吉林西部1951—2019年氣候變化特征分析

秦何 王碩 崔紅艷

摘 要：吉林西部位于農(nóng)牧交錯帶邊界，在東北地區(qū)具有特殊的地位，其氣候要素具有顯著特征。選取吉林西部6個觀測站點1951—2019年共69年的氣候要素數(shù)據(jù)，運用線性回歸分析方法，對各站點氣候要素的時間序列變化以及季節(jié)變化特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明：近70年來，吉林西部年平均氣溫總體呈現(xiàn)上升趨勢，年降水量、年平均相對濕度、年平均風(fēng)速以及年平均日照時數(shù)總體均呈現(xiàn)下降趨勢;但在季節(jié)變化方面存在局部差異性，白城地區(qū)和松原地區(qū)夏秋季節(jié)降水量的下降速率相差較大，前者為后者的4倍。吉林西部地區(qū)氣候變化與全球氣候變化具有一致性，受全球范圍內(nèi)南方濤動的影響，1988年后各氣候要素變化速率明顯加快。

關(guān)鍵詞：氣候要素;變化特征;吉林西部

中圖分類號 P467文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）18-0177-03

Analysis on the Characteristics of Climate Change in Western Jilin Province in 1951—2019

QIN He et al.

（College of Tourism and Geography Science， Baicheng Normal University， Baicheng 137000， China）

Abstract： The western of Jilin Province has a special position in Northeast China. It is located in the boundary of the ecotone between agriculture and animal husbandry， and its climate elements have remarkable characteristics. This paper selected a total of 69 climate data，1951—2019，of six representative stations in west Jilin. In this paper， linear regression analysis methods are used to analyze the time series change and seasonal change characteristics of climate elements at each site. The main conclusions are drawn in this paper： In the past 70 years， the average annual temperature in the western of Jilin presents an overall upward trend， while the annual precipitation， annual relative humidity， annual wind speed and annual sunshine hours all show a general downward trend. However， there are local differences in seasonal variation. The decrease rate of precipitation in summer and autumn in Baicheng and Songyuan is significantly different， and the former is four times that of the latter. it is found that the climate change in the western part of Jilin Province is consistent with the global climate change. Under the influence of the global Southern Oscillation， the change rate of various climate elements is obviously accelerated around 1988.

Key words： Climate elements; Variation characteristics; West Jilin

吉林省位于我國東北地區(qū)，地勢呈現(xiàn)出東南高、西北低的特征。其西部屬于農(nóng)牧交錯帶，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，歷來受到專家學(xué)者的重視。在影響生態(tài)環(huán)境的若干因素中，氣候要素變化顯得尤為重要。滿蘇爾·沙比提等[1]采用回歸分析和趨勢線分析方法，利用庫車、沙雅、新和氣象站的統(tǒng)計資料分析了渭干河-庫車河三角洲地區(qū)的氣象要素的變化趨勢。陳碧珊等[2]采用線性估計方法和反距離權(quán)重方法分析了柴達(dá)木盆地的氣溫、降水、風(fēng)速、日照等氣候要素的變化趨勢。翁文舜等[3]根據(jù)三明市主要氣候要素和極值的年序列，通過趨勢分析，研究了三明市氣候要素和極值變化特征。張端梅等[4]采用線性擬合、Mann-Kendall等方法分析吉林省洮南市1961—2014年共54年的年風(fēng)速、氣溫、降水特征。本研究通過整理歸納白城市和松原市1951—2019年共69年的氣候要素統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用線性回歸分析方法，分析了近69年來吉林西部氣候要素變化特點，并對未來吉林西部氣候要素的變化趨勢進(jìn)行了預(yù)測。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 吉林省西部地區(qū)主要包括白城和松原2個地級市，位于松嫩平原的西南部，包括科爾沁草原東部和松嫩平原南部，共轄10個縣（市、區(qū)），占地面積約為46879.7km2，是我國北方生態(tài)環(huán)境脆弱帶，也是吉林省農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境破壞比較嚴(yán)重的農(nóng)牧交錯帶。吉林省西部地區(qū)屬于溫帶半濕潤、半干旱的大陸性氣候區(qū)，四季變化顯著，全年溫差較大，年平均氣溫4～6℃;區(qū)內(nèi)降水時空變化明顯，降水量由東南向西北逐漸減少，降雨主要集中在7—8月，占全年降水量的80%左右;多年平均蒸發(fā)量為1500～1900mm。近年來，吉林西部年平均降水量有減少趨勢，大部分區(qū)域年降水少于450mm，干旱時有發(fā)生;大風(fēng)剝蝕土地，春旱頻繁，伏天雨水不均，秋旱常有發(fā)生。區(qū)域地理環(huán)境特征使得松原和白城的氣候具有一定特殊性。因此，通過分析吉林西部氣候要素變化特征，可以掌握該地區(qū)自然環(huán)境的變化趨勢。

