和实际指导意义。

图5.1-1 北亚热带界线的变化
(叶笃正等,2003)(https://www.daowen.com)
气候带的划分主要依据湿度(降水)和热量(温度)两类指标。为简单起见,采用热量指标来表示气候带的变化。使用全国31个省(自治区、直辖市)的温度资料,选取相关省份站点从各个站建站时间起至2001年的日平均温度,根据淮河流域的范围,适当扩大了站点的选择范围,选取的站点分布在东经105°~125°、北纬27°~38°的范围内,包括236个站点的1950—2000年共50年资料。降水资料选择分布在东经110°~120°、北纬27°~38°范围内共35个站的月平均降水资料,并参照陈咸吉(1982)所使用的气候区划标准,在确定北亚热带和暖温带气候分界线时仅使用温度指标,以突出反映气候变暖的特点,即用不低于10℃的积温达到5000℃的位置线来定义北亚热带和暖温带气候分界线,简称气候分界线。在计算时,首先计算出各站点每年不低于10℃的积温数值,然后将不规则站点上的数据插值到矩形区域的格点上,将5000℃的等值线定义为逐年分界线的位置,然后以东经112°~120°范围内的纬度平均值作为气候分界线的平均位置,计算出50年逐年界线位置后,得出其年变化曲线,气候分界线(不低于10℃的积温达到5000℃位置)逐年的南北变动如图5.1-2所示。可以看出,位于淮河流域的北亚热带和暖温带的分界线有明显的年际变化,这种变化反映了每年热量状况和温度的差异,即冷暖空气强度和活跃程度的变化。分界线位置较低说明该年份冷空气活动频繁,温度偏低;反之,温度偏高。在过去约50年中,分界线南北变化范围平均在北纬31°和北纬34°之间,变化幅度达3°以上(图5.1-2中蓝色曲线),其平均位置在北纬32.6°左右(图5.1-2中红色直线)。总体而言,分界线有微弱的北移趋势,50年中平均位置北移约0.6°,表明在过去50年淮河流域平均气候趋暖。可以看出,在50年间,淮河流域的气候分界线有显著的南北移动。在20世纪50—70年代,气候分界线南北振荡明显,最南在北纬31.2°附近,最北达北纬33.9°;在80年代,气候分界线偏南且较为稳定,平均位置在北纬32.1°附近;进入90年代以后,气候分界线南北振幅加大,平均位置北移,最北超过北纬34°。总体而言,过去50年气候分界线变化的位置最南端在淮河流域的南部边缘,最北端在淮河以北、淮河流域的中部偏北,气候过渡带南北变动范围增大。受全球气候变暖影响,过去50年中的后10年淮河流域气候分界线平均位置有向北移动的趋势。

图5.1-2 气候分界线(不低于10℃的积温达到5000℃位置)逐年的南北变动
注:图中蓝色曲线为气候分界线的变化曲线;红色直线为气候分界线的趋势线。