衢州市近42年極端氣溫變化特征分析

陳　浩，陸沅泉，李　琦（常山縣氣象局，浙江常山 324200）

衢州市近42年極端氣溫變化特征分析

陳浩，陸沅泉，李琦
（常山縣氣象局，浙江常山 324200）

根據(jù)衢州市1973—2014年逐日氣溫觀測資料，采用ArcGIS空間插值技術(shù)和Mann-Kendal1突變檢驗等方法，分析了極端氣溫的時空變化特征。結(jié)果表明，（1）衢州地區(qū)極端高溫較多地出現(xiàn)在衢州的西部和東部，衢州中部和西北部極端高溫出現(xiàn)次數(shù)相對較少。（2）極端高溫出現(xiàn)次數(shù)均呈波動上升趨勢，極端低溫出現(xiàn)次數(shù)呈波動下降趨勢。（3）平均極端最高氣溫呈明顯波動并緩慢升高趨勢，平均值為38.4℃，平均最大值為41.0℃（2003年），最小值為36.3℃（1999年）。平均極端最低氣溫在1990年前呈明顯上升趨勢，平均值為-5.0℃，平均最小值為-8.9℃（1980年），最大值為-1.8℃（2002年）。（4）極端高溫年均出現(xiàn)次數(shù)在1999年明顯突變，2006年后增加比較顯著。極端低溫年均出現(xiàn)次數(shù)在1983—1984年存在明顯突變，20世紀80年代末至今減少比較顯著。極端最高氣溫在20世紀80年代波動劇烈，1987—1988年的突變較顯著。極端最低氣溫在1985年以前波動劇烈，1985—1986年突變最為顯著。

衢州市；極端氣溫；極端高溫；極端低溫；時空分布

文獻著錄格式：陳浩，陸沅泉，李琦.衢州市近42年極端氣溫變化特征分析［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，57（7）：1105-1108，1111.

20世紀，以逐漸變暖為主要特征的氣候變化引起了人們的廣泛關(guān)注［1］。根據(jù)政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Pane1 on Climate Change，IPCC）第4次評估報告［2］，1906—2005年全球地表平均氣溫升高了0.74℃。而IPCC第5次報告明確指出，1880—2012年全球平均地表溫度升高了0.85℃［3］，21世紀末期及以后時期的全球平均地表變暖主要取決于累積CO2排放。最近50年，我國氣候變暖也相當(dāng)明顯。因此，研究氣候變化是當(dāng)前的一個熱點話題。

國內(nèi)學(xué)者對氣溫變化特征進行了大量研究，趨勢大致相同，但也存在著地區(qū)間的差異。薛雙奕等［4］利用遼寧省23個氣象站點1958—2013年的氣溫資料，分析認為遼寧省年均氣溫整體呈明顯上升的趨勢。付冬雪等［5］研究1955—2006年冬半年中國極端低溫的時空變化發(fā)現(xiàn)，全國范圍內(nèi)冬半年的極端低溫頻數(shù)均呈減小趨勢。曹祥會等［6］根據(jù)河北省142個氣象站點1961—2010年逐日氣象資料研究了河北省主要極端氣候指數(shù)的時空變化特征。

衢州市位于浙江省西部，118°01＇E—119°20＇E，28°14＇N—29°30＇N，地處東亞季風(fēng)區(qū)，位于我國經(jīng)濟發(fā)達、城市集中的長三角地區(qū)。改革開放以來，衢州市的氣候和生態(tài)環(huán)境都發(fā)生了明顯的變化［7］，所以，研究衢州市近42年來極端氣溫的趨勢特征，對本區(qū)域的發(fā)展具有重要意義。

1　材料與方法

選取衢州、龍游、開化、江山、常山5個資料完整的國家氣象觀測站（圖1）1973—2014年的逐日最高、最低氣溫觀測資料，根據(jù)中國氣象局的行業(yè)規(guī)范標準，最高氣溫≥35℃為極端高溫標準，最低溫度≤-3℃為極端低溫標準，逐年統(tǒng)計日≤-3、-5℃最低氣溫次數(shù)，日≥35、38℃最高氣溫次數(shù)，并建立區(qū)域年平均數(shù)據(jù)序列。

