近40年玉樹(shù)地區(qū)地面氣壓變化特征分析

魏永亮++韓方昕++解文璇++李云霞++張玉潔

摘要 利用玉樹(shù)地區(qū)近40年地面氣壓的逐月觀測(cè)資料，分析了該地區(qū)地面氣壓的年代際、年、季和月的變化特征，并用氣候突變理論對(duì)其進(jìn)行了檢驗(yàn)。結(jié)果表明：1971—2010年玉樹(shù)地區(qū)地面氣壓在20世紀(jì)70—90年代有上升趨勢(shì)，90年代之后呈下降趨勢(shì)。年、季、月平均地面氣壓隨時(shí)間的變化呈明顯的上升趨勢(shì)。年、季的氣壓傾向率分別為0.230、0.227、0.214、0.177、0.298 hPa/10年，其中以冬季的平均地面氣壓上升趨勢(shì)最為顯著。各月平均地面氣壓都有上升趨勢(shì)，但變化速率各有不同，以2月的上升趨勢(shì)最為顯著，上升趨勢(shì)最小是11月。

關(guān)鍵詞 地面氣壓；變化特征；Mann-kendall檢驗(yàn)；滑動(dòng)t檢驗(yàn)；青海玉樹(shù)

中圖分類號(hào) P433 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2015）12-0237-03

Analysis on Change Characteristics of Surface Pressure in Yushu Area in Recent 40 Years

WEI Yong-liang HAN Fang-xin XIE Wen-xuan LI Yun-xia ZHANG Yu-jie

（Yushu Meteorological Observatory in Qinghai Province，Yushu Qinghai 815000）

Abstract The climate change characteristics of decade，annual，seasonal and monthly surface pressure in Yushu Area were analyzed based on the observed data of surface pressure in Yushu Area in recent 40 years.The results showed that there was an increasing trend in the period of 1970s to 1990s and a obvious decreasing trend in the after of 1990s；the trend of annual、seasonal and monthly average surface pressure was significant during the whole analyzed period，with a obvious increasing trend.The rate of annual、seasonal pressure tendency were 0.230，0.227，0.214，0.177，0.298 hPa/per 10 years，the average surface pressure increasing tendency was the most significant in winter.The trend of monthly average surface pressure showed clearly difference，with a sufficiently increasing trend，the increasing tendency was the most significant in February，the increasing tendency was the minimum in November.

Key words surface pressure；climate change characteristics；Mann-kendall test；MTT；Yushu Qinghai

在許多有關(guān)氣候變化特征的研究中，對(duì)氣溫、降水、日照時(shí)數(shù)等要素的分析較多，得到了很多的研究成果[1-8]，但對(duì)氣壓的分析較少[9-12]。金 巍等[10]研究指出東北三省年平均地面氣壓在20世紀(jì)60—80年代呈上升狀態(tài)，20世紀(jì)90—21世紀(jì)初期有明顯的遞減趨勢(shì)；其地面氣壓的變化既與西伯利亞高壓的變化有關(guān)系，也與其地區(qū)的地面氣溫變化有關(guān)系。龔道溢等[11-12]指出，20世紀(jì)60年代西伯利亞高壓是近百年來(lái)最強(qiáng)的，80年代后期到90年代西伯利亞高壓強(qiáng)度則是近百年來(lái)最弱的。1922年至20世紀(jì)70年代中期，西伯利亞高壓增強(qiáng)趨勢(shì)不是很明顯。這與東亞地區(qū)冬季地面氣溫上升、盛行西北氣流減弱和冷空氣活動(dòng)減少的事實(shí)相一致。

玉樹(shù)地區(qū)位于青海省南部地區(qū)，青藏高原腹地的三江源頭，平均海拔在4 200 m以上，屬于典型的高原高寒氣候。在過(guò)去的50年中，玉樹(shù)地區(qū)的氣候發(fā)生了顯著變化，溫度的變化呈明顯增加趨勢(shì)，年降水量增加的趨勢(shì)很顯著[13-14]。本文選取玉樹(shù)地區(qū)的6個(gè)氣象站1971—2010年月平均地面氣壓資料，對(duì)玉樹(shù)地區(qū)的年代際、年、季、月平均地面氣壓的變化特征和突變進(jìn)行了分析研究。

1 資料與方法

采用玉樹(shù)地區(qū)6個(gè)縣代表站的1971—2010年逐月地面氣壓資料，6個(gè)代表站分別為玉樹(shù)、囊謙、雜多、清水河、曲麻萊和治多，用6站平均代表玉樹(shù)地區(qū)。研究方法有線性傾向估計(jì)、Mann-kendall檢驗(yàn)以及滑動(dòng)t檢驗(yàn)[15]等。

