黑龙江省富裕县气温日较差变化特征

马繁东 程义武 邱海芝

摘要 利用富裕县1961—2016年最高、最低气温资料，采用线性倾向估计法分析了近56年来富裕县气温日较差的年、季、月变化特征，揭示富裕县气温日较差的气候特征和演变规律。结果表明，近56年来富裕县年平均气温日较差为11.9 ℃，年平均气温日较差总体呈下降趋势，降低幅度为0.542 ℃/10 a。春季气温日较差最大，夏季最小，季节变化呈高—低—高—低特点；四季平均气温日较差均呈显著的下降趋势，下降幅度从大到小依次为冬季、春季、夏季、秋季。月平均气温日较差最大值出现在5月（13.6 ℃），最小值出现在7月（10.1 ℃）；各月气温日较差均呈显著下降趋势，1月份下降幅度最大，8月下降幅度最小。月平均最低气温增温幅度远大于最高气温，是导致年、季、月平均气温日较差显著下降的主要原因。

关键词 气温日较差；变化特征；最高气温；最低气温；黑龙江省富裕县

中图分类号 S161.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2017）28-0179-03

Abstract Based on the maximum and minimum temperature data in Fuyu County from 1961 to 2016， the annual， seasonal and monthly variation characteristics of the diurnal temperature range in Fuyu County in recent 56 years were analyzed by linear trend estimation method.The climatic characteristics and evolvement rule of the diurnal temperature range in Fuyu County were analyzed.The results showed that the annual average diurnal temperature range of Fuyu County was 11.9 ℃ in the past 56 years， and the annual average diurnal temperature range was generally a downward trend，and the decrease was 0.542 ℃/10 a.The diurnal temperature range was the largest in summer， and that was least in summer；the seasonal variation was high-low-high-low characteristic.The average diurnal temperature range of the four seasons showed a decreasing trend， and the descending trend was winter， spring， summer and autumn.The monthly average diurnal temperature range was the largest in May（13.6 ℃）， the least value appeared in July（10.1 ℃）； the monthly diurnal temperature range showed a significant downward trend， the largest decline in January， the least decline in August.The increase rate of the average monthly minimum temperature was much higher than the maximum temperature，which was the main reason for the decrease of the annual， seasonal and monthly average diurnal temperature range.

Key words Diurnal temperature range；Variation characteristics；Maximum temperature； Minimum temperature； Fuyu County of Heilongjiang Province

氣溫日较差（Diurnal Temperature Range，简称 DTR） 是指一天中气温的最高值与最低值之差，其大小反映气温日变化程度[1]。在全球气候变暖的研究中，气温日较差变化的研究受到了广泛重视。与平均温度变化相比，日较差可以反映全球和区域性的温度变化幅度特征以及最高、最低气温的非对称性变化特征[2-5]。气温日较差大小与植物蛋白质含量及果实含糖量关系密切[6-9]。研究日较差变化特征及趋势能为气候异常、可持续发展、人类生存环境变化、作物的气候品质认证等研究提供更多具有特殊参考价值的信息。国际上对DTR变化及其原因进行了大量研究，近60多年以来全球很多地区日较差呈现下降趋势[10-12]。国外科学家们已经将DTR作为表征气候变化的一个新的重要指标[10-12]。我国年平均气温日较差多呈下降趋势，并在我国北方地区尤为明显[13]。国内不同地区关于气温日较差的研究结果也得出了日较差呈现减小趋势[14-19]。

富裕县位于嫩江中游，热量条件较差，生长季为120～130 d，80%保证率的日平均气温≥10 ℃积温为2 400～2 500 ℃·d；年降水量为450 mm左右，气候比较干旱，春旱严重[20]。笔者利用富裕县1961—2016年最高、最低气温资料，采用线性倾向估计法分析了近56年来富裕县气温日较差的年、季、月变化特征，揭示富裕县气温日较差的气候特征和演变规律，为深入探讨当地气候变化规律和改善生态环境及作物品质提供科学依据，也可为区域气候变化研究提供借鉴。

1 资料与方法

1.1 资料来源

选取

黑龙江省富裕县气象局提供的1961年1月—2017年2月逐日最高气温、最低气温资料。由于富裕县气候寒冷，冬季最长，春季长于秋季，因此富裕县四季划分为：春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—10月）、冬季（11月—次年2月）[20]。

1.2 研究方法 日较差用公式可表示为：DTR=Tmax-Tmin，其中，DTR为日较差，Tmax为日最高气温，Tmin为日最低气温。

趋势分析采用线性倾向估计法[21]，其公式为：yi=a+bti，式中，yi为气候变量，ti为yi对应的时间（在此为1961—2016年），b为气候变量的倾向率，b×10称为气候变量的趋势系数。当倾向率为正时，表示气候变量随时间呈上升趋势，反之呈下降趋势，并对气候变量变化趋势进行给定显著性水平的检验。

2 结果与分析

2.1 气温日较差年际变化特征

由图1可见，56 年来富裕县年平均气温日较差为11.9 ℃，年平均最大日较差为 14.2 ℃（1961 年），年平均最小日较差为10.0 ℃（2013年）。56年来富裕縣极端最大日较差为31.1 ℃，出现在1969年5月2日；极端最小日较差为1.3 ℃，出现在2015年6月7日。近56年来富裕县年平均气温日较差总体呈显著减小趋势，这种减小趋势通过了α=0.001 信度的显著性检验，减小幅度为0.542 ℃/10 a。这种趋势与国内很多地区日较差变化趋势相一致[14-19]。

