1951至2020年湖南省主要站點(diǎn)冬季氣溫變化趨勢(shì)分析研究

摘要：為了研究湖南省冬季氣溫近70年上升或下降趨勢(shì)，選取了桑植、石門及南縣等20個(gè)主要?dú)鉁乇O(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)，使用線性回歸模型方法對(duì)該站點(diǎn)中的平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫3個(gè)指標(biāo)進(jìn)分析。研究結(jié)果表明：近70年來，湖南省冬季平均氣溫、平均最低氣溫及平均最高氣溫整體均呈上升趨勢(shì)，但不同站點(diǎn)氣溫上升或者下降幅度存在差異，整體上平均氣溫上升的幅度均高于最低平均氣溫和最高平均氣溫。岳陽(yáng)和長(zhǎng)沙地區(qū)的氣溫上升幅度最高于其他站點(diǎn)地區(qū)，郴州和永州平均最高氣溫出呈輕微下降趨勢(shì)，桑植是所有站點(diǎn)中氣溫上升幅度最小的站點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：氣溫變化 湖南省 冬季 平均氣溫 平均最高氣溫 平均最低氣溫

中圖分類號(hào)：X11

Analysis and Research on Winter Temperature Change Trend of Main Stations in Hunan Province from 1951 to 2020

DENG Qiaoling

Hunan Applied Technology University， Changde， Hunan Province， 415000 China

Abstract： In order to study the trend of winter temperature increase or decrease in Hunan Province in the past 70 years， the data of 20 main temperature monitoring stations such as Sangzhi， Shimen and Nanxian were selected. Linear Regression Modeling was used to analyze the three indicators of average temperature， average maximum temperature， and average minimum temperature at these stations. The results show that in the past 70 years， the average winter temperature， average minimum temperature and average maximum temperature in Hunan Province have shown an overall upward trend， but there are differences in the temperature rise or fall of different stations， and the average temperature rise is higher than the minimum average temperature and maximum average temperature. The temperature rise in Yueyang and Changsha areas is the highest compared to other station areas， while the average maximum temperature in Chenzhou and Yongzhou shows a slight downward trend. Sangzhi is the station with the smallest temperature rise among all stations.

Key Words： Temperature changes; Hunan Province; Winter; Average temperature; Average maximum temperature; Average minimum temperature

氣溫變化作為地球氣候系統(tǒng)的重要組成部分，一直是科學(xué)界和社會(huì)各界關(guān)注的焦點(diǎn)[1-2]。世界氣象組織（World Meteorological Organization，WMO）發(fā)布的《2020 年氣候服務(wù)狀態(tài)報(bào)告》指出，2018年全球約有1.08億人遭受風(fēng)暴、洪澇、干旱和野火等災(zāi)害影響，到2030 年這一數(shù)量將增加近50% [3]。當(dāng)前已經(jīng)有不少研究者對(duì)氣溫變化問題進(jìn)行研究，比如安彬等人基于漢江流域及其周邊地區(qū)29個(gè)氣象站點(diǎn)分析了1960—2019年漢江流域降水和氣溫的時(shí)空變化特征[4]。王士維等人基于疏勒河流域敦煌站、瓜州站和玉門站1951—2020年氣溫實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析各站氣溫時(shí)空變化特征[5]。根據(jù)2021—2022年湖南省氣象局發(fā)布?xì)夂驍?shù)據(jù)可知，2021年全省年平均氣溫為18.7 ℃，是百年來歷史最高，夏季全省平均氣溫為29.1 ℃，為1961年以來最熱，因而，科學(xué)地分析湖南省歷史氣溫變化規(guī)律是有必要的。

鑒于此，本文以1951—2020年湖南省中桑植、石門及南縣等20個(gè)主要監(jiān)測(cè)站點(diǎn)在冬季（12月、1月及2月）中的平均氣溫、平均最低氣溫和平均最高氣溫為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以線性回歸模型為研究方法，分別對(duì)該區(qū)域1951—2020年中的平均氣溫、平均最低氣溫及平均最高氣溫的上升或者下降趨勢(shì)和變化幅度進(jìn)行分析研究，為該區(qū)域相關(guān)的研究人員提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本文從國(guó)家氣象科學(xué)數(shù)據(jù)中心地面氣象資料數(shù)據(jù)集中選擇了湖南省地區(qū)20個(gè)主要站點(diǎn)中1951—2020年中冬季（12月、1月及2月）連續(xù)的氣溫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)，以平均氣溫、平均最高氣溫和平均最低氣溫為分析指標(biāo)。從整體上看，湖南省各站點(diǎn)在1951—2020年間冬季的平均氣溫、平均最高氣溫及平均最低氣溫均呈現(xiàn)上下波動(dòng)現(xiàn)象，但不同站點(diǎn)氣溫的上升、下降的變化趨勢(shì)并不清楚。例如：芷江縣（57745）、常德市（57662）、永州市（57866）及衡陽(yáng)市（57872）站點(diǎn)1月份平均氣溫、平均最高氣溫及平均最低氣溫在1951—2020年的變化情況如圖1—圖4所示。

為了進(jìn)一步分析研究各站點(diǎn)的平均氣溫、平均最高氣溫及平均最低氣溫在1951—2020年之間的上升或者下降幅度，本文使用一元線性回歸模型對(duì)湖南省內(nèi)主要站點(diǎn)的氣溫進(jìn)行擬合，通過觀察擬合回歸系數(shù)判斷該站點(diǎn)的氣溫上升或者下降的幅度。一元線性回歸模型[6]表示為

式（1）中： 為因變量；為自變量；為隨機(jī)誤差項(xiàng)；為常數(shù)項(xiàng)（截距項(xiàng)）；為回歸系數(shù)。若的絕對(duì)值越大，說明氣溫在1951—2020年間上升或者下降的幅度越大。

