淄博市临淄区1989—2018年气象要素年际变化特征分析

邢雅敏 许苗苗 辛雪琪 徐玮平

（1淄博市临淄区气象局，山东淄博 255400；2淄博市临淄区农业技术服务中心，山东淄博 255400；3山东省气候中心，山东济南 250031）

IPCC第五次报告指出：近几十年以来，我国气候发生了巨大变化，其中平均气温升高现象较明显，平均温度上升了0.5～0.8℃。全国年平均最低气温上升比平均最高气温上升明显，北方地区升温更加显著，且上升速率随着纬度的增加而增加[1－3]。山东地区气温序列基本呈现显著增加趋势，其显著突变时间点主要在20世纪60年代初、70年代中、80年代末和90年代末[4]。对于降水而言，我国年降水量以12.7 mm的速度减少，各季节的雨日也呈现减少趋势，并且降水量年际变化波动比较大。还有学者指出，夏季华北、东北地区在20世纪90年代以后降水显著减少[5]，华北平原自20世纪80年代中后期开始由多雨期转为少雨期[6－7]。山东地区降水基本呈不显著减少的趋势，且降水的显著突变时间点与气温相同[4]。此外，我国的日照时数和近地面风速在近50年也出现了显著减少的趋势，存在显著的区域性差异。近50年中国日照时数呈现明显减少的趋势，冬、夏季减少幅度大于春、秋季，黄河流域日照时数总体呈现下降趋势[8]。过去几十年中国年平均地表风速呈现显著减少的趋势，且下降趋势大于－0.1 m/（s·10 a）。 春季平均风速下降趋势明显大于其他3个季节，风速减弱可能与近期中国气候变暖有关。以上结果表明，我国气候正在发生显著变化，气候变化的区域差异和特征也得到越来越多学者的关注，区域气候特征变化不仅影响着人们的生活，对农业生产也具有重要影响。

淄博市临淄区地处鲁中丘陵与鲁北平原交接地带，位于淄博市东北部，地势南高北低、西高东低，区域略呈三角形。临淄区主要粮食作物为冬小麦、夏玉米，主要经济作物为露地蔬菜和设施蔬菜，生产规模比较大。由于临淄区地处暖温带大陆性季风气候区，受季风影响，气候变化具有明显的季节性。通过对1989—2018年临淄区逐月气温、降水和日照资料进行分析，揭示临淄区气候变化特征，以期为指导当地农业发展提供气象科技支撑。

1 资料与方法

1.1 资料选取

本文利用国家气候中心提供的逐月气象要素资料，选用临淄站1989—2018年气象资料，要素包括平均温度、降水量和日照时数。

1.2 研究方法

本文通过采用线性倾向方法、功率谱和Mann-Kendall方法[9]，分析1989—2018年临淄区平均温度、降水量、平均风速和日照时数等气象要素的趋势特征、周期性以及突变特征等，进一步分析其年际变化特征。检验采用红白噪声检验以及t检验。

2 结果与分析

2.1 年平均气温变化特征

利用临淄区1989—2018年年平均气温资料，采用一元线性回归方法建立倾向方程，绘制临淄区的年平均气温变化图（图1）。从图1可发现，临淄区年平均气温总体上呈现波动上升的趋势，具有显著的年际变化特征。20世纪90年代末期，临淄区年平均气温呈现波动下降趋势，2010年以后年平均气温呈持续上升趋势。这段时间内年平均气温达到13.9℃，每10年平均增长约0.17℃，其中：最高年平均气温为14.7℃，分别出现在2014年和2017年；最低年平均气温为13.2℃，出现在2010年。

通过功率谱方法判断临淄区年平均气温是否具有明显的周期性。由于临淄区年平均气温未通过红噪声检验，表明年平均气温无明显的周期性。

为了判断临淄区年平均气温的气候突变性，通过M-K方法对其进行检验，其结果如图2所示。从M-K统计量曲线来看，临淄区年均气温在2005年左右发生明显的气候突变。1997—2004年、2006—2009年、2016年以后这些时间段内临淄区年平均气温上升趋势显著（通过了0.05显著性检验）。

