安義縣近三十年氣候變化特征分析

龍佳明 張錦程 吳丹玲

摘 要： 本文利用安義與南昌氣象站1986-2015年降水、氣溫資料，采用一元線性傾向率法，累積距平法，Mann-Kendall法等方法，對安義縣近30年來的氣候變化特征進行了研究。結(jié)果表明：1986-2015年安義縣年均溫呈顯著上升趨勢，氣候傾向率0.17℃/10a。年平均氣溫累積距平經(jīng)過了下降-上升的過程，年平均氣溫在2000—2001年發(fā)生了由低溫到高溫的突變。安義縣增溫幅度春季>秋季>夏季，冬季平均氣溫呈下降趨勢，夏季增溫幅度和冬季降溫幅度較小，且均不顯著，安義縣春季和秋季增溫對全年平均氣溫增加貢獻較大。1986-2015年安義縣年降水量變化趨勢不明顯，整體呈現(xiàn)減少趨勢，氣候傾向率為-20.1mm/10a。年降水量累積距平經(jīng)過了下降—上升—下降的過程，年降水量在2003—2004年發(fā)生了降水量由多到少的突變。春季降水、夏季降水量和冬季降水量呈現(xiàn)減少的趨勢，秋季降水呈現(xiàn)增多的趨勢，降水量減少幅度春季>夏季>冬季。南昌市區(qū)與安義縣年平均氣溫、年降水量差距逐年顯著上升，年平均氣溫差值以0.28℃/10a（P<0.05）的速率顯著上升，年降水量差值以76.5mm/10a的速率顯著上升（P<0.05）。

關(guān)鍵詞： 變化特征;氣溫;降水;突變;安義

【中圖分類號】P425 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? 【文章編號】1674-3733（2020）21-0290-03

氣候變化及其影響研究是當今全球廣泛關(guān)注的課題。IPCC第五次評估報告進一步證實了全球變暖的結(jié)論，并預估在本世紀末升溫幅度有可能達到0.3～ 4.8℃[1-2]。氣溫和降水對于氣候變化是非常重要的要素，大量研究表明[3-5]明我國氣候變化變化與全球趨勢大致相似，但也呈現(xiàn)出較大的地域性差異，局地氣候變化逐漸成為研究的熱點問題。

安義縣地處南昌西北，為亞熱帶季風濕潤氣候，雨量充沛，光照充足。近年來隨著全球氣候變暖，安義縣氣候也出現(xiàn)較大變化，極端天氣頻繁發(fā)生，給當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)及經(jīng)濟發(fā)展造成了嚴重影響。本文利用安義縣1986-2015年的降水、氣溫資料，研究其年際及季節(jié)變化特征，并對安義縣與南昌市區(qū)的溫度降水差異進行了系統(tǒng)的討論。研究安義縣氣候變化特征及與南昌市區(qū)的氣候差異，能為安義縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展提供決策依據(jù)，也有利于安義對南昌市區(qū)的預報進行本地化訂正，對于安義縣災害預防也有極其重要的作用。

1 資料與方法

1.1 資料來源

本文選取安義與南昌氣象站1986-2015年降水、氣溫資料。季節(jié)采用氣象劃分方法，即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。

1.2 統(tǒng)計方法

本文采用一元線性趨勢分析、距平分析和顯著性檢驗對資料序列進行變化趨勢分析。采用Mann-Kendall檢驗方法[6]和累計距平法[7]對氣候要素序列進行氣候突變檢測，判斷突變年份與氣候要素變化趨勢。M-K方法的優(yōu)點在于不需要樣本遵從一定的分布，也不受少數(shù)異常值的干擾，更適合于氣象非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)。該方法還能明確變量的演變趨勢和是否存在突變現(xiàn)象以及突變開始的時間，并能指出突變區(qū)域。

2 結(jié)果與分析

2.1 特征分析

2.1.1 氣溫年際變化

1986-2015年安義縣年平均氣溫為17.3℃，春、夏、秋、冬平均氣溫分別為16.8℃、27.2℃、18.5℃、6.4℃。從線性擬合趨勢線來看，年平均氣溫呈顯著上升趨勢，氣候傾向率0.17℃/10a（通過0.05顯著性水平檢驗）（圖1a）。安義縣春季、夏季和秋季平均氣溫呈現(xiàn)上升趨勢，冬季平均氣溫呈現(xiàn)下降趨勢。其中春季平均氣溫呈顯著上升趨勢，氣候傾向率為0.45/10a（通過0.05顯著性水平檢驗）（圖1b），增溫幅度最大;夏季平均氣溫呈不顯著上升趨勢，氣候傾向率為0.072/10a（未通過0.05顯著性水平檢驗）（圖1c），增溫幅度最小;秋季平均氣溫呈顯著上升趨勢，氣候傾向率為0.30/10a（通過0.05顯著性水平檢驗）（圖1d）;冬季平均氣溫呈不顯著下降趨勢，氣候傾向率為-0.15/10a（未通過0.05顯著性水平檢驗）（圖1e）。安義縣增溫幅度春季>秋季>夏季，夏季增溫幅度和冬季降溫幅度較小，且均不顯著，由此可見安義縣春季和秋季增溫對全年平均氣溫增加貢獻較大。

