近69年來濰坊市氣溫變化特征分析

摘要利用濰坊市濰坊站1951—2019年的最低氣溫、最高氣溫、平均最低氣溫、平均最高氣溫和平均氣溫?cái)?shù)據(jù)，研究近69年來濰坊市氣溫變化的特征。結(jié)果表明，近69年來濰坊市最低氣溫呈線性增溫的趨勢，傾向率為0.52 ℃/10 a，但最高氣溫卻呈線性降溫的趨勢，傾向率為-0.10 ℃/10 a，二者的變化趨勢存在明顯的非對稱性變化特征，并且最低氣溫的上升趨勢大于最高氣溫的下降趨勢，但最低氣溫的標(biāo)準(zhǔn)差比較大，具有較大的年際波動變化。濰坊市平均最低氣溫和平均最高氣溫皆有上升的變動趨勢，傾向率分別為0.32和0.14 ℃/10 a，二者存在著不完全同步變化的特征。平均氣溫表現(xiàn)為逐年升高的變化特征，傾向率為0.27 ℃/10 a;4個季節(jié)的平均氣溫皆是逐年上升的變化特征，春季平均氣溫升高趨勢最顯著，其次為冬季，夏季和秋季最不顯著。平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫、平均最低氣溫和平均最高氣溫皆在某些年份存在氣溫突變。

關(guān)鍵詞氣溫;變化特征;濰坊市

中圖分類號P423文獻(xiàn)標(biāo)識碼A?文章編號0517-6611（2020）15-0234-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.15.066

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Analysis on the Characteristics of Temperature Change in Weifang City in Recent 69 Years

WANG Xiumiao

（School of Tourism， Resources and Environment，Zaozhuang University，Zaozhuang， Shandong 277160）

AbstractBased on the data of minimum temperature， maximum temperature， average minimum temperature， average maximum temperature and average temperature of Weifang station from 1951 to 2019， this paper studied the characteristics of temperature change in Weifang City. The results showed that in recent 69 years， minimum temperature in Weifang had a linear warming trend， with a tendency rate of 0.52 ℃/10 a， but maximum temperature had a linear cooling trend， with a tendency rate of -0.10 ℃/10 a. The trend of temperature change of the two had obvious asymmetric characteristics， and the rising trend of minimum temperature was greater than the falling trend of maximum temperature， but standard deviation of minimum temperature was larger ，with a larger interannual fluctuation. The trend of average maximum temperature and average maximum temperature in Weifang City were rising， and the tendency rates were 0.32 and 0.14 ℃/10 a， which were not completely synchronous. Average temperature showed the characteristics of increasing year by year， with a tendency rate of 0.27 ℃/10 a.Average temperature of four seasons was the characteristics of increasing year by year also. The tendency rate in spring was the largest ，followed in winter， then in summer and in autumn.Average temperature， minimum temperature， maximum temperature， average minimum temperature and average maximum temperature all had abrupt temperature change in some years.

Key wordsTemperature;Change characteristics;Weifang City

作者簡介王秀苗（1973—），女，山東鄆城人，講師，碩士，從事氣候變化、旅游管理等研究。

收稿日期2020-02-13

一百多年來，全球氣溫有明顯的變暖趨勢，氣候變暖帶來海平面上升、海水溫度的變化和大氣環(huán)流的改變等諸多影響。全球氣溫逐年升高已經(jīng)成為政府人員、學(xué)者和公眾共同關(guān)心的問題，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）根據(jù)新的觀測結(jié)果發(fā)布第5次評估報(bào)告，指出：1880—2012年全球平均氣溫大約升高了0.85 ℃，氣溫升高的幅度自20世紀(jì)90年代以來明顯加大，升溫幅度陸地快于海洋，高緯度地區(qū)快于中低緯度地區(qū)，冬半年快于夏半年，1983—2012年是過去1 400年來最熱的30年，并且預(yù)測2016—2035年全球地表溫度將上升0.3～4.8 ℃[1]。在全球氣溫升高的大趨勢下，中國各區(qū)域的氣溫也在發(fā)生變化[2-10]。如張晶晶等[10]研究1951—2000年中國氣溫變化的區(qū)域差異及其與全球氣候變化的相關(guān)關(guān)系發(fā)現(xiàn)，不同季節(jié)不同區(qū)域?qū)θ驓鉁刈兓捻憫?yīng)不同，中國大陸35°N以北地區(qū)的年平均氣溫增溫快于35°N以南地區(qū)，青海南部、西藏東部、四川和云南的西部卻有變冷的趨勢;但20世紀(jì)90年代為最暖期，全國各區(qū)域氣溫都存在升高趨勢。董滿宇等[11]分析1953—2001年東北地區(qū)的氣溫變化發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域年平均氣溫有明顯的上升趨勢，傾向率為0.36 ℃/10 a，遠(yuǎn)高于全國的上升速率。班軍梅等[12]研究了1951—2000年西南地區(qū)年平均氣溫、年平均日最高氣溫和年平均日最低氣溫變化，發(fā)現(xiàn)這3個氣溫指標(biāo)自20世紀(jì)80年代以來皆存在上升趨勢。

