龙里县近51 a气温变化特征分析

孔 瑜，罗 旭，冯明燕，邓 珺

(贵州省龙里县气象局，贵州 龙里 551200)

龙里县近51 a气温变化特征分析

孔 瑜，罗 旭，冯明燕，邓 珺

(贵州省龙里县气象局，贵州 龙里 551200)

利用龙里县1960—2010年各月平均气温、极端最高气温、极端最低气温资料，通过线性趋势估计和多项式函数拟合分析了该区域春、夏、秋、冬以及年平均气温、极端最高气温、极端最低气温的长期趋势变化，并利用Mann-Kendall方法检验了气温突变的问题。结果表明：在过去的51 a里，龙里县气温呈明显的上升趋势，其中冬春季增温显著，年平均气温、极端最高气温、极端最低气温出现了明显的增温突变，极端最低气温增幅最为明显。

龙里;气温;Mann-Kendall法;突变

1 引言

2010年，讨论气候变化问题的知名科学网站《真实的气候》刊登了一篇《全球变暖，35岁生日快乐!》的文章。“全球变暖”的概念诞生于1975年8月8日，美国著名的气候学家、地球化学家华莱士·布勒克教授在《科学》杂志发表了题为《我们是不是处在全球变暖的紧要关头?》的文章，在文中他预测，地球即将转入由于二氧化碳增加导致的全球变暖期。全球变暖极易引发各种极端气候灾害，一些森林大火、洪水等灾难事件虽然不能说是全球变暖导致的，但也难说没有关联。全球变暖的气候变化，将会导致越来越多的极端气候灾害的发生。全球变暖不仅体现在平均气温的升高，极端最高、极端最低气温的变化也极其显著，对人类的生产、生活的影响极为巨大，进入20世纪90年代以来，极端温度作为一种极端气候事件已经引起国内外学者的关注［1-5］。

龙里县地处贵州省中部，位于黔中腹地、苗岭山脉中段，属中亚热带温暖湿润季风气候区，气候温和，热量充足，雨量充沛，无霜期长，季风气候显著。春季气温回暖早，但不稳定，寒潮活动较频繁;夏热伏旱多，降雨集中，雨热同季，局部有洪涝;秋季降温快，晚秋多阴雨;冬季较温暖，多雾寡照，湿度大。全县辖14个乡镇，159个行政村，全县土地总面积15.24万hm2，其中耕地面积2.45万 hm2。是贵州苗医药原材料种植、生产加工、批发、医疗、文化与科研的中心，也是贵州省新兴的苗医药产业经济带的龙头。为此，本文对近51 a龙里县年和季节温度演变趋势及其内在规律进行分析，主要讨论其变化趋势和季节性、突变性等变化特征，以期充实该区域气候变化方面的研究，增进对温度变率与极端温度变化的理解，同时也为气温预报提供参考，有利于合理利用龙里县的气候资源，对该区域社会经济发展起到一定的指导作用。

2 资料与方法

本文所用数据为1960—2010年龙里县气象站逐日气温观测资料。按气象划分法确定四季，即春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12—2月)。气候资料统计所用软件为Fortran和Mi-crosoft Excel;采用最小二乘估计对各极端天气平均日数的趋势变化进行线性倾向分析;再用多项式、Mann-Kendall(简称M-K法)分析气温变化的阶段性和突变性。相关研究方法参见文献［6-9］。

2.1 倾向分析方法

利用线性拟合方法进行倾向分析。把气候要素写成时间t的线性函数y=at+b，其中a、b为经验常数。通过实际资料，利用最小二乘法计算出a和b，其中a表示线性函数的斜率，也就是气候要素的线性趋势。a为正(负)表示增加(减小)趋势，0表示无变化趋势。

2.2 突变分析方法

Mann-Kendall方法是一种非参数统计检验方法，其优点是不需要检验样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，更适用于类型变量和顺序变量，可以明确突变开始的时间，并指出突变区域，计算也比较简单。计算结果分析时，若UFk或UBk的值大于0，则表明序列呈上升趋势，小于0则表明呈下降趋势;当它们超过临界直线时，表明上升或下降趋势显著;超过临界线的范围确定为出现突变的时间区域;若UFk或UBk两条曲线出现交点，且交点在临界值之间，那么交点对应的时刻便是突变开始的时间。

图1 龙里县年平均气温变化曲线

3 结果与分析

3.1 平均气温

龙里县年平均气温为14.9℃，最低值13.8℃(1984年)，最高值15.9℃(2003年和2007年)。由图1可知，近51 a龙里县年平均气温呈上升趋势，气候变化倾向率为0.105℃/10 a。多项式滤波分析表明：近51 a龙里县年平均气温呈两端高、中间低分布，其中1960—1976年以-0.368℃/10 a的速率下降;1977—1983年下降速度减缓，气候变化倾向率为-0.071℃/10 a;80年代中后期开始，气温大幅上升，1984—2010年增温率为0.458℃/10 a。

从表1来看，龙里县年平均气温年际变化趋势为先下降后升高，20世纪 70、80年代最低，为14.7℃;进入21世纪以来最高，为15.4℃。近51 a龙里县各季平均温度均呈上升趋势，四季气候变化倾向率分别为 0.096℃ /10a、0.039℃ /10a、0.067℃ /10a、0.216℃ /10a，冬季增温最明显，春季次之，随后为秋季、夏季。可见冬季和春季的增温对龙里县气温上升的贡献较大，秋季和夏季增温幅度相对较小。

