壽光市近年氣溫變化特征分析

高學芹 王秀麗

摘要根據壽光市1961～2010年的氣溫資料，利用線性回歸分析、功率普分析、M-K檢驗等方法分析了壽光市近50年來氣溫變化趨勢、變化周期、突變和異常年份。結果表明，近50年來壽光市年、季、月平均氣溫呈明顯的增溫趨勢，年平均氣溫增溫率為0.41℃/10a，增溫主要表現于冬季氣溫和最低氣溫的升高；壽光市年平均氣溫存在2～3和5～7年的顯著變化周期，1994年為壽光市年平均氣溫增暖的突變起始年；壽光市平均氣溫以異常偏高年份居多，主要出現在21世紀。

關鍵詞氣溫；氣候突變；變化趨勢；周期

中圖分類號S161文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）23-07934-03

作者簡介高學芹（1978- ），女，山東安丘人，工程師，從事氣象基本業務工作。

收稿日期20140703政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次評估報告第一工作組的決策者摘要中指出，過去的130年全球溫度升高了0.85 ℃，21世紀的全球變暖程度可能超過1.5 ℃[1]。丁一匯等研究表明在全球變暖背景下，近100年來中國年均地表氣溫明顯增加，升溫幅度比同期全球平均值略高[2]。秦大河等揭示在最近50年全國年平均氣溫增加1.1 ℃，增溫速率為0.22 ℃/10a，其中增溫主要發生在冬季和春季，夏季氣溫變化不明顯[3]。廉麗姝等對山東省近40年（1961～2001年）的氣候變化特征分析表明，山東省平均氣溫增溫率為0.24 ℃/10a[4]。近30年來，濰坊市年平均氣溫增幅為0.5 ℃/10a[5]。多項研究證明，在全球氣候變暖的大背景下，溫度變化對農業生產、生態環境均會產生重要影響，同時制約著社會、經濟和生態的發展[6-9]。為了掌握壽光市的氣溫變化特征，給今后開展各農業界限溫度和積溫的研究提供理論依據，筆者選用壽光市1961-2010年的氣溫資料，運用現代氣候學診斷分析方法，對壽光市近50年的氣溫變化特征進行分析，以便更好地為壽光農業氣候熱量資源的分析和區劃以及農業氣象預報、情報服務，對更好地服務當地農業生產、防災減災等工作有著深遠的意義。同時為壽光大棚蔬菜產業的發展和新品種、新技術的推廣提供科學依據。

1資料與方法

1.1研究區概況壽光市位于山東半島中部、渤海萊州灣南畔（118°32′～119°10′ E、36°41′～37°19′ N），東鄰風箏城濰坊，西依石油城東營，是著名的中國“蔬菜之鄉”。轄區海岸線長56 km，總面積2 180 km2，地形全部為平原。壽光市屬暖溫帶半濕潤氣候，四季分明，氣候溫和。年平均氣溫12.9 ℃，月平均氣溫7月最高，為26.6 ℃，1月最低，為-2.8 ℃，極端最高氣溫42.5 ℃，極端最低氣溫-22.3 ℃。年平均降水量593.8 mm，年平均日照總時數2 444.4 h，年平均蒸發量1 834.0 mm，無霜期平均202 d。

1.2資料與方法選用壽光市氣象觀測站1961～2010年逐年平均氣溫、平均最高氣溫、平均最低氣溫資料。四季劃分標準為春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12月～次年2月）。利用一元線性回歸分析方法進行氣候傾向率和變化過程分析；利用功率譜[10]分析方法進行周期變化分析；利用MannKendal法進行氣溫突變點檢驗[11]；以距平大于標準差的2倍作為氣溫異常判別標準[12]。

2結果與分析

2.1氣溫變化趨勢分析

2.1.1平均氣溫變化趨勢。

2.1.1.1年變化。壽光市年平均氣溫12.9 ℃，年最高14.5 ℃（2006、2007年），年最低11.4 ℃（1969年）。月平均氣溫7月最高，為26.6 ℃；1月最低，為-2.8 ℃，月平均氣溫年較差29.4 ℃；極端最高氣溫42.5 ℃（2009年6月25日），極端最低氣溫-22.3 ℃（1972年1月27日）。從壽光市1961～2010年平均氣溫距平變化趨勢可以看出，自1961年來，壽光市年平均氣溫總體呈上升趨勢，傾向率為0.41 ℃/10a，比山東省年平均氣溫傾向率（0.24 ℃/10a）[4]高，近50年來壽光市年平均氣溫升高約2.1 ℃。

