壽光市近年氣溫變化特征分析

高學(xué)芹 王秀麗

摘要根據(jù)壽光市1961～2010年的氣溫資料，利用線性回歸分析、功率普分析、M-K檢驗(yàn)等方法分析了壽光市近50年來(lái)氣溫變化趨勢(shì)、變化周期、突變和異常年份。結(jié)果表明，近50年來(lái)壽光市年、季、月平均氣溫呈明顯的增溫趨勢(shì)，年平均氣溫增溫率為0.41℃/10a，增溫主要表現(xiàn)于冬季氣溫和最低氣溫的升高；壽光市年平均氣溫存在2～3和5～7年的顯著變化周期，1994年為壽光市年平均氣溫增暖的突變起始年；壽光市平均氣溫以異常偏高年份居多，主要出現(xiàn)在21世紀(jì)。

關(guān)鍵詞氣溫；氣候突變；變化趨勢(shì)；周期

中圖分類號(hào)S161文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）23-07934-03

作者簡(jiǎn)介高學(xué)芹（1978- ），女，山東安丘人，工程師，從事氣象基本業(yè)務(wù)工作。

收稿日期20140703政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第五次評(píng)估報(bào)告第一工作組的決策者摘要中指出，過(guò)去的130年全球溫度升高了0.85 ℃，21世紀(jì)的全球變暖程度可能超過(guò)1.5 ℃[1]。丁一匯等研究表明在全球變暖背景下，近100年來(lái)中國(guó)年均地表氣溫明顯增加，升溫幅度比同期全球平均值略高[2]。秦大河等揭示在最近50年全國(guó)年平均氣溫增加1.1 ℃，增溫速率為0.22 ℃/10a，其中增溫主要發(fā)生在冬季和春季，夏季氣溫變化不明顯[3]。廉麗姝等對(duì)山東省近40年（1961～2001年）的氣候變化特征分析表明，山東省平均氣溫增溫率為0.24 ℃/10a[4]。近30年來(lái)，濰坊市年平均氣溫增幅為0.5 ℃/10a[5]。多項(xiàng)研究證明，在全球氣候變暖的大背景下，溫度變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境均會(huì)產(chǎn)生重要影響，同時(shí)制約著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的發(fā)展[6-9]。為了掌握壽光市的氣溫變化特征，給今后開(kāi)展各農(nóng)業(yè)界限溫度和積溫的研究提供理論依據(jù)，筆者選用壽光市1961-2010年的氣溫資料，運(yùn)用現(xiàn)代氣候?qū)W診斷分析方法，對(duì)壽光市近50年的氣溫變化特征進(jìn)行分析，以便更好地為壽光農(nóng)業(yè)氣候熱量資源的分析和區(qū)劃以及農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報(bào)、情報(bào)服務(wù)，對(duì)更好地服務(wù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、防災(zāi)減災(zāi)等工作有著深遠(yuǎn)的意義。同時(shí)為壽光大棚蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和新品種、新技術(shù)的推廣提供科學(xué)依據(jù)。

1資料與方法

1.1研究區(qū)概況壽光市位于山東半島中部、渤海萊州灣南畔（118°32′～119°10′ E、36°41′～37°19′ N），東鄰風(fēng)箏城濰坊，西依石油城東營(yíng)，是著名的中國(guó)“蔬菜之鄉(xiāng)”。轄區(qū)海岸線長(zhǎng)56 km，總面積2 180 km2，地形全部為平原。壽光市屬暖溫帶半濕潤(rùn)氣候，四季分明，氣候溫和。年平均氣溫12.9 ℃，月平均氣溫7月最高，為26.6 ℃，1月最低，為-2.8 ℃，極端最高氣溫42.5 ℃，極端最低氣溫-22.3 ℃。年平均降水量593.8 mm，年平均日照總時(shí)數(shù)2 444.4 h，年平均蒸發(fā)量1 834.0 mm，無(wú)霜期平均202 d。

1.2資料與方法選用壽光市氣象觀測(cè)站1961～2010年逐年平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫資料。四季劃分標(biāo)準(zhǔn)為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～次年2月）。利用一元線性回歸分析方法進(jìn)行氣候傾向率和變化過(guò)程分析；利用功率譜[10]分析方法進(jìn)行周期變化分析；利用MannKendal法進(jìn)行氣溫突變點(diǎn)檢驗(yàn)[11]；以距平大于標(biāo)準(zhǔn)差的2倍作為氣溫異常判別標(biāo)準(zhǔn)[12]。

2結(jié)果與分析

2.1氣溫變化趨勢(shì)分析

2.1.1平均氣溫變化趨勢(shì)。

2.1.1.1年變化。壽光市年平均氣溫12.9 ℃，年最高14.5 ℃（2006、2007年），年最低11.4 ℃（1969年）。月平均氣溫7月最高，為26.6 ℃；1月最低，為-2.8 ℃，月平均氣溫年較差29.4 ℃；極端最高氣溫42.5 ℃（2009年6月25日），極端最低氣溫-22.3 ℃（1972年1月27日）。從壽光市1961～2010年平均氣溫距平變化趨勢(shì)可以看出，自1961年來(lái)，壽光市年平均氣溫總體呈上升趨勢(shì)，傾向率為0.41 ℃/10a，比山東省年平均氣溫傾向率（0.24 ℃/10a）[4]高，近50年來(lái)壽光市年平均氣溫升高約2.1 ℃。

