近60年來(lái)粵港澳大灣區(qū)氣溫變化規(guī)律

李佰和, 龔建周

(廣州大學(xué) 地理科學(xué)與遙感學(xué)院, 廣東 廣州 510006)

全球氣候變化已對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、水文循環(huán)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了深刻的影響，引起了世界各國(guó)政府的密切關(guān)注[1].據(jù)現(xiàn)有研究可知，氣候變化的形式是多樣的：從IPCC第五次評(píng)估報(bào)告中可以看出，在1880年至2012年間，全球平均地表溫度上升了0.85 ℃(從0.65 ℃上升到1.06 ℃)；1951年至2012年，全球平均地表溫度以0.12 ℃/10年的速率升高，達(dá)到了1880年以來(lái)的2倍[2]；Victor等[3]研究發(fā)現(xiàn)，寒冷季節(jié)相較于溫暖季節(jié)，其增溫率更高；與低海拔地區(qū)相比，高海拔地區(qū)的增溫率更高，這是氣候變暖增速的一個(gè)重要指標(biāo).但是氣溫變化并不是始終持續(xù)上升的，Knight等[4]研究指出全球地表平均溫度增溫速率以1999年為節(jié)點(diǎn)，后10年間明顯減小，即全球變暖存在逐漸趨緩現(xiàn)象；曾欽文等[5]研究表明，地表平均溫度增速存在階段特征，并且存在區(qū)域差異，如從1965年到2017年，東江中上游流域的年平均溫度的增溫速率為0.17 ℃/10年，整體高于我國(guó)南方地區(qū)，1910s后，增溫速率達(dá)1.414 ℃/10年，比以前的增溫率高出約8倍；Collins等[6]研究發(fā)現(xiàn)，全球變暖的“中斷”是由于太平洋和印度洋之間的相互作用對(duì)熱帶太平洋地區(qū)信風(fēng)的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，近10年來(lái)信風(fēng)加劇，使海面溫度降低.此外，氣溫變化還存在突變現(xiàn)象，Milivoj等[7]研究表明，1960s至1970s增暖突變還不顯著，但1980s后所檢測(cè)的時(shí)間序列中有一半以上出現(xiàn)了增暖突變，增溫趨勢(shì)占主導(dǎo)地位；尹云鶴等[8]研究指出，我國(guó)平均溫度的變化在各個(gè)氣候區(qū)均存在顯著突變點(diǎn)，全國(guó)整體而言，平均氣溫在1980s后期發(fā)生顯著突變，但是，東北地區(qū)的突變出現(xiàn)較早，溫帶地區(qū)出現(xiàn)在1980s，南方地區(qū)出現(xiàn)突變延遲至1990s；易湘生等[9]研究表明，不同季節(jié)的平均氣溫突變時(shí)間節(jié)點(diǎn)也不盡相同，如在1990s后期觀察到夏季平均溫度出現(xiàn)突變，而在21世紀(jì)初冬季平均溫度產(chǎn)生突變.

本文以粵港澳大灣區(qū)為研究區(qū)，其以泛珠三角區(qū)域?yàn)閺V闊發(fā)展腹地，地處我國(guó)沿海開(kāi)放前沿，在“一帶一路”建設(shè)中具有重要地位；但是，灣區(qū)目前面臨發(fā)展空間瓶頸制約、資源能源約束趨緊和生態(tài)環(huán)境壓力日益增大等問(wèn)題(自《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》).目前對(duì)粵港澳大灣區(qū)氣溫變化規(guī)律的研究仍然缺乏，不利于理解和認(rèn)知?dú)鉁刈兓卣饕约皡^(qū)域異質(zhì)規(guī)律.本文利用氣象站資料，采用趨勢(shì)系數(shù)、變化速率和兩種突變檢驗(yàn)方法(Mann-Kendall法、滑動(dòng)t檢驗(yàn)法)等數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，探討1961-2018年粵港澳大灣區(qū)氣溫變化特征，為進(jìn)一步揭示該地區(qū)氣候變化特征作一些探索.

