1957—2017年崇左市氣溫變化特征分析

毛家燊 黃纖婷 嚴(yán)玲

摘要? ? 利用崇左國(guó)家氣象觀測(cè)站1957—2017年共61年的逐月平均氣溫資料，分析崇左市年平均氣溫以及春、夏、秋、冬四季平均氣溫的變化特征。結(jié)果表明，崇左市年平均氣溫整體呈顯著上升趨勢(shì)，氣候傾向率為0.015 7 ℃/a，并在1990年發(fā)生向暖突變。春季增溫速率最緩慢，秋季增溫速率最快;夏、秋季的季平均氣溫上升趨勢(shì)顯著，對(duì)全年平均氣溫增加趨勢(shì)的貢獻(xiàn)大。近61年來(lái)，崇左市年均氣溫以5年以下的振蕩周期為主，20世紀(jì)70—90年代呈現(xiàn)出8年及14年左右的周期變化，且以8年左右的周期變化最為顯著。

關(guān)鍵詞? ? 氣溫;變化特征;廣西崇左;1957—2017年

中圖分類號(hào)? ? P423.3? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）09-0194-02

Abstract? ? Base on the monthly average temperature data of the Chongzuo National Meteorological Observatory during 1957-2017，the annual average temperature and the seasonal average temperature in spring，summer，autumn and winter were analyzed.The results showed that the annual average temperature in Chongzuo City showed a significant upward trend with the climate tendency rate of 0.015 7 ℃/a，and there was a sudden change of annual average temperature in 1990.The warming rate of seasonal average temperature was the slowest in spring and was the fastest in autumn.The seasonal average temperature in summer and autumn increased significantly，which contributed a lot to the rising of annual average temperature.In recent 61 years，the annual average temperature has been dominated by an oscillation period of less than 5 years.From the 1970s to the 1990s，it showed the oscillation period of 8 years and 14 years，and the 8 years was the most significant period.

Key words? ? temperature;change characteristic;Chongzuo Guangxi;1957-2017

全球氣候變暖已成為世界各國(guó)普遍認(rèn)可的事實(shí)。IPCC的第五次評(píng)估科學(xué)基礎(chǔ)報(bào)告指出，近百年全球持續(xù)變暖，尤以近50年變暖更明顯，1880—2012年130多年來(lái)全球地表平均溫度上升了約0.85 ℃[1-2]。在全球變暖背景下，20世紀(jì)中葉以來(lái)極端氣候發(fā)生的強(qiáng)度和頻率發(fā)生明顯變化，對(duì)人類的生存環(huán)境及生產(chǎn)、生活產(chǎn)生了一系列的負(fù)面影響。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，氣候變暖導(dǎo)致年平均氣溫上升、積溫增加，使農(nóng)作物生育期縮短、生長(zhǎng)發(fā)育不足，造成不同程度的減產(chǎn)[3]。

崇左市位于廣西壯族自治區(qū)西南部、北回歸線以南，屬于典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。得天獨(dú)厚的氣候資源使崇左市成為中國(guó)最大的甘蔗種植、蔗糖生產(chǎn)基地，被譽(yù)為“中國(guó)糖都”。全市甘蔗種植面積穩(wěn)定在26.67萬(wàn)hm2以上，榨蔗量和產(chǎn)糖量連續(xù)14個(gè)榨季位居全國(guó)地級(jí)市首位，其甘蔗產(chǎn)量在廣西“三分天下有其一”、在全國(guó)“五分天下有其一”。鄧? 雨等[4]指出，熱量條件是甘蔗產(chǎn)量高低和含糖量多少的重要限制因子。在全球氣候變暖的背景下，詳細(xì)分析崇左市氣溫變化特征，探明氣候變化規(guī)律，可為合理利用氣候資源、指導(dǎo)當(dāng)?shù)馗收岱N植等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)提供參考。

1? ? 資料與方法

本文利用崇左國(guó)家氣象觀測(cè)站1957—2017年共61年的逐月平均氣溫資料，采用滑動(dòng)平均法、一元線性回歸法、Mann-Kendall檢驗(yàn)法（M-K檢驗(yàn)）、Morlet小波分析等研究方法[5-6]分析崇左市氣溫的變化趨勢(shì)、突變及周期變化特征。其中，四季的氣溫定義如下：3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 年平均氣溫的變化特征

