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逊克县近50 a温度变化特征分析

2010-09-09吴春德张晓芳张春媚

黑龙江气象 2010年3期
关键词:逊克县距平最低气温

吴春德,张晓芳,张春媚

(1.逊克县气象局,黑龙江 逊克 164400;2.伊春市气象局,黑龙江 伊春 153000)

逊克县近50 a温度变化特征分析

吴春德1,张晓芳2,张春媚1

(1.逊克县气象局,黑龙江 逊克 164400;2.伊春市气象局,黑龙江 伊春 153000)

本文利用统计分析方法对逊克县1961~2005年共45 a的气候资料进行了分析,探讨出了逊克近45 a的温度要素的变化规律,得到以下主要的结果:逊克县自1961~2005年,45 a平均气温以0.387℃/10 a的趋势变暖,年平均最高温度和年平均最低气温也呈增暖的趋势。一年四季中,夏季平均气温和平均最高气温、平均最低气温升高趋势幅度略低于其他季节,春季、秋季和冬季的年平均气温、平均最高气温和平均最低气温都呈上升趋势,其中冬季的变暖最为突出,平均温度以0.608℃/10 a的变化率升高。

气候变化;距平曲线;一元线性回归

1 气温资料说明

首先将近 50 a内逊克县测站中1959~1960年不足全年或缺乏完整的资料剔除,然后对剩余资料的逐日月平均气温、最高、最低和平均温度资料中的异常值进行质量控制,确保计算误差尽量小。为了计算方便,本文使用的平均数为小数点后保留一位。

2 分析方法

2.1 趋势计算

用Xi表示样本量为 n的某一个气候变量,用ti表示Xi所对应的时间,建立Xi和ti之间的一元线性回归方程:

其中a为回归常数,b为回归系数。a和b可以用最小二乘法进行估计。

2.2 距平曲线分析

距平是气象上常用的量,它也即通常所说的异常,即对平均值的正常情况的偏差。资料中某个数值与平均值之差就是距平,用累积距平曲线可以做气候阶段性趋势分析。

3 近50 a逊克气温变化规律

3.1 逊克气候的基本特征

逊克县属于温带大陆性季风气候。其特点是:冬季在极地大陆冷气团控制下,气候寒冷、干燥;夏季受西太平洋副热带气团影响降水集中,气候温和、湿润。

逊克县气候有明显的季节性变化:春季回暖快而多大风,容易出现春旱;夏季短促而炎热,雨水较多;秋季降温急剧,容易出现早霜;冬季漫长而寒冷。因随着季节的变化异同,加之山区和沿江平原的分布不同,产生不同的天气和天气现象,因而形成了两种不同的气候特点:山区冷凉多雨,秋早霜;平原区温暖少雨,易干旱。

3.2 气温特征

全县年平均气温为3.9℃(山区3.1~3.6℃),平原区 (3.9~4.1℃)。1月份最冷,平均气温为-19.0℃,极端最低气温为-40℃(出现时间1970年1月4日);7月份最热,平均气温为22.8℃,极端最高气温为39.2℃(出现时间2001年4月6日)。平均年较差为41.8℃。历年4月初(4月4日左右)日平均温度可以稳定通过0℃以上,年平均积温在3 288.1℃;历年最高积温为3 639.6℃(1998年)。最低积温年(1969年)为2 843.5℃。历年平均≥10℃的积温为2 841.2℃,最高≥10℃积温为3193.0℃(1997年),最低≥10℃积温为2 319.5℃(1981年)。

春季(3~5月)回暖快而多大风,容易出现春旱。春季平均气温为5.8℃,一般3月末到4月初,气温开始逐步回暖;夏季(6~8月)短促而炎热,是一年的高温集中期。平均气温为21.3℃,极端最高气温为39.2℃,出现时间2001年4月6日,≥32.0℃平均日数为15 d;秋季(9~10月):秋季多雨、降温急剧,容易出现早霜,平均气温为10.0℃;平均初霜期在9月24日左右,平均终霜期在5月3日。

冬季(本年11月~次年2月)气候干燥而寒冷。平均温度为-13.7℃,极端最低温度为-40.0℃,出现时间1970年1月4日。

3.3 近50 a逊克气温变化

3.3.1 气温特征量统计分析

根据逊克县1961~2005年共45 a的气候资料统计,逊克县年平均温度为3.9℃,最高为1998年的5.6℃,最低为1969年的1.9℃。一年之中最热月为7月,平均温度为22.8℃;最冷月为1月,平均温度为-19.0℃(见表1)。

