阿勒泰地區(qū)10 ℃界限溫度和積溫變化分析

潘冬梅，潘雪梅，徐　永

(1.吉木乃縣氣象局，新疆吉木乃　836800；2.富蘊(yùn)縣氣象局，新疆富蘊(yùn)　836100)

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阿勒泰地區(qū)10 ℃界限溫度和積溫變化分析

潘冬梅1，潘雪梅2，徐永3

(1.吉木乃縣氣象局，新疆吉木乃836800；2.富蘊(yùn)縣氣象局，新疆富蘊(yùn)836100)

摘要：利用1961—2010年新疆阿勒泰地區(qū)7個地面氣象觀測站的逐日平均氣溫資料，運(yùn)用線性趨勢、Manna-Kendall突變檢驗法，對阿勒泰地區(qū)近50 a日平均氣溫穩(wěn)定≥10 ℃初日、終日、持續(xù)日數(shù)和活動積溫的時空變化特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明:≥10 ℃初日在空間分布上呈中部平原早，西部、東部山區(qū)晚的格局，≥10 ℃終日的空間分布與≥10 ℃初日的大體相反，≥10 ℃的持續(xù)日數(shù)和積溫在空間分布上表現(xiàn)為由中部向外遞減的特征。≥10 ℃的初日趨勢略提前，≥10 ℃終日呈推后趨勢，≥10 ℃的持續(xù)日數(shù)和積溫分別以1.5 d/(10 a)和59.3 ℃/(10 a)的傾向率呈增加趨勢。突變分析表明,積溫在1976年發(fā)生了一次增加的突變。在50 a里，1993—2010年是熱量和持續(xù)日數(shù)增幅最大的時期。

關(guān)鍵詞：界限溫度；積溫；時空分布；變率分析；突變分析

19世紀(jì)80年代開始，全球變暖，農(nóng)業(yè)對氣候變化反映敏感，積溫變化特征及其對農(nóng)業(yè)、物候的影響受到高度的關(guān)注[1-3]。研究表明，隨著全球變暖，我國穩(wěn)定≥10 ℃積溫將增加，作物生長期延長，各種植被界限將明顯北移[4]。日平均氣溫穩(wěn)定通過10 ℃是喜溫植物適宜生長的起始溫度，喜涼作物積極生長、牲畜抓膘的臨界溫度。阿勒泰地區(qū)是新疆重要的農(nóng)牧業(yè)基地，積溫期的長短、開始和結(jié)束時間及積溫的多少，對農(nóng)牧業(yè)有重要的影響，但關(guān)于當(dāng)?shù)責(zé)崃孔兓瘑栴}的研究甚少，研究阿勒泰地區(qū)積溫的時空分布特征，不僅有助于認(rèn)識本地區(qū)的熱量分布和變化規(guī)律，而且對于種植結(jié)構(gòu)調(diào)整、氣候資源的開發(fā)利用有著積極的指導(dǎo)作用。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1數(shù)據(jù)來源

利用1961—2010年阿勒泰地區(qū)7個地面氣象觀測站(阿勒泰市、布爾津縣、哈巴河縣、吉木乃縣、福海縣、富蘊(yùn)縣、青河縣)逐日平均氣溫資料，統(tǒng)計了日平均氣溫穩(wěn)定≥10 ℃初日、終日、持續(xù)日數(shù)及活動積溫。氣候平均值根據(jù)世界氣象組織(WMO)設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)氣候值時段(1971—2000年)的平均值。

1.2研究方法

主要采用線性回歸法對阿勒泰地區(qū)氣溫等要素進(jìn)行線性趨勢分析[5]，用一元線性直線方程來定量描述，即y(t)= b0+ b1t，則趨勢變化率方程為dy(t)/dt=b1，把b1×10稱作氣候傾向率；并通過Mann-Kendall法[6],對積溫進(jìn)行突變檢驗，以分析阿勒泰地區(qū)近50 a積溫是否存在躍變現(xiàn)象。

2空間分布特征

2.1≥10 ℃初日

阿勒泰地區(qū)≥10 ℃初日空間分布總體呈中部平原早，東、西部沿山一帶晚的格局?！?0 ℃初日平均出現(xiàn)在5月5日，除吉木乃、青河兩站，其它5站最早均同時出現(xiàn)在4月6日(2007年)，最晚出現(xiàn)在6月7日(青河站1970年)。

2.2≥10 ℃終日

阿勒泰地區(qū)≥10 ℃終日的空間分布與≥10 ℃初日的大體相反，中部平原終日結(jié)束時間較晚，東、西部沿山一帶較早，最晚出現(xiàn)在10月14日(福海站1990年)，最早出現(xiàn)在8月21日(吉木乃縣1978年)。

2.3≥10 ℃持續(xù)日數(shù)

阿勒泰≥10 ℃持續(xù)日數(shù)年平均為141 d，大值中心位于福海(154 d),中南部地區(qū)的持續(xù)日數(shù)較長，一般大于145 d，由中部平原為中心向周圍遞減，青河縣最少為123 d，吉木乃次之為127 d。

2.4≥10 ℃積溫

阿勒泰地區(qū)≥10 ℃積溫的空間分布具有明顯的地域性，呈現(xiàn)以中部平原為中心向周圍遞減的特征(圖1)，最小值在青河縣，為2 094.6 ℃，吉木乃次之。盡管布爾津和吉木乃兩縣僅距90 km，但由于一個地處平原，一個位于沿山一帶，受地勢不同的影響，兩縣年平均積溫相差570 ℃。