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)域

粵港澳大灣區(qū)由香港、澳門兩個(gè)特別行政區(qū)和廣東省九個(gè)城市(珠三角)組成，它是中國(guó)最開(kāi)放、最具經(jīng)濟(jì)活力的地區(qū)之一，對(duì)國(guó)家整體發(fā)展具有重要作用.其位于珠江下游，瀕臨南海，地貌是由西、北、東三江匯聚珠江所挾帶的泥沙所形成的沖積平原.其位于亞熱帶氣候區(qū)，且受季風(fēng)影響顯著，還受到海陸風(fēng)、熱島環(huán)流和越南嶺下沉氣流等的復(fù)合影響，終年溫暖濕潤(rùn)、雨熱同期，加之土壤肥沃、地勢(shì)平坦、河道縱橫、日照時(shí)間長(zhǎng)，因而其農(nóng)牧漁業(yè)的發(fā)展具有得天獨(dú)厚之勢(shì).

1.2 數(shù)據(jù)

本文利用1961-2018年逐日氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行氣溫變化特征研究.其中在廣東省的灣區(qū)內(nèi)共有29個(gè)氣象觀測(cè)站點(diǎn)(包括11個(gè)國(guó)家基本氣象站、18個(gè)國(guó)家一般氣象站)，香港選取5個(gè)有代表性的自動(dòng)監(jiān)測(cè)氣象站點(diǎn)、澳門選取地球物理氣象臺(tái)2個(gè)有代表性的自動(dòng)氣象站.數(shù)據(jù)最終由中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(www.resdc.cn)提供，兩個(gè)特別行政區(qū)的數(shù)據(jù)分別由澳門地球物理暨氣象局(www.smg.gov.mo)、香港天文臺(tái)(www.hko.gov.hk)網(wǎng)站下載.

1.3 方法

1.3.1 氣溫的長(zhǎng)期變化特征

在表達(dá)氣溫長(zhǎng)期變化時(shí)，計(jì)算氣溫變化傾向率，并繪制氣溫變化曲線.用氣候傾向率法表示氣溫的年代際變化趨勢(shì)和幅度，即氣溫的年際變化速率；計(jì)算所有年份氣溫平均值，再用各年均溫減去所有年份平均值，得到氣溫距平值.氣溫傾向率計(jì)算公式如下[10]：

(1)

或：

y(t)=a0+a1t

(2)

式中，a1為氣溫傾向率，往往用10a1表示氣溫傾向率，單位℃/10年.當(dāng)a1>0時(shí)，表示某要素呈遞增趨勢(shì)，否則呈遞減趨勢(shì)；a1絕對(duì)值越大，表明變化幅度越大；當(dāng)a1=0，則無(wú)明顯變化趨勢(shì).y(t)為某氣象要素的t時(shí)間序列值，本文分別指1961-2018年間的各年平均氣溫、7月和1月平均最高/最低氣溫以及極高/極低氣溫；t的單位為年.

此外，計(jì)算氣溫的標(biāo)準(zhǔn)偏差，根據(jù)世界氣象組織的氣候異常評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，若距平值≥2倍標(biāo)準(zhǔn)偏差，視作氣候異常；約為標(biāo)準(zhǔn)偏差的1.5至1.9倍，為接近氣候異常；≤1.5倍標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)氣候正常；距平值正、負(fù)號(hào)分別表示為偏暖異常、偏冷異常[11].

1.3.2 氣溫的突變檢驗(yàn)

氣候突變是一種中斷氣候漸進(jìn)變化過(guò)程的現(xiàn)象，即從相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪幌鄬?duì)穩(wěn)定狀態(tài)，且統(tǒng)計(jì)特征發(fā)生明顯變化[12].本文采用Mann-Kendall法，配合滑動(dòng)t檢驗(yàn)分析了粵港澳大灣區(qū)1961-2018年平均氣溫、1月與7月平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫的突變狀況.滑動(dòng)t檢驗(yàn)的原理與計(jì)算方法見(jiàn)文獻(xiàn)[12].Mann-Kendall法是世界氣象組織推薦的一種非參數(shù)檢驗(yàn)方法，這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是它不需要遵循既定的樣本分布，且異常值所產(chǎn)生的干擾較少，是當(dāng)前具有較強(qiáng)理論基礎(chǔ)且應(yīng)用廣泛的檢測(cè)方法[13].Mann-Kendall檢驗(yàn)法的思路：基于時(shí)間序列的秩序量，首先構(gòu)建2個(gè)序列統(tǒng)計(jì)量(UF和UB)；然后繪制這兩個(gè)統(tǒng)計(jì)量的曲線及臨界線；最后通過(guò)UF和UB曲線交點(diǎn)與臨界線可判斷突變發(fā)生的時(shí)間.具體計(jì)算過(guò)程如下[14]：

(1)依據(jù)n個(gè)時(shí)間序列x1，x2，…，xn，構(gòu)造序列Sk.