2 結(jié)果與分析

2.1 地面氣壓年代際變化

從圖1可以看出，玉樹(shù)地區(qū)年代際平均地面氣壓呈階段性變化較明顯，20世紀(jì)70年代的平均地面氣壓最低，為622.5 hPa，20世紀(jì)70—90年代平均地面氣壓呈上升趨勢(shì)，90年代的平均地面氣壓（623.2 hPa）達(dá)到最高，20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初期平均地面氣壓有下降趨勢(shì)，下降趨勢(shì)（0.1 hPa）不是很明顯。21世紀(jì)初期的平均地面氣壓較70年代上升了0.6 hPa。endprint

總結(jié)以上的討論分析得到，1971—2010年玉樹(shù)地區(qū)地面氣壓在20世紀(jì)70—90年代有上升趨勢(shì)，90年代之后呈下降趨勢(shì)。

2.2 地面氣壓年變化

從圖2可以看出，玉樹(shù)地區(qū)1971—2010年的平均地面氣壓的整體變化趨勢(shì)很顯著，呈明顯的上升趨勢(shì)，氣壓傾向率為0.23 hPa/10年，通過(guò)了0.05顯著性檢驗(yàn)。2010年的平均地面氣壓較1971年升高了1.1 hPa。1971—1985年為地面氣壓偏低期，其中1978—1980年和1983年的地面氣壓略高于多年平均值（622.9 hPa），1986—1991年地面氣壓上下波動(dòng)較明顯，從1992年開(kāi)始，地面氣壓處于偏高期，只有2005年和2009年的平均地面氣壓低于多年平均值。1998年的平均地面氣壓最高（624.0 hPa），1974年的平均地面氣壓最低（621.6 hPa），兩者相差2.4 hPa。多項(xiàng)式擬合曲線表明，1971—1998年地面氣壓有上升趨勢(shì)，氣壓傾向率為0.432 hPa/10年，1998年之后有下降趨勢(shì)，氣壓變化率為-0.5 hPa/10年，且通過(guò)了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。

玉樹(shù)地區(qū)年平均地面氣壓突變的Mann-Kendall檢驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。可以看出，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，玉樹(shù)地區(qū)年平均地面氣壓有一明顯的上升趨勢(shì)，這種上升趨勢(shì)在90年代初期超過(guò)了顯著性水平臨界線0.05，90年代末遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了顯著性水平臨界線0.001。從圖3還可以看出，正序列曲線UF和反序列曲線UB 2條曲線在1978年相交，說(shuō)明玉樹(shù)地區(qū)地面氣壓在20世紀(jì)70年代后期的上升趨勢(shì)是一突變現(xiàn)象，并且是在1978年開(kāi)始的。利用滑動(dòng)t檢驗(yàn)的結(jié)果與Mann-Kendall檢驗(yàn)結(jié)果一致，結(jié)果顯示玉樹(shù)地區(qū)年平均地面氣壓是1978年發(fā)生突變的，顯著性水平達(dá)到了0.05。

總結(jié)以上的討論分析得到，玉樹(shù)地區(qū)1971—2010年的平均地面氣壓的整體變化趨勢(shì)很顯著，呈明顯的上升趨勢(shì)，氣壓傾向率為0.23 hPa/10年。1971—2010年玉樹(shù)地區(qū)的平均地面氣壓呈先上升后下降的趨勢(shì)。玉樹(shù)地區(qū)地面氣壓在20世紀(jì)70年代后期的上升趨勢(shì)是一突變現(xiàn)象，并且是在1978年開(kāi)始的。

2.3 季平均地面氣壓變化

在整個(gè)分析時(shí)段內(nèi)，四季平均地面氣壓與年平均地面氣壓一樣，均呈上升趨勢(shì)，但各季節(jié)的變化速率都不相同，它們的氣壓傾向率分別為0.227、0.214、0.177、0.298 hPa/10年，冬季的平均地面氣壓上升趨勢(shì)最為顯著，且通過(guò)了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。

從圖4a可以看出，1972—1993年平均地面氣壓處于相對(duì)偏低期，只有1974年、1980—1982年的平均地面氣壓高于多年平均值（621.7 hPa），1994年以后，平均地面氣壓處于偏高期，1995—1996年、1999年、2003年和2009年平均地面氣壓低于多年平均值。2007年的平均地面氣壓最高（622.7 hPa），1989年平均地面氣壓最低（620.2 hPa），極差為2.5 hPa。多項(xiàng)式擬合曲線表明，1981年前玉樹(shù)地區(qū)地面平均氣壓有下降趨勢(shì)，1981年后氣壓顯著升高。

從圖4b可以看到，1971—1977年氣壓處于偏低期，只有1973年略高于多年平均值；1983—2003年平均地面氣壓處于偏高期，只有1987、1989、1991年的平均地面氣壓低于多年平均值（624.9 hPa），2004—2010年平均地面氣壓上下波動(dòng)較明顯。1994年平均地面氣壓達(dá)到最高，為625.7 hPa，平均地面氣壓出現(xiàn)在1974年，為623.6 hPa，相差為2.1 hPa。從多項(xiàng)式擬合曲線可以得到，玉樹(shù)地區(qū)地面平均氣壓在20世紀(jì)70年代至90年代中期前有上升趨勢(shì)，20世紀(jì)90年代中后期至21世紀(jì)初有明顯的下降趨勢(shì)。

