三、近50年气候变化及未来气候变化预估

（一）气候变化事实

在全球变暖的背景下，最近52年来安徽省气候也出现了以变暖为主要特征的变化。为研究这种变化，采用全省所有气象站资料进行统计分析，得出以下结果。

1.年平均气温明显升高，冬、春季增暖显著

1961—2012年，全省年平均气温上升了0.5～1.5℃，平均约为1.0℃（图9），增暖速率为0.19℃/10a，与全国平均增暖速率基本一致。特别是20世纪90年代以来增暖速率明显加快，达到0.30℃/10a，有气象观测资料记录以来的3个最暖年2007年、2006年、1998年均出现在20世纪90年代以后。从区域来看，淮北和沿江的增暖趋势最明显。

四季平均气温变化趋势不完全相同，冬、春、秋季气温均为增暖趋势，夏季气温没有明显变化趋势，呈波动特征。冬季气温上升趋势最为明显，增暖速率高达0.29℃/10a；春季次之，增暖速率为0.28℃/10a；秋季增暖速率为0.18℃/10a。季节更替出现变化，入冬推迟、冬季变短，入春提前、春夏季变长。

2.年降水日数减少，降水量增多，尤以江南南部显著

最近52年，全省年降水量呈不明显的增加趋势（图10），增加量为73mm，平均速率为14.1mm/10a。全省降水日数呈减少趋势（速率为-2d/10a）。雨日减少而降水总量增加，说明降水强度总体是增加的。

由于降水的局地特征，全省年降水量增加速率空间差异较大（图11）。除了江淮之间中北部略有减少外，全省大部分地区降水呈增多趋势。淮北、江淮东南部、沿江西部和江南南部年降水量增加速率超过10mm/10a，其中江南南部达30～42mm/10a，为全省平均速率的2～3倍。

各季降水量中，冬、夏季呈增多趋势，而春季、秋季略微减少。夏季降水增多趋势最为显著，其中江南地区增加速率达30～41mm/10a。

3.高影响天气气候变化事实分析

（1）冬季低温日数减少，极端最低气温升高，全年无霜期变长。

同平均气温一样，全省冬季极端最低气温、平均最低气温也呈大幅升高趋势，增暖速率达0.65℃/10a、0.42℃/10a，分别是平均气温增暖速率的3倍和2倍。全省低温日数（日最低气温不大于-5.0℃的天数）显著减少（速率为-2.2d/10a），其中淮北达-4～-7d/10a[图12（a）]。

在气候变暖背景下，全省无霜期也明显变长，进入21世纪以来（2001—2010年）平均无霜期为239d，比20世纪60年代的225d增加了14d。

（2）夏季高温日数、极端最高气温正在回升，高温初日提前。

最近52年，全省高温日数（日最高气温不小于35.0℃的天数）具有明显的年代际变化特征[图12（b）]，20世纪60—70年代为高温日数偏多时期，有气象记录以来高温日数最多的3个年份1966年、1967年和1978年均出现在此阶段，20世纪80—90年代为高温日数偏少时期，但进入21世纪以来，全省高温日数有回升趋势。夏季极端最高气温也无明显变化趋势，从2001年开始转为回升阶段，特别是在2003年夏季全省出现了自1988年以来最为严重的酷热天气，极端最高气温有18个县（市）达到或超过历史纪录，24个县（市）超过40℃，最高石台县为42.4℃。

近50年来全省高温初日有明显的提前趋势，特别是20世纪90年代以后提前趋势更为显著，速率达-10d/10a。高温终日无明显变化趋势。

（3）倒春寒、秋分寒（寒露风）明显减少。

一般年份3月下旬至4月下旬温度明显回升，此时若遭受强冷空气影响，气温大幅下降，往往出现倒春寒天气。结合降水情况，可将倒春寒划分为阴雨型和低温型两种类型。全省阴雨型倒春寒出现次数少于低温型。从分片来看，南部阴雨型次数多于北部，而北部低温型次数多于南部。

近52年，无论是阴雨型还是低温型倒春寒总体呈减少趋势，尤其是2000年以来有些地方未出现倒春寒（表1）。

当9月逐日平均气温连续3d或以上低于20℃时，认为发生一次秋分寒（寒露风）。秋分寒的出现次数南部少于北部。21世纪以来，无论南部还是北部，秋分寒的出现次数都明显减少（表2）。