1.2 數(shù)據(jù)來源 數(shù)據(jù)主要來自中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http：//data.cma.cn/site/index.html），白城、通榆、扶余、前郭、乾安以及長嶺6個觀測站1951—2019年共69年的氣候觀測數(shù)據(jù)，具體包括月平均氣溫、月平均降水、平均濕度、平均風(fēng)速、日照時數(shù)。

1.3 研究方法 采用趨勢檢驗法分析氣候要素，利用線性傾斜率進(jìn)行檢驗。線性傾斜率可以利用一元線性回歸方程表示，以時間t為自變量，風(fēng)速y為因變量，建立y與t的一元線性回歸方程：y（t）=a0+a1t，其中，a1為線性傾向率，其線性傾向系數(shù)可由最小二乘法求得。

2 結(jié)果與分析

2.1 多年平均氣溫及降水變化特征 由圖1可知，吉林西部地區(qū)多年平均氣溫為5.16℃，其中通榆最高（5.68℃），扶余最低（4.37℃），白城略低于平均值，而前郭、乾安、長嶺三地均略高于平均值;吉林西部多年平均降水量為431.96mm，通榆最低（387.38mm），白城次之（396.84mm），扶余最高（520.5mm），前郭、乾安、長嶺均超400mm。由表1可知，前郭年平均氣溫線性擬合方程系數(shù)最大，達(dá)到了0.04，表明前郭年平均氣溫在6個觀測站中上升趨勢最大;通榆年平均氣溫變化幅度相對較小，其線性擬合方程系數(shù)為0.026，為6個觀測站中的最小值。近70年來，白城、通榆、扶余、前郭、乾安、長嶺年平均氣溫分別上升了2.45、1.64、1.91、2.64、2.36、2.37℃。另外，吉林西部氣溫變化以1988年為界呈現(xiàn)明顯的分界特點，從1988年開始進(jìn)入相對高溫階段，且各觀測站點記錄的年平均最低溫均位于前一階段，年平均最高溫均位于后一階段。

近70年來，吉林西部各觀測站點年平均降水均呈現(xiàn)下降趨勢，下降速率略有不同。由表1可知，通榆年平均降水量線性擬合方程系數(shù)最小，僅為-1.55，表明通榆年平均降水量在6個觀測站中變化趨勢最大;乾安年平均降水量變化幅度相對較小，其線性擬合方程系數(shù)為-0.19，為6個觀測站中的最大值，表明乾安年平均降水量變化趨勢較為穩(wěn)定。

2.2 季節(jié)平均氣溫及降水變化特征

2.2.1 白城地區(qū) 根據(jù)白城及通榆氣溫數(shù)據(jù)繪制圖2，并計算春季、夏季、秋季、冬季均溫線性回歸方程，其系數(shù)依次為0.0504、0.023、0.0277、0.034，表明白城地區(qū)春夏秋冬各季節(jié)平均氣溫均呈上升趨勢。由圖2可知，近70年來冬季平均氣溫最為不穩(wěn)定，起伏較大;夏季平均氣溫較為穩(wěn)定。但近70年來增溫最快的季節(jié)并非冬季，而是春季，春季平均氣溫線性回歸方程系數(shù)達(dá)到0.0504，表明春季平均氣溫以0.504℃/10a的速度上升。這表明白城地區(qū)冬季均溫雖然起伏較大，但增溫不明顯，而春季均溫波動上升趨勢十分明顯。

根據(jù)白城市及通榆縣降水?dāng)?shù)據(jù)繪制圖3，并計算春季、夏季、秋季、冬季平均降水線性回歸方程，其系數(shù)依次為0.1254、-0.4016、-0.056、0.0036，表明白城地區(qū)春夏秋冬各季節(jié)平均降水極不穩(wěn)定，其中春季和冬季降水呈現(xiàn)上升趨勢，夏季和秋季呈現(xiàn)下降趨勢。由圖3可知，除冬季外，春夏秋三季平均降水變化起伏均很大;夏季平均降水最不穩(wěn)定，波動最大，且下降速率也最快，達(dá)到了0.4mm/a，表明白城地區(qū)夏季正呈現(xiàn)明顯的迅速干旱化現(xiàn)象;秋季平均降水雖有下降，但下降趨勢并不明顯;春季和冬季平均降水雖呈現(xiàn)上升趨勢，但由于基數(shù)較小，近70年分別約上升9mm和0.25mm，上升幅度并不明顯，無法改變白城地區(qū)冬春季節(jié)氣候干旱的現(xiàn)狀。再加上夏秋季節(jié)氣候逐漸干旱化，白城地區(qū)全年干旱程度愈發(fā)嚴(yán)重。