濰坊市位于山東半島中部，地跨35° 41′～37° 26′N、118°10′～120° 01′E，總面積1.6萬km2，東西寬164 km，南北長188 km，南部是山區(qū)丘陵，中部為平原，地勢南高北低。濰坊市氣候變化趨勢與全球一致，近69年來濰坊市年平均氣溫增加幅度為1.9 ℃，氣溫變化必然對農(nóng)作物的生長發(fā)育和產(chǎn)量產(chǎn)生重大影響，但針對濰坊市氣溫開展的研究還比較薄弱，朱翠紅等[13]分析了濰坊市寒亭區(qū)的氣溫變化趨勢，發(fā)現(xiàn)近45年寒亭區(qū)平均氣溫呈上升趨勢，傾向率為0.32 ℃/10 a。20世紀(jì)90年代以來，全球氣溫的極端溫度變化逐漸增高[14]。高學(xué)芹[15]利用1955—2014年濰坊市氣候數(shù)據(jù)，分析發(fā)現(xiàn)近60年來濰坊市氣溫日較差呈明顯的下降趨勢，傾向率為-0.11 ℃/10 a，氣溫日較差與最高氣溫、日照時數(shù)、日照百分率和風(fēng)速呈顯著的正相關(guān)，與最低氣溫、總云量和降水量呈顯著的負(fù)相關(guān)，與相對濕度幾乎不相關(guān)。該研究利用一元線性回歸[16]、距平等方法，從最低氣溫、最高氣溫、平均最低氣溫、平均最高氣溫和年平均氣溫等多個角度考察氣溫變化的狀態(tài)和趨勢，分析濰坊市氣溫變化特征，以便做好應(yīng)對氣候變化的措施，對未來農(nóng)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展具有重要的意義。

1資料與方法

1.1資料來源

所用數(shù)據(jù)為中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（https：//data.cma.cn/）上共享的濰坊市濰坊站1951—2019年的最低氣溫、最高氣溫、平均最低氣溫、平均最高氣溫和平均氣溫?cái)?shù)據(jù)。

1.2分析方法

1.2.1一元線性回歸分析。

用一元線性回歸方程來分析濰坊市年平均氣溫，假設(shè)：

其中：

式中，Yi表示氣溫，Xi為1951，1952，…，2019的年份，用式（1）來模擬分析二者之間的線性關(guān)系。其中，回歸系數(shù)a表示為氣溫的傾向率，a>0說明氣溫呈上升趨勢，a<0說明氣溫呈下降趨勢，a的大小表明氣溫變化的快慢;b為回歸常數(shù)。

1.2.2累積距平分析。

某一系列數(shù)值中的某一個數(shù)值與平均值的差值稱為距平，分為正距平和負(fù)距平。累積距平是某年距平與之前所有年份距平的累計(jì)相加，歷年的累積距平在平面坐標(biāo)系中表現(xiàn)為一種曲線，根據(jù)曲線的上升或下降來判斷指標(biāo)變化的趨勢，計(jì)算公式如下[17]：

其中，X為序列Xi某一時刻t的累積距平值，為多年平均值。根據(jù)歷年氣溫的累積距平值，繪制氣溫的累積距平曲線，如果縱坐標(biāo)軸的值是負(fù)值的話，當(dāng)曲線下降時，氣溫處于偏低階段;當(dāng)曲線上升時，則氣溫處于偏高階段。