（4）小雨日数减少，暴雨日数增多，极端强降水发生概率增加。

安徽省平均年降水日数为121d，小雨、中雨、大雨、暴雨4个等级降水日数依次为86d、21d、9d和4d，分别占总降水日数的72%、18%、7%和3%。从各等级降水日数的变化来看，小雨日数有减少趋势，中雨、大雨、暴雨日数则呈略微上升趋势，其中以暴雨日数增加最为明显（图13）。

全省各地暴雨日数增加速率有差异（图14）：除江淮之间中北部、沿江地区暴雨日数减少趋势较明显以外，其他大部分地区暴雨日数均呈增多趋势，淮北、沿江西部和江南南部是全省暴雨日数增加最明显的地区，其中灵璧、五河、绩溪、黟县、黄山市和休宁6个县（市）超过0.4d/10a，最大黄山市达7.3d/10a，是全省平均速率的5倍。

近52年来极端强降水的频率正在增加。特大暴雨（日降水量不小于250mm）频率在20世纪60年代为8站次/10a，70年代为5站次/10a，80年代为7站次/10a，90年代增加到10站次/10a，而在21世纪的前8年，全省特大暴雨就已出现15站次，其中2005年、2008年特大暴雨分别出现5站次和4站次，增加明显。

（5）大风日数明显减少。

最近52年，全省年大风日数（平均风速不小于10.8m/s或瞬间风速不小于17m/s的天数）呈大幅减少趋势，减少速率为3.7d/10a[图15（a）]。20世纪60年代全省年大风日数最多，平均为22d，70年代骤降至9d，80年代继续减少至5d，90年代以来仅为3d。这主要是由于城市化进程改变原有观测环境，城市遮挡物的增多使得可观测的大风减少。为了验证城市化对大风的影响程度，选取观测环境变化较小的黄山光明顶观测资料作进一步分析，结果表明，光明顶大风日数也呈减少趋势，但减少速率明显趋缓[图15（b）]，说明城市化影响是安徽省大风减少的主要原因之一。

（6）强对流天气有减少趋势但灾害影响较重。

安徽省地处江淮丘陵地带，易出现冰雹、龙卷风、雷暴等强对流天气，以春夏季最为频繁。最近52年，全省雷暴日数总体呈下降趋势，减少速率为3.4d/10a，20世纪60—70年代为雷暴多发期，目前处于低位（图16）。类似地，冰雹20世纪60年代之前是增加的，之后转为减少趋势。近年来龙卷风发生次数也有下降趋势，但灾情统计显示，全省因雷暴、冰雹、龙卷风等强对流天气造成的损失严重。

（7）雾霾日数增多，日照时数减少。

全省年平均雾日数（能见度低于1km）为25d，皖南山区出现频率最高，全年雾日在50d以上，其中黄山区高达101d。全省一年四季均有雾出现，以秋冬季居多。最近52年，全省雾日呈先增后减的变化特征，转折点出现在20世纪90年代初，其中1961—1990年全省雾日增加速率为3.7d/10a，1991—2012年减少速率为4.4d/10a[图17（a）]。最近20年全省雾日减少与相对湿度下降、最低气温上升、气温日较差变小等原因有关。另外，1961—2012年全省霾日数呈明显增加趋势，增加速率为2.2d/10a[图17（b）]。

综合来看，安徽省雾霾日数有增多趋势，与此相对应的是日照时数明显减少（图18），减少速率为84h/10a，20世纪80年代后减少更为显著。

（二）气候变化影响

安徽省是农业大省，境内江河湖泊众多，煤炭资源丰富，气候变化对农业、水资源和能源领域造成较大影响。

1.气候变化对农业的影响

（1）温度升高明显，农业生产的热量条件得到改善。

气候变暖首先改变了农业生产的热量条件，1961—2012年全省全年稳定通过10℃的积温增长了323℃，积温日数增长了12d，无霜期增长了18d。热量的改善使得沿淮淮北稻谷种植面积扩大，农作物种植品种发生改变。气温升高的不利方面导致越冬作物生长期普遍提前，增加了遭遇春季低温冻害的概率。

年降水量增长不明显。年日照时数减少437h，昼夜温差则减小1.3℃。

（2）作物生育期普遍缩短，复种指数明显提高。

热量条件的增加使得安徽省作物生育期普遍缩短（表3），与之对应的是复种指数明显增加，由20世纪60年代的1.54上升到目前的2.07（2000—2007年平均值）。当然，生育期缩短也有一部分品种改良的贡献。另外，安徽省南部近年来复种指数有下降现象，由原来的双季稻改种单季稻，主要是因为劳动力流失、经济效益等原因。

