近50年广宁气候变化特征分析

周晓仪　康伯乾　吴礼凤　李婉仪

摘要 利用广宁县1961—2010年的常规气象观测资料，应用线性倾向估计、滑动平均、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验等方法，对广宁县气温、降水量、降水日数、日照时数、平均风速、风向的变化特征进行气候分析。结果表明：广宁县1961—2010年年平均气温有显著的振荡上升趋势，1996年出现突变，进入相对偏暖的气候状态，并于1998年后通过信度检验，增温趋势明显。降水量总体表现出弱的振荡上升的趋势，21世纪初为显著的少雨期，20世纪70年代则为显著的多雨期;降水量在这50年间并没有出现明显的突变。日照时数呈明显的振荡下降趋势，于1980年出现一次气候突变，进入了日照偏少的气候状态。年平均风速呈振荡上升的趋势。总体来说，广宁近50年来呈暖湿的气候趋势，并有春夏暖湿、秋冬干冷的气候特征。

关键词 广宁;气候变化;特征分析;突变检验

中图分类号：P467 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2022）02–0065–03

气候是地球上某一地区多年时段大气的一般状态，是各种天气过程在该时段的综合表现，通常以冷、暖、干、湿等作为衡量的指标。近年来，在全球气候变暖的大背景下，有关气候变化的研究越来越多[1-6]。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告明确指出，近100年（1906—2005年）地球表面平均温度上升了0.74℃，近50年的线性增温速率为0.13℃/10 a，全球变暖已经是不争的科学事实[7]。

全球气候变暖导致地球表面升温，但各地的升温幅度并不完全相同。一般认为，北半球大于南半球，高纬度地区大于低纬度地区[8-12]。利用1961—2010年广宁县的气象观测资料研究全球气候变暖背景下的广宁县的气候变化趋势。

1 资料来源与分析方法

1.1 自然地理概况

广宁县位于广东省中部偏西地区，地处北江支流绥江中游，四面环山。绥江从西北向东南贯穿全县，形成一个以绥江为轴线，中间低、两边高的斜凹地形。山脉多为东北西南走向，属于南岭余脉。

广宁县内大部分地区属亚热带气候，受季风影响，气候年际变化较大，春季多阴雨，夏季炎热，秋季凉爽，经常出现秋旱，冬冷常伴有霜冻。年平均气温在19℃～22℃之间;年平均日照量为1 656 h;年平均降雨量为1 700 mm;年平均风速为1.1 m/s。

1.2 资料与方法

利用广宁县1961—2010年月平均气温、降水量、降水日数、月平均风速、风向及日照时数等基本观测资料，采用线性倾向估计、滑动平均、Mann-Kendall突变检验以及滑动t检验等方法对资料进行处理。其中3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月—翌年2月为冬季。

2 广宁县气候变化特征的分析与结果

2.1 广宁县气温变化特征

2.1.1 平均气温变化趋势特征 1961—2010年广宁县年平均气温为20.0℃，月平均气温最高值出现在7月，为28.2℃;最低值出现在1月，为12.0℃，两者相差14.2℃。用线性倾向估计方法来估计气候的变化趋势，然后用相关系数r进行检验，结合滑动平均方法来过滤掉短于7年滑动长度的序列周期，分析年平均气温的变化趋势。结果显示：广宁县年平均气温呈显著的上升趋势，倾向率为0.2291℃/10 a，较接近中国近54年增温速率0.25℃/10 a，远高于全球近50年增温速率0.13℃/10 a，相关系数通过0.01的显著性水平检验（表1）。

从年平均气温来看（图1a），最高年平均气温为22.0℃，出现于1998年，最低年平均气温为19.5℃，出现于1968年，两者相差2.5℃。由图1b中的滑动平均曲线可知，广宁县1961—2010年年平均气温上升趋势比较明显，其中20世纪90年代末至21世纪初的上升趋势最为显著，2002年后年平均气温的上升趋势减缓。

2.1.2 年平均气温突变检验 图2为广宁县年平均气温的Mann-Kendall突变检验。由图2可知，UF与UB的交点处信度检验水平内，并且交于1996年，可见广宁县1961—2010年年平均气温在1996年发生突变，于1996年后进入偏暖的气候状态，并在1998年后通过了显著性水平0.05的统计检验，增暖趋势明显。计算1996年后的年平均气温平均值可以得出，1996年后的年平均气温平均值为21.5℃，相对1961—2010年的年平均气温平均值21.0℃，上升了0.5℃。

