青藏高原1961～2000年间四季气温的变化分析

2016-02-05陈吉琴刘海婧

长江工程职业技术学院学报 2016年4期

陈吉琴，何雯，王艳，刘海婧

(1.长江工程职业技术学院，武汉 430212；2.湖北省测绘局航测遥感院，武汉 430071；3.武汉市水文水资源勘测局，武汉 430074；4.江苏省水文水资源勘测局扬州分局，江苏扬州 225002 )

陈吉琴1，何雯2，王艳3，刘海婧4

选用青藏高原16个地面气象站1961～2000年3种气温(平均气温、最高气温和最低气温，代号分别为Tmean、Tmax、Tmin)的逐日观测资料，利用最小二乘法计算气候倾向率和年代际变化，以此对40年间青藏高原四季气温的变化进行了分析，结果表明：春季平均气温和最低气温呈增温趋势，最低气温增幅大于平均气温，增幅分别为0.145℃/10a和0.094℃/10a,最高气温呈下降趋势，幅度为-0.048℃/10a。夏秋冬三季，3种气温都呈增温趋势，且最低气温增幅最大，平均气温次之，最高气温增幅最小。

青藏高原；气候倾向率；气温

近几十年来，温度升高，气候变暖，水循环加快，导致降水、河川地表径流和洪水的增加，引起了国内外专家学者和全社会的普遍关注。全球变暖已经成为威胁人类生存的重大问题[1]。气温是气候变化中最重要的因子，每日除了有平均气温的变化外，还有最高和最低气温的变化，研究平均气温、最高气温、最低气温都有重要的作用。王菱，谢贤群[2]等指出，最高和最低温度的变化对环境、植物生理活动有着重要的作用和意义，对这极值温度的变化的研究具有重要的生态和环境指示意义。

青藏高原总面积200万km2，占我国陆地总面积的1/4，平均海拔高度为4 000m，约占对流层厚度的1/4，是世界上最高的高原。它的存在对我国乃至世界气候有着极其深远的影响，对其气候变化的研究因此也备受关注[3-4]。有关青藏高原气候的研究工作也开展了不少。蔡英[5]等分析了50a来气温的年代际变化，指出高原地面气温变化大概经历了暖—冷—暖过程。马晓波等分析了40a来气温变化的时空分布特征，揭示了高原大部分地区平均气温和最高气温，最高气温普遍升高，最低气温上升速率是最高气温的1～3倍[6-8]。李生辰[9]等，研究了近34a来高原地区年气温的基本气候态，并分析了高原地区年气温的分区，通过分区研究了高原各地区气温的变化趋势。

1 资料和方法

1.1 所用资料

本文使用的资料为青藏高原16个地面气象站(徳格、甘孜、道孚、马尔康、小金、松潘、新龙、康定、木里、九龙、盐源、中甸、丽江、岷县、德钦、玉树)1961～2000年的平均气温(Tmean)、最高气温(Tmax)、最低气温(Tmin)逐日资料。

1.2 计算方法

(1)最小二乘法

利用上述资料计算出各站春夏秋冬四季3种气温的算术平均值，然后进行站点平均，最后得到3个水文要素的时间序列,随后又计算了各要素的距平或距平百分率时间序列, 最后用最小二乘法计算各个要素的气候倾向率和年代际变化[9]。

(2)线性倾向回归分析[10]

用线性倾向回归分析方法分析四季3种气温的年变化。

2 四季气温趋势分析

四季划分，春季为3～5月、夏季为6～8月、秋季为9～11月、冬季为12～1月。

2.1 春季气温趋势分析

2.1.1 年代际变化

图1是40年来青藏高原春季Tmean、Tmax、Tmin逐年变化图。从图中可以看出，3种气温的变化趋势特别相似，20世纪60年代略有上升，而后至80年代末变化平稳，略有下降趋势，80年代是处于较低时期，从90年代开始，回升明显，特别是最低气温上升速度非常快。

3种气温春季的气候倾向率分别是0.094℃/10a、-0.048℃/10a和0.145℃/10a，即春季平均气温和最低气温都呈上升趋势，其中最低气温增幅最大。而最高气温却略有下降趋势，因此日较差在减小。

表1是青藏高原春季Tmean、Tmax、Tmin的年代际变化，这进一步验证和说明了对图1的分析，也就是3种温度在60年代和70年代变化非常平稳，80年代是低值时期， 90年代后气温回升。