2.2 气温日较差季变化特征

从图2可以看出，1961—2016 年富裕县春季气温日较差平均值为13.3 ℃，最大值为 15.8 ℃，出现在1962年；最小值为10.7 ℃，出现在2010和2013年。夏季气温日较差平均值为 10.9 ℃，最大日较差为13.1 ℃，出现在1968年；最小日较差为8.6 ℃，出现在2013年。秋季气温日较差平均值为11.9 ℃，最大日较差为15.4 ℃，出现在1976年；最小日较差为9.1 ℃，出现在2016年。冬季气温日较差平均值为11.4 ℃，最大日较差为 15.0 ℃，出现在1961 年；最小日较差为9.1 ℃，出现在2009年。上述分析可见，春季气温日较差最大，秋季次之，冬季较小，夏季最小，季节变化呈高—低—高—低的双峰特点。说明富裕县气温日变化随季节变化较为明显。

由表1可知，近56年来富裕县四季平均气温日较差均呈现显著的下降趋势（均达到了α=0.01 的显著性水平），冬季气温日较差下降趋势最明显，降幅为0.688 ℃/10 a；春季次之，降幅为0.602 ℃/10 a；夏季气温日较差下降幅度为0.386 ℃/10 a；秋季气温日较差下降幅度最小，为0.352 ℃/10 a。

2.3 气温日较差月变化特征 由图3可见，5月份日较差最大，为13.6 ℃；4月份次大，为13.3 ℃；7月份日较差最小，为10.1 ℃；8和12月份次小，均为10.4 ℃。

经统计，近56年来富裕县各月气温日较差的变化趋势均呈下降趋势，1月份气温日较差的下降幅度最大，倾向率为-0.829 ℃/10 a，其次为2月，倾向率为-0.756 ℃/10 a，且均通过了α=0.001显著性检验；8月气温日较差的下降幅度最小，倾向率为-0.251 ℃/10 a，通过了α=0.05显著性检验；下降幅度次小的为9月，倾向率为-0.254 ℃/10 a， 没有通过α= 0.05的显著性检验，仅通过了α= 0.10的显著性检验。说明8、9月份日较差的下降趋势不显著。

2.4 最高、最低气温演变趋势

2.4.1 年变化。从图4可以看出，近56年来富裕县最高气温虽呈升高趋势，但不具有显著意义；最低气温呈现出显著的升高趋势，且通过了α=0.001 的显著性水平，升温趋势为 0.694 ℃/10 a。最高、最低气温呈现出非对称性变化。富裕县年平均日较差变化与年最高、最低气温呈相反的变化趋势，最低气温的快速升高和最高气温的缓慢升高使富裕气温日较差呈现出下降趋势。

2.4.2 季变化。从表1可以看出，近56年来富裕县四季的最高、最低气温均呈上升趋势，但最高气温上升趋势没有通过α= 0.05的显著性水平，说明升温趋势不明显；最低气温上升趋势显著，四季均达到了 α=0.001的显著性水平。表明四季气温日较差的减少是由最低气温显著升高引起的。冬季平均最低气温的升温幅度远大于其他季节，从而导致冬季气温日较差下降幅度最大。

2.4.3 月变化。从表2可以看出，近56年来富裕县各月平

均最高气温、最低气温的气候倾向率均为正值，均呈现增加趋势， 但最高气温的升温趋势均没有通过信度为α= 0.05的显著性检验，在统计上不具有显著意义。各月平均最低气温倾向率明显大于最高气温倾向率，最低气温升温趋势显著，且均通过了α= 0.001 的显著性检验。其中2月份最低气温升温最显著，倾向率为 1.078 ℃/10 a，由于2月份最高气温升温趋势高于其他月份，因此导致2月份日较差减小趨势并不是最显著；8月份最低气温升温趋势最小，倾向率为0.424 ℃/10 a，与8月份日较差减小趋势最小相对应。

最低气温的显著升温和最高气温的缓慢升温这种非对称变化使富裕县气温日较差呈现下降趋势。因此，年、季和月的最低气温变化趋势完全决定了气温日较差的变化趋势，这是富裕县气温日较差显著下降的主要原因。

3 结论

（1）近56年来富裕县年平均气温日较差为11.9 ℃，总体呈显著下降趋势，气候倾向率为-0.542 ℃/10 a。年最大日较差出现在1961 年，年最小日较差出现在2013年。

（2）近56年来富裕县春季日较差最大，夏季日较差最小。四季平均气温日较差均呈现显著的下降趋势，下降幅度从大到小依次为冬季、春季、夏季、秋季。

（3）富裕县逐月气温日较差中，5月气温日较差最大，为13.6 ℃，7 月最小，为10.1 ℃； 各月气温日较差的变化趋势除8、9月份下降趋势不显著外，其余月份均呈现出显著减小趋势，1月份气温日较差的下降幅度最大，8月下降幅度最小。

（4）近56年来富裕县最高气温增温趋势不显著，最低气温显著增温是导致月、季、年平均气温日较差显著下降的主要原因。

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