近45a蚌埠市气温变化特征分析

张弦 靳莉莉 高凯

摘 要：利用蚌埠市4个地面气象观测站1967-2011年的气温观测资料，运用线性倾向率、滑动平均、Mann-Kendall非参数检验、累积距平、小波分析等方法对蚌埠市近45a来气温变化特征进行分析。结果显示：蚌埠市年平均气温以约0.4℃/10a的速度不断升高，在1993年左右发生了突变。春秋冬三季气温升高趋势明显，均达到极显著水平。秋季升温最为显著，冬季升温幅度最大。夏季气温和极端高温的上升趋势不明显，均为6～8a的周期性变化。高温日数的趋势性变化不明显，为14a左右的周期性变化。平均最低气温、极端最低气温及02：00气温的上升趋势明显。≤0℃的天气日数逐年减少趋势也很明显减少。蚌埠市气候变暖过程中冬季、低温和夜间的贡献率较大。

关键词：Mann-Kendall非参数检验法；小波分析；蚌埠市；气温

中图分类号 P46 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）09-129-05

Temperature Variation Characteristics of Bengbu City in Recent 45 Years

Zhang Xian et al.

（Bengbu Meteorological Bureau，Bengbu 233000，China）

Abstract：In term of the temperature data during 1967-2011 in the four ground meteorological observation stations in Bengbu，through the methods of the linear trend rate，movingaverage，Mann-Kendall nonparametric test，departureaccumulation，etc，main characteristics of temperature variation in Bengbu in recent 45 years wereanalyzed. The results show that：theannualaverage temperature in Bengbu keeps risingata speed ofabout 0.4 degrees Celsius per decade，and it mutated inabout 1993. Warming trends in the three seasons of spring，autumnand winter are obvious，andall reach extremely significant level.Autumn warming change is the most notable，winter warming range is the biggest.Changes of summer warmingand extreme maximum temperatureare not obvious，and both have 6a - 8a cyclical changes. High temperature days trend is not obviousand mainly shows up 14a cyclical changes.The warming trends of theaverage minimum temperature，extreme minimum temperatureand temperatureat 2：00am are obvious.The number of days is less than or equal to 0℃ decreasing trend wasalso significantly reduced.Winter，low temperatureand night make the biggest contribution to the process of climate warming in Bengbu.

Key words：Mann-Kendall nonparametric test；Wavelet analysis；Bengbu city；Temperature

近年来，全球气候变化已经引起了社会各界的关注。IPCC第5次报告指出：气候系统的暖化是毋庸置疑的，自1950年以来，气候系统观测到的许多变化是过去几十年甚至千年以来史无前例的，1880-2012年，全球海陆表面平均温度呈线性上升趋势，升高了0.85℃；2003-2012年平均温度比1850-1900年平均温度上升了0.78℃。科学家认为，1983-2012年的这30a比之前几十年都要热，每10a的地表温度均高于1850年以来的任何时期，因此，虽然没有更早期的历史详细记录，过去30a极有可能是近800～1 400a间最热的30a。

中国增温主要发生在20世纪80年代中期后，自20世纪90年代以来明显加速，近50a平均线性增暖速率几乎是近100a来的2倍，北半球高于南半球，气候变化及其影响已成为世界科学界的重要研究课题，同时区域性气候变化也已经引起人们的普遍关注，研究区域气候变化对防灾减灾工作具有重要意义。

蚌埠市位于安徽省北部，地处中纬度地带，跨中国南北分界线，属暖温带向亚热带的过渡型气候。主要气候特点是雨量充沛，四季分明，春季风和日丽，梅雨时节阴雨绵绵，夏季炎热，秋天干燥凉爽，冬季寒冷、干燥。春秋短、冬夏长，冬夏温差显著。本文对蚌埠市近45a来的气温变化特征进行了分析。

1 资料与方法

1.1 数据来源 所用资料为蚌埠市及所辖3县（怀远、固镇、五河）4个气象站1967-2011年共45a的逐日气温资料，对所有资料进行严格的质量检验，剔除其中错误的记录，并对缺测或空白记录进行插补。季节划分是以3～5月为春季、6～8月为夏季、9～11月为秋季、12月至次年2月为冬季，气候平均值使用的是1981-2010年30a的资料。

1.2 分析方法 采用线性趋势分析来估算蚌埠市气温变化趋势，趋势变化用一次线性回归方程表示：x=a+bti，式中ti为时间（1967-2011年），b为气候倾向率，乘以10表示气象要素每10a变化率。b的正负表示气候变量x的趋势倾向，当b>0时，说明随时间t的增加，x呈上升趋势；当b<0时，说明随时间t的增加，x呈下降趋势。b值大小表示上升或下降的倾向程度。为研究蚌埠市气候变化趋势，检测气候序列的突变点，采用Mann-Kendall非参数统计方法，该方法是一种非参数统计检验方法，其优点是不需要样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，适用于水文气象等非正态分布的数据。采用小波分析来分析蚌埠市气温的周期性变化规律，小波分析不仅能将时间系列的频率特征在时间域上展现出来，分析出其主要周期，而且能清晰地给出各种时间尺度（周期）的强弱和分布情况以及变化趋势和突变点。

2 结果与分析

2.1 平均气温年变化 近45a蚌埠市的平均气温随时间的线性趋势大于零，表明该地区年平均气温呈上升变化趋势，其气候倾向率为0.395℃/10a，相关系数为0.759，通过了0.001的显著性水平。从5a滑动平均气温曲线可以看出，在1980年之前，气温呈波动上升的趋势，1980-1985年间，气温呈波动下降趋势，1985-1990年间，气温的变化趋势不明显，1990年之后以后，气温波动上升的趋势明显增强；尤其是近15a来，只有2003年的年平均气温低于气候平均值，其他年份的气温均高于气候平均值（见图1）。说明蚌埠市年平均气温上升的趋势不仅没有停止或变缓，近10a年来气温上升的速度反而一直在加快。

图1 1967-2011年蚌埠市平均气温年变化

对蚌埠市年平均气温进行M-K检验，分析表明：蚌埠市年平均气温在20世纪90年代之前波动变化，20世纪90年代开始呈直线上升趋势，2000年后这种增暖趋势超过显著性水平0.05临界线，近10a甚至超过了0.001显著性水平（u0.001=2.56），表明蚌埠市近年来气温上升的趋势十分显著。根据顺序和逆序时间序列曲线的交点，可以确定蚌埠市年平均气温的升高是一突变现象，突变发生在1993年左右（见图2）。

图6 1967-2011年蚌埠市年四季气温累积距平

通过小波系数实部等值线（图7）可以看出，近45a蚌埠市夏季气温在4～6a左右的周期性变化最明显，其次是32a左右的大尺度周期变化较明显。

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（责编：张宏民）