延吉市極端氣溫變化特征分析

徐昌龍 崔春杰 張瑩瑩 崔日權(quán)

1.延邊州氣象局 吉林 延吉 133000;2.延吉市氣象局 吉林 延吉 133000

氣候變暖已成為不爭(zhēng)事實(shí)。大量研究表明,在全球氣候變暖情況下,極端氣候事件造成的經(jīng)濟(jì)損失以及給社會(huì)帶來(lái)的影響非常巨大,因此研究極端溫度變化十分必要。延吉市地處吉林省東部山區(qū),春季干燥多風(fēng)、夏季溫?zé)岫嘤?、秋季涼爽少雨、冬季漫長(zhǎng)寒冷,屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候。本文以極端氣溫作為研究對(duì)象,利用逐日最高、最低溫度資料探討氣候變暖對(duì)極端溫度影響及變化趨勢(shì),對(duì)于防災(zāi)減災(zāi)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)有一定現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際價(jià)值。

1 資料與方法

利用延吉地面觀測(cè)站1953-2019年逐日最低、最高氣溫記錄,日最低和日最高氣溫記錄單位是0.1℃。采用一次直線方程最小二乘法計(jì)算延吉市最高、最低氣溫趨勢(shì)變化率,運(yùn)用Mann-Kendall法研究延吉市67年氣溫突變特征,通過(guò)小波分析得出延吉市極端最高、最低氣溫周期變化。

2 極端溫度變化特征分析

2.1 年際變化和年代際變化

2.1.1 極端最高氣溫 延吉市歷年極端最高氣溫在1997年7月25日和2018年8月4日,為37.7℃,平均極端最高氣溫33.2℃,主要在每年5-8月,以7月最多為29次占43.3%,其次為8月、6月分別為17次和15次,占比分別為25.3%和22.4%,5月次數(shù)最少為6次,占9.0%。

延吉市極端最高氣溫存在年際變化特征,且近67a極端最高氣溫隨時(shí)間有弱上升趨勢(shì)(圖1),氣候傾向率0.01℃/10a,相關(guān)系數(shù)R僅0.07。20世紀(jì)50年代有上升趨勢(shì),60年代趨于下降,70年代出現(xiàn)上升,80年代又下降,90年代初達(dá)到谷底,之后整體呈微弱上升趨勢(shì)。

圖1 延吉市年極端最高氣溫時(shí)間序列

2.1.2 極端最低氣溫 延吉市歷年極端最低氣溫在1972年2月6日,為-32.7℃,平均極端最低氣溫-25.4℃,主要在每年1-2月和12月,以1月最多為43次占64.2%,12月17次,占25.4%,2月7次為最少,占10.4%。

近67年延吉市極端最低氣溫有明顯年際變化特征(圖2),且隨時(shí)間明顯上升,氣候傾向率為1.1℃/10a,相關(guān)系數(shù)R為0.69。年極端最低氣溫50-70年代略下降,70年代初達(dá)谷底,70-90年代后期趨于下降,2000年后上升明顯。

圖2 延吉市年極端最低氣溫時(shí)間序列

2.2 Mann-Kendall檢驗(yàn) 延吉市極端最高氣溫?zé)o明顯突變,60年代由冷向暖弱突變,1985-2015年極端最高氣溫持續(xù)偏低;極端最低氣溫有明顯突變,突變點(diǎn)在1991年前后,1975年前極端最低氣溫波動(dòng)明顯,1975后處于偏高。

2.3 小波分析

2.3.1 極端最高氣溫 延吉市極端最高氣溫有19-20年、2-3年、6-7年、10-11年4個(gè)明顯振蕩周期,其中19-20年和10-11年周期貫穿整個(gè)研究時(shí)段,并在80年代后趨于增強(qiáng),其他兩個(gè)周期較弱。對(duì)應(yīng)準(zhǔn)10年時(shí)間尺度,延吉市67a極端最高氣溫經(jīng)歷14個(gè)冷暖交替過(guò)程,冷、暖期分別7個(gè);準(zhǔn)20年時(shí)間尺度上,經(jīng)歷8個(gè)冷暖交替過(guò)程,冷、暖期分別4個(gè);50年代中期至60年代中期、70年代中期至80年代中期、90年代中期至21世紀(jì)初延吉市極端最高氣溫偏高,而60年代中期至70年代中期、80年代中期至90年代中期、21世紀(jì)初期至21世紀(jì)10年代中期延吉市極端最高氣溫偏低。分析小波方差,極端最高氣溫準(zhǔn)20年周期振蕩最明顯,其次為2-3年、6-7年、10-11年周期。

2.3.2 極端最低氣溫 延吉市極端最低氣溫存在12-13年、7-8年、32-33周期,這3個(gè)振蕩周期均貫穿整個(gè)研究時(shí)段。在準(zhǔn)12年時(shí)間尺度上,延吉市極端最低氣溫經(jīng)歷10個(gè)冷暖交替過(guò)程,1960年前及60年代末至70年代中期、80年代末至90年代前期、90年代末期至2002年前、2008至2015年前延吉市極端最低氣溫偏低,其余時(shí)段偏高。對(duì)應(yīng)準(zhǔn)32年時(shí)間尺度上,延吉市極端最低氣溫經(jīng)歷4個(gè)冷暖交替過(guò)程。從小波方差看出,極端最低氣溫準(zhǔn)12年周期振蕩最明顯,其次為7-8年、32-33周期。

3 小結(jié)

①延吉市年平均極端最高氣溫33.2℃,出現(xiàn)在每年5-8月,7月最多為29次占43.3%,極端最高氣溫隨時(shí)間有弱上升趨勢(shì)。延吉市歷年極端最低氣溫在1972年,為-32.7℃,平均極端最低氣溫-25.4℃,主要在每年1-2月和12月,1月最多為43次占64.2%;延吉市極端最低氣溫隨時(shí)間出現(xiàn)明顯上升,氣候傾向率1.1℃/10a。

②Mann-Kendall檢驗(yàn)結(jié)果,延吉市極端最高氣溫?zé)o明顯突變,60年代由冷向暖弱突變過(guò)程,且1985-2015年極端最高氣溫持續(xù)偏低;極端最低氣溫在1991年前后發(fā)生明顯突變,1975年前極端最低氣溫波動(dòng)明顯,1975后一直處于偏高狀態(tài)。

③小波分析結(jié)果,延吉市極端最高氣溫有19-20年、2-3年、6-7年、10-11年4個(gè)明顯振蕩周期,其中準(zhǔn)20年周期振蕩最明顯,其次為2-3年、6-7年、10-11年周期。延吉市極端最低氣溫有12-13年、7-8年、32-33周期,其中準(zhǔn)12年周期振蕩最明顯,其次為7-8年、32-33周期。