Study on the Characteristics of Climate Change in the Pearl River Delta under the Background of Urbanization
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摘要: 利用1990—2020年国家气象观测站逐日气温、降水、风速和相对湿度观测资料，分析珠江三角洲（以下简称珠三角）气象环境时空演变特征，并基于土地利用分类数据，定量分析珠三角城市扩张对气象要素变化的影响程度及其贡献率。结果表明：1990—2020年珠三角城市扩张现象明显，建设用地面积占比由5.71%增长至14.99%。区域年平均气温、年降水量呈上升趋势，年大风日数、年小风日数、年相对湿度呈微弱下降趋势。城市扩张造成年平均气温增加，变化率为0.05 ℃·(10 a)-1，贡献率为20.80%；城市扩张造成年降水量增加，变化率为28.80 mm·(10 a)-1，贡献率为46.24%；城市扩张造成年大风日数增加，变化率为1.16 d·(10 a)-1，贡献率为100%；城市扩张造成年相对湿度降低，变化率为-0.84%·(10 a)-1，贡献率为-100%；城市扩张对年小风日数影响不明显。城市扩张对平均气温影响贡献率在冬季最大；对降水量的影响在夏季、秋季高于春季、冬季；对大风日数的影响在春季、秋季、冬季相对较大；对相对湿度的影响在四季均较大；对小风日数的影响在秋季最大。Abstract: Based on daily temperature, precipitation, wind speed and relative humidity data from national meteorological observation stations from 1990 to 2020, this study analyzes the temporal and spatial characteristics of meteorological environment in the Pear River Delta(PRD).The effects and contributions of urban expansion to meteorological elements variations were quantitatively analyzed based on land use classification data in the PRD.The results showed that from 1990 to 2020, urban expansion was significant in the PRD, with the proportion of urban construction land area increasing from 5.71% to 14.99%.Regional mean annual temperature and annual precipitation showed an increasing trend, while annual strong wind days, annual low wind days, and annual relative humidity showed a weak declining trend.Urban expansion led to the increase of mean annual temperature, with a change rate of 0.05 ℃·(10 a)-1 and a contribution rate of 20.80%.Urban expansion led to the increase of annual precipitation, with a change rate of 28.80 mm·(10 a)-1 and a contribution rate of 46.24%.Urban expansion led to the increase of annual strong wind days, with a change rate of 1.16 d·(10 a)-1 and a contribution rate of 100%.Urban expansion led to the decrease of annual relative humidity, with a change rate of -0.84%·(10 a)-1 and a contribution rate of -100%.Urban expansion had no obvious effect on annual low wind days.Seasonally, the contribution of urban expansion was the highest for mean temperature in winter.Its contribution to precipitation in summer and autumn was higher than that in spring and winter.Contribution to strong wind days were relatively higher in spring, autumn and winter, and the contributions to relative humidity were high across all four seasons, and the contribution to low wind days was highest in autumn.
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Key words:
- urban expansion /
- meteorological elements /
- variation characteristics /
- Pearl River Delta
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表 1 1990—2020年珠三角平均气温城市扩张影响四季变化
时间 Xu/(℃·(10 a)-1) Xr/(℃·(10 a)-1) ΔXur/(℃·(10 a)-1) Eu/% 全年 0.23** 0.18* 0.05** 20.80 春 0.27 0.21 0.06* 22.42 夏 0.19* 0.14* 0.05** 26.11 秋 0.29** 0.26** 0.03 9.24 冬 0.23 0.16 0.07* 29.14 注：Xu表示城市站线性变化趋势；Xr表示乡村站线性变化趋势；ΔXur表示城市扩张影响变化率；Eu表示城市扩张影响贡献率，下同；*表示通过0.05的显著性检验，**表示通过0.01的显著性检验，下同。 
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表 2 1990—2020年珠三角年降水量城市扩张影响四季变化
时间 Xu/(mm·(10 a)-1) Xr/(mm·(10 a)-1) ΔXur/(mm·(10 a)-1) Eu/% 全年 62.39 33.54 28.80 46.24 春 19.30 17.44 1.86 9.62 夏 1.06 -8.90 9.96* 100 秋 2.12 5.37 -3.25 -100 冬 0.92 0.62 0.30 32.36
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表 3 1990—2020年珠三角大风日数和小风日数城市扩张影响四季变化
时间 大风日数 小风日数 Xu/(d·(10 a)-1) Xr/(d·(10 a)-1) ΔXur/(d·(10 a)-1) Eu/% Xu/(d·(10 a)-1) Xr/(d·(10 a)-1) ΔXur/(d·(10 a)-1) Eu/% 全年 0.32 -0.84 1.16** 100 -10.23** -9.27** -0.96 -9.39 春 0.25** 0.02 0.23* 91.37 -2.76** -1.99* -0.76 -27.76 夏 0.12 0.14 -0.03 -24.38 -3.69** -1.70* -2.00* -54.10 秋 0.02 -0.44* 0.46** 100 -1.37 -2.24* 0.87 63.14 冬 -0.03 -0.52** 0.49** 100 -1.98 -3.01** 1.03 52.04
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表 4 1990—2020年珠三角相对湿度城市扩张影响四季变化
时间 Xu/(mm·(10 a)-1) Xr/(mm·(10 a)-1) ΔXur/(mm·(10 a)-1) Eu/% 全年 -0.57 0.27 -0.84** -100 春 -0.61 0.11 -0.72** -100 夏 -0.72 0.04 -0.76** -100 秋 0.57 1.28* -0.71** -100 冬 -1.37 -0.48 -0.89** -64.99
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