2.2 广宁县降水变化特征

2.2.1 降水量变化趋势特征 1961—2010年广宁县年降水量变化比较明显，平均年降水量为1 701.5 mm，最高年降水量为2 270.2 mm，出现于1973年，最低为1 220.2 mm，出现于2009年，最高年降水量比最低年降水量多1 050 mm。由降水量线性趋势拟合线可看出，广宁县1961—2010年年降水量呈增多的趋势，气候倾向率为3.175 mm/10 a。

广宁县月降水量差异明显，降水主要集中于汛期，即4—9月，汛期降水量为1 333.3 mm，占年降水量的78%，月降水量最多为281.7 mm，出现于5月份，最少为33.4 mm，出现在12月份。广宁县四季降水量均呈一个不大明显的上升趋势，其中，夏季降水量的上升趋势对广宁县年降水量的上升趋势的贡献最大。1961—2010年广宁县总降水量为85 073.0 mm，其中春季总降水量为29 558.8 mm，占总降水量34.75%，夏季总降水量为35 448.4 mm，占总降水量41.67%，秋季总降水量为11 987.0 mm，占总降水量14.09%，冬季总降水量为8 078.9 mm，占总降水量9.5%（图2b）。可见，广宁县降水主要集中于春夏季，秋冬季降水较少，因此广宁县气候特征属春夏降水丰沛，秋冬少雨的典型的熱带季风气候。

2.2.2 年降水量突变检验 根据广宁县1961—2010年年降水量的Mann-Kendall法突变检验和6年滑动t突变检验。广宁县1961—2010年的年降水量的UF与UB统计量在0.05信度检验临界线内出现了多个交点，但并没有通过信度0.05的信度检验，因此可以说广宁县1961—2010年的年降水量没有出现明显的突变，与降水量没有明显上升趋势一致。本文分析降水量出现多个突变点的原因，可能是由于降水量是非稳定的时间序列，导致Mann-Kendall突变检验法并不适用于降水量的突变检验。因此，再采用滑动t检验法来检验广宁1961—2010年年降水量的突变，结果同样没有出现通过信度检验的突变点。综合来说，广宁1961—2010年年降水量整体呈弱的上升趋势，但没有出现气候突变。

2.3 广宁县风的变化特征

1961—2010年广宁县年平均风速為1.1 m/s，呈上升趋势，平均风速变化倾向率为0.008 1 m/（s·10 a），相关系数为0.081 2，无法通过0.05的信度检验，因此广宁县年平均气温呈弱的振荡上升的趋势，但上升趋势不显著。1961—2010年广宁县平均风速最大值为1.3 m/s，出现于1961年和2009年，最小值为1996年的0.8 m/s。月平均风速来看，7月平均风速最大，达到1.3 m/s，11月平均风速最小，为0.9 m/s。因广宁县地处广东省内陆地区，且县城四面环山，因此风速比较弱，常年风速较小，基本为1～2级风力。累年平均风向的盛行风向各季度分别为，夏、秋季东南偏南，春、冬季北偏东，全年的盛行风向为北偏东。

2.4 广宁县日照时数变化特征

2.4.1 日照时数变化趋势特征 由表2可知，1961—2010年广宁县年平均日照时数为1 656.1 h，呈下降趋势，其倾向率为-29.355 h/10 a，相关系数为0.258 3，无法通过0.05的信度检验，因此可以说广宁县1961—2010年的日照呈波动减少趋势，但该趋势不明显。

从1961—2010年广宁县日照时数的年际变化来看，1961—2010年广宁县年日照时数最高为1 920.6 h，出现于1971年，最低为1 269.2 h，出现于1961年;广宁县年日照时数在1961—2010呈波动下降的趋势，通过7年滑动平均可以看出，20世纪70年代末到20世纪80年代末的下降趋势最为显著，在20世纪80年代中期到21世纪初日照时数有一个较明显的缓慢上升趋势，对应20世纪90年代末期到21世纪初气温的明显上升以及降水的明显减弱呈较好的相关关系。1961—2010年广宁县月日照时数最高为8月的194.4 h，最低为3月的57.6 h，3月的日照时数少可能与当月的阴雨天气较多有关;且夏、秋两季的日照较多，春、冬两季的日照较少，这可能与当地春、冬两季阴雨天气较多有关。

