昆明地区降水、气温及极端天气的

杨蓉王龙申官正王莹王琳

摘要：利用昆明气象站1951年-2013年逐日气温和降水资料，采用线性趋势、Sen 斜率估计、MannKendall 等方法分析昆明降水、气温和极端天气的变化特征与趋势，结果表明：1951年-2013年间，1994是年平均气温突变点；年平均气温和四季气温均呈升温趋势；年降水量和夏、秋两季降水量呈下降趋势，春、冬两季降水呈上升趋势，但趋势并不显著；在极端降水指数中，持续湿期呈下降趋势，持续干期和一日最大降水量呈上升趋势，趋势并不显著；在极端温度指数中，热日持续指数、暖夜指数及暖昼指数均呈显著上升趋势，冷日持续指数、冷夜指数及冷日指数均呈显著下降趋势。

关键词：昆明；降水；气温；极端天气；变化趋势

中图分类号：P426文献标志码：A文章编号：16721683（2016）06004505

Longterm trend analysis of precipitation，temperature and extreme weather in Kunming

YANG Rong1，WANG Long1，SHEN Guanzheng1，WANG Ying1，WANG Lin2

（1.College of Water Resources，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China；2.Yunnan Forestry Technological College，Kunming 650224，China）

Abstract：Based on the daily temperature and precipitation data of Kunming meteorological station in 19512013，the author used methods of linear trend，Sen slope estimation，MannKendall methods to analyze the characteristics and trends of precipitation，temperature and extreme weather in Kunming.The results showed that，from 1951 to 2013，the average temperature mutation took place in 1994；Annual average temperature and the temperature of the four seasons showed a tendency of warming.Besides，it showed a decreasing trend in annual precipitation，summer rainfall and autumn rainfall，while spring rainfall and winter rainfall showed an upward trend，but the trend was not significant；In the extreme precipitation index，Consecutive wet days showed a downward trend，consecutive dry days and maximum 1day precipitation amount had a upward trend，but the trend was not significant.In the extreme temperature index，Warm spell duration indicator，Warm nights and Warm days increased significantly，while cold spell duration indicator，cool nights and cool days reduced significantly.

Key words：Kunming；precipitation；temperature；extreme weather；variation trend

20世纪以来，全球气候以变暖为主要特征在发生显著变化 [13]，在气候变暖的背景下，我国极端天气事件频率也明显增多[45]，极端天气事件对自然和社会造成了严重影响[68]，受到了越来越多的关注：如周雅清等[9]利用446个气象站1956年-2008年共53年的日最高、最低气温资料，分析了我国大陆地区气温极端事件的变化规律；王琼，张明军等[10]利用线性倾向估计法、主成分分析及相关分析法，分析了长江流域极端气温的时间变化趋势和空间分布规律；刘丽等[11]，应用EOF、线性倾向率和周期分析方法，对云南极端强降水事件频数进行了时空分布特征诊断。

云南地处低纬高原，受青藏高原和东亚、南亚两支季风影响显著，影响该区域气候变化气候出现了与全球一致的变暖趋势，20世纪80年代后期开始气温持续上升，特别是20世纪90年代后增暖趋势更为明显[12]。昆明是云南省的省会，地处云南滇池盆地北端，海拔约1 900 m，北有高山天然屏障，受西南季风环流的影响及滇池水面调节作用，形成四季如春、日照长、常年盛行西南风的自然环境。本文利用线性趋势分析和Sen斜率估计分析了昆明气温及降水的趋势变化，同时，采用MannKendall 法[1314]（简称MK检验）对昆明的极端降水、极端温度变化趋势进行了检验。

1数据和方法

1.1数据

选用1951年-2013年昆明站逐日降水、气温数据，[JP+1]采用RclimDEx[15]计算得到各类极端温度、极端降水指数。逐日数据由中国气象科学数据共享服务网提供，气温精度为01 ℃，降水量精度为01 mm，数据全部经过可靠和合理性检验。极端气候降水指数及其定义见表1，极端温度指数及其定义见表2。

1.2研究方法

[BT4]1.2.1Sen斜率估计

[JP+1]采用线性趋势分析法和Sen斜率估计法分析昆明市气温及降水趋势变化。Sen斜率估计以样本在不同长度的变化率构造秩序列，基于一定显著性水平进行统计量检验，得出变化率数值区间（斜率取值范围），并以中值大小判断时间序列变化趋势及程度。Sen斜率能降低或避免数据缺失及异常对统计结果的影响。具体计算方法见文献[1618]。

