1973—2019年黄石市气温变化特征分析

摘要 利用黄石市3个国家气象观测站1973—2019年的地面观测资料，采用线性倾向估计、M-K突变检验和异常分析等方法对黄石市气温变化特性进行分析。结果表明：黄石市年平均气温呈极显著波动上升趋势，四季平均气温呈较显著的上升趋势，其中春季增温最快，秋季、冬季次之，夏季最为缓慢;气温一般在20世纪80年代末期至20世纪90年代末期之间发生突变，之后气温呈现显著变暖趋势。黄石市近47年来没有出现异常偏冷年和异常偏暖年。

关键词 气温;趋势变化;M-K突变检验;异常分析;黄石市

中图分类号 P 468.0+21 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2020）23-0244-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.23.064

Characteristics Analysis of Temperature Changes from 1973 to 2019 in Huangshi

SONG Ge1，2

（1.Daye City Meteorological Bureau，Daye，Hubei 435100;2.Chengdu University of Information Technology，Chengdu，Sichuan 610225）

Abstract Based on the surface observation data from 1973 to 2019 in Huangshi，the variation characteristics of temperature were investigated using linear tendency analysis，M-K mutation test and anomalous analysis methods.The results show that the annual average temperature in Huangshi exhibited a very significant rising trend，and the average temperature in the four seasons showed a significant upward trend，in which the average temperature increased fastest in spring，followed by autumn，year and winter，and the summer was slowest.Generally，the mutations of temperatures occurred between the late 1980s and late 1990s，and then the climate was warming up significantly.There were no anomalous cold and warm year during the past 47 years in Huangshi.

Key words Temperature;Trend variation;M-K mutation test;Anomalous analysis;Huangshi City

近百年来，受自然因素和人类活动的共同作用，地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化，全球气温逐渐攀升;而中国的变暖速度高于全球平均值，处于百年来气温最高的阶段[1]。气候变暖可致使生物锐减、生态系统失衡，甚至给人类的生活生产带来诸多影响。

黄石市位于湖北省东南部，长江中游南岸，东北临长江;境内地势西南高、东北低，由西南向东北倾斜，独特的地理位置环境使其气温变化具有自身的特点[2-5]。目前，关于黄石市气温变化特征分析的研究不多[6-7]，且这些研究仅采用了黄石市单个气象站的地面观测资料进行分析，但有关近6年以内的相关研究还未见报道。笔者采用黄石市已有的3个国家气象观测站1973—2019年地面观测气象资料，对该市的气温变化特征和变化规律进行细致地分析研究，旨在为应对气温变化并降低其对农业生产的影响提供参考。

1 资料与方法

选取黄石市所属黄石、大冶和阳新3个国家气象观测站1973—2019年地面观测的逐日平均气温资料，对其进行算术平均得到黄石市的逐日平均气温。采用线性倾向估计和Mann-Kendall突变检验等方法[8]对气温的变化趋势进行分析研究。另外，还将对气温变化进行异常分析[9-10]，定义冷暖指数（CHL）：

CHL=（T-T_p）/S

式中，T、Tp和S分别表示平均气温、多年气温平均值和平均气温标准差。

根据冷暖等级标准，CHL≥2.0为异常偏暖，1.5≤CHL<2.0为显著偏暖，1.0≤CHL<1.5为偏暖，-1.0≤CHL<1.0为正常，-1.5≤CHL<-1.0为偏冷，-2.0

2 结果与分析

2.1 黄石市年平均气温的变化特征 由图1分析可知，1973—2019年黄石市年平均气温呈极显著的波动上升趋势（P<0.001），其气候倾向率为0.303 ℃/10 a，高于全国的增温幅度0.270 ℃/10 a，说明黄石市气候整体呈明显变暖趨势。从图1局部可以看出，在20世纪80年代前期和21世纪00年代末期，年平均气温呈下降趋势，而在1973—1980年、1982—2006年和2010—2019年3个阶段，其呈现快速上升的趋势。年平均气温的多年均值为17.482 ℃，其最高值和最低值分别为18.533 ℃（2007年）和16.467 ℃（1984年）。20世纪70年代至21世纪10年代，各年代的年平均气温分别为16.979、17.017、17.470、18.003和17.882 ℃，可以看出黄石市年平均气温在21世纪10年代之前呈上升趋势，而在21世纪10年代略有下降，进入21世纪00年代以后均超过多年均值。由20世纪90年代进入21世纪00年代，年代气温增幅最大;气温在20世纪70年代相对较低，偏离多年平均值-2.88%（-0.503 ℃），气温在21世纪初相对较高，偏离多年平均值2.98%（0.521 ℃），其偏离多年平均值均在±5%以内，故年平均气温的年代际变化较小。