(3)

式中，序列Sk是i時(shí)刻數(shù)值大于j時(shí)刻數(shù)值個(gè)數(shù)的累計(jì)數(shù)，易知k=1時(shí)，S1=0.

(2)假定所選時(shí)間序列隨機(jī)而且相互獨(dú)立，定義統(tǒng)計(jì)量UFk、UBk.

(4)

式中，UFk為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，它是順序時(shí)間序列計(jì)算得到的統(tǒng)計(jì)序列；UF1=0，E(Sk)，Var(Sk)是Sk的平均值與方差；當(dāng)該時(shí)間序列均獨(dú)立，而且連續(xù)分布時(shí)，可由下式計(jì)算得出：

(5)

若再按時(shí)間序列x逆序xn,xn-1,…,x1，再重復(fù)上述過(guò)程，構(gòu)造逆序列UBk.

(3)繪制M-K統(tǒng)計(jì)量變化圖，進(jìn)行氣溫突變點(diǎn)識(shí)別.當(dāng)UF≥0，為上升趨勢(shì)；≤0為下降趨勢(shì).當(dāng)越過(guò)臨界置信水平線時(shí)(α= 0.05，置信水平線為±1.96)，表示有顯著變化趨勢(shì).若UF和UB曲線出現(xiàn)交點(diǎn)，而且交點(diǎn)位于置信水平線之間，則視該點(diǎn)為可能的突變點(diǎn)；若兩曲線的交點(diǎn)在置信水平線之外，則無(wú)法肯定該點(diǎn)是否為突變點(diǎn)或在統(tǒng)計(jì)上不顯著，還需配合滑動(dòng)t檢驗(yàn)才可最終確定[15].

1.3.3 氣溫變化影響因子

采用主成分分析法[16]，以及通過(guò)計(jì)算各氣象因子的變異系數(shù)(CV)[17]，以此確定氣候因子的變異程度，從而分析影響氣溫變化的主要?dú)庀笠蜃?

2 結(jié) 果

2.1 平均氣溫的變化特征

2.1.1 氣溫的長(zhǎng)期變化

研究區(qū)各年、最熱和最冷月份平均氣溫如圖1；將氣溫傾向率與其它區(qū)域的值一起列于表1(氣溫?cái)?shù)據(jù)來(lái)自文獻(xiàn)[18-20]).可以看出，近58年來(lái)粵港澳大灣區(qū)年平均氣溫呈弱上升趨勢(shì)，其增溫率明顯低于全中國(guó)、中國(guó)西北地區(qū)以及全球的，且與顯著增暖的中國(guó)西北地區(qū)存在明顯差異.灣區(qū)內(nèi)1月均溫甚至呈下降趨勢(shì)，7月均溫變化傾向率為0.11 ℃/10年，其增幅最大，對(duì)于灣區(qū)內(nèi)全年整體增溫有較大貢獻(xiàn)，是全年變化傾向率的5.5倍，略低于全國(guó)同月增溫水平.因受氣溫總體變化平緩以及部分年份氣溫偏差較大的影響，各溫度變化指標(biāo)均未達(dá)到顯著性標(biāo)準(zhǔn)，在總體微弱上升/下降的趨勢(shì)中表現(xiàn)出波動(dòng)變化.

表1 氣溫傾向率

圖1 粵港澳大灣區(qū)氣溫時(shí)間序列

從11年滑動(dòng)平均來(lái)看，粵港澳大灣區(qū)的氣溫一直處于波動(dòng)變化當(dāng)中，平均氣溫總體呈弱上升趨勢(shì).經(jīng)計(jì)算58年來(lái)平均氣溫變異系數(shù)為0.041，從數(shù)值來(lái)看年氣溫沒(méi)有顯著升降趨勢(shì)，其總體演變過(guò)程較為平緩，除1962年，平均氣溫的距平值均在±2 ℃以內(nèi)，呈短周期的冷暖交替變化.1月均溫的變化過(guò)程與年均溫相似.7月均溫以2002年為節(jié)點(diǎn)，此前年際變化十分平緩，此后呈升高趨勢(shì).

