近60年來平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)氣溫變化特征

李雙錦 王麗玉

摘要 利用平潭1960—2019年氣溫觀測(cè)資料，運(yùn)用趨勢(shì)滑動(dòng)平均、線性傾向估計(jì)法和Mann-Kendall突變檢驗(yàn)等統(tǒng)計(jì)分析方法，分析平潭氣象站氣溫變化。結(jié)果表明：（1） 1960—2019年平潭氣象站年平均氣溫以0.213℃/10 a的速率呈明顯上升趨勢(shì);季節(jié)平均氣溫均以不同速率上升，春冬季上升趨勢(shì)最為顯著;（2）年平均最高、最低氣溫均呈上升趨勢(shì)，年平均最低氣溫上升趨勢(shì)顯著，其增溫速率遠(yuǎn)大于年平均最高氣溫，冬季平均最低氣溫上升趨勢(shì)最為明顯;（3）平潭氣溫自20世紀(jì)90年開始表現(xiàn)出增溫趨勢(shì)，年平均氣溫、季節(jié)平均氣溫、年平均最高、年平均最低氣溫均存在突變現(xiàn)象，21世紀(jì)增暖趨勢(shì)更為顯著，年平均氣溫突變點(diǎn)在1996年。

關(guān)鍵詞 氣溫;氣候變化;Mann-Kendall;趨勢(shì)變化

中圖分類號(hào)：P459 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）04–0044–02

氣候變化是全球普遍關(guān)注的熱點(diǎn)話題，而氣溫則是氣候變化最為重要的指標(biāo)。中國氣候變暖已經(jīng)是一個(gè)無可爭(zhēng)辯的事實(shí)[1]，氣溫變化對(duì)人類的生產(chǎn)以及自然環(huán)境狀況都會(huì)產(chǎn)生重大的影響，愈發(fā)深刻地影響著中國可持續(xù)發(fā)展[2]。研究表明，近百年來中國氣候已經(jīng)明顯變暖，與全球同期平均水平相當(dāng)或略強(qiáng)，但是近幾十年來，年平均上升速率卻明顯高于全球平均水平[3-4]。利用平潭國家氣象站1960—2019年氣象觀測(cè)資料對(duì)氣溫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，試圖找出該觀測(cè)站氣溫的變化特征，為進(jìn)一步做好氣象服務(wù)提供可靠依據(jù)。

1 資料與方法

研究數(shù)據(jù)來自平潭綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)（以下簡(jiǎn)稱“平潭”）國家氣象站日平均、日最高氣溫和日最低氣溫，資料時(shí)間序列長，且探測(cè)環(huán)境保護(hù)好，因此極具代表性，然后對(duì)日氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、整理，形成年平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫和季節(jié)平均氣溫等序列。為保證分析年代的完整性和可比性，主要選取了1960—2019年的氣溫。四季的劃分采用氣候統(tǒng)計(jì)常規(guī)劃分標(biāo)準(zhǔn)：以3—5月、6—8月、9—11月、12月—次年2月劃分春、夏、秋、冬季。

主要采用線性傾向估計(jì)、趨勢(shì)滑動(dòng)平均和Mann-Kendall突變檢驗(yàn)等診斷方法來計(jì)算分析該地區(qū)氣溫年際變化趨勢(shì)。

2 結(jié)果分析

2.1 氣溫變化特征分析

通過對(duì)平潭綜合試驗(yàn)區(qū)1960—2019年日平均氣溫資料，計(jì)算整理得出年平均氣溫、季節(jié)平均氣溫隨時(shí)間的變化序列，并對(duì)其變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。由圖1a可以看出，1960—2019年，平潭年平均氣溫變化范圍為18.8℃～20.9℃，多年平均氣溫為19.9℃，變化區(qū)間達(dá)到2.1℃。年平均氣溫變化呈增加趨勢(shì)，年平均氣溫氣候傾向率為0.213℃/10 a。20世紀(jì)90年代起氣溫開始明顯上升，年平均氣溫最高值出現(xiàn)在2002年和2017年（20.9℃）。由圖1b可以發(fā)現(xiàn)，1996年之前，年平均氣溫的距平值以負(fù)值為主，在氣溫偏冷的20世紀(jì)70、80年代，平均距平值普遍較低，1984年為最低值，年平均氣溫僅為18.8℃，之后氣溫明顯升高。20世紀(jì)90年代初、中期以負(fù)距平為主;后期氣溫則以正距平值為主，增溫幅度明顯增大，年平均氣溫距最高達(dá)到0.9℃（1998年）。進(jìn)入21世紀(jì)后，氣溫持續(xù)增溫，21世紀(jì)的20年間僅有一個(gè)負(fù)距平（2011年-0.4℃）和一個(gè)零距平（2010年），00年代為近60年的來最暖年代，10年代氣溫后出現(xiàn)回落，但總體呈明顯的上升趨勢(shì)。

