青海共和盆地貴南地區(qū)氣溫變化特征分析

趙久淵 聶永喜 買(mǎi)永瑞 王嘉璽 趙恒和

摘要利用貴南氣象站1961—2015年逐月平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫資料，采用氣候統(tǒng)計(jì)診斷分析方法計(jì)算氣溫的年、季、月平均值以及氣候傾向率，分析了近55年來(lái)貴南地區(qū)氣溫的變化趨勢(shì)、突變特點(diǎn)及變化周期。結(jié)果表明，近55年貴南地區(qū)年平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫均呈極顯著的增溫，且上升趨勢(shì)具有較強(qiáng)的一致性；各月氣溫也均呈增溫趨勢(shì)。在諸多影響因素中，低云量對(duì)氣溫影響最大，其次為空氣水汽壓和相對(duì)濕度。Mann-Kendall檢驗(yàn)表明，年平均氣溫、年平均最高氣溫和年平均最低氣溫分別在1990、1993、1970年發(fā)生了由低到高的突變。

關(guān)鍵詞平均氣溫；最高氣溫；最低氣溫；變化特征；共和盆地

中圖分類(lèi)號(hào)S161.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）23-0161-04

Analysis on Change Characteristics of Air Temperature in Guinan Area of Gonghe Basin of Qinghai Province

ZHAO Jiuyuan1，NIE Yongxi1，MAI Yongrui1，ZHAO Henghe2*

（1.Guinan County Meteorological Bureau，Guinan，Qinghai 813199；2.Hainan Prefecture Meteorological Bureau，Gonghe，Qinghai 813099）

AbstractUsing the monthly average temperature， average maximum temperature and average minimum temperature data of Guinan meteorological station from 1961 to 2015， the annual， quarterly and monthly average values of temperature and climate tendency rate were calculated by climate statistical diagnostic analysis method，the change trend， mutation characteristics and the change period of temperature in Guinan area were analyzed in the past 55 years.The results showed that the annual average temperature， maximum temperature and minimum temperature in Guinan area had a significant warming in recent 55 years， and the rising trend had strong consistency，the temperature of each month was also warming.Among the influencing factors， the low cloud cover had the greatest influence on the temperature， followed by the air vapor pressure and the relative humidity.MannKendall test showed that the annual mean temperature， the annual average maximum temperature and the annual average minimum temperature in 1990， 1993， 1970 occurred from low to high mutation.

Key wordsAverage temperature；Maximum temperature；Minimum temperature；Change characteristics；Gonghe basin

作者簡(jiǎn)介趙久淵（1992—），男，青海樂(lè)都人，助理工程師，從事綜合氣象觀測(cè)工作。*通訊作者，高級(jí)工程師，從事應(yīng)用氣象研究。

收稿日期2017-06-07

氣候變化的原因是非常復(fù)雜的，不同地區(qū)的氣候形成原因也不完全相同。在全球氣候變暖的背景下，近百年來(lái)我國(guó)地表平均溫度增加顯著[1]。青藏高原是氣候變化的啟動(dòng)區(qū)[2]，也是全球公認(rèn)的氣候變化敏感區(qū)[3]。青藏高原年平均氣溫變化的總趨勢(shì)是上升的，對(duì)氣溫變化區(qū)域性研究也受到人們的關(guān)注[4-6]。青藏高原作為世界上最高的高原，對(duì)我國(guó)及世界氣候有很大的影響，許多學(xué)者將青藏高原劃分為不同區(qū)域，對(duì)氣溫的空間分布特征進(jìn)行了研究[7-13]，劉曉東等[14]研究表明，青藏高原與北半球的變溫過(guò)程有著趨勢(shì)上的一致性和突變時(shí)間上的差異性，表現(xiàn)出了明顯的區(qū)域特色。但關(guān)于共和盆地，許多學(xué)者側(cè)重于降水、日照、蒸發(fā)等要素的變化研究[15-19]，對(duì)氣溫方面的研究較少。

青海省共和盆地是青藏高原東北邊緣的一山間盆地，其范圍位于35°27′～36°56′N(xiāo)、98°46′～102°22′E，東鄰秦嶺山系的西傾山，南部和西南部為昆侖山系的河卡山、鄂拉山及哇洪山，北隔祁連山系的青海南山與青海湖對(duì)望，東北部為祁連山系的余脈瓦里貢山、拉脊山和日月山，包括共和縣尕海灘、切吉灘、塔拉灘，興?？h河卡灘，貴南縣巴洛灘、木格灘和瓦什塘灘等。黃河自西南向東北貫穿盆地，在自然地帶上屬于高原溫帶半干旱草原和干旱荒漠草原的過(guò)渡區(qū)域，整個(gè)盆地的平面形態(tài)呈東寬西窄的葫蘆形，總面積1.38萬(wàn)km2。貴南縣位于共和盆地南部（35°09′～36°08′N(xiāo)、100°13′～101°33′E），總面積6 649.7 km2，有可利用草場(chǎng)約40萬(wàn)hm2，耕地面積約2萬(wàn)hm2，是一個(gè)以牧為主、農(nóng)牧結(jié)合的縣，是青海省發(fā)展牧業(yè)生產(chǎn)自然環(huán)境條件較好的地區(qū)之一，但絕大部分地區(qū)是雨養(yǎng)旱作區(qū)，木格灘又是沙化程度最嚴(yán)重的地區(qū)之一。筆者利用貴南氣象站1961—2015年逐月平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫資料，采用氣候統(tǒng)計(jì)診斷分析方法，分析了近55年來(lái)貴南地區(qū)氣溫的變化趨勢(shì)、突變特點(diǎn)及變化周期，以期為該地區(qū)合理利用熱量資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境和開(kāi)展整個(gè)盆地氣候變化研究提供科學(xué)支撐。