從崇左市近61年年平均氣溫變化趨勢(shì)（圖1）可以看出，崇左市近61年的平均氣溫值為22.6 ℃;年平均氣溫的最低值為21.7 ℃，出現(xiàn)在1967年、1984年;年平均氣溫的最高值為24.0 ℃，出現(xiàn)在2015年;崇左市近61年的年平均氣溫波動(dòng)幅度較小，在±1.5 ℃范圍內(nèi)。從5年滑動(dòng)平均曲線可以看出，以1989年為界可將崇左市氣溫分為2個(gè)階段：1957—1989年期間的5年滑動(dòng)平均氣溫值小于近61年的平均氣溫值，為相對(duì)冷期;1990—2017年為相對(duì)暖期。由線性回歸方程可知，崇左市年平均氣溫呈上升趨勢(shì)，氣溫傾向率為0.015 7 ℃/a;回歸方程的決定系數(shù)R2=0.299 9，由于當(dāng)因變量與自變量呈線性關(guān)系時(shí)，樣本決定系數(shù)等于樣本相關(guān)系數(shù)的平方，即相關(guān)系數(shù)r=0.548，通過(guò)了0.001置信水平的顯著性檢驗(yàn)（r0.001=0.408），表明崇左市年平均氣溫隨著年際變化呈顯著上升趨勢(shì)。根據(jù)氣溫線性趨勢(shì)可知，1957—2017年崇左市氣溫上升1.0 ℃。

2.2? ? 季平均氣溫變化特征

利用逐月平均氣溫資料計(jì)算出崇左市歷年的春、夏、秋、冬季平均氣溫，從而得到季平均氣溫變化趨勢(shì)（圖2）。由圖2可知，各季節(jié)的增暖進(jìn)程存在明顯差異，春季氣溫相對(duì)于其他季節(jié)上升緩慢，增溫速率僅為0.009 7 ℃/a;夏、冬季的增溫速率相近，分別為0.012 5、0.014 8 ℃/a;秋季的增溫速率最快，為0.025 2 ℃/a。韋玉潔等[7]通過(guò)研究也指出，廣西各季節(jié)平均氣溫增溫趨勢(shì)中，夏、秋、冬季中崇左市均處于全區(qū)較明顯增溫的區(qū)域，其中秋季增溫速率超過(guò)0.2 ℃/10 a。由回歸方程的決定系數(shù)可知，夏季、秋季的相關(guān)系數(shù)分別為0.451、0.585，均通過(guò)了0.001置信水平的顯著性檢驗(yàn)（r0.001=0.408），表明崇左市夏、秋季的季平均氣溫上升趨勢(shì)顯著，對(duì)全年平均氣溫增溫趨勢(shì)的貢獻(xiàn)大。各季平均氣溫年際變化中以冬季的平均氣溫變化幅度最大，其最高年冬季平均氣溫為17.6 ℃，最低年為12.0 ℃，兩者相差5.6 ℃;春、夏、秋三季最高年平均氣溫與最低年相差分別為3.6、2.3、3.5 ℃。

2.3? ? 年平均氣溫的突變分析

應(yīng)用Mann-Kendall檢驗(yàn)法檢驗(yàn)1957—2017年崇左市年平均氣溫序列的突變情況。由圖3的UF曲線可見(jiàn)，崇左市年平均氣溫在20世紀(jì)60年代呈降溫趨勢(shì)，從70年代開始呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，UF曲線值在1957—1997年期間均沒(méi)有超過(guò)置信水平0.05的臨界線（±1.96），表明此時(shí)段升溫趨勢(shì)不顯著;自1998年以來(lái)UF曲線值大大超過(guò)臨界值，表明該時(shí)段升溫趨勢(shì)十分顯著。根據(jù)UF和UB 2條曲線在臨界值之內(nèi)的交點(diǎn)位置，可以確定崇左市年平均氣溫的突變時(shí)間從1990年開始，突變之前的年平均氣溫為22.3 ℃，突變后的年平均氣溫為22.9 ℃，相比突變前增溫了0.6 ℃。綜上所述，崇左市年平均氣溫在1990年發(fā)生突變，這與年平均氣溫的5年滑動(dòng)平均曲線在1990年冷暖變化分界點(diǎn)一致。