2.2 年降水量变化特征

利用一元线性回归方程分析临淄区1989—2018年降水量的变化趋势（图3）。可以看出，临淄区年降水量总体上呈现出波动下降的趋势，具有显著的年际变化特征。近几年临淄区降水年际变化曲线波动明显，起伏陡峭，往往造成旱涝急转。2002年开始，降水年际变化波动明显增大，该时间段内年平均降水量为622.0 mm，每10年约下降7.8 mm。其中最高年降水量为1 018.4 mm，出现在1990年；最低年降水量为334.5 mm，出现在2006年。2018年，由于受台风“温比亚”的影响，临淄区年降水量也达到了1 000.7 mm，是近30年来第二位高值。

通过功率谱方法判断临淄区年降水量是否具有明显的周期性。由于临淄区年降水量未通过红噪声检验，因而表明年降水量无明显的周期性。

为了判断1989—2018年临淄区年降水量是否具有气候突变特征，通过M-K检验方法来对其进行检验，其结果见图4。从M-K统计量曲线来看，临淄区年降水量在1998—1999年、2005—2006年、2007年、2011—2012年、2012—2013年和 2013—2014年多次发生明显的气候突变。1993—1998年、2004—2005年临淄区年降水量呈显著上升趋势（通过了0.05显著性检验）；2016—2017年呈显著下降趋势（通过了0.05显著性检验）。

2.3 年日照时数变化特征

分析临淄区1989—2018年日照时数年际变化曲线可以发现，临淄区年日照时数呈现明显的下降趋势，具有显著的年际变化特征。2002年以后，年日照时数下降趋势明显。近30年的年平均日照时数为2 380.4 h，每年下降约11.0 h，其中最多年日照时数为2 755.7 h，出现在1997年；最少年日照时数为2 006.6 h，出现在2015年。由于临淄区日照时数未通过白噪声检验，说明日照时数无明显的周期性。

通过M-K检验方法检测1989—2018年临淄区年日照时数是否具有气候突变特征。年日照时数在2006年发生明显的气候突变。1994—2006年日照时数呈现明显的上升趋势（通过了0.05显著性检验），2007年以后年日照时数呈现显著的下降趋势（通过了0.05显著性检验）。临淄区日照时数近几年显著下降，对农作物生长发育有着重要的影响，也增加了温室大棚设施农业生产成本。

3 结论

用国家气候中心提供的临淄区1989—2018年逐月气象要素资料，选用平均温度、降水量和日照时数要素资料，采用线性倾向方法、功率谱和Mann-Kendall方法分析1989—2018年临淄区气象要素的年际变化特征，得到以下主要结论。

（1）临淄区年均气温总体呈现波动上升的趋势，具有显著的年际变化特征。2010年以后年平均气温呈持续增长趋势，年平均气温约在2005年发生明显的气候突变。1997—2004年、2006—2009年、2016年以后临淄区年平均气温上升趋势显著。

（2）临淄区年降水量总体上呈现波动下降的趋势，具有显著的年际变化特征。近几年由于临淄区降水年际变化曲线波动突出，起伏陡峭，往往造成旱涝急转。2002年开始降水年际变化波动明显增大，该时间段内年平均降水量为622.0 mm，每10年约下降7.8 mm。临淄区年降水量多次发生明显的气候突变。1993—1998年、2004—2005年临淄区年降水量呈显著上升趋势；2016—2017年呈显著下降趋势。

（3）临淄区年日照时数呈现明显的下降趋势，具有显著的年际变化特征。2002年以后，年日照时数下降趋势明显。近30年平均日照时数为2 380.4 h，每年下降约11.0 h，其中最多年日照时数为2 755.7 h，出现在1997年；最少年日照时数为2 006.6 h，出现在2015年。另外，临淄区年日照时数在2006年发生明显的气候突变。