由图2可知，1973—1986年，UF小于0，年平均氣温呈下降趋势，但未超过0.05显著性水平临界线，说明下降不显著;自1987年之后，UF大于0，年平均气温呈上升趋势，其中在1997年之后，UF超过0.05显著性水平临界线，甚至超过0.001显著性水平线，说明上升趋势显著;年平均气温UF和UB曲线的交点位于置信区间内，表明黄石市年平均气温在1995年前后发生突变，即发生由冷到暖的突变，之后气温呈显著的增暖趋势。

由图3可以看出，黄石市近47年来，没有出现异常偏冷年和异常偏暖年;显著偏冷年出现过2次（1980年和1984年），偏冷年和显著偏冷年都出现在1994年以前，1994年以后没有出现过偏冷年;显著偏暖年出现过3次（2006年、2007年和2013年），偏暖年出现过4次（1998年、2004年、2018年和2019年）。

2.2 黄石市四季平均气温的变化特征 由表1可知，近47年来，黄石市四季的平均气温表现出较显著的上升趋势（P<0.05），除夏季外，平均气温还表现出显著的上升趋势（P<0.01）。四季中，春季增温最快，秋季、冬季次之，夏季最为缓慢，表明气候变暖背景下黄石市在冷季增温更剧烈。春、夏、秋、冬四季平均气温的多年均值分别为17.086、27.988、18.653和6.192 ℃，各年代气温分别为春季16.274、16.467、16.906、17.787和17.916 ℃，夏季27.646、27.832、27.781、28.413和28.222 ℃，秋季18.183 3、18.167 8、18.587 8、19.231 1和19.038 3 ℃和冬季5.649、5.678、6.611、6.461和6.482 ℃。从这些气温资料可以看出，春、夏、秋、冬4季的平均气温随年代际变化整体呈上升趋势，其中夏季气温在20世纪90年代和21世纪10年代略有下降，秋季气温在20世纪80年代和21世纪10年代略有下降，冬季气温在20世纪90年代出现较大的峰值。对于春、夏、秋3个季节，由20世纪90年代进入21世纪00年代，年代气温增幅最大，且进入21世纪以后均超过多年平均值;而对于冬季，由20世纪80年代进入20世纪90年代，年代气温增幅最大，且进入20世纪90年代以后均超过多年平均值。

由图4可知，四季气温的UF曲线均超过0.05显著性水平临界线，呈现出明显的上升趋势，且春、夏、秋、冬4季平均气温分别在1997年、1997年、1995年和1988年前后发生突变。

由图5可以看出，没有出现异常冷春和异常暖春，显著冷春出现过2次（1980年和1991年），显著暖春出现过3次（2007年、2008年和2018年）;异常冷夏和异常暖夏各出现过1次（分别是1980年和2013年），显著冷夏出现过2次（1982年和1999年），显著暖夏出现过2次（1978年和2006年）;异常冷秋出现过2次（1976年和1981年），显著冷秋出现过1次（1986年），异常暖秋出现过1次（1998年），显著暖秋出现过2次（2005年和2019年）;异常冷冬和显著冷冬各出现过1次（分别是1976年和1983年），异常暖冬出现过1次（1998年），显著暖冬出现过2次（2016年和2019年）。

3 结论与讨论

（1）1973—2019年黄石市年平均气温呈极显著波动上升趋势，四季平均气温呈较显著的上升趋势（P<0.05），其中春季增温最快，秋季、冬季次之，夏季最为缓慢;气温一般在20世纪80年末期至20世纪90年代末期之间发生突变，之后气温呈现显著变暖趋势。

（2）黄石市近47年来没有出现异常偏冷年和异常偏暖年。在四季中，没有出现异常冷春和异常暖春;异常冷夏和异常暖夏各出现过1次（分别是1980年和2013年）;异常冷秋出现过2次（1976年和1981年），异常暖秋出现过1次（1998年）;异常冷冬和异常暖冬各出现过1次（分别是1976年和1998年）。

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作者简介 宋鸽（1992—），女，辽宁锦州人，助理工程师，硕士，从事地面气象观测研究。

收稿日期 2020-05-12;修回日期 2020-06-03