1資料與方法

1.1資料來(lái)源

選用共和盆地貴南縣氣象站觀測(cè)的1961—2015年逐月平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫。四季劃分為冬季（12月—次年2月）、春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）。

1.2研究方法

對(duì)氣溫的變化趨勢(shì)采用最小二乘法進(jìn)行估計(jì)，并進(jìn)行相關(guān)系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)，用Mann-Kendall進(jìn)行突變檢測(cè)[20-24]。應(yīng)用Excel、DPS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理、分析及繪圖。

2結(jié)果與分析

2.1氣溫的年代變化特征

由表1可知，1961—2015年共和盆地貴南地區(qū)平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫分別為2.4、11.2、-4.3 ℃，最大值出現(xiàn)在夏季，最小值出現(xiàn)在冬季。年平均氣溫各年代經(jīng)歷了低—高—低—高—高—低的歷史演變過(guò)程；平均最高氣溫與平均最低氣溫變化趨勢(shì)基本一致，20世紀(jì)60年代以來(lái)經(jīng)歷了低—高—高—高—高—低的歷史演變過(guò)程。各季節(jié)平均氣溫與年平均氣溫的變化趨勢(shì)不盡相同，春季平均氣溫各年代經(jīng)歷了低—高—低—高—高—高的歷史演變過(guò)程；夏、秋季經(jīng)歷低—高—高—高—高—高的歷史演變過(guò)程；冬季各年代經(jīng)歷低—高—高—高—高—低的歷史演變過(guò)程。各季節(jié)平均最高氣溫變化中，冬季平均最高氣溫與年平均最高氣溫變化趨勢(shì)一致，春季平均最高氣溫各年代經(jīng)歷了高—低—低—高—高—高的歷史演變過(guò)程，夏季平均最高氣溫各年代經(jīng)歷了低—高—低—高—高—高的歷史演變過(guò)程；秋季平均最高氣溫變化各年代經(jīng)歷了低—高—高—高—高—高的歷史演變過(guò)程。各季平均最低氣溫與年平均最低氣溫變化趨勢(shì)不一致，春季平均最低氣溫各年代經(jīng)歷了低—高—低—高—高—低的歷史演變過(guò)程；夏季平均最低氣溫經(jīng)歷了低—高—高—高—高—高的歷史演變過(guò)程；秋季平均最低氣溫經(jīng)歷了低—高—高—低—高—高的歷史演變過(guò)程；冬季平均最低氣溫經(jīng)歷了低—高—低—高—高—低的歷史演變過(guò)程。

2.2氣溫的年際變化特征

由圖1可知，近55年來(lái)貴南地區(qū)年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫均呈波動(dòng)上升狀態(tài)，其變化傾向率分別為0.21、0.29、0.22 ℃/10 a，相關(guān)系數(shù)分別為0.625、0.646、0.620，通過(guò)顯著性水平0.001檢驗(yàn)，說(shuō)明年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫均呈極顯著的上升趨勢(shì)，且上升趨勢(shì)具有較強(qiáng)的一致性。

從表2可以看出，近55年來(lái)貴南地區(qū)春、夏、秋、冬季平均氣溫均呈上升趨勢(shì)，其氣候傾向率分別為0.12、0.18、024、0.27 ℃/10 a，夏季、秋季增溫趨勢(shì)明顯，秋季增溫最為強(qiáng)烈；平均最高氣溫變化傾向率春、夏、秋、冬季分別為0.16、0.23、0.39、0.37 ℃/10 a，秋季增溫最為明顯；平均最低氣溫變化傾向率春、夏、秋、冬季分別為0.15、0.24、0.19、0.28 ℃/10 a，夏季增溫最為強(qiáng)烈。

