天峨近60年氣溫變化特征研究

張新 周慧僚 劉芳 玉芳 謝翠婷

摘要 本文利用天峨縣氣象站1960—2019年近60年氣溫資料，采用一元線性回歸的方法，分析了天峨縣的平均氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫等要素，研究了天峨1960—2019近60年來的氣溫特征和年際變化趨勢。

關(guān)鍵詞 氣溫變化;特征;研究

中圖分類號：S436.8 文獻標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）08–0073–03

Study on Temperature Variation Characteristics in Tian'e in Recent 60 Years

ZHANG Xin et al（Meteorological Bureau of Tian'e County， Tiane， Guangxi 547300）

Abstract Based on the temperature data of Tiane county meteorological station in recent 60 years from 1960 to 2019， using the method of univariate linear regression， this paper analyzes the factors such as average temperature， extreme maximum temperature， extreme minimum temperature， average maximum temperature and average minimum temperature in Tiane County， and studies the temperature characteristics and interannual variation trend of Tiane County in recent 60 years from 1960 to 2019.

Key words Temperature change; Char-acteristic; research

天峨縣位于廣西西北部，云貴高原邊緣，106°34′E～107°20′E，24°36′N～25°28′N。天峨縣有許多山脈和丘陵，地勢從西北向東南傾斜，平均海拔約470 m，最高海拔1 419 m，南北長125 km，東西寬100 km，總面積3 192 km2;屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，氣候濕潤溫暖，四季分明，夏季濕熱，冬季無嚴(yán)寒，雨量充沛，霜期短[1]。

天峨縣年平均氣溫20.3℃，最熱月平均氣溫27.4℃，最冷月平均氣溫11.5℃;年平均降雨量1 370.8 mm，其中汛期4—9月降雨量1 144.0 mm，占年降雨量的83.5%;年平均相對濕度79%，最小相對濕度14%;無霜期長;年平均日照時數(shù)1 159.4 h，占總?cè)照諘r數(shù)的26%;年平均蒸發(fā)量為1 242.0 mm;主要氣象災(zāi)害有暴雨洪水、低溫冷害、冰雹、雷暴大風(fēng)、干旱等[2]。

1 資料概況與研究方法

1.1 資料概況

天峨縣1960—2019年近60年氣溫資料來自天峨國家氣象觀測站多年的平均氣溫、極端最高氣溫、極端最低氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫數(shù)據(jù)，根據(jù)這些資料來研究天峨縣氣溫的變化特征。

1.2 研究方法

選取天峨縣近60年氣象觀測站的年平均氣溫、平均最高氣溫、極端最高氣溫、平均最低氣溫、極端最低氣溫資料，使用線性回歸方法和Mann-Kendall 檢驗法，研究分析天峨的氣溫變化特征，得出天峨近60年氣溫的變化趨勢，以更好地了解氣候變化問題。

2 氣溫的年際及年代變化特征

2.1 年平均氣溫的年際及年代變化

通過分析天峨1960—2019年的年平均氣溫資料得知，天峨近60年的多年平均氣溫為20.3℃，20世紀(jì)80年代之前平均氣溫基本低于平均值（圖1）。根據(jù)天峨縣1960—2019年的年平均氣溫曲線可知，平均氣溫的相關(guān)系數(shù)為0.478，可以通過α=0.001的相關(guān)性檢驗，變化趨勢率為0.13℃/10年，年平均氣溫的最高值為21.4℃，出現(xiàn)在2003年，最低值為19.4℃，出現(xiàn)在1984年[2]。

從天峨縣年平均氣溫年際變化表（表1）可以看出，1960—2019年，天峨縣年平均氣溫由19.9℃上升到20.3℃，呈現(xiàn)上升趨勢。2000—2009年平均氣溫的年代際變化呈下降趨勢，其他年代際變化呈上升的趨勢。2000—2009年平均氣溫的變化傾向率最大，但相關(guān)系數(shù)不大，未通過α=0.05的顯著性檢驗。

2.2 最高氣溫的年際及年代變化

天峨縣1960—2019年最高氣溫的平均值為25.5℃，與年平均氣溫一樣呈上升趨勢，其斜率為0.08℃/10年，相關(guān)系數(shù)為0.267，可以通過α=0.05顯著水平的檢驗。最高氣溫的最高值為26.8℃，出現(xiàn)在1987年，最低值為24.4℃，出現(xiàn)在1984年（圖2）。