表1 青藏高原春季气温年代际变化(℃)

图1 1961～2000年青藏高原春季Tmean、Tmax、Tmin逐年变化图

2.1.2 线性倾向回归分析

对青藏高原春季平均气温系列(1961～2000)进行线性倾向回归分析计算，得出线性回归方程式为x=A+Bt=-9.9376+0.094t，即A=-9.9376，B=0.0094，相应的统计参数为T=1.21，r=0.19。

当给定α=0.05，n-2=40-2=38，查T分布表得临界值tα/2(n-2)=tα/2(40-2)=2.02>|T|=1.21，说明春季平均气温系列有上升趋势，但上升趋势不显著。

当给定α=0.05，n-2=40-2=38，查相关系数检验表得临界值rα(n-2)=rα(40-2)=0.31>|r|=0.19，同样说明此流域面平均降雨量系列有上升趋势，但上升趋势不显著。

同理对最高气温、最低气温进行检验，检验的结果如表2所示。

2.2 夏季气温趋势分析

2.2.1 年代际变化

图2是40年来青藏高原夏季Tmean、Tmax、Tmin的逐年变化图，可以看出，3种气温总体上呈明显上升趋势。平均气温和最低气温的波动相似，从20世纪60～70年代中期下降趋势明显，至90年代末明显上升。而最高气温在整个40年间气温变化非常平稳，有微弱的上升趋势。

表2 青藏高原春季Tmean、Tmax、Tmin长期变化趋势检验汇总表(℃)

3种气温夏季的气候倾向率分别是0.175℃/10a、0.129℃/10a、0.170℃/10a，可见总体上呈上升趋势，最低气温增温幅度最大。

图2 1961～2000年青藏高原夏季Tmean、Tmax、Tmin逐年变化图

表3是青藏高原夏季Tmean、Tmax、Tmin的年代际变化，这进一步验证和说明了夏季气候的年代际变化。

表3 青藏高原夏季气温年代际变化(℃)

2.2.2 线性倾向回归分析

对青藏高原夏季Tmean、Tmax、Tmin系列(1961～2000)进行线性倾向回归分析计算,检验的结果如表4所示。

表4 青藏高原夏季Tmean、Tmax、Tmin长期变化趋势检验汇总表(℃)

2.3 秋季气温趋势分析

2.3.1 年代际变化

图3是40年来青藏高原秋季Tmean、Tmax、Tmin的逐年变化图。从拟合的3次曲线可以看出，Tmean、Tmax、Tmin的变化趋势特别相似，总体上都表现为向下凹的抛物线状。20世纪60～80年代初，气温有所下降，80年代初达到低值点，从80年代中期至21世纪初一直处于稳定的上升趋势，特别是90年代上升特别明显。

3种气温的气候倾向率，分别是0.166℃/10a、0.063℃/10a和0.184℃/10a，很明显，秋季最低气温增幅最大，平均气温次之。这与夏季的3种气温变化趋势是一致的。

表5是青藏高原秋季Tmean、Tmax、Tmin的年代际变化。由表可知，3种温度在60～70年代气温保持平衡，略有下降，80年代之后气温回升，90年代升温明显，上升的幅度分别是0.3℃、0.5℃和0.4℃。

2.3.2 线性倾向回归分析

对青藏高原秋季Tmean、Tmax、Tmin系列(1961～2000)进行线性倾向回归分析计算，检验的结果如表6所示。

图3 1961～2000年青藏高原秋季Tmean、Tmax、Tmin逐年变化图

表5 青藏高原秋季气温年代际变化(℃)

表6 青藏高原秋季Tmean、Tmax、Tmin长期变化趋势检验汇总表(℃)

2.4 冬季气温趋势分析

2.4.1 年代际变化

图4是40年间青藏高原冬季Tmean、Tmax、Tmin的逐年变化图。从图中可以看出，平均气温和最低气温变化趋势有相似之处，在整个40年期间都处于缓慢上升趋势，90年代上升幅度较大。最高气温则稍有不同，20世纪60年代初至70年代中期气温较高，略有上升趋势，此后80年代处于低值区，变化平稳，90年代上升明显。

3种气温在40年间冬季的增温率，分别是0.298℃/10a、0.155℃/10a和0.313℃/10a，可见在冬季平均最低气温的增幅最大。表7是青藏高原冬季3种气温的年代际变化。