（3）极端气候事件增多，作物产量波动增大。

农作物对气候变化最直接的响应主要是产量的变化。20世纪60年代以来，无论是全省粮食总产量还是主要作物（水稻、小麦、大豆、玉米、油菜）单产都呈现明显的上升趋势[图19（a）]，根据安徽省统计年鉴数据分析，显然与品种改良、农业机械化水平、灌溉、施肥和喷药等技术进步，以及农业政策有关。为了将气候变化的影响剥离出来，将产量分解成两部分：趋势产量（用线性趋势表示）和气候产量（实际产量减去趋势产量）。趋势产量可理解为由于技术和政策的进步而导致的增产效应，气候产量则表示由于有利或不利的气候条件造成产量的年际波动。分析表明，20世纪90年代以来气候产量波动不断增大，尤其是最近几年气候产量多为负值，表明气候变化对农业生产的负面影响已经显现[图19（b）]。

气候变化也导致作物产量的年际波动加大。从各时期作物单产的标准差（表4）可以看出，20世纪60—70年代各作物单产波动小，80年代开始加大，90年代达到最大，21世纪以来仍然较高。由此可见，气候变化会造成作物产量出现大的波动，农业生产的气候不稳定性增加。

（4）农业病虫害发生区域扩大，农药投入不断增加。

气候变暖导致安徽省农业病虫害的发生区域不断扩大。据农业部门的资料统计，安徽省最近几十年来因各类病虫害发生导致作物受灾的致灾面积大多呈明显上升趋势（图20），同时农药使用量明显增加。由于农药、化肥、农膜不合理使用以及集约化畜禽养殖，农业面源污染也十分严重。

（5）农业灾害损失持续增大，大涝大旱损失严重。

安徽省天气气候复杂多变，暴雨洪涝、干旱、风雹以及台风灾害频繁，给农业生产带来严重损失。根据民政部门统计，1996年以来在各类灾害中，以暴雨洪涝对农业造成的危害最大，其次为旱灾，再次为风雹，台风、低温冷害、雪灾和虫灾造成的损失相对较小[图21（a）]。从逐年的农业经济损失来看[图21（b）]，高值年几乎都是大涝年份。受灾最重的是2003年，全省农业经济损失达180亿元，受灾最轻的如2004年也接近50亿元，多年平均值超过了100亿元。这就意味着，目前气象灾害给全年农业生产造成的损失至少有100亿元；随着经济的发展，如果不采取有效的防灾减灾措施，这个数字还将上升。

综合而言，气候变化对安徽省农业的影响总体上是弊大于利。

2.气候变化对水资源的影响

（1）全省降水资源总量略有增加，蒸发量则明显下降。

最近50年，安徽省降水资源总量呈不明显的增加趋势，其中淮河流域20世纪90年代前基本为下降趋势，2000年以来上升明显（吴必文等，2007），长江流域变化趋势不明显。

全省年蒸发量呈现明显下降趋势，存在“蒸发悖论”现象。经分析，主要与风力减小、日照减少、气温日较差减小有关。

（2）旱涝增多加剧，淮河流域、长江流域径流量多呈下降趋势。

20世纪90年代以来，长江流域和淮河流域连续发生多次大洪水，四季干旱也连年出现。近50年来，淮河流域和长江流域的实测径流量多呈下降趋势。

淮河流域与长江流域的大型水库年径流深度与年降水量对应非常一致（图22），径流深的极端值年份与安徽省历史典型旱涝年份也十分吻合，如1978年、1994年、2001年的大旱，1954年、1963年、1991年的大涝。

（3）年最高水位无明显趋势，但受大涝大旱影响大。

据水利部门的资料统计，淮河流域、长江流域和新安江流域的三个代表水文站鲁台子、大通和屯溪的年最高水位均无明显变化趋势，但其极端值年份与大涝年或大旱年的对应非常一致，如1954年全省性大涝、1991年江淮大涝、1998年长江流域大涝，1966年淮河流域大旱、1978年全省性大旱（图23）。

（4）气候变暖易使水质恶化，巢湖蓝藻暴发更频繁。

气候变化不仅影响水资源量，而且对湖泊和水库等水体的水质也会产生影响。水体表面温度与空气温度密切相关，在气候变暖的情况下，水体上层水温也变得较高，而深层水体温度较低，导致两层水体之间的交换变少，进而导致水深较深且富营养化的湖泊底层水体中含氧浓度的降低，造成鱼类死亡和泥土中营养物质释放进一步增加，在温暖的季节，较高的营养物浓度加上较高的水温就会导致蓝绿藻类暴发，如巢湖水体数次被遥感监测到蓝藻暴发的情况。

