陽(yáng)谷縣近50年氣溫變化特征分析

徐磊 梁海瀚

摘要 基于1968—2017年陽(yáng)谷縣氣溫資料，利用線性趨勢(shì)擬合、Mann？鄄Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)、Mann？鄄Kendall突變檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)方法對(duì)月平均氣溫、月平均最高氣溫、極端最高氣溫進(jìn)行分析。結(jié)果表明，近50年尤其是2010年以來(lái)，陽(yáng)谷縣氣溫總體呈上升趨勢(shì)，但極端最高氣溫以0.216℃/10年的速度下降。

關(guān)鍵詞 年平均氣溫;月平均最高氣溫;極端最高氣溫;變化特征;山東陽(yáng)谷

中圖分類(lèi)號(hào)：P468.021 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2019）05-041-04

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.05.018

Analysis of Temperature Change Characteristics in Yanggu County in the Past 50 Years

XU Lei? et al（Yanggu County Meteorological Bureau， Yanggu， Shandong 252300）

Abstract Based on the temperature data of Yanggu County from 1968 to 2017，the monthly average temperature，monthly average maximum temperature and extreme maximum temperature were analyzed by linear trend fitting，Mann-Kendall non-parameter test，Mann-Kendall mutation test and other statistical methods. The results showed that in the past 50 years，especially since 2010，the temperature in Yanggu County has generally shown an upward trend，but the extreme maximum temperature has dropped at a speed of 0.216℃ per 10 years.

Key words? ?Annual average temperature;Monthly average maximum temperature;Extreme maximum temperature;Variation characteristics;Yanggu County of Shandong Province

近百年來(lái)，全球正在發(fā)生以變暖為主要特征的氣候變化[1]，極端天氣出現(xiàn)頻率逐漸增加。李又君等[2-3]研究得出聊城市氣溫除夏季外均呈上升趨勢(shì)，且極值年較差正在減小。為驗(yàn)證陽(yáng)谷縣氣溫變化與周邊是否相似，且后續(xù)是否保持這種趨勢(shì)，選取1968—2017年氣溫資料進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

1 資料與方法

通過(guò)統(tǒng)計(jì)陽(yáng)谷國(guó)家氣象觀測(cè)站1968—2017年觀測(cè)的氣溫資料，包括月平均氣溫、月平均最高氣溫和極端最高氣溫，采用線性趨勢(shì)擬合、Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)、Mann-Kendall突變檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)方法對(duì)陽(yáng)谷縣近50年氣溫變化特征進(jìn)行了分析。季節(jié)劃分夏季為6—8月，冬季為12月至翌年2月。

2 結(jié)果與分析

2.1 平均氣溫變化分析

2.1.1 年平均氣溫變化 從圖1可以看出，近50年陽(yáng)谷縣年平均氣溫呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，氣溫傾向率為0.268℃/10年。年平均氣溫最低值為1969年的12.2℃，最高值為2017年的15.0℃，變化呈現(xiàn)一定波動(dòng)性，但1994年以后基本呈逐年升高的態(tài)勢(shì)，2010年以后上升較為明顯。利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）平均氣溫進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)，結(jié)果表明年平均氣溫通過(guò)了0.01的顯著性檢驗(yàn)（4.58），說(shuō)明平均氣溫上升趨勢(shì)十分明顯。利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）平均氣溫進(jìn)行突變檢驗(yàn)（圖1b），根據(jù)UFk與UBk交點(diǎn)的位置，陽(yáng)谷縣近50年平均氣溫在1996、2009、2011年前后均存在突變，但僅1996年前后突變顯著。1998年以后統(tǒng)計(jì)量UFk通過(guò)0.025顯著性檢驗(yàn)，平均氣溫上升趨勢(shì)顯著。