2結(jié)果與分析

2.1最低氣溫與最高氣溫的不對稱變化特征

我國氣溫定時觀測的時次是02：00、08：00、14：00和20：00，每日最低氣溫一般出現(xiàn)在02：00，年最低氣溫是每日最低氣溫的最小值，一般出現(xiàn)在冬季的1月份。從表1可以看出，近69年來濰坊市最低氣溫逐年上升，氣候傾向率為0.52 ℃/10 a（Y=0.052X-117.48，R2=0.219 7），最小值是1956年的-21.4 ℃，最大值是2014年的-8.9 ℃。這表明濰坊市冬季逐漸變暖，全年的低溫天氣正在趨向減少，霜凍災(zāi)害的強(qiáng)度減弱，這與全國大多數(shù)地區(qū)的氣候變化趨勢一致[18-19]。但最低氣溫的標(biāo)準(zhǔn)差為2.22 ℃，說明濰坊市最低氣溫年際變化比較強(qiáng)烈，最低氣溫的變化比較無常，雖然有暖冬的趨勢，但出現(xiàn)低溫霜凍災(zāi)害還有比較大的可能性，加強(qiáng)低溫霜凍災(zāi)害預(yù)防還是非常重要的。

每日最高氣溫一般出現(xiàn)在14：00，年最高氣溫是全年每日最高氣溫的最大值，一般出現(xiàn)在夏季的7月份或8月份。近69年來濰坊市最高氣溫有緩慢下降的趨勢，氣傾向率為-0.10 ℃/10 a（Y= -0.01X+57.809，R2=0.017 7），最高氣溫的最小值為2007年的35.1 ℃，最大值為2008年的41.4 ℃，極端最高氣溫多數(shù)出現(xiàn)在2000—2019年，最高氣溫的標(biāo)準(zhǔn)差為1.51 ℃，表明最高氣溫年際變化也較大，僅次于最低氣溫的標(biāo)準(zhǔn)差，說明雖然夏季的炎熱程度趨緩，涼夏的趨勢增強(qiáng)，但夏季出現(xiàn)極端高溫天氣還是有很大可能性的。

2.2平均最低氣溫和平均最高氣溫的不同步變化特征

年平均最低氣溫和年平均最高氣溫分別是全年365 d的最低氣溫和最高氣溫的平均值，近69年來濰坊市年平均最低氣溫和年平均最高氣溫皆有升高的變動趨勢，但二者不同步變化。如表2所示，年平均最低氣溫有比較明顯的變大趨勢，氣候傾向率為 0.32 ℃/10 a，說明夜晚的溫度逐漸升高，寒夜的天氣逐漸減少;年平均最低氣溫最小值為1993年的6.2 ℃，最大值為2017年的10.1 ℃。年平均最高氣溫的傾向率為 0.14 ℃/10 a，最小值為1964年的17.3 ℃，最大值為2019年的20.3 ℃，說明白天的氣溫逐漸升高，但升高的速率小于夜晚。年平均最低氣溫的標(biāo)準(zhǔn)差為0.94 ℃，大于年平均最高氣溫的標(biāo)準(zhǔn)差（0.68 ℃），即年平均最低氣溫的年際變化比年平均最高氣溫的年際變化大，波動強(qiáng)烈一些。

2.3平均溫度變化特征

2.3.1 年平均溫度線性變化趨勢。

由圖1可知，近69年來濰坊市年平均氣溫為12.7 ℃，最大值為2017和2019年的14.7 ℃，最小值為1956年的11.2 ℃，最高和最低相差3.5 ℃。年平均氣溫呈明顯上升趨勢，其傾向率為0.27 ℃/10 a，但具有明顯的階段性。20世紀(jì)50年代年平均氣溫的傾向率為正值，有上升的趨勢;60和70年代傾向率為負(fù)值，年平均氣溫有下降趨勢;80和90年代傾向率為正值，年平均氣溫有上升趨勢;2000—2019年傾向率為正值，年平均氣溫有上升趨勢;特別是最近10年，傾向率比較大，氣溫保持著快速的增長。

2.3.2年平均氣溫距平分析。

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