2.4? ? 年平均氣溫的周期變化特征

小波分析是一種信號(hào)的時(shí)間-頻率分析方法，在時(shí)、頻兩域都能反映出信號(hào)的振幅、位相和功率的局部變化特征，系數(shù)的實(shí)部表示不同特征時(shí)間尺度信號(hào)在不同時(shí)間上的分布和位相兩方面的信息，正的小波系數(shù)反映出分析對(duì)象在該時(shí)間段為偏高期，負(fù)值時(shí)反映為偏低期，零值對(duì)應(yīng)著突變點(diǎn)[8]。從Morlet小波分析實(shí)部圖可以看出，崇左市年平均氣溫有明顯的周期性變化規(guī)律，近61年來(lái)以5年以下的振蕩周期為主，20世紀(jì)70—90年代呈現(xiàn)出8年及14年左右的周期變化，且以8年左右的周期變化最為顯著，見(jiàn)圖4（a）。2017年，平均氣溫5年左右的振蕩周期尚未閉合，處于氣溫降低期。結(jié)合小波模的等值線圖分析，5年左右的振蕩周期在1985年至今的時(shí)段內(nèi)非常顯著，1975—1990年表現(xiàn)為較顯著的8年左右周期，見(jiàn)圖4（b）。

3? ? 結(jié)論

（1）崇左市近61年的年平均氣溫波動(dòng)幅度不是很大，在±1.5℃范圍內(nèi);年平均氣溫整體呈顯著上升趨勢(shì)，氣候傾向率為0.015 7 ℃/a。M-K檢驗(yàn)表明，崇左市年平均氣溫在1990年發(fā)生向暖突變，這與年平均氣溫的5年滑動(dòng)平均曲線在1990年冷暖變化分界點(diǎn)一致。

（2）崇左市各季節(jié)的增暖進(jìn)程存在明顯差異，春季氣溫相對(duì)于其他季節(jié)上升緩慢，夏、冬季的增溫速率相近，秋季的增溫速率最快。冬季平均氣溫的年際變化幅度最大，夏季平均氣溫的年際變化幅度最小。夏、秋季的季平均氣溫上升趨勢(shì)顯著，對(duì)全年平均氣溫增加趨勢(shì)的貢獻(xiàn)大。

（3）崇左市年平均氣溫有明顯的周期性變化規(guī)律，近61年來(lái)以5年以下的振蕩周期為主，20世紀(jì)70—90年代呈現(xiàn)出8年及14年左右的周期變化，且以8年左右的周期變化最為顯著。

4? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 蔡磊，付敏，陳裕.1960—2015年當(dāng)涂縣氣溫變化特征及突變分析[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2018，24（1）：90-91.

[2] 趙宗慈，羅勇，黃建斌.回顧IPCC 30年（1988—2018年）[J].氣候變化研究進(jìn)展，2018，14（5）：540-546.

[3] 龍國(guó)蘭，趙龍捷.氣候變暖對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015，35（13）：136-137.

[4] 鄧雨，鄧麗玲.利用氣候資源指導(dǎo)甘蔗種植的建議研究[J].江西農(nóng)業(yè)，2018（2）：50.

[5] 肖子牛，鄒立堯，王啟光，等.氣候與氣候變化基礎(chǔ)知識(shí)[M].北京：氣象出版社，2014：113-139.

[6] 魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)測(cè)技術(shù)[M].2版.北京：氣象出版社，2007：37-66.

[7] 韋玉潔，楊騰慧，莫建飛.近50年廣西平均氣溫變化趨勢(shì)分析[J].氣象研究與應(yīng)用，2011，32（增刊2）：100-101.

[8] 盧雪勤，汪強(qiáng)，黃薈，等.廣西百色市近60年氣溫變化特征研究[J].氣象研究與應(yīng)用，2012，33（2）：34-39.

收稿日期? ?2019-01-07