吉林省各市2000—2020年氣候變化特征對(duì)比分析

摘 要：吉林省位于我國(guó)東北地區(qū)，其氣候要素具有顯著特征。選取吉林省9個(gè)城市的2001—2020年的氣候要素?cái)?shù)據(jù)，運(yùn)用線性回歸分析法，對(duì)各市氣候要素的時(shí)間序列變化及季節(jié)變化特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明：2001—2020年，延吉年平均氣溫在9個(gè)城市中上升幅度最大，長(zhǎng)春市、四平市上升幅度最?。煌ɑ心昶骄邓吭?個(gè)城市中變化幅度最大；白城市多年平均日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)，吉林市最少；吉林省多年平均濕度與日照時(shí)數(shù)基本呈負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞：氣候變化特征；吉林??；線性回歸分析法

中圖分類(lèi)號(hào)：P467 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）06–0-03

吉林省是我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地，吉林省土地總面積約占全國(guó)的2%，耕地約占全國(guó)的4.4%，基本農(nóng)田約占全國(guó)的4.4%。同時(shí)，吉林省人均糧食占有量、糧食商品率、糧食調(diào)出量及玉米出口量連續(xù)多年居我國(guó)前列。在影響生態(tài)環(huán)境和糧食安全生產(chǎn)的眾多因素中，氣候要素尤為重要。吉林省的氣溫、降水量、濕度、風(fēng)速及日照時(shí)數(shù)等均存在顯著的季節(jié)變化和地域差異。

在研究氣候變化特征中，楊余輝等[1]采用相關(guān)性分析方法，對(duì)比三工河流域山地、平原區(qū)綠洲氣候變化特征，同時(shí)揭示其與全疆氣候變化的異同點(diǎn)；蘇泉沖等[2]基于哈爾濱氣象站1960—2020年觀測(cè)的氣象數(shù)據(jù)，對(duì)哈爾濱市的蒸發(fā)變化趨勢(shì)采用時(shí)間序列和累計(jì)距平法進(jìn)行分析，采用相關(guān)性分析、多元回歸分析、距平法及累計(jì)距平法分析蒸發(fā)的影響因素。

通過(guò)整理歸納吉林省9個(gè)城市2001—2020年的氣候要素統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用線性回歸分析法，分析了近20年來(lái)吉林省各市氣候要素變化特點(diǎn)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

吉林省地跨121°38′～131°19′E、40°50′～46°

19′N(xiāo)。東西長(zhǎng)769.62 km，南北寬606.57 km，土地面積為18.74萬(wàn)km2。

吉林省地勢(shì)呈東南高、西北低的特征，從東南向西北由濕潤(rùn)氣候過(guò)渡到半濕潤(rùn)氣候再到半干旱氣候[3]。

冬季平均氣溫在-11 ℃以下，夏季平均氣溫在23 ℃以上。年平均降水量為400～600 mm，但季節(jié)和區(qū)域差異較大，80%的降水量集中在夏季，東部地區(qū)降水量最多。同時(shí)，吉林省受季風(fēng)影響，春季風(fēng)速最大，夏季風(fēng)速較小，主風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。全省氣溫年較差為35～42 ℃，

日較差一般為10～14 ℃。全年無(wú)霜期為100～160 d。多年平均日照時(shí)數(shù)為2 259～3 016 h[4-6]。

氣候因素與地形因素相互影響使得吉林市省的氣候具有一定特殊性。通過(guò)分析吉林省氣候要素變化特征，可以掌握該地區(qū)自然環(huán)境的變化趨勢(shì)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)主要來(lái)自美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局，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(shí)數(shù)。

1.3 研究方法

采用線性回歸分析法分析氣候要素，利用線性?xún)A斜率進(jìn)行檢驗(yàn)。線性?xún)A斜率可以利用一元線性回歸方程表示，以時(shí)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?xún)A斜率，其線性?xún)A向系數(shù)可由最小二乘法求得。線性?xún)A斜率越高，說(shuō)明變化幅度越小；線性?xún)A斜率越低，說(shuō)明變化幅度越小。

2 結(jié)果與分析

2.1 各市多年累計(jì)降水量的變化特征

由圖1可知，吉林省各市多年平均降水量為628.04 mm。其中，白城市多年平均降水量最少（401.08 mm），通化市多年平均降水量最多（816.74 mm），白山市、吉林市、遼源市的多年平均降水量均超700 mm。這說(shuō)明吉林省東部地區(qū)和中部地區(qū)降水量大于西部地區(qū)，且降水量最多的年份為2010年。

由表1可知，通化市年平均降水量線性擬合方程系數(shù)最小，這表明通化市年平均降水量在9個(gè)城市中變化趨勢(shì)最高；吉林市年平均降水量年平均降水傾斜率為12.396，為9個(gè)城市中的最大值，這表明其年平均降水量變化趨勢(shì)較為穩(wěn)定。延吉市年平均氣溫傾斜率（0.031 7）最高，這表明延吉市年平均氣溫變化最?。婚L(zhǎng)春市、四平市年平均氣溫傾斜率為-0.003，年平均氣溫傾斜率最低，說(shuō)明這4個(gè)城市的年平均氣溫變化較大。

2.2 各市多年平均氣溫的變化趨勢(shì)