2.1.2 氣候異常變化特征

利用氣溫距平值與氣溫標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行氣候異常年份識(shí)別，結(jié)果如表2.年平均溫度的異常(含接近異常，下同)中，除2000s外其余各年代均出現(xiàn)冷年，暖年多出現(xiàn)于1960s 以及2010s.總體上發(fā)生異常的概率為8%～14%.最冷月和最熱月均有異常發(fā)生，但后者發(fā)生次數(shù)少于前者.1960s發(fā)生異常的頻次最高(8次，含年異常，下同)，其次是2010s(6次)，1990s僅出現(xiàn)一次異常.1962年在全年、最冷月、最熱月均出現(xiàn)異常，這是58年來(lái)絕無(wú)僅有的.

表2 溫度異常年份

1961年以來(lái)，粵港澳大灣區(qū)最暖的3年依次是1962年，2014年和1968年(當(dāng)年平均溫度相同，夏季溫度高年為先)；最冷的3年是2011年、1963年和1984年(當(dāng)年平均溫度相同，冬季溫度低年為先).

2.2 氣溫的突變特征

圖2為各溫度指標(biāo)的時(shí)間序列圖，結(jié)合了M-K檢驗(yàn)結(jié)果與滑動(dòng)t檢驗(yàn)結(jié)果以分析氣溫的突變特征.由圖3a可知，平均氣溫隨著時(shí)間變化發(fā)生波動(dòng)下降—上升，UF和UB在2013年與2015年有交叉點(diǎn)，且在置信區(qū)間內(nèi)，此后UF曲線呈上升趨勢(shì)且大于0，但兩曲線始終沒(méi)有突破信度線，說(shuō)明在0.05的顯著性水平下，平均氣溫沒(méi)有發(fā)生突變，且灣區(qū)內(nèi)平均氣溫?zé)o顯著升降趨勢(shì).58年間，氣溫呈下降趨勢(shì)的年段要多于呈上升趨勢(shì)的年段.

圖2 不同溫度指標(biāo)時(shí)間序列

圖4為滑動(dòng)t統(tǒng)計(jì)量曲線.由圖4b和圖4c可知，1月的最高氣溫和極端高溫變化相似，總體均呈緩慢下降趨勢(shì).最高氣溫的曲線未超過(guò)0.05顯著水平線，說(shuō)明灣區(qū)內(nèi)的1月最高氣溫?zé)o顯著升降趨勢(shì)，UF和UB曲線有多個(gè)交點(diǎn)，但兩曲線始終沒(méi)有突破信度線，說(shuō)明在0.05的顯著性水平下，1月最高氣溫沒(méi)有發(fā)生突變.極端高溫在1960s、1980s和2000sUF和UB曲線有多個(gè)交點(diǎn)，這些交點(diǎn)均在α=0.05信度線之內(nèi)，但兩曲線都沒(méi)有超過(guò)信度線，在2008年前后的交點(diǎn)相交后UB曲線突破0.05顯著水平線，但未通過(guò)滑動(dòng)t檢驗(yàn)，如圖4c所示，即可判斷為沒(méi)有發(fā)生突變.總體來(lái)看，1月最高氣溫和極端高溫的升或降趨勢(shì)所持續(xù)的時(shí)間基本均等.