3.气候变化对能源消费的影响

气候变化对能源系统有着广泛的影响。统计表明，不同行业对能源的需求和消费有很大差别，而生活能源消费在能源消费中占第二位。随着全球工业化和城市化的快速发展以及人民生活水平的提高，能源消费的增长速度也大幅提高。

（1）气候变化加剧了电力需求的紧张局面。

能源消费总量变化受到社会经济、气候等因素的影响，气候要素波动能耗量是造成能源消费量年际波动的主要因素之一。随着能源供给能力的提高和人民生活条件的改善，能源消费特别是生活能源将出现迅速增加的趋势。2008年安徽省能源消费总量达8.34×107t标准煤，是1991年的2.87倍，年均增长率为6.39%。为寻求能耗与气象要素的关系，构建气候用电量（实际用电量减去线性趋势用电量）与气候因素的关系，表明夏季平均温度的高低对全年能耗的影响最大，夏季炎热往往导致全年用电量上升。随着中部崛起步伐的加快，安徽省社会经济快速发展、人民生活水平提高，因此气候变化加剧了电力需求的紧张局面。

（2）冬季采暖度日明显减少，而近年来夏季制冷度日增多。

气候变化影响安徽省采暖和制冷能耗的变化。参考国内外类似研究和安徽省实际情况，分别以日平均气温10℃和日最高气温26℃作为取暖和制冷度日数的基础温度，计算安徽省1961—2012年度采暖期（1961年度采暖期为1960年12月至1961年3月，依此类推）和制冷期（每年6—8月）度日变化。安徽省采暖期度日减少趋势明显，减少速率为27.7（℃·d）/10a[图24（a）]。制冷度日呈现出先减少后增加的变化趋势[图24（b）]，1961—1980年以80.9（℃·d）/10a的速率减少，1981—2012年则以45.3（℃·d）/10a的速率增加。

（三）未来气候变化预估

基于新一代温室气体排放情景，即“典型浓度路径”（Representative Concentration Pathways），中国气象局发布了CMIP5（the Fifth phase of the Coupled Model Intercomparison Project）全球气候模式和新版本区域气候模式（RegCM4）的模拟和预估数据。针对安徽省开展较低排放情景（RCP4.5情景）和高排放情景（RCP8.5情景）下区域模式验证，表明RegCM4模式具有较好的模拟能力。

1.气温将呈升高趋势

相比于1971—2000年平均值，到21世纪20年代不同情景下安徽省平均气温均升高，较低排放情景下的增温幅度小于高排放情景，全省平均增温幅度为0.9～1.1℃。空间分布上，全省各地气温均为上升，增温幅度相差不大，以皖北地区增暖趋势最为明显。到21世纪50年代，全省平均气温将升高1.6～1.7℃，平均最低气温将升高1.5～1.7℃，平均最高气温将升高1.8℃（图25）。空间分布上，全省各地气温均为上升，升温幅度呈现北高南低的特征。

2.降水变化复杂

相比于1971—2000年平均值，到21世纪20年代不同情景下安徽省降水量变化具有不同特征，较低排放情景下降水量以上升为主，但淮北地区降水量可能会明显下降；高排放情景则以下降为主，空间上淮北降水增多而淮河以南均为下降。到21世纪50年代，全省降水量相比于基准期将下降50～90mm，各地降水量均呈下降趋势，其中RCP4.5情景下降水量减少幅度更加明显（图26）。

3.极端天气气候事件增多

未来安徽省降水量具有更强的年际波动，旱涝演替可能更加频繁。低排放情景下未来到21世纪20年代全省降水量以增加为主，需注意雨涝事件的增加；而高排放情景下未来全省降水量以减少为主，并且部分地区年降水量下降超过100mm，结合增温可能带来的蒸发量上升，这些地区干旱事件将会频发，水资源将受到威胁。

不同情景下最低和最高气温均为上升趋势（图27），空间分布上淮北地区最低和最高气温升温最显著。两种情景下最低气温上升幅度接近，到21世纪20年代约上升1.0℃，在这种变暖背景下，冷事件将可能减少，但需提防气温年际波动所带来的异常年份。对于最高气温的变化，RCP8.5情景升高幅度明显大于RCP4.5情景，最高气温的升高将可能导致高温热浪更加频发。