3時間變化特征

3.1年際變化

3.1.1≥10 ℃初日1961—2010年阿勒泰地區(qū)≥10 ℃初日總體呈緩慢提前趨勢，由一次線性趨勢擬合所得的變化傾向率為0.3 d/(10 a)；各縣與全區(qū)變化趨勢一致，都呈緩慢提前趨勢，阿勒泰市幾乎無變化。

圖1　1961—2010年阿勒泰地區(qū)≥10 ℃積溫空間分布 (單位為℃·d)

3.1.2≥10 ℃終日1961—2010年阿勒泰地區(qū)≥10 ℃初日總體以1.2 d/(10 a)的傾向率呈顯著(α=0.1)的推遲趨勢；各縣與全區(qū)的趨勢是一致的，青河縣最明顯，傾向率為1.8 d/(10 a)，福?？h傾向率為1.5 d/(10 a)，布爾津、阿勒泰站推遲趨勢較小。

3.1.3≥10 ℃持續(xù)日數(shù)受初日略提前、終日推遲的共同影響，阿勒泰地區(qū)≥10 ℃持續(xù)日數(shù)總體呈增加趨勢，傾向率為1.5 d/(10 a)；各縣與全區(qū)的變化趨勢一致，均呈增加趨勢，其中增加最多的哈巴河縣以2.5 d/(10 a)的傾向率呈顯著(α=0.1)增加趨勢。

3.1.4≥10 ℃積溫1961—2010年阿勒泰地區(qū)≥10 ℃積溫總體以59.3 (℃·d)/(10 a)的傾向率呈極顯著(α=0.025)增加趨勢，其中，1997年全區(qū)平均積溫為3 197.4 ℃·d，為歷年最高值；各縣與全區(qū)變化趨勢一致，均呈增加趨勢，增加最多的是東部富蘊(yùn)縣，傾向率為88.8 (℃·d)/(10 a)，青河縣次之為77.1 (℃·d)/(10 a)，均通過α=0.001的顯著水平檢驗，增加最少的是阿勒泰市，僅為2.7 (℃·d)/(10 a)。

3.2年代際變化

3.2.1≥10 ℃初日阿勒泰地區(qū)≥10 ℃的初日，1960—1970年代是隨著年代變化有所提前，但1980年代又明顯推后，1990年代后至今逐漸提前(表1)；各縣分布也基本一致，哈巴河站年代際變化最大，1970年代較1960年代的初日提前了8 d，1980年代較1970年代推后9 d，吉木乃、青河兩縣較平緩。

3.2.2≥10 ℃終日阿勒泰地區(qū)≥10 ℃的終日，1960—1970年代是隨著年代變化有所推后，但1980年代又略有提前(除福海站)，1990年代后至今逐漸推后(表1)。

3.2.3≥10 ℃持續(xù)日數(shù)阿勒泰地區(qū)≥10 ℃持續(xù)日數(shù)在1960—1970年代呈遞增趨勢，但1980年代有所減少，1990年代后至今逐漸增加(表1)；各縣分布也基本一致。

3.2.4≥10 ℃積溫阿勒泰地區(qū)≥10 ℃的積溫與持續(xù)日數(shù)的年代際變化相對應(yīng)，1960—1970年代是遞增變化，但1980年代有所減少，1990年代后至今逐漸增加(表1)。

表1　1961—2010年阿勒泰地區(qū)≥10 ℃的初日、終日、持續(xù)日數(shù)、積溫變化

4積溫的突變特征

采用Mann-Kendall法對阿勒泰地區(qū)≥10 ℃活動積溫變化進(jìn)行突變檢驗，結(jié)果表明，就全區(qū)平均來說，1976年前后發(fā)生了統(tǒng)計意義超過0.002 5顯著檢驗的突變現(xiàn)象(圖略)；1993—2010年，積溫升幅最大，氣候變化率為168.3 (℃·d)/(10 a)，其中富蘊(yùn)縣最顯著，增幅達(dá)188.5 (℃·d)/(10 a)。

5結(jié)論與討論

(1)新疆阿勒泰日平均氣溫穩(wěn)定≥10 ℃初日、終日、持續(xù)日數(shù)和積溫的空間分布具有明顯的區(qū)域性，≥10 ℃的初日總體呈中部平原早，西部、東部山區(qū)晚的格局，≥10 ℃終日的空間分布與≥10 ℃初日大體相反，≥10 ℃的持續(xù)日數(shù)和積溫在空間分布表現(xiàn)為由中部向外圍遞減的特征。

(2)阿勒泰近50 a來日平均氣溫穩(wěn)定通過10 ℃初日呈略提前、終日推遲的趨勢，持續(xù)日數(shù)、積溫變化均呈增加趨勢，傾向率分別為1.5 d/(10 a)、59.3 (℃·d)/(10 a)。

(3)在年代際變化中，≥10 ℃的積溫與持續(xù)日數(shù)變化相對應(yīng)，1960—1970年代是遞增變化，但1980年代有所減少，1990年代后至今逐漸增加，與北疆地區(qū)總的趨勢略有差異。

(4)積溫在1976年發(fā)生了一次迅速增加的突變。在50 a里，1993—2010年是熱量和持續(xù)日數(shù)增幅最大的時期。

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[5]丁裕國，江志紅.氣象數(shù)據(jù)時間序列信號處理[M].北京：氣象出版社，1998:194-201.

[6]魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計診斷與預(yù)測技術(shù)[M].北京：氣象出版社，1999：1-73.

中圖分類號：P467

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

作者簡介：潘冬梅(1968—)，女，廣東興寧縣人，本科，高工，從事預(yù)報服務(wù)工作。

收稿日期：2015-03-14

文章編號：1006-4354(2016)02-0023-03

潘冬梅，潘雪梅，徐永.阿勒泰地區(qū)10 ℃界限溫度和積溫變化分析[J].陜西氣象，2016(2)：23-25.