1961～2010年壽光市平均氣溫距平變化2.1.1.2季變化。由可見(jiàn)，近50年來(lái)壽光市各季的平均氣溫均呈增溫趨勢(shì)，但各季變化趨勢(shì)表現(xiàn)出明顯的非對(duì)稱性，冬季氣溫增溫趨勢(shì)最為明顯，四季中變化率依次為冬季0.62 ℃/10a、春季0.45 ℃/10a、秋季0.38 ℃/10a、夏季0.19 ℃/10a，近50年來(lái)分別增溫3.10、2.25、1.90、0.95 ℃。這與廉麗姝等對(duì)山東氣候變化趨勢(shì)的季節(jié)變化特征的研究結(jié)果基本一致[4]，同時(shí)表明壽光市增溫得益于冬季氣溫的升高。

1961～2010年壽光市各季節(jié)平均氣溫變化2.1.1.3月變化。從可以看出，1961～2010年壽光市1～12月平均氣溫均呈增溫趨勢(shì)，增溫率排在前3位的依次是2、3、1月，50年來(lái)分別升高約4.50、2.85、2.65 ℃；變化率最小的是8月份，50年氣溫升高僅0.5 ℃。

1961～2010年壽光市各月平均氣溫及變化傾向率

月份平均氣溫∥℃傾向率∥℃/10a1-2.80.53 2-0.10.90 36.10.57 413.60.52 519.70.25 624.40.25 726.60.22 825.50.10 920.70.44 1014.60.42 116.60.29 12-0.30.44

2.1.2平均最低、最高氣溫變化趨勢(shì)。從1961～2010年壽光市平均最低、最高氣溫變化趨勢(shì)可以看出，近50年來(lái)年平均最低、最高氣溫亦呈上升趨勢(shì)，而年平均最低氣溫傾向率達(dá)0.59 ℃/10a，遠(yuǎn)高于年平均最高氣溫傾向率（0.24 ℃/10a）；且季節(jié)性差異明顯，升溫最顯著的是冬季（平均最低氣溫0.76 ℃/10a、平均最高氣溫0.40 ℃/10a），其他依次是春季（平均最低、最高氣溫分別為0.71、0.25 ℃/10a）、秋季（平均最低、最高氣溫分別為0.54、0.24 ℃/10a）、夏季（平均最低、最高氣溫分別為0.35、0.11 ℃/10a），平均最低、最高氣溫的變化趨勢(shì)與壽光市年、季平均氣溫的變化趨勢(shì)一致，同時(shí)表明壽光市的增溫得益于最低氣溫的升高。

1961～2010年壽光市平均最高、最低氣溫及線性變化趨勢(shì)2.2氣溫變化周期分析利用Matlab計(jì)算得到氣溫變化的功率譜。由可見(jiàn)，壽光市年平均氣溫存在2～3和5～7年的顯著周期。

1961～2010年壽光市平均氣溫的功率譜2.3氣溫突變分析應(yīng)用MannKendall方法對(duì)壽光市1961～2010年平均氣溫序列的突變狀況進(jìn)行檢驗(yàn)，由UF和UB曲線交點(diǎn)的位置，可以確定1994年前后為壽光市年平均氣溫增暖的突變起始年，且通過(guò)α=0.05的顯著水平檢驗(yàn)。1961～1993年平均氣溫為12.4 ℃，1994～2010年平均氣溫為13.8 ℃，突變前后平均氣溫相差1.4 ℃。說(shuō)明自1994年始，壽光市平均氣溫出現(xiàn)了突發(fā)性增溫，進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)偏暖的氣候態(tài)，這與全球性的氣候變暖是有直接聯(lián)系的。

1961～2010年壽光市平均氣溫M-K檢驗(yàn)2.4氣溫異常分析采用距平大于標(biāo)準(zhǔn)差的2倍作為異常，分析平均氣溫的異常年份，結(jié)果表明，壽光市平均氣溫以異常偏高年份居多，其中2006、2007年連續(xù)2年異常偏高。氣溫異常現(xiàn)象主要發(fā)生在秋、冬季，秋季以氣溫異常偏高居多（1998、2006年），其中2006年該季異常偏高（2.48倍），冬季以氣溫異常偏低居多，1967年該季異常偏低（-2.98倍）。

3結(jié)論

（1）1961～2010年壽光市年、季、月平均氣溫呈明顯的增溫趨勢(shì)，年平均氣溫增溫率為0.41 ℃/10a；四季中冬季增溫趨勢(shì)最為顯著，達(dá)0.62 ℃/10a，夏季增幅最小，僅為0.19 ℃/10a。50年來(lái)1～12月平均氣溫均呈增溫趨勢(shì)，增溫率排在前3位的依次是2、3、1月；平均最低、最高氣溫均呈上升趨勢(shì)，平均最低的增溫率遠(yuǎn)高于平均最高的增溫率。可見(jiàn)，壽光市增溫主要表現(xiàn)于冬季氣溫和最低氣溫的升高。

（2）通過(guò)功率譜分析，壽光市年平均氣溫存在2～3和5～7年的顯著變化周期。應(yīng)用Mann-Kendall方法檢驗(yàn)，確定1994年為壽光市年平均氣溫增暖的突變起始年。

（3）從氣候異常分析可看出，壽光市平均氣溫以異常偏高年份居多，主要出現(xiàn)在21世紀(jì)。

（4）壽光市氣溫的顯著升高與全球氣候變暖的大背景密切相關(guān)，可以看作是對(duì)全球和中國(guó)氣候變暖的一種響應(yīng)，冬季較其他季節(jié)響應(yīng)敏感，氣候變暖在最低溫度上表現(xiàn)更加明顯。

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