新余市近60年气温变化趋势分析

2022-06-27李欢欢马中元李栩婕

江西科学 2022年3期

袁春，李欢欢，马中元，李栩婕，肖云

(1.江西省新余市气象局，338025，江西，新余；2.江西省气象科学研究所，330046，南昌)

0 引言

IPCC(2021)报告(AR6)显示[1]：气候变化严峻性数千年未见。报告指出，全球每0.5 ℃升温将造成极端热事件频次和强度明显增加；每0.5 ℃升温将造成强降水和一些区域农业和生态干旱明显增加。气温变化的研究是当前大气科学研究中一个非常重要的课题，通过认识长年代气温变化的发生、发展和演变规律，对科学指导工农业生产及引导社会可持续发展均具有重大战略意义。近几年来，国内外众多学者对气候变化可能引起的环境和生态变化问题给予了高度的重视[2-6]。气温变化具有显著的地域差异，认识区域气温变化特征，对于生态安全和可持续发展是非常重要的。区域气温变化也已逐渐成为研究气候变化的热点[7-20]。

在全球气候变暖背景下，新余的气温也发生了显著变化。气温的变化会对当地的农作物生长期、产量、品质和病虫害的防治产生影响，因此应该根据气候变化对农作物种植制度、布局、结构、品种等方面作出相应的调整，研究适应气候变化的高效农作物栽培技术迫在眉睫。目前，针对新余市气温变化的分析研究还只有袁春等对1959—2005年的年平均气温及冬季、夏季气温的分析[21]。

本文利用1959—2019年新余市逐日气温数据，分析新余市年际和春夏秋冬四季气温变化特点，为新余市气温趋势预报提供分析依据。

1 资料及方法

本文所用资料主要是新余市1959年3月至2019年2月月平均温度资料。采用了线性趋势、墨西哥帽(Mexican hat)子波方法及Mann Kendall法对新余市近60 a来气温变化趋势进行气候特征分析。季节的划分采用气象季节：春季(3―5月)、夏季(6―8月)、秋季(9―11月)、冬季(12月―次年2月)。

2 结果分析

2.1 变化趋势分析

1959—2019年的60 a，新余市年平均气温及春、夏、秋、冬四季平均气温都呈现上升趋势(图1)。年平均气温的变化趋势为0.018 4 ℃/a；春季平均气温的变化趋势为0.025 1 ℃/a；夏季平均气温的变化趋势为0.004 3 ℃/a；秋季平均气温的变化趋势为0.022 1 ℃/a；冬季平均气温的变化趋势为0.027 ℃/a。也就是说新余市变暖最明显的是冬季，比较平缓的是夏季。研究结果表明：新余的年平均气温增温速率略高于李柏贞等研究的江西省平均气温上升0.17 ℃/10a的结论[9]。从4个季节增温速率来看，新余近60 a的偏暖主要是冬、春、秋三季增暖所致，且冬、春、秋三季增温速率略高于李柏贞等研究的江西省平均情况，夏季增温速率略低于全省平均情况。

(a)年平均气温；(b)春季(3―5月)平均气温；(c)夏季(6―8月)平均气温；(d)秋季(9―11月)平均气温；(e)春季(12―2月)平均气温

2.2 振荡周期分析

新余市年平均气温和春、秋、冬季平均气温都有15—16 a左右的振荡周期(图2)，且信号较强，目前正处偏暖期。年平均气温在1978年后开始向变暖转换，2008年后趋向变冷；春季平均气温在1980年后开始向变暖转换，2008年后趋向变冷；秋季平均气温在1978年后开始向变暖转换，2007年后趋向变冷；冬季平均气温在1974年后开始向变暖转换，2005年后趋向变冷。夏季平均气温在20世纪以后有明显的4—5 a左右的振荡周期，1990年后开始向变冷转换，1998年后趋向变暖，2008向变冷转换，2017年变暖，目前处偏冷期。

图2 新余市平均气温及16 a尺度小波变换

2.3 突变检验分析

从年平均气温距平变化也可以看到(图3)，年平均气温在1997年以前以负距平为主，1998年开始基本都是正距平。从Mann Kendall趋势检验图上可以看到，年平均气温1997—1998年有个突变点，且实现2009年超出临界线，说明年平均气温1998年开始的变暖突变是显著的。同样春季的突变点在1999—2000年，秋季的突变点在1994—1995年，冬季的突变点在1991—1992年，且都是较为显著的变暖突变。夏季Z指数的突变检测曲线有2个交点，一个是1990―1991年，另一个是1998―1999年，但曲线没有超出临界线，也就是说变化不显著。