2.4.2 日照时数突变检验 从广宁县1961—2010年年日照时数的Mann-Kendall突变检验结果来看，UF与UB统计量在0.05信度检验水平临界线内存在3个交点，分别为1980年、2004年和2006年。因此，需通过5年滑动t检验突变点的真伪。5年滑动t突变检验的结果如图7，结果表明，广宁年日照时数于1980年发生一次气候突变，可见M-K突变检验中仅1980年为真实的突变点。计算得1980年前后时间段的年日照时数平均值分别为1 733.2 h和1 611.7 h。可以说，1980年后广宁县年日照时数进入了日照偏少的气候状态。

3 结论

1961—2010年广宁县年平均气温呈显著上升趋势，各季度平均气温除春季外均呈显著的上升趋势，其中秋季、冬季的升温趋势较强，夏季的升温趋势较弱，冬季的升温趋势最强。1961—2010年广宁县年平均气温于1996年发生气候突变，进入了一个相对偏暖的气候状态，该升温趋势于1998年后通过了信度检验，升温更加明显。累年月平均气温差值比较大，最热月份为7月份，最冷月份为1月份，温差为14.2℃。

1961—2010年，广宁县年降水量呈微弱的上升趋势，但没有发生气候突变。夏、秋降水量同样呈弱的上升趋势，而春、秋降水量则呈弱的下降趋势，其中秋季降水量的下降趋势最强;同期，广宁县降水日数呈弱的减少趋势，各季的降水日数也均出现减少的趋势，其中秋季的降水日数减少得最快。广宁县月降水量差异明显，汛期内降水占总降水量的78%，5月降水量最大，12月降水量最少。

广宁县1961—2010年年平均风速呈弱的上升趋势，年平均风速为1.1 m/s，月平均风速最大值为1.3 m/s，最小值为0.8 m/s，风力常年处于1～2级。1961—2010年，广宁县全年盛行风向为偏北风，春、冬两季的盛行风向同为偏北风，夏、秋两季的盛行风向为偏南风，可见，广宁县的气候特征是明显的亚热带季风气候。

1961—2010年广宁县年平均日照时数呈波动下降趋势，下降趋势不显著，除秋季外，其他季节的日照时数均呈减少的趋势，其中春季日照时数减少的趋势最快。广宁县1961—2010年年日照时数于1980年发生了一次气候突变，1980年后进入了日照偏少的气候状态。广宁县1961—2010年日照时数的月变化显著，其中3月份的日照最少，而各季度的日照属夏、秋的日照最多，春、冬的日照最少，这与广宁县春冬阴雨连绵、夏秋副高影响的气候特性有关。

广宁县1961—2010年，降水量呈上升趋势，降水日数却趋于减少，表明近50年来，广宁县的降水量级趋于增大，但出现降水的日数却越来越少，这与全球气候变暖，阵性降水增多，暴雨灾害增多有密不可分的联系。年平均气温与降水量呈正相关，与日照时数的相关性不显著。

综合来说，近50年来，广宁县存在气温升高，降水下降，日照减少的暖干的气候趋势，且有春夏暖湿、秋冬干冷的气候特征。

参考文献

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责任编辑：黄艳飞

Analysis on the Character-istics of Guangning Climate Change in the Past 50 Years

ZHOU Xiaoyi et al（Gaoming District Meteorological Bureau of Foshan City/Emergency Warning Information Release Center of Gaoming District of Foshan City， Foshan， Guangdong 528000）

Abstract Using the conventional meteo-rological observation data of Guangning county from 1961 to 2010， applying linear trend estimation， moving average， Mann-Kendall mutation test， sliding t test and other methods to measure the temperature， precipitation， precipitation days， sunshine hours， and average of Guangning county perform climate analysis on the characteristics of changes in wind speed and wind direction. The results show that the annual average temperature in Guangning county from 1961 to 2010 has a significant oscillating upward trend; a sudden change occurred in 1996 and entered a relatively warmer climate. After 1998， it passed the reliability test and showed an obvious trend of increasing temperature. The precipitation generally showed a weak oscillating upward trend; among them， the early 21st century was a markedly drier period， while the 1970s was a markedly rainy period; the precipitation did not have a significant abrupt change during the 50 years. The sunshine hours showed an obvious oscillating downward trend. In 1980， there was a sudden climate change and entered a climate with less sunshine. The annual average wind speed presents an oscillating upward trend. In general， Guangning has shown a warm and humid climate trend in the past 50 years， with the characteristics of warm and wet spring and su mmer， and dry and cold autumn and winter.

Key words Guangning; Climate change; Characteristic analysis; Mutation test

作者簡介 周晓仪（1993—），女广东佛山人，助理工程师，本科，主要从事天气预报工作。

收稿日期 2021-11-19