春季平均温度为15.5℃，其中3月份11.1℃、4月份15.9℃、5月份19.4℃。20世纪6 0—80年代春季气温下降，90年代以后气温上升。与年平均气温变化趋势相似，呈两端高、中间低分布。

表1 龙里县1960—2010年四季平均温度年代际变化 (单位：℃)

夏季平均温度为22.6℃，其中6月份21.8℃、7月份23.5℃、8月份22.6℃。20世纪60—70年代气温呈下降趋势，80年代气温平稳少变，90年代以后气温上升。

秋季平均温度为15.5℃，与春季相同。其中9月份19.8℃、10月份15.6℃、11月份11.1℃。气温年际变化呈降—升—降—升趋势。

冬季平均温度为6.1℃，其中12月份6.7℃、1月份4.8℃、2月份6.7℃。气温年际变化表现为小幅上升—下降—大幅上升。

3.2 极端最高气温

龙里县年极端最高气温近51 a平均值为

图2 龙里县年极端最高气温变化曲线

32.5℃，最高值 34.4℃(1988年)，最低值 30.6℃(1993年)。由图2可知，近51 a来年极端最高气温上升速率为0.108℃/10 a，增温幅度、变化趋势与年平均气温相一致。

从表2来看，最低值出现在20世纪70、80年代，从90年代以后呈上升趋势，春、夏、秋、冬四季极端最高气温基本上出现在80年代末期以后，从一个侧面反映了气候的变暖。

图3 龙里县年极端最低气温变化曲线

表2 龙里县1960—2010年四季极端最高气温年代际变化 (单位：℃)

3.3 极端最低气温

龙里县年极端最低气温近51 a平均值为-5.5℃，最高值 -1.8℃(2007年)，最低值 -9.2℃(1970年)，由图3可知，近51 a龙里县年极端最低气温呈波动上升趋势，气候变化倾向率为0.841℃/10 a。1960—1978年以 -0.863℃/10 a的速率下降;1979—2010年以0.482℃/10 a的速率上升，其中2000—2010年增温率为2.636℃/10 a，极端最低气温上升幅度加大，气候变暖突出。

表3 龙里县1960—2010年四季极端最低气温年代际变化 (单位：℃)

表3为历年四季极端最低气温年际变化统计值，分析可知龙里县年极端最低气温稳步升高，春、夏、秋、冬四季极端最低气温均出现在20世纪90年代以前，1970—1979年最低，2000—2010年最高。

4 温度变化趋势突变检验

应用Mann-Kendall方法，对1960—2010年龙里县年平均气温、极端最高气温、极端最低气温的突变性进行检测。

图4a中UF曲线显示，自2002年开始年平均气温呈升高趋势，特别是2008年至今，这种升温趋势非常显著，UF曲线明显超过了0.05显著水平置信线，表明龙里县年平均气温进入了一个显著增温阶段。根据UF和UB曲线的交点位置判断，龙里县年平均气温增温是一种突变现象，具体开始的时间为2001年。

从图4b可见，极端最高气温自2001年后呈上升趋势，突变现象是从2001年开始的，UF曲线没有超过临界直线，也就是没有通过α=0.05的显著性检验。

极端最低气温1982年后呈上升趋势，根据图4c中UF曲线和 UB曲线交点的位置，可以确定1984年发生了一次明显气候突变，1988年以后，极端最高气温持续递增显著。

5 结论与讨论

通过对1960—2010年近51 a来龙里县气温的变化特征进行分析，得到以下几点结论：

①近51 a来，龙里县气候逐渐变暖。年平均气温、年极端最高气温、年极端最低气温的气候变化倾 向 率 分 别 为 0.105℃/10 a、0.108℃/10 a、0.841℃/10 a。年极端最低气温增幅最为显著，气候逐渐变暖主要是依靠最低气温的递增。

②年内气温变化存在季节性差异。春、夏、秋、冬的季平均温度增温率分别为 0.096℃/10 a、0.039℃ /10 a、0.067℃ /10 a、0.216℃ /10 a，冬季气温升高对气候变暖的贡献最大，其次是春季的增温贡献，秋季和夏季增温幅度相对较小。

图4 Mann-Kendall突变检测曲线

③龙里县年平均气温、年极端最高气温的年际变化趋势为先下降后升高，20世纪80年代中后期开始，气温大幅上升。年极端最低气温呈波动上升趋势，四季极端最低气温均出现在90年代以前，21世纪之后极端最低气温上升幅度加大，气候变暖突出。

④近51 a，年平均气温、年极端最高气温和年极端最低气温均发生了显著突变现象，但突变时间不一致。前两者突变时间为2001年，后者突变时间较早，为1984年，其中平均气温和年极端最低气温的UF曲线明显超过了0.05显著水平置信线。升温趋势为年极端最低气温＞年平均气温＞年极端最高气温。

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P423.3

B

1003-6598(2012)02-0024-04

2011-10-12

孔瑜(1985-)，女(布依族)，助工，主要从事地面气象观测工作。