45卷23期趙久淵等青海共和盆地貴南地區(qū)氣溫變化特征分析

2.3氣溫的月變化特征

由圖2可知，近55年來(lái)貴南地區(qū)平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫最低值均出現(xiàn)在1月份；最高值平均氣溫、平均最低氣溫出現(xiàn)在7月份，而平均最高氣溫則出現(xiàn)在8月份。從貴南地區(qū)各月氣溫氣候變化趨勢(shì)與相關(guān)系數(shù)（表3）可知，各月氣溫均呈增溫趨勢(shì)。其中，11月平均氣溫增溫趨勢(shì)極其明顯，2、6、9月平均氣溫增溫趨勢(shì)明顯，1、10月平均氣溫有一定增溫趨勢(shì)，3、4、5、7、8、12月平均氣溫增溫不明顯。2、9、11月平均最高氣溫增溫趨勢(shì)極其明顯，6、10月平均最高氣溫增溫趨勢(shì)明顯，1、3、8、12月平均最高氣溫有一定增溫趨勢(shì)，4、5、7月平均最高氣溫增溫不明顯。6月平均最低氣溫增溫趨勢(shì)極其明顯，2月平均最低氣溫增溫趨勢(shì)明顯，1、7、9、11月平均最低氣溫有一定增溫趨勢(shì)，其他月份增溫不明顯。

2.4氣溫與降水、日照、年總（低）云量、水汽壓、相對(duì)濕度的關(guān)系

由表4可知，近55年來(lái)貴南地區(qū)年平均氣溫與年平均低云量呈極顯著的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.550，表明低云量越多，越不利于輻射降溫，對(duì)增溫具有明顯的效果；年平均氣溫與年平均相對(duì)濕度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明空氣濕度越大，氣溫越低，這與實(shí)際情況一致；年平均氣溫與年日照時(shí)數(shù)呈不明顯的正相關(guān)關(guān)系，同時(shí)與降水量、總云量、水汽壓呈不明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明日照時(shí)數(shù)越多，氣溫越高，降水量越多、云量越多、水汽含量越多，氣溫就越低。年平均最高氣溫與年日照時(shí)數(shù)、年平均低云量呈正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明白天日照時(shí)間長(zhǎng)，越有利于增溫，夜間低云量多，不利于輻射降溫；年

平均最高氣溫與年平均總云量、年平均水汽壓呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明低云量越多，水汽含量越少，則平均最高氣溫就越高；年平均最高氣溫與年降水量呈不顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明年降水量越多，則平均最高氣溫就越低。年平均最低氣溫與年平均總云量、年降水量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明年低云量越多，年平均氣溫就越高，年降水量越多，則年平均氣溫就越低；年平均最低氣溫與年平均相對(duì)濕度、年總云量呈不顯著的正相關(guān)關(guān)系，與年日照時(shí)數(shù)、年平均水汽壓呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明年日照時(shí)數(shù)越多，水汽含量越大，則年平均氣溫就越低。

2.5氣溫的突變特征

從圖1和圖3可以看出，1961—1969年貴南地區(qū)年平均氣溫呈持續(xù)升高趨勢(shì)，1970—1986年年平均氣溫在波動(dòng)中升降，從1987年開(kāi)始年平均氣溫呈現(xiàn)持續(xù)升高趨勢(shì)，尤其以1998—2015年年平均氣溫升溫趨勢(shì)明顯；M-K突變檢驗(yàn)表明，貴南地區(qū)年平均氣溫在1990年發(fā)生了由冷到熱的突變。1961—1973年貴南年平均最高氣溫呈波動(dòng)升高趨勢(shì)，1973年升高趨勢(shì)通過(guò)0.05顯著水平檢驗(yàn)；1974—1977年年平均最高氣溫呈持續(xù)降低趨勢(shì)，1978—1989年在波動(dòng)中升高，1990—2015年年平均最高氣溫呈顯著的升高趨勢(shì)，并于1994年升高趨勢(shì)通過(guò)0.05顯著水平檢驗(yàn)；M-K檢驗(yàn)分析，貴南地區(qū)年平均最高氣溫于1993年發(fā)生了突變。貴南地區(qū)年平均最低氣溫在1962—1975年呈持續(xù)升溫趨勢(shì)，1969年升溫趨勢(shì)通過(guò)0.05顯著水平檢驗(yàn)，1976—1986、1990—1997年年平均最低氣溫呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，1998年開(kāi)始年平均最低氣溫持續(xù)升高，于2015年達(dá)到最高值；M-K檢驗(yàn)分析表明，在信度0.01水平下，貴南地區(qū)年平均最低氣溫在1970年發(fā)生了突變。

3結(jié)論與討論

（1）1961—2015年貴南地區(qū)年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫均呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，其變化傾向率分別為0.21、0.29、0.22 ℃/10 a，相關(guān)系數(shù)分別為0.625、0.646、0620，通過(guò)顯著性水平0.001檢驗(yàn)，說(shuō)明年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫呈極顯著的上升趨勢(shì)，且上升趨勢(shì)具有較強(qiáng)的一致性。

（2）近55年來(lái)貴南地區(qū)各月氣溫均呈增溫趨勢(shì)。6、7、11月增溫趨勢(shì)明顯。

（3）降水、日照、年總（低）云量、水汽壓、相對(duì)濕度等是氣溫變化的主要影響因素，在諸多影響因素中，對(duì)氣溫影響最大的是低云量，其次為空氣水汽壓和相對(duì)濕度。

（4）Mann-Kendall突變檢驗(yàn)表明，近55年來(lái)貴南地區(qū)年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫的變化趨勢(shì)不一致，分別在1990、1993、1970年發(fā)生了由低到高的突變。

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