2.4.2 线性倾向回归分析

对青藏高原冬季Tmean、Tmax、Tmin系列(1961～2000)进行线性倾向回归分析计算,检验的结果如表8所示。

图4 1961～2000年青藏高原冬季Tmean、Tmax、Tmin逐年变化图

表7 青藏高原冬季气温年代际变化(℃)

表8 青藏高原冬季Tmean、Tmax、Tmin长期变化趋势检验汇总表(℃)

3 结论

通过以上分析和研究得到以下的结论：

(1)从四季气温全年变化来看，春季平均气温和最低气温呈增温趋势，最低气温上升趋势显著，平均气温上升趋势不显著，增幅分别为0.145℃/10a和0.094℃/10a，最高气温反呈不显著下降趋势，幅度为-0.048℃/10a。夏秋冬3季，3种气温都呈增温趋势，平均气温和最低气温增温显著，最高气温不显著，且最低气温增幅最大，平均气温次之，最高气温增幅最小，这样的变化必然导致日较差呈减小趋势。

(2)从年代际来看，3种气温在20世纪60、70年代气温变化平稳，80年代是气温的低值区，80年代后期气温逐渐升高，90年代升温明显。

[1] 于秀晶，栋梁，等.吉林近50a来气候的年代际变化特征及其突变[J].冰川冻土.2004,26(6):779-783.

[2] 王陵，谢贤群，等.中国北方地区50年来最高和最低气温变化及其影响[J].自然资源学报，2004，19(3)：337-343.

[3] 叶笃正，高由禧.青藏高原气象学[M].北京：科学出版社，1979:1-278.

[4] 汤懋苍，程国栋，林振耀.青藏高原近代气候变化及其对环境的影响[M].广州：广东科技出版社，1998:1-339.

[5] 蔡英.青藏高原近50年来气温的年代际变化[J].高原气象，2003,22(5)：464-470.

[6] 马晓波.青藏高原近代气温变化趋势及突变分析[J].高原气象，2003,22(5):507-512.

[7] 马晓波，胡泽勇.青藏高原40年来的降水变化趋势及突变的分析[J].中国沙漠，2005,25(1)：529-534.

[8] 赵燕宁，时行合.青海南部地区40多年来气候变化的特征分析[J].中国沙漠，2005,25(4)：529-534.

[9] 洪霞，陈建平，等.江西省1960年以来气温和降水变化趋势分析[J].江西气象科技.2004，27(2)：

[10]黄嘉佑.气象统计分析与预报方法[M].北京: 气象出版社，2000:33-34.

Analysis on Temperature Change of Qinghai-Tibet Plateau in Four Seasons from 1961 to 2000

CHEN Ji-qin1, HE Wen2, WANG Yan3, LIU Hai-jing4

(1.Changjiang Institute of Technology, Wuhan 430212, China; 2.Hubei Bureau of Survey and Mapping, Wuhan 430071, China; 3.Wuhan Hydrology and Water Resources Investigation Bureau, Wuhan 430074, China; 4.Jiangsu Province Hydrology and Water Resources Investigation Bureau, Yangzhou 225002, China)

Based on the daily observation data of three kinds of temperature (average temperature, maximum temperature and minimum temperature, hereinafter referred to as Tmean, Tmax and Tmin), collected by 16 meteorological stations on the Qinghai Tibet Plateau from1961 to 2000, climate tendency rate and inter-annual variation are calculated by using least squares method in order to analyze the temperature change of Qinghai-Tibet Plateau in four seasons during 40 years.The results show that there is a warming trend for the average temperature and the lowest temperature in spring; the increase rate of the lowest temperature is higher than the average temperatures' of 0.145 DEG /10a and 0.094 DEG /10a respectively; the maximum temperature decreased by -0.048 C /10a; there is also a warming trend for three kinds of temperatures in summer, autumn and winter and the increase rate of the minimum temperature is highest; the average temperature the second and the maximum temperature the third.

Qinghai-Tibet Plateau; climate tendency rate; temperature

2016-06-27

陈吉琴(1982-)，女，山西运城人，副教授，硕士，主要从事水文物理规律分析研究及教学工作。

P468.0+21

1673-0496(2016)04-0017-03

10.14079/j.cnki.cn42-1745/tv.2016.04.006