2.1.2 降水年際變化

1986-2015年安義縣年平均降水量為1594.5mm，春、夏、秋、冬平均降水量分別為594.6mm、584.4mm、203.3mm、214.1mm。年降水量呈不顯著下降趨勢，氣候傾向率為-20.1mm/10a（圖1f）。其中春季、夏季、冬季降水量呈不顯著下降趨勢，秋季呈不顯著上升趨勢（均未通過0.05顯著性水平檢驗）。其中春季降水減少幅度最大，為-22.0mm/10a（圖1g）;夏季降水減少幅度次之，為-8.9mm/10a（圖1h）;冬季降水減少幅度最小，為-5.1mm/10a（圖1j）;秋季降水增加幅度為8.1mm/10a（圖1i）。

2.1.3 突變分析

通過M—K方法對1986-2015年年平均氣溫和年降水量進行突變分析，取置信水平α= 0.05，Z1-α/2 =±1.96。

如年平均氣溫M-K突變判別曲線（圖2）所示，UF線在1996年前波動下降，之后呈現(xiàn)波動上升趨勢，且均未超過顯著性水平0.05的置信水平。UF線和UB線在置信區(qū)間有多個交點（2000-2001年間、2005-2006年間、2010-2014年間），從1999年開始UF值>0。如圖4所示，平均氣溫累計距平呈現(xiàn)先下降后上升的“V”字形趨勢，1986-1996年呈波動下降趨勢，1996-2015年呈波動上升趨勢，且2001年、2006年、2012年前均有小幅度下降趨勢。結(jié)合2種分析方法的結(jié)果，可判斷安義縣年平均氣溫在2000-2001年間發(fā)生了由低溫到高溫的突變。

年降水量的 M-K檢驗結(jié)果顯示（圖3），UF線1986-1992和1996-1998年間波動上升，1998年后呈波動下降趨勢，且均未超過顯著性水平0.05的置信水平。UF、UB線在置信區(qū)間內(nèi)有1個交點（2003-2004年間）。累計距平分析表明（圖5），年降水量1986-1992年間呈波動中緩慢下降趨勢，1992-2005年呈增加趨勢，2006-2015年波動下降趨勢，2014年累計降水為最小，2005年累計降水達到最大，由此可以推斷2004年可能是降水發(fā)生突變的年份。結(jié)合2種分析方法的結(jié)果，可判斷安義縣年降水量在2003-2004年間發(fā)生了降水量由多到少的突變。

2.2 差異分析

如圖6所示，1986年-2015年南昌市區(qū)與安義縣年平均氣溫差值的平均值為0.9℃（正值代表南昌市區(qū)氣溫高于安義縣氣溫）。南昌市區(qū)與安義縣氣溫差值以0.28℃/10a的幅度顯著上升（已通過0.05顯著性水平檢驗），最大差值為1.4℃，出現(xiàn)在2007年和2009-2011年;最小差值為0.5℃，出現(xiàn)在1989年。

如圖7所示，1986年-2015年南昌市區(qū)與安義縣年降水量差值的平均值為51.1mm（正值代表南昌市區(qū)降水量高于安義縣降水量）。降水量差值最大為467.9mm，出現(xiàn)在2014年;最小差值為-237.8mm，出現(xiàn)在2004年。南昌市區(qū)與安義縣降水量差值以76.5mm/10a的幅度顯著上升（已通過0.05顯著性水平檢驗）。

3 結(jié)論

通過對安義縣1986—2015年氣溫和降水量的變化特征分析，以及對南昌市區(qū)和安義縣氣候差異分析，1986—2015年安義縣氣溫呈現(xiàn)顯著上升趨勢，降水量呈現(xiàn)下降趨勢。南昌市區(qū)與安義縣氣溫、降水量差距逐年顯著上升。

（1）安義縣年平均氣溫上升趨勢顯著，年平均氣溫以0.17/10a（P<0.05）的速率上升，年平均氣溫累積距平經(jīng)過了下降-上升的過程，年平均氣溫在2000—2001年發(fā)生了由低溫到高溫的突變。春季、夏季、秋季平均氣溫均呈現(xiàn)增高的趨勢，冬季平均氣溫呈現(xiàn)降低的趨勢，春季增溫幅度最大，秋季次之，夏季最小。安義縣春季和秋季對全年平均氣溫增加貢獻較大。

（2）安義縣年降水量變化不明顯，整體呈現(xiàn)減少趨勢，氣候傾向率為-20.1 mm /10 a（ P>0.05）。年降水量累積距平經(jīng)過了下降—上升—下降的過程，年降水量在2003—2004年發(fā)生了降水量由多到少的突變。春季降水、夏季降水量和冬季降水量呈現(xiàn)減少的趨勢，秋季降水呈現(xiàn)增多的趨勢，春季降水量減少幅度最大，夏季次之，冬季最小。

（3）南昌市區(qū)與安義縣年平均氣溫、年降水量差距逐年顯著上升，年平均氣溫差值以0.28℃/10a（P<0.05）的速率顯著上升，年降水量差值以76.5mm/10a的速率顯著上升（P<0.05）。

參考文獻

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