根據(jù)圖2可知，2001—2020年，除吉林市和通化市外，各地年平均氣溫最大值出現(xiàn)在2007年，而吉林市和通化市年平均氣溫最大值出現(xiàn)在2019年；就最低氣溫而言，長(zhǎng)春市、松原市年平均溫度最小值出現(xiàn)在2010年，分別為4.82、4.95 ℃；其他城市年平均最低溫度出現(xiàn)在2012年。根據(jù)年平均溫度線性回歸方程得出，2001—2020年的年平均氣溫上升最快的是延吉市，其次是白山市。

2.3 各市多年平均風(fēng)速的變化趨勢(shì)

如圖3所示，2001—2020年，白城市、白山市、長(zhǎng)春市、吉林市、遼源市、通化市、延吉市、松原市、四平市平均風(fēng)速分別為5.50、4.18、5.68、4.86、4.66、3.96、5.10、5.50和5.32 m/s。其中，風(fēng)速最大的是長(zhǎng)春市，風(fēng)速最小的是通化市，這可能是受地形因素影響，通化市山脈較多，風(fēng)速較小[7-8]。此外，白城市、長(zhǎng)春市和松原市的風(fēng)速最大值是在2001年，分別為6.33、6.01和5.97 m/s；白城市、長(zhǎng)春市、松原市的風(fēng)速最大值是在2017年，分別為5.99、5.23、5.23、4.65、5.81和4.75 m/s。吉林省西部地區(qū)為松嫩平原，地勢(shì)平坦，因此常年風(fēng)速較大。

由2可知，白城市、白山市、長(zhǎng)春市、吉林市、遼源市、通化市、延吉市、松原市、四平市的年平均風(fēng)速曲線斜率分別為-0.021 2、-0.007 7、0.020 1、0.002 2、

0.017 0、0.032 1、0.055 6、0.058 3和0.034 7，其中四平市和白城市曲線斜率最低，說(shuō)明風(fēng)速變化較大。白山市的風(fēng)速曲線斜率最大，說(shuō)明20年間風(fēng)速變化穩(wěn)定。

2.4 各市多年平均累計(jì)日照時(shí)數(shù)及相對(duì)濕度變化特征

由圖4可知，吉林省各市多年平均濕度和日照時(shí)間數(shù)基本呈負(fù)相關(guān)，即濕度越高，日照時(shí)數(shù)越短。各地年平均日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)的是在2020年，年平均日照時(shí)數(shù)最短的是在2010年。其中，日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)的是位于吉林省西部的白山市和松原市，2020年累計(jì)日照時(shí)間數(shù)超過(guò)3 000 h。從年平均濕度來(lái)看，除白城市，其他8個(gè)城市2001—2020年平均濕度均在60%以上。

綜上所述，在9個(gè)城市中，多年平均日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)的是白城市，多年平均日照時(shí)數(shù)最短的是吉林市；而多年平均濕度最高的是吉林市，多年平均濕度最少的是白城市。

2.5 各市多年平均相對(duì)濕度變化特征

從年平均濕度來(lái)看，除了白城市多年平均濕度為56.24%，其他8個(gè)城市2001—2020年平均濕度均在60%以上，白山市、長(zhǎng)春市、吉林市、遼源市、通化市、延吉市、松原市、四平市分別為65.39%、63.95%、67.67%、66.83%、67.97%、65.68%、60.07%和62.31%。由2可知，白城市、白山市、長(zhǎng)春市、吉林市、遼源市、通化市、延吉市、松原市、四平市平均濕度傾斜率分別為0.135 0、0.332 0、0.161 9、0.100 6、-0.043 7、0.022 6、-0.028 4、0.0621 0和0.078 5，其中，通化市和松原市系數(shù)最小、長(zhǎng)春市系數(shù)最大。如圖5所示，松原市各年份平均濕度變化較大。

圖6可知，吉林省各市的多年平均濕度和日照時(shí)間數(shù)基本呈負(fù)相關(guān)，即日照時(shí)數(shù)越短，濕度越高。各地年平均日照時(shí)數(shù)最長(zhǎng)的是在2020年，年平均日照時(shí)數(shù)最短的是在2010年。而多年平均濕度最高的是吉林市，多年平均濕度最低的是白城市。

年平均濕度的變化趨勢(shì)

3 結(jié)論

（1）從平均降水量而言，2001—2020年，吉林省各市年平均降水量為628.04 mm，吉林省東部地區(qū)降水量多于中部和西部地區(qū)，且年平均降水量最多的是通化市，最少的是白城市。這符合吉林省區(qū)域降水量東多西少的變化特征。

（2）從平均氣溫而言，2001—2020年，吉林省各市年平均氣溫為6.25 ℃。吉林省各市年平均氣溫整體上升速度最快的是吉林省東部地區(qū)的延吉市和白山市，而中部地區(qū)的長(zhǎng)春市和四平市的年平均氣溫上升趨勢(shì)較為緩慢。

（3）吉林省各市多年平均濕度和日照時(shí)數(shù)基本呈負(fù)相關(guān)，即日照時(shí)數(shù)越短，濕度越高。而風(fēng)速整體呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)。

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收稿日期：2024-03-15

作者簡(jiǎn)介：姜璐（1996—），女，吉林輝南人，助理工程師，研究方向?yàn)闅庀髮W(xué)、農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防御。