圖4 滑動(dòng) t 統(tǒng)計(jì)量曲線

由圖4d和圖4e可知，1月的最低氣溫和極端低溫總體均呈上升趨勢(shì)，極端低溫上升趨勢(shì)較為明顯，在1991年、2000s和2010s大部分時(shí)間超過(guò)0.05顯著水平線，說(shuō)明有顯著上升趨勢(shì)，UF和UB在1980年前后置信區(qū)間內(nèi)有交叉點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)其作滑動(dòng)t檢驗(yàn)，如圖4e所示，當(dāng)n1=n2=10時(shí)，|t0|>tα通過(guò)了α=0.05的信度水平檢驗(yàn)，說(shuō)明灣區(qū)內(nèi)1月極端低溫在1981年發(fā)生突變.最低氣溫中UF和UB曲線有多個(gè)交點(diǎn)，但UF曲線始終沒(méi)有突破信度線，在2002年交叉后UB曲線突破0.05顯著水平線，進(jìn)而對(duì)其作滑動(dòng)t檢驗(yàn)，如圖4d所示，當(dāng)n1=n2=10時(shí)，|t0|>tα通過(guò)了=0.05的信度水平檢驗(yàn)，說(shuō)明2002年為可信的突變點(diǎn).

由圖4f和圖4g可知，7月的最高氣溫和極端高溫在58年間，氣溫呈上升趨勢(shì)的年段要多于呈下降趨勢(shì)的年段，極端高溫呈緩慢波動(dòng)上升，最高氣溫有下降—上升變化.最高氣溫在2010s達(dá)到0.05顯著水平線，說(shuō)明有顯著上升趨勢(shì)，UF和UB在1997年置信區(qū)間內(nèi)有交叉點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)其作滑動(dòng)t檢驗(yàn)，如圖4f所示，當(dāng)n1=n2=10時(shí)，|t0|>tα通過(guò)了α=0.05的信度水平檢驗(yàn)，說(shuō)明灣區(qū)內(nèi)7月最高氣溫在1997年發(fā)生突變.極端高溫中UF和UB曲線有多個(gè)交點(diǎn)，但兩曲線始終沒(méi)有突破信度線，說(shuō)明在0.05的顯著性水平下，7月極端高溫沒(méi)有發(fā)生突變，且無(wú)顯著升降趨勢(shì).

由圖4h和圖4i可知，7月的最低氣溫和極端低溫變化有很大差異.最低氣溫總體有下降—上升變化，在58年間大部分時(shí)間小于0，即呈下降趨勢(shì)，在1960s至1980s超過(guò)0.05顯著水平線，表明在此有顯著下降趨勢(shì)，在2015年前后UF和UB曲線有交點(diǎn)，但兩曲線未超過(guò)信度線，因而沒(méi)有發(fā)生突變.極端低溫中UF曲線大部分時(shí)間均大于0，即總體為上升趨勢(shì)，UF和UB曲線在1993年前后置信區(qū)間內(nèi)有交叉點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)其作滑動(dòng)t檢驗(yàn)，如圖4n所示，當(dāng)n1=n2=10時(shí)，|t0|>tα通過(guò)了α=0.05 的信度水平檢驗(yàn)，說(shuō)明灣區(qū)內(nèi)7月極端低溫在1993年發(fā)生突變，兩年后UF曲線突破0.05顯著水平線，表示氣溫顯著上升.

3 討 論

3.1 影響氣溫變化的主要?dú)庀笠蜃?/h3>

對(duì)粵港澳大灣區(qū)1961-2018年平均氣溫進(jìn)行主成分分析，以確定影響氣溫變化的關(guān)鍵因子.由主成分結(jié)果(表3、表4)可看出，前三主成分Z1、Z2、Z3的初始特征值超過(guò)1，且前三主成分之和的方差貢獻(xiàn)率達(dá)到81.216%.在第一主成分Z1中，最重要的氣象因子是相對(duì)濕度，其載荷絕對(duì)值為0.833；在第二主成分Z2中，最重要的氣象因子是氣壓，其載荷絕對(duì)值為0.813；在第三主成分Z3中，最重要的氣象因子是蒸發(fā)量，其載荷絕對(duì)值為0.685.前三主成分Z1、Z2、Z3分別所解釋的信息量不高，這說(shuō)明氣溫的變化是受到多重因素影響的，本文僅從氣象因子的角度分析可看出，水分是影響氣溫變化的關(guān)鍵因子.