2 結(jié)果分析

2.1氣溫基本特征

從湖南省1951—2020年氣溫年際變化情況上看，各站點(diǎn)中12月份年平均氣溫最大值的站點(diǎn)為道縣，氣溫為9.49 ℃，年平均氣溫最小值的站點(diǎn)為安化和平江，氣溫為6.76 ℃；年平均最低氣溫最大值的站點(diǎn)為道縣，氣溫為6.29 ℃，年平均最低氣溫最小值的站點(diǎn)為平江，氣溫為3.04 ℃；年平均最高氣溫最大值的站點(diǎn)為道縣，氣溫為14.00 ℃，年平均最高氣溫最小值的站點(diǎn)為岳陽(yáng)，氣溫為10.70 ℃。1月份年平均氣溫最大值的站點(diǎn)為道縣，氣溫為7.38 ℃，年平均氣溫最小值的站點(diǎn)為安化，氣溫為4.56 ℃；年平均最低氣溫最大值的站點(diǎn)為道縣，氣溫為4.72 ℃，年平均最低氣溫最小值的站點(diǎn)為平江，氣溫為1.54 ℃；年平均最高氣溫最大值的站點(diǎn)為道縣，氣溫為11.17 ℃，年平均最高氣溫最小值的站點(diǎn)為岳陽(yáng)，氣溫為8.14 ℃。2月份年平均氣溫最大值的站點(diǎn)為道縣（57965），氣溫為9.27 ℃，年平均氣溫最小值的站點(diǎn)為安化，氣溫為6.28 ℃；年平均最低氣溫最大值的站點(diǎn)為郴州，氣溫為7.69 ℃，年平均最低氣溫最小值的站點(diǎn)為安化，氣溫為3.39 ℃；年平均最高氣溫最大值的站點(diǎn)為道縣（57965），氣溫為13.02 ℃，年平均最高氣溫最小值的站點(diǎn)為沅江，氣溫為10.21 ℃。除了2月份年平均最低氣溫最大值的站點(diǎn)為郴州外，冬季（12月、1月及2月）的年平均氣溫、年平均最低氣溫和年平均最高氣溫的最大值的站點(diǎn)均為道縣。各站點(diǎn)及氣溫特征如表1所示。

2.2 氣溫變化趨勢(shì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在1951—2020年間湖南省12月份平均氣溫整體變化幅度最大，最低氣溫的變化幅度最小，1—2月份均為平均最低氣溫的變化幅度最大，平均最高氣溫的變化幅度最小。大部分站點(diǎn)中的平均氣溫、平均最高氣溫及平均最低氣溫三者之間變化幅度在12月份和1月份的差距較大，在2月份的差距最小。1951—2020年湖南省冬季12月份平均氣溫和平均最低氣溫上升幅度最大的站點(diǎn)均為岳陽(yáng)，平均氣溫及平均最低氣溫上升幅度最小的站點(diǎn)均為桑植；年平均最高氣溫上升幅度最大的站點(diǎn)為石門，上升幅度最小的站點(diǎn)為平江，郴州和永州的平均最高氣溫出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，其中下降幅度最大的站點(diǎn)為郴州。1月份平均氣溫上升幅度最大的站點(diǎn)為沅江，上升幅度最小的站點(diǎn)為桑植；平均最低氣溫上升幅度最大的站點(diǎn)為岳陽(yáng)，上升幅度最小的站點(diǎn)為石門；平均最高氣溫上升幅度最大的站點(diǎn)為長(zhǎng)沙，上升幅度最小的站點(diǎn)為永州，吉首和株洲平均最高氣溫呈下降趨勢(shì)，下降幅度最大的站點(diǎn)為株洲。2月份平均氣溫上升幅度最大的站點(diǎn)為長(zhǎng)沙，平均最高氣溫、平均最低氣溫和平均氣溫上升幅度最小的站點(diǎn)均為桑植；平均最低氣溫上升幅度最大的站點(diǎn)為郴州；平均最高氣溫上升幅度最大的站點(diǎn)為長(zhǎng)沙，整體上桑植為所有站點(diǎn)的平均氣溫上升幅度最小的站點(diǎn)，部分站點(diǎn)在1951—2020年間冬季（12月、1月及2月）的氣溫變化趨勢(shì)如表2所示。

3 結(jié)論

為了研究分析湖南省歷史氣溫變化規(guī)律，本文從湖南省20個(gè)氣溫監(jiān)測(cè)站點(diǎn)中選取1951—2020年共70年中12月、1月及2月的平均氣溫、平均最高氣溫及平均最低氣溫為研究對(duì)象，選用線性回歸模型進(jìn)行分析。根據(jù)研究結(jié)果可知，湖南省地區(qū)大部分站點(diǎn)在1951—2020年間冬季的平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，這一結(jié)果與全球變暖現(xiàn)象相符；不同站點(diǎn)在不同月份中的溫度變化幅度并不一致，12月份的整體氣溫變化幅度最大，其中岳陽(yáng)站的平均氣溫和最低氣溫升幅最顯著，而桑植站的氣溫變化相對(duì)較?。?月份中沅江站的平均氣溫提升最快，桑植站提升最慢；長(zhǎng)沙站的平均最高氣溫升高最多，但永州站和株洲站的平均最高氣溫出現(xiàn)下降趨勢(shì)；2月份中長(zhǎng)沙站在平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫三個(gè)方面均呈現(xiàn)出最強(qiáng)勁的升溫趨勢(shì)，而桑植站依然是氣溫升幅最小的站點(diǎn)，在整個(gè)1951—2020年的冬季期間，桑植站始終保持著氣溫上升幅度最小的狀態(tài)。

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