分階段來看，天峨近60年來最高氣溫在20世紀(jì)60～90年代呈上升趨勢，2000—2009年最高氣溫的變化趨勢率為-0.14，相關(guān)系數(shù)值為-0.07，說明這段時期最高氣溫呈下降的趨勢（表2）。在2010—2019年最高氣溫變化趨勢率最大，為0.56℃/10年，但相關(guān)系數(shù)為0.328，未通過α=0.05顯著水平的檢驗，因此為不顯著上升的趨勢。

20世紀(jì)60～90年代和2010—2019年最高氣溫都呈上升趨勢，只有2000—2009年的最高氣溫呈下降趨勢。

2.3 最低氣溫的年際及年代變化

通過分析天峨1960—2019年的年最低氣溫資料（圖3）可知，天峨近60年的年最低氣溫平均值為17.2℃，天峨近60年最低氣溫變化趨勢率為0.21℃/10年，相關(guān)系數(shù)為0.648，呈極顯著上升趨勢。平均最低氣溫最高值為18.4℃，出現(xiàn)在2003年，而最低值為16.0℃，出現(xiàn)在1962年。

分階段來看，天峨縣在20世紀(jì)80年代和2000—2009年的年最低氣溫呈下降趨勢，其他年代上升趨勢，但變化并不顯著（表3）。

2.4 年極端最低氣溫的年際及年代變化

通過分析天峨1960—2019年的年極端最低氣溫資料得知（圖4），天峨近60年的極端最低氣溫呈極顯著上升趨勢，變化趨勢率為0.56℃/10年，相關(guān)系數(shù)為0.596，通過了α=0.001的檢驗。極端最低氣溫的最高值為4.8℃，出現(xiàn)在2015年，最低值為-2.9℃，出現(xiàn)在1963年[3]。

分階段來看，天峨縣20世紀(jì)60年代—2009年，年極端最低氣溫呈上升趨勢，只有2010—2019年呈下降趨勢，但是極端最低氣溫的年代變化率和相關(guān)系數(shù)都不大，均未通過α=0.05的檢驗（表4）。

2.5 年極端最高氣溫的年際及年代變化

分析天峨1960—2019年以來的年極端最高氣溫資料可得（圖5），天峨近60年極端最高氣溫呈極顯著的上升趨勢，變化趨勢率為0.20℃/10年，相關(guān)系數(shù)為0.425，可以通過α=0.001顯著水平的檢驗。極端最高氣溫的最高值為40.6℃，出現(xiàn)在2015年，最低值為36.2℃，出現(xiàn)在1974年。

分階段來看，天峨縣20世紀(jì)60年代極端最高氣溫的變化趨勢率為-0.02℃/10年，相關(guān)系數(shù)為-0.014，沒有通過α=0.05的顯著水平的檢驗，因此60年代的極端最高氣溫呈下降趨勢。20世紀(jì)70年代的變化趨勢率為0.09℃/10年，相關(guān)系數(shù)值為0.028，并沒有通過α=0.05顯著水平的檢驗，因此70年代呈不顯著上升的趨勢。20世紀(jì)80年代極端最高氣溫的變化趨勢率較大，為1.53℃/10年，相關(guān)系數(shù)為0.719，通過了α=0.05顯著水平的檢驗，因此80年代極端最低氣溫顯著上升。20世紀(jì)90年代極端最高氣溫的變化趨勢率為-0.158℃/10年，相關(guān)系數(shù)為0.701，可以通過α=0.05顯著水平的檢驗，因此90年代極端最高氣溫呈顯著下降趨勢。2000—2019年年極端最高氣溫呈上升趨勢，但變化不顯著（表5）。

3 氣溫的突變分析

3.1 年平均氣溫的突變分析

使用Mann-Kendall檢驗法，對天峨縣近60年的平均氣溫進行突變分析可知，正序列UF曲線與反序列UB曲線相交于1978年，表明平均氣溫的突變時間為1978年（圖6）。比較α=0.05的顯著性檢驗的值可知，1978年的平均氣溫沒有通過檢驗，同樣說明天峨年平均氣溫的突變年是1978年，是氣溫上升的開始時間，而UF曲線于1980年之后在α=0.05的顯著線上，因此，1980—2019年是暖期時段。