表3 總方差解釋

表4 成分矩陣

由圖5可知，在影響粵港澳大灣區(qū)平均氣溫與最熱月氣溫變化的氣象因子中，變異系數(shù)順序前三位均為：氣壓、相對(duì)濕度、蒸發(fā)量；在影響最冷月氣溫變化的氣象因子中，變異系數(shù)順序前三位為：氣壓、風(fēng)速、相對(duì)濕度，說(shuō)明這些因子是粵港澳大灣區(qū)氣溫變化的主要影響因子，且在最冷月時(shí)風(fēng)速取代蒸發(fā)量成為主要影響因子，這是由于冬季風(fēng)主要受到西伯利亞冷高壓的影響，高壓強(qiáng)勁則風(fēng)速大；且冬季蒸發(fā)量降低，進(jìn)而對(duì)氣溫的影響減弱.降水量的變異系數(shù)最大，顯著高于其他因子的變異系數(shù)，除降水量與氣壓外，其他4個(gè)氣象因子間亦無(wú)顯著差異.

圖5 氣象因子間變異系數(shù)比較

3.2 氣溫分布及異常的歸因探討

采用克里金插值法作出粵港澳大灣區(qū)氣溫分布圖，見(jiàn)圖6b和圖6c.由圖6c可看出，粵港澳大灣區(qū)氣溫依照海岸線由低到高順序分布，因?yàn)榇鬄硡^(qū)面向海洋，海洋對(duì)氣溫的調(diào)節(jié)起到主要作用，海陸位置對(duì)灣區(qū)氣候的影響較為明顯，加之灣區(qū)內(nèi)山脈走向以東北-西南走向?yàn)橹?，進(jìn)而形成如圖所示的氣溫分布狀況.由圖6a和圖6b可看出，氣溫分布與海拔密切相關(guān)，兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系.結(jié)合上文的研究，此現(xiàn)象的出現(xiàn)與水分密切相關(guān)，影響最熱月和最冷月氣溫變化的氣象因子均有氣壓與相對(duì)濕度，不同之處在于前者還受到蒸發(fā)量的影響，后者還受風(fēng)速的影響.由于最冷月蒸發(fā)量降低，且相對(duì)濕度下降，因而水分對(duì)氣溫的調(diào)節(jié)作用減弱.

圖6 粵港澳大灣區(qū)高程圖與氣溫分布圖

觀測(cè)資料和數(shù)值模擬都清晰表明，亞洲的氣候變化受多個(gè)環(huán)流系統(tǒng)的影響，其中北大西洋濤動(dòng)(NAO)在20世紀(jì)70年代末之后強(qiáng)度增加[21].70年代末熱帶太平洋海表面溫度也發(fā)生了最強(qiáng)的一次年代際增暖事件，亞洲中緯環(huán)流從我國(guó)阿勒泰地區(qū)到韃靼海為廣闊的槽底區(qū)，從而高緯地區(qū)的寒冷氣流主要呈緯向延伸，難以南下，進(jìn)而導(dǎo)致暖異常[22].粵港澳大灣區(qū)位于東亞季風(fēng)區(qū)，夏季受季風(fēng)影響最為明顯.東亞季風(fēng)和南海季風(fēng)在上世紀(jì)70年代和90年代發(fā)生過(guò)2次轉(zhuǎn)型，70年代末東亞季風(fēng)的夏季風(fēng)顯著減弱，使得華南地區(qū)氣溫迅速升高，此外印度洋海溫異常使得暖性開(kāi)爾文波在副熱帶太平洋和我國(guó)南部上空形成反氣旋環(huán)流，進(jìn)而引起夏季氣溫的異常[23]，這與前文研究結(jié)果相似.因氣候系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得灣區(qū)內(nèi)的氣溫對(duì)于氣候事件的響應(yīng)有所延遲.同時(shí)寒潮也在70年代末發(fā)生頻次驟減突變，西伯利亞高壓和大氣環(huán)流狀態(tài)改變，對(duì)灣區(qū)內(nèi)的氣溫突變產(chǎn)生影響，且灣區(qū)位于世界第三極青藏高原東南側(cè)，因高原的地形作用，南、北風(fēng)系經(jīng)此后均會(huì)發(fā)生不同量級(jí)的動(dòng)力作用，從而加強(qiáng)了天氣過(guò)程及其影響范圍，致使副熱帶西風(fēng)帶的天氣能夠直下從而造成冷冬[24-25]，與前文研究結(jié)果一致.

