新余市近60年氣溫變化趨勢分析

袁 春，李歡歡，馬中元，李栩婕，肖 云

(1.江西省新余市氣象局，338025，江西，新余；2.江西省氣象科學(xué)研究所，330046，南昌)

0 引言

IPCC(2021)報(bào)告(AR6)顯示[1]：氣候變化嚴(yán)峻性數(shù)千年未見。報(bào)告指出，全球每0.5 ℃升溫將造成極端熱事件頻次和強(qiáng)度明顯增加；每0.5 ℃升溫將造成強(qiáng)降水和一些區(qū)域農(nóng)業(yè)和生態(tài)干旱明顯增加。氣溫變化的研究是當(dāng)前大氣科學(xué)研究中一個(gè)非常重要的課題，通過認(rèn)識長年代氣溫變化的發(fā)生、發(fā)展和演變規(guī)律，對科學(xué)指導(dǎo)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及引導(dǎo)社會可持續(xù)發(fā)展均具有重大戰(zhàn)略意義。近幾年來，國內(nèi)外眾多學(xué)者對氣候變化可能引起的環(huán)境和生態(tài)變化問題給予了高度的重視[2-6]。氣溫變化具有顯著的地域差異，認(rèn)識區(qū)域氣溫變化特征，對于生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展是非常重要的。區(qū)域氣溫變化也已逐漸成為研究氣候變化的熱點(diǎn)[7-20]。

在全球氣候變暖背景下，新余的氣溫也發(fā)生了顯著變化。氣溫的變化會對當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)作物生長期、產(chǎn)量、品質(zhì)和病蟲害的防治產(chǎn)生影響，因此應(yīng)該根據(jù)氣候變化對農(nóng)作物種植制度、布局、結(jié)構(gòu)、品種等方面作出相應(yīng)的調(diào)整，研究適應(yīng)氣候變化的高效農(nóng)作物栽培技術(shù)迫在眉睫。目前，針對新余市氣溫變化的分析研究還只有袁春等對1959—2005年的年平均氣溫及冬季、夏季氣溫的分析[21]。

本文利用1959—2019年新余市逐日氣溫?cái)?shù)據(jù)，分析新余市年際和春夏秋冬四季氣溫變化特點(diǎn)，為新余市氣溫趨勢預(yù)報(bào)提供分析依據(jù)。

1 資料及方法

本文所用資料主要是新余市1959年3月至2019年2月月平均溫度資料。采用了線性趨勢、墨西哥帽(Mexican hat)子波方法及Mann Kendall法對新余市近60 a來氣溫變化趨勢進(jìn)行氣候特征分析。季節(jié)的劃分采用氣象季節(jié)：春季(3―5月)、夏季(6―8月)、秋季(9―11月)、冬季(12月―次年2月)。

2 結(jié)果分析

2.1 變化趨勢分析

1959—2019年的60 a，新余市年平均氣溫及春、夏、秋、冬四季平均氣溫都呈現(xiàn)上升趨勢(圖1)。年平均氣溫的變化趨勢為0.018 4 ℃/a；春季平均氣溫的變化趨勢為0.025 1 ℃/a；夏季平均氣溫的變化趨勢為0.004 3 ℃/a；秋季平均氣溫的變化趨勢為0.022 1 ℃/a；冬季平均氣溫的變化趨勢為0.027 ℃/a。也就是說新余市變暖最明顯的是冬季，比較平緩的是夏季。研究結(jié)果表明：新余的年平均氣溫增溫速率略高于李柏貞等研究的江西省平均氣溫上升0.17 ℃/10a的結(jié)論[9]。從4個(gè)季節(jié)增溫速率來看，新余近60 a的偏暖主要是冬、春、秋三季增暖所致，且冬、春、秋三季增溫速率略高于李柏貞等研究的江西省平均情況，夏季增溫速率略低于全省平均情況。

(a)年平均氣溫；(b)春季(3―5月)平均氣溫；(c)夏季(6―8月)平均氣溫；(d)秋季(9―11月)平均氣溫；(e)春季(12―2月)平均氣溫

2.2 振蕩周期分析

新余市年平均氣溫和春、秋、冬季平均氣溫都有15—16 a左右的振蕩周期(圖2)，且信號較強(qiáng)，目前正處偏暖期。年平均氣溫在1978年后開始向變暖轉(zhuǎn)換，2008年后趨向變冷；春季平均氣溫在1980年后開始向變暖轉(zhuǎn)換，2008年后趨向變冷；秋季平均氣溫在1978年后開始向變暖轉(zhuǎn)換，2007年后趨向變冷；冬季平均氣溫在1974年后開始向變暖轉(zhuǎn)換，2005年后趨向變冷。夏季平均氣溫在20世紀(jì)以后有明顯的4—5 a左右的振蕩周期，1990年后開始向變冷轉(zhuǎn)換，1998年后趨向變暖，2008向變冷轉(zhuǎn)換，2017年變暖，目前處偏冷期。

圖2 新余市平均氣溫及16 a尺度小波變換

2.3 突變檢驗(yàn)分析

從年平均氣溫距平變化也可以看到(圖3)，年平均氣溫在1997年以前以負(fù)距平為主，1998年開始基本都是正距平。從Mann Kendall趨勢檢驗(yàn)圖上可以看到，年平均氣溫1997—1998年有個(gè)突變點(diǎn)，且實(shí)現(xiàn)2009年超出臨界線，說明年平均氣溫1998年開始的變暖突變是顯著的。同樣春季的突變點(diǎn)在1999—2000年，秋季的突變點(diǎn)在1994—1995年，冬季的突變點(diǎn)在1991—1992年，且都是較為顯著的變暖突變。夏季Z指數(shù)的突變檢測曲線有2個(gè)交點(diǎn)，一個(gè)是1990―1991年，另一個(gè)是1998―1999年，但曲線沒有超出臨界線，也就是說變化不顯著。

注：實(shí)線為順序曲線，點(diǎn)線為逆序曲線，直線為0.05水平顯著性檢驗(yàn)的臨界線，分別為±1.96

3 結(jié)論

本文通過新余市1959年3月到2019年2月的月平均溫度資料，對新余市近60 a來氣溫變化趨勢進(jìn)行氣候特征分析，得到以下幾點(diǎn)結(jié)論。

1)近60 a來新余市年平均氣溫及春、夏、秋、冬四季平均氣溫都呈現(xiàn)上升趨勢。其中冬季氣溫變暖最明顯，夏季變化比較平緩。

2)年平均氣溫和春、秋、冬季平均氣溫都有15―16 a左右的振蕩周期，且信號較強(qiáng)，目前正處偏暖期。夏季平均氣溫在20世紀(jì)以后有明顯的4―5 a左右的振蕩周期，目前處偏冷期。

3)年平均氣溫和春季平均氣溫在20世紀(jì)90年代末，秋冬季平均氣溫則在20世紀(jì)90年代初各有一個(gè)較為顯著的增暖突變點(diǎn)。