2.1.2 夏、冬平均氣溫變化分析 從圖2可以看出，陽(yáng)谷縣冬、夏兩季平均氣溫傾向率均為正值。夏季的氣溫傾向率為0.056℃/10年，可以看出夏季平均氣溫上升幅度較小。其中，從年代際變化可以看出，20世紀(jì)90年代整體呈上升態(tài)勢(shì)。2012年至今歷年夏季平均氣溫均高于近50年夏季平均氣溫。而冬季氣溫傾向率較夏季明顯升高，氣溫傾向率為0.436℃/10年。說(shuō)明陽(yáng)谷縣近50年暖冬趨勢(shì)比較明顯，冬季氣溫波動(dòng)率也較夏季更為明顯一些。與夏季變化接近的是，20世紀(jì)90年代冬季平均氣溫也基本呈現(xiàn)出升高態(tài)勢(shì)。2000年以來(lái)冬季平均氣溫較之前年份波動(dòng)稍大，冬季平均氣溫差值接近4.5℃。2003年出現(xiàn)了近50年的冬季平均氣溫最高值（2.9℃），21世紀(jì)以來(lái)冬季平均氣溫最低值也沒(méi)有突破-1.5℃。

利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）夏、冬季平均氣溫進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)，夏季平均氣溫未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)（1.0），上升趨勢(shì)不明顯;冬季平均氣溫通過(guò)了0.01的顯著性檢驗(yàn)（3.76），上升趨勢(shì)明顯。利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）夏、冬季平均氣溫進(jìn)行突變檢驗(yàn)（圖3），根據(jù)UFk與UBk交點(diǎn)的位置，陽(yáng)谷縣近50年夏季平均氣溫變化趨勢(shì)不存在突變，冬季平均氣溫在1988年前后存在顯著突變。夏季平均氣溫統(tǒng)計(jì)量UFk未通過(guò)0.025的顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明夏季平均氣溫變化趨勢(shì)不明顯;冬季平均氣溫統(tǒng)計(jì)量UFk在1974年后大于0，在1991年后通過(guò)了0.025的顯著性檢驗(yàn)，在1974年后冬季平均氣溫為上升趨勢(shì)，在1991年后上升趨勢(shì)顯著。

2.2 平均最高氣溫變化分析

2.2.1 年平均最高氣溫變化 從圖4可以看出，近50年間，陽(yáng)谷縣的年平均最高氣溫略上升，氣溫傾向率為0.13℃/10年。以20世紀(jì)90年代為劃分線，90年代后波動(dòng)頻率較之前年份更為明顯一些。1968—2017年年平均最高氣溫超過(guò)20.0℃的年份有5個(gè)，而2002—2017年的16年里占了4個(gè)，特別是2014、2016、2017年年平均最高氣溫均超過(guò)20.0℃，2017年年平均最高氣溫（20.7℃）為歷史極值。利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）平均最高氣溫進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)，結(jié)果表明年平均最高氣溫通過(guò)了0.02的顯著性檢驗(yàn)（2.32），說(shuō)明平均最高氣溫上升趨勢(shì)十分明顯。利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）平均最高氣溫進(jìn)行突變檢驗(yàn)（圖4b），根據(jù)UFk與UBk交點(diǎn)的位置，陽(yáng)谷縣近50年平均最高氣溫在2015年前后存在顯著突變。1977年以后統(tǒng)計(jì)量UFk幾乎大于0，但均未通過(guò)0.025顯著性檢驗(yàn)，表示1977年后平均最高氣溫為上升趨勢(shì)但不明顯。

2.2.2 夏、冬季平均最高氣溫 從圖5可以看出，陽(yáng)谷縣夏季平均最高氣溫的氣溫傾向率為-0.027℃/10年（圖5a），冬季氣溫傾向率為0.311℃/10年（圖5b）。夏季平均最高氣溫傾向率變化略有下降，冬季則變化的顯著些。從年代際變化上看，20世紀(jì)90年代冬季平均最高氣溫的氣溫傾向率整體呈上升態(tài)勢(shì)，這同冬季平均氣溫傾向率變化呈相似趨勢(shì)。

利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）夏、冬季平均最高氣溫進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)，夏季平均最高氣溫未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)（-0.19），下降趨勢(shì)不明顯;冬季平均最高氣溫通過(guò)了0.02的顯著性檢驗(yàn)（2.17），上升趨勢(shì)十分明顯。利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）夏、冬季平均最高氣溫進(jìn)行突變檢驗(yàn)（圖6），根據(jù)UFk與UBk交點(diǎn)的位置，陽(yáng)谷縣近50年夏季平均最高氣溫變化趨勢(shì)不存在突變。夏季平均最高氣溫統(tǒng)計(jì)量UFk未通過(guò)0.025的顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明夏季平均最高氣溫下降趨勢(shì)不明顯;冬季平均最高氣溫統(tǒng)計(jì)量UFk在1973年后大于0，但僅在1995—2004年通過(guò)了0.025的顯著性檢驗(yàn)，在1973年后冬季平均最高氣溫為上升趨勢(shì)，但僅在1995—2004年上升趨勢(shì)顯著。