3.2 最高氣溫的突變分析

使用Mann-Kendall檢驗法，分析檢驗天峨近60年最高氣溫，可得出以下結(jié)果：正序列UF與反序列UB有3個交點，在1986—1990年之間，且在正序列UF曲線與反序列UB曲線之間，說明平均最高氣溫的突變不明顯，結(jié)合最高氣溫線性趨勢分析，最高氣溫最高值在1987年，所以突變年在1987年。而在2015—2019年UF曲線是超過α=0.05的顯著線的，說明2015—2019年最高氣溫呈顯著上升趨勢[4]。1963—1968年UF曲線呈下降趨勢，表明在這個時間段內(nèi)最高氣溫是逐漸下降的，而后才逐漸上升（圖7）。

3.3 最低氣溫的突變分析

使用Mann-Kendall檢驗法，分析驗證天峨近60年最低氣溫，可得出以下結(jié)果：正序列UF與反序列UB相交于1972年和1974年，由累積距平值可知1974年最低氣溫發(fā)生較大變化，可以明確最低氣溫突變年為1974年，而1974年的UF值超過了α=0.05的顯著水平線，因此最低氣溫于1974年開始顯著上升，一直到2019年都是暖期的突變區(qū)域（圖8）。

3.4 極端最低氣溫的突變分析

使用Mann-Kendall 檢驗法，分析驗證極端最低氣溫可得：極端最低氣溫的正序列UF曲線和反序列UB曲線于1975年相交，說明極端最低氣溫的突變年出現(xiàn)在1975年，1975年UF的值通過了α=0.05的顯著性檢驗，說明極端最低氣溫于1975年呈顯著上升趨勢，其突變暖期為1980—2019年。

3.5 極端最高氣溫的突變分析

使用Mann-Kendall檢驗法，分析驗證極端最高氣溫可知：極端最高氣溫的正序列UF曲線和反序列UB曲線有6個交點，通過累積距平值可知1999—2019年極端最高氣溫升高明顯，可以明確最低氣溫突變年為1999年，但1999年未通過α=0.05的顯著性檢驗，因此極端最高氣溫于1986年呈上升趨勢，但變化不顯著。2004年UF值才超過α=0.05的直線水平，所以極端最高氣溫于2004—2019年顯著上升，且是突變的暖期時段。而在1966—1970年和1972—1975年UF曲線呈下降趨勢，說明極端最高氣溫在這兩個時間段內(nèi)逐漸下降[5]。

4 結(jié)論

（1）近60年來天峨縣的多年平均氣溫、極端最低氣溫、平均最低氣溫、平均最高氣溫和極端最高氣溫都呈極顯著上升趨勢，都通過了α=0.001的顯著性檢驗。

（2）1960—2019年，天峨的年平均氣溫、平均最高和最低氣溫、極端最高和最低氣溫在近60年呈非常顯著的上升趨勢，但不同年份的氣溫變化趨勢不同，平均氣溫和平均最高氣溫于2000—2009年呈下降趨勢，其他年份呈上升趨勢;平均最低氣溫于1980—1989年和2000—2009年有所下降，其他年份都有所上升;2010—2019年極端最低氣溫呈下降趨勢，20世紀(jì)60年代—2009年極端最低氣溫呈上升趨勢;極端最高氣溫于20世紀(jì)60年代和90年代呈下降趨勢，其他年代呈上升趨勢;平均氣溫、極端最高氣溫、平均最低氣溫、平均最高氣溫和極端最低氣溫的升降趨勢均不顯著。只有極端最高氣溫于20世紀(jì)80年代顯著上升，在90年代顯著下降。

（3）通過Mann-Kendall 檢驗法可知氣溫突變的年份，結(jié)果表明：平均氣溫的突變年為1978年，最高氣溫的突變年為1987年，最低氣溫的突變年為1974年，極端最低氣溫的突變年為1975年，極端最高氣溫的突變年為1999年。

參考文獻

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[2] 張維敏，王景紅.近40年黃土高原丘陵紅棗種植區(qū)氣溫變化特征及其影響分析[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2016，32（10）：139-144.

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[5] 馬秀霞，張娜，張紅玲，等.寧夏海原縣1958—2019年氣溫及降水變化規(guī)律分析[J].寧夏農(nóng)林科技，2021，62（2）：40-46.

責(zé)任編輯：黃艷飛