昌都最冷月和最热月气温变化特征

李白萍，孙晓光，索朗江措，贡嘎曲塔，王 腾，卓 永

(1.西藏昌都地区气象局，西藏昌都854000;2.西藏自治区气象台，西藏拉萨850000)

虽然气候变暖已经是一个无可争辩的事实，但其变暖的幅度尚存在很大的不确定性与争议［1］，并日益影响着人类社会的可持续发展。尽管全球气温变化具有明显的增暖趋势，但全球气温变化的区域特征却十分明显，各地气候变化趋势与强度并不完全一致［2］。近年来对气候变化的研究较多，但主要是以大区域或省为主，对小区域或地市级的研究较少，因此，加强小区域气候变化的研究对当地农业生产、生活及灾害防御具有重要的作用［3］。

昌都位于西藏东部，处于金沙江以西、伯舒拉岭以东，横断山脉的三江(金沙江、澜沧江、怒江)流域。东北方向与四川相连，东南方向与云南省毗邻，西南与林芝地区为邻，西边与西藏那曲地区接壤。整个地区北宽南窄，南北横跨4个多纬度(28°38'～32°45'N)，东西纵列 5 个半经度(93°36'～99°06'E)。怒江和澜沧江谷地得天独厚的地理环境，孕育了昌都地区独特的气候特征。笔者在此对昌都近59年来最冷月和最热月气温的变化进行了研究，以期为昌都气温变化的检测、评估以及影响提供参考。

1 资料与方法

选取1952～2010年昌都的逐日平均气温资料进行分析。1月为昌都最冷月，7月为昌都最热月。气候趋势分析采用一元线性回归方法，即y^i=a+bti，式中，t为年份序列号(i=1，2，…，n);α 为常数，b为回归系数，当 b＞0 表示呈上升趋势，b＜0表示呈下降趋势。利用Mann-Kendal法［4］对全年和最冷月、最热月的温度进行突变点检验。Mann-Kendall方法是一种非参数统计检验方法，最初由H.B.Mann和M.G.Kendall提出原理并发展了该方法，因此成为Mann-Kendall(简称M－K法)方法，该方法既可以检测序列的变化趋势，也可以进行突变点检验。利用小波分析(母小波为墨西哥帽)方法［4］提取59年来全年和最冷月、最热月平均温度变化周期，并对时间序列的小波功率谱进行显著性检验［4－5］。

2 结果与分析

2.1 气温年际变化特征分析 从近59年昌都全年和最冷月、最热月平均气温变化曲线(图1)可以看出，昌都平均气温总体上呈上升趋势，最低值出现在1968年(6.8℃)，从20世纪80年代开始增温趋势明显，2006年气温值达最高(8.5℃)，两者相差达1.7℃;利用线性拟合分析得出线性拟合方程为 y=0.011 6x－15.320，即年平均气温以0.012 ℃ /a的速度上升，其增温率远大于我国近40年的平均增温率(0.004℃ /a)［6］，且相关系数为 r=0.354，通过了 0.01 的显著性检验。从最冷月、最热月平均气温变化趋势看，最冷月增温率达0.026 ℃ /a，相关系数为 r=0.404，通过了 0.01 的显著性检验;最热月增温率为0.007 ℃/a，相关系数为 r=0.119，未通过0.01的显著性检验。可见冬季增暖明显。

图1 1952～2010年昌都全年、1月、7月平均气温年际变化

2.2 气温年代际变化特征分析 从昌都年平均气温及1月、7月平均气温的年代际变化(表1)可以看出，1952～2010年1月平均气温为－2.2℃，在20世纪50年代1月平均气温与多年平均持平，60年代平均气温下降了0.5℃，其后保持稳定状态，90年代开始平均气温有明显的升高，进入21世纪后，这种趋势更加明显，较50年代升温为1.0℃;而7月和年平均气温在前期各个年代中变化幅度较小，但在进入21世纪后，分别较90年代升高了0.7和0.5℃。由此可见，1月份平均气温升高的趋势较7月和年平均气温更为明显，21世纪后升温更为明显。

表1 1952～2010年昌都全年及1月、7月平均气温年代际变化 ℃

2.3 气温突变检验分析 由1952～2010年昌都全年平均气温M－K检验中UF曲线(图2a)可见，20世纪90年代以来，年平均气温有明显的增暖趋势，根据UF和UB曲线交点的位置，确定2005年为年平均气温增暖的突变点;UF和UB在2005年相交后，UF上升明显，且超过1.96的置信区间，表明昌都年平均气温突变显著，通过0.05显著水平检验。1月、7月平均气温序列突变检验结果表明，1月增温突变点为2003年，2005年至今通过0.05显著水平检验(图2b);7月平均气温从20世纪50年代～60年代中期的交点很多，说明气温上下波动，无显著变化趋势;而60年代后期～90年代气温相对偏低，7月增温突变点为2008年，未通过0.05显著水平检验，即增温趋势不显著(图2c)。

