1960—2015年当涂县气温变化特征及突变分析

2018-03-05蔡磊付敏陈裕

安徽农学通报 2018年1期

蔡磊　付敏　陈裕

摘要：该文基于一元线性回归分析法和M-K检验方法，利用当涂县1960—2015年气温数据资料，对当涂县56a气温变化特征进行了统计分析。结果表明：近56年来，当涂县气温变化呈上升趋势，增温率为0.236℃/10a。1960—2015年当涂年平均气温、四季平均气温均表现为不同程度的增暖趋势，增温率最大是春季，其次为冬季、秋季，最小为夏季。秋季增温率与年平均气温增温率最为接近。当涂年平均气温和平均最低气温均在1998年发生一次突变，平均最低气温在1997年发生一次突变。

关键词：气温；变化特征；突变分析；当涂县

中图分类号 P468.02 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）01-0090-03

气候变化和全球变暖是当今国际社会普遍关注的热点问题之一。根据政府间气候变化专业委员会IPCC第5次全球气候变化研究报告中指出，在1880—2012年期间，全球平均地表气温升高了0.85（0.65～1.06）℃，尤其是从20世纪后半叶开始，气温升高的趋势更加明显[1]。21世纪全球平均气温将继续上升[2]。近年来，我国很多学者也对全国或区域性的气温变化进行了大量研究[3-12]，证明了100年来我国温度的增暖趋势与全球增暖趋势相一致，但不同城市不同区域温度变化特征不尽相同。

当涂县位于安徽省东部，长江下游南岸，地处长三角经济圈与皖江城市带交汇处，介于南京、马鞍山和芜湖之间。在全球气候变暖的背景下，寻找当涂气温的变化特征，有利于为开发利用气候资源，保护和改善环境，促进可持续发展和社会经济建设服务提供科学依据，也为当涂县的短期气候预测提供一些参考。本文在前人研究的基础上，利用当涂县1956—2015年的气温资料对当涂县气温变化特征及突变进行分析。

1 资料与方法

1.1 资料来源及说明本文资料来自当涂国家气象观测站1960—2015年共56a的年平均气温资料。当涂国家气象观测站分别在2007年、2010年、2016年3次迁站。四季的气温定义如下：春季3—5月、夏季6—8月、秋季9—11月、冬季12月至次年2月。在研究方法上采用一元线性回归分析法、Mann-Kendall（M-K检验）非参数统计检验方法[13]来研究气温变化的总趋势。

1.2 研究方法

1.2.1 一元線性回归分析线性倾向估计用表示样本数为n的某一气候变量，用年代为自变量[t]表示所对应的时间，建立[xi]与[ti]之间的一元线性回归方程气象要素的年代变化趋势用式：[xi=ati+b，i=1，2...，n]。a为气温变化倾向率，当[a>0]表示递增趋势，[a<0]表示递减趋势，[a=0]趋势没有变化。其中：[a]为回归系数、[b]为回归常数，[a]和[b]可以用最小二乘法进行估计；对[xi]与[ti]之间的相关系数进行检验。

1.2.2 Mann-Kendall法 M-K检验法是一种非参数统计检验方法，该检验方法是不需要样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，并且可以明确突变开始的时间，并指出突变区域。方法是对于具有[n]个样本量的时间序列为[x]，构造一秩序列：

式中：[ESK]是[Sk]均值，[VARS看k]是[Sk]方差，给定显著性水平[α]，当[UFk>Uα]时，表明序列存在明显的增长或减少趋势。所有的统计量成一条曲线[C1]。把同样的方法引用到反序列中，得到另一条曲线[C2]。如果曲线[C1]和[C2]的交叉点位于信度线之间，这个点便是突变的开始。

2 当涂地区气温变化特征

2.1 平均气温变化趋势当涂地区气象站年平均气温变化如图1所示。由图1可知，当涂地区年平均气温16.0℃，1960—2015年年平均气温最高为17.5℃（2007年），年平均气温最低为15.1℃（1980年）。当涂地区气温年平均气温呈明显上升趋势，增温率为为0.24℃/10a。

2.3 气温序列进行突变分析对1960—2015年当涂县逐年平均气温序列进行突变分析，分析汇出UFK、UBK曲线图。从图3可以看出：自1998年以来，当涂县气温有增暖趋势，但并不显著，2005年以来这种增暖变化趋势明显，当涂气温上升趋势显著，UFk和UBk曲线在1998年有一个交点，表明1998年当涂县气温发生了突变。

对于当涂县1955—2015年平均最低气温进行M-K检验，结果表明，1995年平均最低气温有上升趋势，但并不显著，2003年开始UFk超过临界值，上升趋势显著，UFk和UBk在置信水平区间内有交点，交点位置表明平均最低气温发生突变时间发生在1998年（图5）。

3 结论

（1）近56年来，当涂气温变化趋势与全球气候变暖趋势相一致，呈上升趋势，当涂县增温率为0.0236℃/年。

（2）1960—2015年当涂年平均气温、四季平均气温均表现为不同程度的增暖趋势，增温率最大是春季，其次为冬季、秋季，最小为夏季。秋季增温率与年平均气温增温率最为接近。

（3）当涂年平均气温和平均最低气温均在1998年发生一次突变，平均最低气温在1997年发生一次突变。

参考文献

[1]沈永平，王国亚.IPCC第一工作组第五次评估报告多全球气候变化认知的最新科学要点[J].冰川冻土，2013，35（5）：1068-1076.

[2]赵宗慈，王邵武，罗勇.IPCC成立以来对温度升高的评估与预估[J].气候变化研究进展，2007，3（3）：183-184.

[3]左洪超，吕世华，胡隐樵.中国近50年气温及降水量的变化趋势分析[J].高原气象，2004，23（2）：238-244.

[4]辛渝，陈洪武，李元鹏，等.新疆北部高温日数的时空变化特征及多尺度突变分析[J].干旱区研究，2008，25（3）：438-46.

[5]陶健红，王遂缠，王宝鉴.中国西北气温异常的特征分析[J].干旱区研究，2007，24（4）：510-515.

[6]赵桂香，赵彩萍，李新生，等.近47年来山西省气候变化的分析[J].干旱区研究，2006，23（3）：500-505.