丽水市冬季气温变化趋势及其突变特征

2013-09-11强玉华陈华霜

浙江农业科学 2013年1期

强玉华，卢钊，陈华霜

(1.浙江省丽水市气象局，浙江丽水 323000;2.遂昌县气象局，浙江遂昌 323300)

研究指出，在全球变暖的背景下，我国气候也出现了明显的变暖趋势，其中以冬季增暖最为突出［1－4］，在 20 世纪 80 年代气温有变暖突变［5－6］。

丽水地区地处浙江省西南浙闽两省结合部，地理坐标118°41'－ 120°26'E，27°25'－ 28°57'N，以中山、丘陵地貌为主，其地形和气候均较为复杂。丽水城区 (119.92°E，28.45°N)处于丽水市的东北面，瓯江中游，是全市政治、经济、文化中心。研究丽水市气候变化特征表明，丽水市冬季增温最为明显［7］。作者就丽水市冬季气候进行分析，以了解当地冬季气温变化趋势及突变特征。

1 资料和方法

1.1 资料

利用资料为丽水市1953－2012年共60 a的逐日观测资料。

依据中华人民共和国国家标准《暖冬等级》，冬季定义为上年12月至当年2月，取用1981－2010年30 a平均值作为常年值。

1.2 方法

利用线性倾向估计方法对冬季平均气温、冬季极端最高和最低气温、冬季各月的平均气温进行分析;利用Mann-Kendall非参数秩次统计检验方法，分析60 a丽水市冬季气温变化的突变点。

暖冬阈值计算。假设冬季平均气温为随机变量，服从正态分布，概率密度函数:

T－和σ分别是气候平均值和标准差:

算式中n为样本长度，取1981－2010年30 a序列，Ti为第i年冬季平均气温。

根据σ可以将气温概率平均划分为3等份，即偏冷、正常和偏暖3类等概率气候事件，其发生的概率均为33.3%，由此将冷、暖气候边界的阈值定义为－0.43 σ和0.43σ。

单站暖冬标准和强度等级。将单站暖冬划分为弱和强 2个等级，单站弱暖冬:0.43σ≤ΔT＜1.29σ;单站强暖冬:ΔT≥1.29σ。根据此标准经计算得出，丽水市强暖冬有 4 a，分别为 1979，1999，2001和 2007年，弱暖冬有 14 a，分别为1954， 1960， 1965， 1973， 1975， 1978， 1987，1993，1998，2002，2003，2004，2009和2010年。

2 结果和分析

2.1 平均气温变化特征

2.1.1 年际变化

由图1可见，60 a丽水市冬季平均气温存在明显的增加趋势，相关系数通过了0.05水平的显著性检验，增暖速度为每10 a 0.22℃。最大负距平出现在1984年达－3.2℃，最大正距平出现在1999年达1.7℃，2001年为历史第2暖冬，正距平为1.6℃。

图1 丽水市历年冬季气温距平及其变化趋势

2.1.2 年代际变化

为使年代际变化更具可比性，选取1961－2010年完整的年代际时段，根据暖冬划分标准，对丽水站各年代冬季气温进行分析 (表1)。

从表1可以看出，20世纪60－80年代冬季气温偏低，冷冬比暖冬出现频次高;90年代冬季气温明显变暖，暖冬出现频率增大，特别是1999年的冬季异常偏暖，距平高达1.7℃;2001－2010年，冬季气温进一步增暖，暖冬出现频次较多，共出现7个暖冬。

2.2 季节内气候特征

2.2.1 极端最高气温、最低气温变化特征

60 a丽水市的冬季极端最高和最低气温均呈上升趋势，且两者的气候变化增长率均大于冬季平均气温变化的增长率。其中冬季最高气温升高为每10 a 0.42℃，较为显著 (P＜0.05)，而最低气温上升为每10 a 0.32℃，速度相对较慢，但上升趋势比最高气温显著 (P＜0.01)。

表1 丽水站各年代冬季平均气温距平及冷、暖冬出现次数

2.2.2 冬季各月的月平均气温

丽水市冬季各月平均气温以2月上升速度最快，为每10 a 0.388 6℃ (P＜0.01)，其他2个月的变化趋势不明显。这说明丽水市2月气温与冬季气温关系最密切，对整个冬季增温的贡献最大。这一结果与我国其他区域的研究结果一致。如彭梅香等［8］分析黄河中下游地区月平均气温发现，暖冬中偏暖程度以1，2月份最为突出，其中2月份最为明显。胡丽华［9］分析江门地区的冬季气温变化特征后认为，暖冬季节变化过程中，2月变暖趋势最明显，贡献最大。

2.2.3 冬季降水

不同类型冬季之间降水存在明显的差异，冷冬常伴着干冬。冬季降水常年值为180.7 mm，冷冬为143.7 mm，暖冬为164.9 mm，冷冬比暖冬少。24个冷冬年中有18 a冬季降水小于180.7 mm，最多降水为2005年冬季，达311.2 mm，最少降水为1968年冬季，仅26.7 mm。18个暖冬中有10个小于冬季平均降水量，最少的为2009年冬季，只有82.5 mm，最多的为1998年冬季，有352.5 mm。

2.3 突变特征

由Mann-Kendall统计量曲线 UF可见 (图2)，自20世纪80年代中期以来，丽水市的冬季平均气温有一明显的增暖趋势。UF曲线在2003年以后超过了显著性水平0.05临界线 (1.96)，表明丽水市冬季平均气温的上升趋势是十分显著的。UF和UB曲线相交于信度线之间，确定丽水冬季气温在20世纪90年代初为突变性增暖，突变点在1993年。