2.2.2 松原地區(qū) 根據(jù)前郭縣、長嶺縣、乾安縣及扶余市氣溫數(shù)據(jù)繪制圖4，并計算春季、夏季、秋季、冬季平均氣溫線性回歸方程，其系數(shù)依次為0.0524、0.0222、0.0267、0.0346，表明松原地區(qū)春夏秋冬各季節(jié)平均氣溫均呈上升趨勢。由圖4可知，近70年來，松原地區(qū)冬季均溫相較于其他3個季節(jié)而言起伏較大，但其線性回歸方程系數(shù)為0.0346，低于春季的0.0524，表明松原地區(qū)冬季升溫不如春季明顯，春季為4個季節(jié)中升溫最為明顯的季節(jié)，約以0.524℃/10a的速度上升。

根據(jù)前郭縣、長嶺縣、乾安縣及扶余市降水?dāng)?shù)據(jù)繪制圖5，并計算春季、夏季、秋季、冬季平均降水線性回歸方程，其系數(shù)依次為0.138、-0.2861、-0.1214、0.0135，表明松原地區(qū)春夏秋冬各季節(jié)平均降水極不穩(wěn)定，其中春季和冬季降水呈現(xiàn)上升趨勢，夏季和秋季呈現(xiàn)下降趨勢。由圖5可知，夏季平均降水最不穩(wěn)定，波動最大，且下降速率也最快，達(dá)到了0.287mm/a，表明松原地區(qū)夏季正呈現(xiàn)明顯的迅速干旱化現(xiàn)象;秋季平均降水有所下降，降幅雖較夏季緩慢，但下降速率（0.121mm/a）較白城地區(qū)秋季下降速率更快，表明松原地區(qū)夏秋2季降水下降速率較為接近，降幅較白城地區(qū)偏低;春季和冬季平均降水雖呈現(xiàn)上升趨勢，但由于基數(shù)較小，近70年來分別約上升9.66mm和0.945mm，上升幅度并不明顯，無法改變松原地區(qū)冬春季節(jié)氣候干旱的現(xiàn)狀。整體而言，松原地區(qū)降水呈現(xiàn)逐年減少的趨勢，氣候環(huán)境區(qū)域干旱化，但較白城地區(qū)而言相對緩慢。

2.3 多年平均日照及相對濕度變化特征 由圖6可知，吉林西部多年平均濕度和多年平均日照時數(shù)大致呈負(fù)相關(guān)，即濕度越低，日照時數(shù)越長。以1988年為界，1951—1987年吉林西部年平均日照時數(shù)高于平均值的有28年，而1988—2019年僅有7年;1951—1987年吉林西部年平均濕度高于平均值的有24年，而1988—2019年僅有8年，且近70年來年平均濕度、年平均日照時數(shù)最高值均出現(xiàn)在前一階段，最低值均出現(xiàn)在后一階段。6個觀測站中，年平均日照時數(shù)最長的是白城和通榆，年平均濕度最低的也是通榆和白城，而年平均濕度最高和年平均日照最低的都是扶余。

3 結(jié)論與討論

（1）近70年來，吉林西部各氣候要素，除年平均氣溫處于波動上升階段，年總降水量、年平均風(fēng)速、年平均相對濕度、年總?cè)照諘r數(shù)均呈現(xiàn)波動下降趨勢;尤其是1988年以后，變化特征愈加明顯，說明吉林西部年平均氣溫和其他各要素之間均呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，吉林西部干旱化趨勢日益明顯，因此要采取相應(yīng)措施應(yīng)對干旱化現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）在季節(jié)平均氣溫方面，白城和松原均呈現(xiàn)升溫趨勢，且各季節(jié)升溫速率較為一致;在季節(jié)平均降水方面，白城與松原在整體上均呈現(xiàn)夏秋兩季降水速率明顯下降、冬春兩季降水速率上升的趨勢，但具體而言，白城夏秋兩季降水速率差異較大，夏季降水下降速率約為秋季的8倍，而松原夏季降水下降速率僅為秋季的2倍。

（3）近70年來，東北大部分地區(qū)生長季日照時數(shù)和年總?cè)照諘r數(shù)出現(xiàn)減少趨勢，其中最為明顯的是松嫩平原東部、遼河平原西部以及吉林省中西部平原。東北地區(qū)氣溫普遍呈現(xiàn)明顯上升趨勢，平均風(fēng)速和年降水量也總體呈現(xiàn)下降趨勢[5]。吉林西部以1988年為界，前后發(fā)生了較為明顯的轉(zhuǎn)變，表現(xiàn)為年平均氣溫顯著升高，年平均濕度、年平均日照以及年平均風(fēng)速均呈下降趨勢，年平均降水的變化相對較大，呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。這一變化與全球氣候變化特征一致。據(jù)此可判定，吉林西部氣候變化特征是全球氣候變化的一個局部典型特征[6-7]，且與東北地區(qū)整體氣候變化保持一定的相關(guān)性。

參考文獻(xiàn)

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