[BT4]1.2.2MK检验

[JP+1]MannKendall（简称MK）法[1920]是一种非参数统计检验方法，广泛应用于气温、降水、径流等水文现象。它的优势在于不需要样本服从某种分布，能很好地揭示时间序列的趋势变化及突变特征。本次研究采用MK[HJ2.1mm]法分析极端气候指数特征及趋势变化，并对年平均气温及年降水进行突变分析。

2结果分析

2.1气温年际变化特征

[JP+1]对昆明市近63年年均气温时间序列进行统计分析。图1为昆明市1951年-2013年均气温Sen斜率估计结果。昆明市多年平均气温为1509 ℃，由图1可知，气温呈总体上升（U= 542）。年均气温的增加在20世纪90年代中期出现一次跃变，经MK检验发现在1994年前后存在突变点（表3），对前后两个时间段分析发现，1994年以前平均气温为147 ℃，而1994年后，平均气温达到161 ℃。

2.2气温月和季节变化特征

提取各年各月气温，组成月气温和季气温序列，检测其变化特征。月气温检测结果见表4，近63年来，各月气温均呈上升趋势，除5月外，其余各月均通过了α=001及以上的显著性水平检验。同时，四季气温均呈上升趋势，且全部通过α=001以上的显著性水平检验。基于Sen斜率的大小，可以看出月份变化幅度差异，2月的增加幅度最大，5月增加幅最小，同样，增加幅度最大的是冬季，而夏季增加幅度为最小。

2.3降水年际变化特征

对近63年年降水量变化进行分析，结果表明，昆明市年平均降水量为9808 mm，由图2可知，1999年降水量为1 4499 mm，是历年最大值，2009年降水量为历年最小，为5658 mm；进一步进行MK检测，结果表明昆明地区年降水在20世纪80年代以后呈不显著下降趋势（U=-106），线性倾向率为-356 mm/（10a），20世纪80年代以前年平均降水量为1 0086 mm，而20世纪80年代以后年平均降水量为9571mm；由表3可知，年降水量在2008年出现突变，之后有增有减。

2.4降水月和季节变化特征

对月降水量进行Sen斜率估计，由表5可知，1月、4月、5月、11 月的月平均降水呈现增加趋势，而其余月份呈现下降趋势，但均未通过显著性水平检验，表明月降水变化特征并不明显。同样，通过Sen斜率估计，得四季降水量趋势变化，由表5可知，春、冬两季降水呈上升趋势，夏、秋两季呈下降趋势，四季均未通过显著性水平检验。进一步分析可得，降水以6月和8月减幅最大，2月减幅最小，相反，在升温趋势中，5月增加幅度最大，其次是1月；同样，四季变化幅度也有差异，春季增加幅度为最大，夏季减幅为最大。

2.5极端气候指数变化

由表6可以看出，在极端降水指数中，持续湿期呈下降趋势，持续干期和一日最大降水量均呈上升趋势，均未通过置信度在90%以上的显著性检验；而在极端温度指数中，热日持续指数、暖夜指数及暖昼指数均呈显著上升趋势，它们的变化趋势与平均气温升高相吻合，说明这些极端指数可从不同角度反应出昆明气候变化特征；冷日持续指数、冷夜指数及冷日指数均呈显著下降趋势，且均通过了90%以上的置信度检验。由表3可知，热日持续指数在1997年发生突变。以上分析表明，昆明市无雨日数，高温天数增加，降水日数、低温天数减少，这些均表明昆明干旱化倾向明显，增大了昆明的抗旱压力。

3结论

通过对昆明市气象站近63年来的气温和降水等气象资料分析，得如下结论。

（1） 1951年-2013年间，昆明地区年平均气温为1509 ℃，气温呈整体升温趋势。从各月气温看，昆明各月均呈上升趋势，除5月外，其余各月均通过了α=001及以上的的显著性水平检验；从四季气温看，昆明四季变化均呈上升趋势，且均通过显著性水平检验。

（2） 昆明市近63年平均降水量为9808 mm，年降水量在2008年出现突变，之后有增有减。1、4、5、11 月的月平均降水呈不显著上升趋势，其余月份呈不显著下降趋势；从四季降水看，春、冬两季降水呈上升趋势，夏、秋两季呈下降趋势，四季均未通过显著性水平检验。

（3）在极端降水指数中，持续湿期呈不显著下降趋势，持续干期和一日最大降水量均呈不显著上升趋势；而在极端温度指数中，热日持续指数、暖夜指数及暖昼指数均呈显著上升趋势；其次，冷日持续指数、冷夜指数及冷日指数均呈显著下降趋势，其中，热日持续指数在1997年发生突变。昆明市无雨日数，高温天数增加，降水日数、低温天数减少，这些均表明昆明干旱化倾向明显，增大了昆明的抗旱压力。[HJ1.8mm]

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