图2 1952～2010年昌都全年(a)和1月(b)、7月(c)平均气温M－K检验

2.4 气温小波分析

2.4.1年平均气温。1952～2010年年平均气温小波分析(图3a)表明，在16～32年时间尺度上，年平均气温经历了2个冷暖交替振荡，即1994年以前的偏冷期、1995年以后的偏暖期;对应这种较大尺度的冷暖交替，昌都年平均气温表现出了十分明显的突变特征;该尺度周期振荡变化对短周期振荡的影响贯穿整个研究期内。在6～15年时间尺度上，年平均气温周期振荡明显，经历了3个冷暖交替震荡，分别是1962年以前的偏暖期、1963～2003年的偏冷期、2004年以后的偏暖期;在2～4年时间尺度，年平均气温变化则增加了更多的相对冷暖交替和突变点。由此可见，昌都年平均气温存在3年、6年、准16年的年代际振荡周期，其中16年的代际振荡周期自始至终贯穿于过去的59年中。从总体小波功率谱分析(图3b)可以看出，年平均气温周期震荡的第一周期为16年。

图3 1952～2010年昌都年平均气温小波系数实部(a)和总体小波功率谱(b)

2.4.2 最冷月气温。1952～2010年最冷月平均气温小波分析(图4a)表明，在16～32年时间尺度上，平均气温经历了2个冷暖交替振荡，分别是1994年以前的偏冷期、1995年以后的偏暖期;在8～16年时间尺度上，表现为1965年以前的偏暖期、1966～2003年的偏冷期、2004年以后的偏暖期;在3～6年时间尺度上，平均气温周期震荡明显，经过了8次冷暖交替;在1～2年时间尺度上为偏暖期。从总体小波功率谱分析(图4b)可以看出，最冷月平均气温周期震荡的第一周期为27年。

2.4.3 最热月气温。1952～2010年最热月平均气温小波分析(图5a)表明，在10～28年时间尺度上，平均气温经历了3个冷暖交替振荡，分别是1968年以前的偏暖期、1969～2005年的偏冷期、2006年以后的偏暖期;在4～8年时间尺度上，经过了6次冷暖交替;在2～4年时间尺度上为偏暖期。从总体小波功率谱分析(图5b)可以看出，最热月平均气温周期震荡的第一周期为8年。

图4 1952～2010年昌都最冷月平均气温小波系数实部(a)和总体小波功率谱(b)

图5 1952～2010年昌都最热月平均气温小波系数实部(a)和总体小波功率谱(b)

3 结论

(1)近59年昌都平均气温总体上呈上升趋势。从20世纪80年代开始增温趋势明显，年平均气温以0.012℃/a的速度上升，最冷月增温率达0.026℃/a，最热月增温率为0.007℃/a，冬季增暖明显。从年代际变化看，1月份平均气温升高的趋势较7月和年平均气温更为明显，21世纪后升温更为明显。

(2)20世纪90年代以来，昌都年平均气温有明显的增暖趋势，2005年为年平均气温增暖的突变点，且突变显著;1月平均气温突变点为2003年，2005年至今通过0.05显著水平检验;7月平均气温气温上下波动，无显著变化趋势。

(3)昌都年平均气温周期震荡的第一周期为16年，最冷月、最热月平均气温周期震荡的第一周期分别为27、8年。从气温振荡主周期判断，在大的时间尺度上全年及最冷月、最热月气温目前均处于偏暖期。

［1］STOTT P A，KETTLEBOROUGH J A.Origins and estimates of uncertainty in prediction of twenty-first temperature rise［J］.Nature，2002，416:723－726.

［2］周浩，杨宝钢，程炳岩.重庆近46年气候变化特征分析［J］.中国农业气象，2008，29(1):23 －27.

［3］肖军，赵景波.54年来气候变化特征分析［J］.中国农业气象，2006，27(3):179 －182.

［4］魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术［M］.北京:气象出版社，2007.

［5］郑庆庆，高静怀.有色噪声在物理小波变换下功率谱分布研究［J］.武汉科技大学学报:自然科学版，2006，29(1):98－101.

［6］杨新，延军平.全球变化下的陕甘宁老区气候变化时空特征分析［J］.中国历史地理论丛，2002，17(3):64 －67.