由表2可知,逊克县年平均气温日较差为11.5℃,一年之中5月平均日较差最大,为13.4℃,最小为7月份的9.5℃。春、秋季节平均日较差大于夏、冬季,这是因为春、秋季节冷暖空气活动频繁,来去匆匆,天气系统不稳定,气温变化剧烈造成的。

表1 逊克县逐月平均气温统计(单位:℃)

表2 逊克县逐月平均气温日较差统计(单位:℃)

3.3.2 气温距平曲线分析

用距平曲线可以作气候趋势分析。对一距平值序列xdt(t=1,2,3,,n),在样本中某一时刻t的距平值表示为:

把I(t)随时间变化绘成曲线成为累积距平曲线。在距平曲线变化中上升段定为偏暖阶段,下降段定为偏冷阶段,曲线上的微小变化所反映的是要素短期变化趋势,而长期的变化趋势则可反映要素长期演变趋势。

利用距平曲线分析逊克县年平均气温(见图1)。由图1可以看出,1961~1963年逊克县气温基本正常,1964年~1987年偏冷,1988年~2005年偏暖。

3.3.3 气温的趋势分析

Y(t)为某气温序列,其一元线性回归方程为:y(t)=a+bt,其中b为某气温序列的趋势变化率,也称变暖率,b>0表示气温呈上升趋势,b<0表示气温呈下降趋势,b值绝对值的大小可以衡量其趋势上升、下降的幅度。b的值可由最小二乘法计算得到。

(1)气温的平均温度、平均最高温度和平均最低温度的趋势分析分析。由表3可知,逊克县年平均温度自1961年以来呈0.387℃/10 a的趋势变暖,年平均最高温度和年平均最低温度也呈增暖的趋势。一年四季中,夏季平均气温和平均最高气温、平均最低气温升高趋势幅度略低于其他季节,夏季、秋季平均最低气温上升变化明显低于春季、冬季。冬季的变暖最为突出,平均温度以0.608℃/10 a的变化率变暖。平均最低气温的变暖比平均最高气温明显。

表3 气温的趋势变化率 (单位:℃/10 a)

(2)年平均气温日较差、高温日数、低温日数、极端温度的线性趋势分析。由表4可知,自1961年以来,本区年平均温度日较差以0.308℃/10 a的微弱趋势减少,日最高气温≥30℃的日数以0.136天/10 a的趋势增加,近50 a增加0.612 d;日最低气温≤-30℃的日数以1.8 d/10 a的趋势明显减少45 a来减少8.1 d。极端最高温度以0.288℃/10 a的变化率缓慢增长,相反极端最低则以1.058℃/10 a的速率快速增长。

表4 年平均气温日较差、高温日数、低温日数的趋势变化率

(3)1月气温变化规律。冬季1月的平均气温明显变暖趋势,在45 a中,1月份最冷时期出现在1961~1970年,最暖期出现在1988~2003年,气温呈明显变暖趋势,1月平均气温的年变化率为0.0464℃/1 a,气候变暖明显。冬季1月最高平均气温呈现显著的周期变化,45 a气温距平呈正→负 →正→负的变化,同期距平值的变化还有一个特点:正距平呈减小趋势,负距平震幅增大,即1月最高平均气温呈下降的趋势,而1月最低平均气温呈前低后高的阶梯变化,因此1月最高、最低平均气温变化趋势相反,说明冬季的温差减小了。

1月份最高平均气温趋势

1月份最低平均气温趋势

(4)7月气温变化规律。逊克7月平均气温最高期为1984~2002年,1976~1983年这8 a是夏季降温较明显时期。7月最高、最低平均气温变化不同,最高平均气温呈缓慢增长的势头;在1972~1982年11 a间最高平均气温比距平值偏高0.8~0.9℃后,1983~1993年最高平均气温比距平值偏低0.9~1.0℃,最低平均气温呈缓慢上升的趋势,温差也随着变化变小。

7月份最高平均气温趋势

7月份最低平均气温趋势

4 小结

通过对逊克县气候资料的统计分析,可以得出以下结论:逊克县年平均温度自1961年以来以0.387℃/10 a的趋势变暖,春季、秋季和冬季的年平均气温都呈上升趋势,其中冬季的变暖最为突出,夏季气温变化不明显。平均最低气温的变暖比平均最高气温明显。

从年平均气温距平曲线分析,1961~1964年逊克县气温基本正常,1965~1987年偏冷,1988~2005年偏暖。

P457.3

A

1002-252X(2010)03-0012-02

2010-6-6

吴春德(1977-),男,黑龙江省德都县人,成都信息工程大学,本科生,工程师.

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