采用ArcGIS空間插值技術(shù)分析極端氣溫的空間分布特征。采用Mann-Kendal1突變檢驗（簡稱為M-K檢驗）對極端氣溫進行突變檢測。M-K檢驗的檢測范圍寬、定量化程度高，不需要樣本遵從一定的分布，也不受少數(shù)異常值的干擾，更適用于類型變量和順序變量［8-9］，是目前比較常用的趨勢診斷方法。

2　結(jié)果與分析

2.1極端氣溫的空間變化特征

圖2為衢州市5個氣象站點1973—2014年極端氣溫出現(xiàn)總次數(shù)的空間變化示意圖，近42年衢州地區(qū)≥35℃極端高溫出現(xiàn)總次數(shù)為1 182～1 458，≥38℃極端高溫出現(xiàn)總次數(shù)為112～229。極端高溫較多地出現(xiàn)在衢州的西部和東部，即常山和龍游，其中常山最多分別出現(xiàn)1 458和229次。衢州中部和西北部極端高溫出現(xiàn)相對較少，其中≥35℃極端高溫出現(xiàn)總次數(shù)最少為衢州1 182次，開化為1 187次；≥38℃極端高溫出現(xiàn)總次數(shù)最少為開化112次。

近42年衢州地區(qū)≤-3℃極端低溫出現(xiàn)總次數(shù)為144～448，≤-5℃極端低溫出現(xiàn)總次數(shù)為21～157次。極端低溫出現(xiàn)以衢州西北部的開化最為嚴重，≤-3℃極端低溫開化最多為448次，常山最少為144次，其余站點出現(xiàn)次數(shù)均未超過200次；≤-5℃極端低溫開化最多為157次，常山最少為21次，其余站點出現(xiàn)次數(shù)均未超過50次。

圖1　氣象站點的分布

圖2　1973—2014年衢州市極端氣溫總次數(shù)空間分布特征

2.2極端氣溫的時間變化特征

圖3為1973—2014年衢州地區(qū)極端氣溫歷年平均出現(xiàn)次數(shù)的時間序列變化特征，由圖可知，≥35和38℃極端高溫出現(xiàn)次數(shù)均呈波動上升的趨勢，1997—2003年上升幅度最為明顯。

≥35℃極端高溫平均出現(xiàn)次數(shù)最多為56次（2003年），最少為11次（1997年）。

≥38℃極端高溫平均出現(xiàn)次數(shù)最多為23次（2003年），42年間有6年全市均未出現(xiàn)≥38℃極端高溫。

≤-3和-5℃極端低溫平均出現(xiàn)次數(shù)呈波動下降趨勢，1984—1992年下降幅度最為明顯。≤-3℃極端低溫平均出現(xiàn)次數(shù)最多為15次（1984年），最少為1次（2002年）?！?5℃極端低溫平均出現(xiàn)次數(shù)最多為6次（1977年），42年間有6年全市均未出現(xiàn)≤-5℃極端低溫，其中有5次出現(xiàn)在2000年以后，說明2000年以來極端低溫強度減弱。1985年以前，極端低溫出現(xiàn)次數(shù)明顯偏多。

圖3　1973—2014年衢州市平均極端氣溫次數(shù)時間變化的特征

近42年衢州地區(qū)平均極端最高氣溫呈明顯波動并緩慢升高趨勢（圖4），1988、2003和2013年出現(xiàn)3個明顯的波峰。平均值為38.4℃，衢州全市平均最大值出現(xiàn)在2003年，為41.0℃，最小值出現(xiàn)在1999年，為36.3℃，兩者相差達4.7℃。單站極端最高氣溫最大值出現(xiàn)在1988年的常山，為41.8℃，最小值出現(xiàn)在1993年的開化，為35.5℃。平均極端最低氣溫在1990年前呈明顯的上升趨勢，1990年后波動較大，上升趨勢不明顯。平均值為-5.0℃，衢州全市平均最小值出現(xiàn)在1980年，為-8.9℃，最大值出現(xiàn)在2002年，為-1.8℃，兩者相差達7.1℃。單站極端最低氣溫最小值出現(xiàn)在1977年的龍游，為-11.4℃，最大值出現(xiàn)在2002年的江山，為-0.5℃。