研究區(qū)內(nèi)的氣溫沒(méi)有顯著的升降變化，這是由于在冬季干冷的北風(fēng)經(jīng)長(zhǎng)途跋涉后明顯減弱、變性，因而風(fēng)速降低、溫度升高，使得冬季氣溫較高.夏季偏南風(fēng)受到海洋氣團(tuán)的影響變得溫暖潮濕，因?yàn)硡^(qū)受海陸分布的影響較深，構(gòu)成了一年四季既無(wú)嚴(yán)寒又無(wú)酷暑，四季宜人的氣候.另外，暖流、寒流、海陸風(fēng)、灣區(qū)境內(nèi)稠密的河網(wǎng)和大片的植被，對(duì)氣溫的調(diào)節(jié)也可以起到重要的作用[26].

極端高溫的變化趨勢(shì)與已有研究[27-28]的研究結(jié)果相似，并出現(xiàn)波狀上升變化趨勢(shì)，其中增溫幅度最為顯著年份為2003年、1989年和1980年，高溫變化較為緩和，波動(dòng)不大，呈下降-上升的趨勢(shì)，可以說(shuō)在全球變暖的背景下，在此并沒(méi)有呈現(xiàn)與全球氣溫變化一致的現(xiàn)象.但總體來(lái)看，極端低溫由1960s的-1.3 ℃上升到2010s的1.2 ℃，極端高溫由1960s的37.7 ℃上升到2000s的38.3 ℃，這與全球變暖的背景一致.

4 結(jié) 論

近60年來(lái)粵港澳大灣區(qū)的氣溫一直處于周期較短的波動(dòng)變化當(dāng)中，但氣溫總體呈弱上升趨勢(shì)，其增溫率明顯低于全中國(guó)、中國(guó)西北地區(qū)以及全球，平均氣溫變異系數(shù)為0.041，氣溫波動(dòng)不大，演變過(guò)程較為平緩.58年來(lái)灣區(qū)內(nèi)的增溫率明顯低于全中國(guó)、中國(guó)西北地區(qū)以及全球，且與顯著增暖的中國(guó)西北地區(qū)存在明顯差異.

對(duì)氣候異常年份進(jìn)行識(shí)別，可看出灣區(qū)內(nèi)的氣溫呈現(xiàn)持續(xù)的冷暖交替.58年來(lái)總體上發(fā)生異常的概率為8%～14%.年平均溫度的異常(含接近異常)中，除2000s外其余各年代均出現(xiàn)冷年，暖年多出現(xiàn)于1960s以及2010s.最冷月中發(fā)生異常多于最熱月.

應(yīng)用兩種突變檢驗(yàn)方法(Mann-Kendall法、滑動(dòng)t檢驗(yàn)法)對(duì)粵港澳大灣區(qū)1961-2018年各溫度類型的突變狀況進(jìn)行檢驗(yàn)，1月最低氣溫在2002年發(fā)生突變、1月極端最低氣溫在1981年發(fā)生突變、7月最高氣溫在1997年發(fā)生突變、7月極端最低氣溫在1993年發(fā)生突變，這與前人的研究結(jié)果一致[7-9].其余溫度類型經(jīng)檢驗(yàn)均未發(fā)生突變.其中呈波動(dòng)下降—上升變化的有平均氣溫和7月的最低氣溫；呈顯著上升趨勢(shì)的有1月極低氣溫、7月最高氣溫、7月極低氣溫；無(wú)顯著下降的氣溫類型.可看出7月對(duì)于整體氣溫變暖的貢獻(xiàn)更為突出.

對(duì)各氣象因子進(jìn)行主成分分析，得出影響氣溫變化的關(guān)鍵因子為：相對(duì)濕度、氣壓與蒸發(fā)量；通過(guò)衡量氣候因子的變異程度，可知平均氣溫與最熱月氣溫變化的主要影響因素是氣壓、相對(duì)濕度以及蒸發(fā)量；最冷月氣溫變化的主要影響因素是氣壓、風(fēng)速以及相對(duì)濕度.氣溫出現(xiàn)暖異常是受到熱帶太平洋海表面異常增溫以及東亞季風(fēng)和南海季風(fēng)轉(zhuǎn)型的影響，此外，西伯利亞高壓和大氣環(huán)流狀態(tài)的改變引起寒潮，使氣溫出現(xiàn)冷異常.