從5年滑動(dòng)平均氣溫曲線看，2015—2019年5年的平均氣溫最高為20.7℃，以1984—1988年5年平均溫度最低19.2℃，兩者相差1.5℃。以1984（18.8℃最低）年為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，前25年氣溫呈降溫變化趨勢(shì)，傾向率為-0.142℃/10 a，前25年總的降溫為0.36℃;而后35年呈明顯的升溫趨勢(shì)，增溫速率為0.368℃/10 a，后35年總的升溫為1.29℃，是前25年的3倍多。

2.2 突變分析

從UF曲線來看，20世紀(jì)60年代呈降溫趨勢(shì)，70年代后一直呈升溫趨勢(shì)，進(jìn)入21世紀(jì)，這種增溫趨勢(shì)大大超過顯著性水平0.05的臨界線（U0.05=1.96），甚至超過0.001顯著水平，表明平潭年平均氣溫上升趨勢(shì)十分顯著。在P=0.05的顯著檢驗(yàn)水平下，曲線UF和UB在置信區(qū)間[-1.96，+1.96]內(nèi)只有一個(gè)交叉點(diǎn)，出現(xiàn)在1996年，說明在1996年平潭年平均氣溫發(fā)生了突變，氣溫向著暖的方向變化。

近60年平潭年平均最高、最低氣溫Mann-Kendall統(tǒng)計(jì)量曲線顯示，UF曲線的變化趨勢(shì)與年平均氣溫基本相似，年平均最高氣溫2003年以前UF<0，表現(xiàn)出降溫趨勢(shì)，2003—2019年UF>0，自2015年開始，UF值超過顯著水平0.05的臨界線（U0.05=1.96），表現(xiàn)出顯著增暖趨勢(shì)。在臨界區(qū)內(nèi)UF和UB曲線有多個(gè)交叉點(diǎn)，從10 a滑動(dòng)平均的Mann-Kendall檢驗(yàn)分析，年平均最高氣溫在2001年前后表現(xiàn)出氣溫顯著增暖的突變現(xiàn)象。年平均最低氣溫1990年以前UF<0，表現(xiàn)出降溫趨勢(shì)，1990—2019年UF>0，自1998年開始，UF值超過顯著水平0.05的臨界線（U0.05=1.96），表現(xiàn)出顯著增暖趨勢(shì)，在臨界區(qū)內(nèi)UF和UB曲線僅相交于1996年，由此判定近60年平潭年平均最低氣溫顯著增暖存在突變現(xiàn)象，突變點(diǎn)為1996年。

3 結(jié)論

（1）平潭1960—2019年年平均氣溫存在明顯的上升趨勢(shì)，年均氣溫的增溫速率為0.213℃/10 a，速率上升明顯，尤其是21世紀(jì)以來氣溫上升趨勢(shì)更為顯著。平均氣溫具有明顯的階段性變化特征。各個(gè)季節(jié)平均氣溫以不同速率上升，其中春、冬季達(dá)到了0.249℃/10 a和0.248℃/10 a，上升速率最為顯著，這也是平潭氣候變暖的主要體現(xiàn)。

（2）Mann-KendallK檢驗(yàn)結(jié)果表明，1960—2019年平潭氣溫變化呈增暖趨勢(shì)，存在突變，進(jìn)入21世紀(jì)氣溫變暖明顯顯著，平潭年、季節(jié)平均氣溫、平均最高、最低氣溫都不同程度呈現(xiàn)出顯著增暖趨勢(shì)。平均氣溫、春季平均氣溫5 a滑動(dòng)平均和平均最高氣溫的10 a滑動(dòng)平均都表現(xiàn)出氣溫增暖的突變現(xiàn)象;年平均氣溫突變點(diǎn)在1996年，冬季年平均氣溫突變年份比年平均氣溫早，突變點(diǎn)位1990年，其余的突變點(diǎn)和年平均氣溫相近或晚些年份（突變點(diǎn)在2000年及此后年間）。

參考文獻(xiàn)

[1] 許武成，王文，馬勁松，等.1997-1998年厄爾尼若事件的特征、成因及對(duì)氣候的影響[J].東海海洋，2004（3）：1-8.

[2] 孔莉.華東地區(qū)近60年來降水·氣溫變化分析（英文）[J].Meteorological and En-vironmental Research， 2010， 1（4）： 72-77.

[3] 魏鳳英.現(xiàn)代氣候統(tǒng)計(jì)診斷與預(yù)報(bào)技術(shù)[M].北京：氣象出版社，1999.

[4] 丁一匯，戴曉蘇.中國近百年來的溫度變化[J].氣象，1994（12）：19-26.

責(zé)任編輯：黃艷飛