圖4　1973—2014年衢州市年極端氣溫變化的特征

2.3突變檢驗

對衢州市極端氣溫進行M-K突變檢驗，結(jié)果表明，近42年來≥35℃極端高溫年均出現(xiàn)次數(shù)總體呈增加趨勢（UF＞0），UF、UB線有5個交點，即存在5個突變點，以1999年最為明顯（圖5中a）；UF在2006年超過信度線，說明2006年后≥35℃極端高溫出現(xiàn)次數(shù)增加變化尤其顯著。1977年來≤-3℃極端低溫年均出現(xiàn)次數(shù)總體呈減少趨勢（UF＜0），1983—1984年存在一個明顯的突變點，UF在1989年超過信度線（圖5中b），說明20世紀80年代末至今，≤-3℃極端低溫的出現(xiàn)次數(shù)減少，變化尤其顯著。1977年來極端最高氣溫總體呈上升趨勢，20世紀80年代UF、UB線有5個突變點（圖5中c），說明20世紀80年代極端最高氣溫波動劇烈，1987—1988年的突變點較顯著。1987年至今極端最低氣溫總體呈上升趨勢，1985年以前，極端最低氣溫波動劇烈，存在5個突變點，1985—1986年突變最為顯著（圖5中d），20世紀90年代以來，極端低溫上升趨勢明顯。

圖5　1973—2014年衢州市極端氣溫M-K突變的特征

3　小結(jié)

近42年衢州地區(qū)≥35℃極端高溫出現(xiàn)總次數(shù)為1 182～1 458，≥38℃極端高溫出現(xiàn)總次數(shù)為112～229次。極端高溫較多地出現(xiàn)在衢州的西部和東部，衢州中部和西北部極端高溫出現(xiàn)相對較少。近42年衢州地區(qū)≤-3℃極端低溫出現(xiàn)總次數(shù)為144～448次，≤-5℃極端低溫出現(xiàn)總次數(shù)為21～157次。極端低溫出現(xiàn)以衢州西北部的開化最為嚴重，其余站點出現(xiàn)次數(shù)均明顯少于開化。

1973年以來≥35和38℃極端高溫出現(xiàn)次數(shù)均呈波動上升的趨勢。近42年有6年全市均未出現(xiàn)≥38℃極端高溫。≤-3和-5℃極端低溫平均出現(xiàn)次數(shù)呈波動下降趨勢，近42年有6年全市未出現(xiàn)≤-5℃極端低溫，2000年以來極端低溫強度減弱。1985年以前，極端低溫出現(xiàn)次數(shù)明顯偏多。

近42年衢州地區(qū)平均極端最高氣溫呈明顯波動并緩慢升高趨勢，平均值為38.4℃，全市平均最大值為41.0℃（2003年），最小值為36.3℃（1999年）。單站極端最高氣溫最大值出現(xiàn)在1988年的常山，為41.8℃，最小值出現(xiàn)在1993年的開化，為35.5℃。平均極端最低氣溫在1990年前呈明顯的上升趨勢，平均值為-5.0℃，全市平均最小值為-8.9℃（1980年），最大值為-1.8℃（2002年）。單站極端最低氣溫最小值出現(xiàn)在1977年的龍游，為-11.4℃，最大值出現(xiàn)在2002年的江山，為-0.5℃。

近42年來≥35℃極端高溫年均出現(xiàn)次數(shù)總體呈增加趨勢，存在5個突變點，以1999年最為明顯，2006年后≥35℃極端高溫出現(xiàn)次數(shù)增加，變化尤其顯著。1977年來≤-3℃極端低溫年均出現(xiàn)

次數(shù)總體呈減少趨勢，20世紀80年代末至今，≤-3℃極端低溫的出現(xiàn)次數(shù)減少變化尤其顯著。1977年來極端最高氣溫總體呈上升趨勢，其中20世紀80年代波動劇烈，1987—1988年存在明顯突變。1987年至今極端最低氣溫總體呈上升趨勢，1985年以前，極端最低氣溫波動劇烈，20世紀90年代以來，極端低溫上升趨勢明顯。

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（責(zé)任編輯：侯春曉）

P468.021

A

0528-9017（2016）07-1105-04

10.16178/j.issn.0528-9017.20160748

2016-04-21

陳 浩（1989—），男，浙江龍游人，本科，助理工程師，主要從事氣象服務(wù)工作，E-mai1：hc_1212@126.com。