從圖4c可以看到，秋季平均地面氣壓呈振蕩上行趨勢(shì)，1971—1985年平均地面氣壓處于上下波動(dòng)，1985年以后平均地面氣壓處于偏高期，但1989年、1991年、2000年、2003年、2007年和2009年低于多年平均值，偏低幅度不是很明顯。平均地面氣壓最高（1998年）與平均地面氣壓最低（1975年），極差為3.4 hPa。多項(xiàng)式擬合曲線表明，玉樹(shù)地區(qū)秋季的平均地面氣壓在1971—1975年略有下降趨勢(shì)，1976—1998年有上升趨勢(shì)，1999年之后氣壓明顯下降。

從圖4d可以看出，1971—1978年平均地面氣壓處于偏低期，1979—2010年除個(gè)別年份以外，平均地面氣壓處于偏高期。進(jìn)入21世紀(jì)之后，出現(xiàn)了一次平均地面氣壓創(chuàng)歷史極值年。1999年的平均地面氣壓最高（622.3 hPa），1985年平均地面氣壓最低（617.2 hPa），極差為5.1 hPa。從多項(xiàng)式擬合曲線得到，冬季的地面平均氣壓在1996年前有較明顯的增加，氣壓變化率為0.771 hPa/10年，之后氣壓下降趨勢(shì)很明顯，氣壓傾向率達(dá)-0.955 hPa/10年，通過(guò)了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。

玉樹(shù)地區(qū)季節(jié)的升壓變化時(shí)間是不同的，春、夏、秋、冬季分別是1997年、1974年、1982年、1978年之后表現(xiàn)出了較明顯的上升趨勢(shì)，夏季的升壓是最早開(kāi)始的，春季的升壓是最晚開(kāi)始的。70年代后期，夏季的升壓趨勢(shì)通過(guò)了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)。利用滑動(dòng)t檢驗(yàn)和M-K突變檢驗(yàn)法分別對(duì)各季平均地面氣壓的突變節(jié)點(diǎn)做了檢測(cè)，檢驗(yàn)結(jié)果表明，春、夏、秋、冬季的升壓趨勢(shì)分別從1996年、1976年、1982年、1977年開(kāi)始的。

總結(jié)以上分析得到，在整個(gè)分析時(shí)段內(nèi)，四季的平均地面氣壓呈上升趨勢(shì)，但各季節(jié)的變化速率又不盡相同，它們的氣壓傾向率分別為0.227、0.214、0.177、0.298 hPa/10年，以冬季的平均地面氣壓上升趨勢(shì)最為顯著。

2.4 月平均地面氣壓變化endprint

從圖5可以得出，1971—2010年玉樹(shù)地區(qū)各月平均地面氣壓都有上升趨勢(shì)，但變化速率各有不同，其中以2月上升最為顯著，且通過(guò)了0.05水平顯著性檢驗(yàn)，其次為4月；上升趨勢(shì)最小是11月，其次為12月。2—3月在90年代末期，各出現(xiàn)了1次平均地面氣壓創(chuàng)歷史極值年；進(jìn)入21世紀(jì)之后，1月、5月、6月和12月各出現(xiàn)了1次平均地面氣壓創(chuàng)歷史極值年，7月、10月、11月各出現(xiàn)了2次平均地面氣壓創(chuàng)歷史極值年，8月出現(xiàn)了3次平均地面氣壓創(chuàng)歷史極值年。

3 結(jié)論

1971—2010年玉樹(shù)地區(qū)地面氣壓在20世紀(jì)70—90年代有上升趨勢(shì)，90年代之后呈下降趨勢(shì)。玉樹(shù)地區(qū)地面氣壓在20世紀(jì)70年代后期的上升趨勢(shì)是一突變現(xiàn)象，并且是在1978年開(kāi)始的。

玉樹(shù)地區(qū)1971—2010年的年、季、月平均地面氣壓的整體變化趨勢(shì)很明顯，呈明顯的上升趨勢(shì)。年、季的氣壓傾向率分別為0.230、0.227、0.214、0.177、0.298 hPa/10年，四季中以冬季的平均地面氣壓上升趨勢(shì)最為顯著。各月平均地面氣壓都有上升趨勢(shì)，但變化速率各有不同，其中以2月的上升趨勢(shì)最為顯著，上升趨勢(shì)最小的是11月。

1971—2010年玉樹(shù)地區(qū)的平均地面氣壓呈先上升后下降的趨勢(shì)。1998年的平均地面氣壓最高（624.0 hPa），1974年的平均地面氣壓最低（621.6 hPa），兩者相差2.4 hPa。

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