2.3 極端最高氣溫

從圖7可以看出，陽(yáng)谷縣極端最高氣溫較夏季平均最高氣溫傾向率變化要顯著的多，氣溫傾向率為-0.216℃/10年。年極端最高氣溫41.7℃出現(xiàn)在2002年。從1968—2017年近50年的氣溫傾向率可以看出，中期變化要小于前期和后期，特別是1980—1996年未出現(xiàn)超過(guò)40℃的高溫天氣。21世紀(jì)以來(lái)的前10年，極端最高氣溫超過(guò)40℃的年份為3個(gè)，占到近50年記錄的43%，2010年至今極端最高氣溫均在40℃以下。利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）極端最高氣溫進(jìn)行趨勢(shì)檢驗(yàn)，結(jié)果表明極端最高氣溫通過(guò)了0.1的顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明極端氣溫下降趨勢(shì)明顯。利用Mann？鄄Kendall對(duì)陽(yáng)谷縣近50年（1968—2017年）極端最高氣溫進(jìn)行突變檢驗(yàn)（圖7b），根據(jù)UFk與UBk交點(diǎn)的位置，陽(yáng)谷縣近50年平均氣溫在1969、1971、1972、1973、1975年前后均存在顯著突變。1993年后統(tǒng)計(jì)量UFk多通過(guò)0.025顯著性檢驗(yàn)，極端最高氣溫下降趨勢(shì)顯著。

3 結(jié)論與討論

（1）陽(yáng)谷縣年平均氣溫總體以0.268℃/10年的速度遞增，上升趨勢(shì)顯著，從1996年開(kāi)始，除一次小波動(dòng)外，平均氣溫均在逐步提升，夏季平均氣溫較為平緩，變化趨勢(shì)不明顯，冬季平均增長(zhǎng)較明顯且自1990年以后上升趨勢(shì)顯著。

（2）陽(yáng)谷縣平均最高氣溫上升趨勢(shì)顯著，但增溫速度要小于平均氣溫。2017年平均最高氣溫達(dá)到歷史最高，而夏季平均最高氣溫傾向率變化確呈下降趨勢(shì)，冬季則是顯著上升趨勢(shì)。

（3）與平均氣溫相反的是，極端最高氣溫以0.216℃/10年的速度下降，1993年后極端最高氣溫下降趨勢(shì)更為顯著。

（4）陽(yáng)谷縣近50年氣溫總體呈上升趨勢(shì)，夏季增幅低于冬季，極端最高氣溫呈下降趨勢(shì)。但有趣的是，如果將極端最高氣溫的50年數(shù)據(jù)拆分為前30年和后20年，則在前30年以0.73℃/10年下降，在后20年以0.147℃/10年上升。后期將結(jié)合2018年新數(shù)據(jù)對(duì)陽(yáng)谷縣溫度等變化趨勢(shì)結(jié)論進(jìn)行訂正。

參考文獻(xiàn)

[1] IPCC. Climate change 2007：The physical science basis. Contributrion of working group to the assessment report of the intergovern-mental panel on climate change[R].SOLOMON S D，QIN M M，CHEN Z，et al. Cambeidge University Press，Cambridge，United Kingdom and New York，NY，USA，2007：237-316.

[2] 李又君，楊士恩，郗興文，等.聊城地區(qū)極端氣溫變化特征分析[J].山東氣象，2011（4）：99-105.

[3] 李楠，孫培良，韓學(xué)蕾，等.魯西平原52年來(lái)氣溫時(shí)空變化特征分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2015（20）：207-210.

責(zé)任編輯：鄭丹丹

作者簡(jiǎn)介 徐磊（1986-），女，山東青島人，從事氣象綜合觀測(cè)業(yè)務(wù)工作。

收稿日期 2019-05-08