1961～2010年壽光市平均氣溫距平變化2.1.1.2季變化。由可見，近50年來壽光市各季的平均氣溫均呈增溫趨勢，但各季變化趨勢表現出明顯的非對稱性，冬季氣溫增溫趨勢最為明顯，四季中變化率依次為冬季0.62 ℃/10a、春季0.45 ℃/10a、秋季0.38 ℃/10a、夏季0.19 ℃/10a，近50年來分別增溫3.10、2.25、1.90、0.95 ℃。這與廉麗姝等對山東氣候變化趨勢的季節變化特征的研究結果基本一致[4]，同時表明壽光市增溫得益于冬季氣溫的升高。

1961～2010年壽光市各季節平均氣溫變化2.1.1.3月變化。從可以看出，1961～2010年壽光市1～12月平均氣溫均呈增溫趨勢，增溫率排在前3位的依次是2、3、1月，50年來分別升高約4.50、2.85、2.65 ℃；變化率最小的是8月份，50年氣溫升高僅0.5 ℃。

1961～2010年壽光市各月平均氣溫及變化傾向率

月份平均氣溫∥℃傾向率∥℃/10a1-2.80.53 2-0.10.90 36.10.57 413.60.52 519.70.25 624.40.25 726.60.22 825.50.10 920.70.44 1014.60.42 116.60.29 12-0.30.44

2.1.2平均最低、最高氣溫變化趨勢。從1961～2010年壽光市平均最低、最高氣溫變化趨勢可以看出，近50年來年平均最低、最高氣溫亦呈上升趨勢，而年平均最低氣溫傾向率達0.59 ℃/10a，遠高于年平均最高氣溫傾向率（0.24 ℃/10a）；且季節性差異明顯，升溫最顯著的是冬季（平均最低氣溫0.76 ℃/10a、平均最高氣溫0.40 ℃/10a），其他依次是春季（平均最低、最高氣溫分別為0.71、0.25 ℃/10a）、秋季（平均最低、最高氣溫分別為0.54、0.24 ℃/10a）、夏季（平均最低、最高氣溫分別為0.35、0.11 ℃/10a），平均最低、最高氣溫的變化趨勢與壽光市年、季平均氣溫的變化趨勢一致，同時表明壽光市的增溫得益于最低氣溫的升高。

1961～2010年壽光市平均最高、最低氣溫及線性變化趨勢2.2氣溫變化周期分析利用Matlab計算得到氣溫變化的功率譜。由可見，壽光市年平均氣溫存在2～3和5～7年的顯著周期。

1961～2010年壽光市平均氣溫的功率譜2.3氣溫突變分析應用MannKendall方法對壽光市1961～2010年平均氣溫序列的突變狀況進行檢驗，由UF和UB曲線交點的位置，可以確定1994年前后為壽光市年平均氣溫增暖的突變起始年，且通過α=0.05的顯著水平檢驗。1961～1993年平均氣溫為12.4 ℃，1994～2010年平均氣溫為13.8 ℃，突變前后平均氣溫相差1.4 ℃。說明自1994年始，壽光市平均氣溫出現了突發性增溫，進入了一個相對偏暖的氣候態，這與全球性的氣候變暖是有直接聯系的。

1961～2010年壽光市平均氣溫M-K檢驗2.4氣溫異常分析采用距平大于標準差的2倍作為異常，分析平均氣溫的異常年份，結果表明，壽光市平均氣溫以異常偏高年份居多，其中2006、2007年連續2年異常偏高。氣溫異常現象主要發生在秋、冬季，秋季以氣溫異常偏高居多（1998、2006年），其中2006年該季異常偏高（2.48倍），冬季以氣溫異常偏低居多，1967年該季異常偏低（-2.98倍）。

3結論

（1）1961～2010年壽光市年、季、月平均氣溫呈明顯的增溫趨勢，年平均氣溫增溫率為0.41 ℃/10a；四季中冬季增溫趨勢最為顯著，達0.62 ℃/10a，夏季增幅最小，僅為0.19 ℃/10a。50年來1～12月平均氣溫均呈增溫趨勢，增溫率排在前3位的依次是2、3、1月；平均最低、最高氣溫均呈上升趨勢，平均最低的增溫率遠高于平均最高的增溫率。可見，壽光市增溫主要表現于冬季氣溫和最低氣溫的升高。

（2）通過功率譜分析，壽光市年平均氣溫存在2～3和5～7年的顯著變化周期。應用Mann-Kendall方法檢驗，確定1994年為壽光市年平均氣溫增暖的突變起始年。

（3）從氣候異常分析可看出，壽光市平均氣溫以異常偏高年份居多，主要出現在21世紀。

（4）壽光市氣溫的顯著升高與全球氣候變暖的大背景密切相關，可以看作是對全球和中國氣候變暖的一種響應，冬季較其他季節響應敏感，氣候變暖在最低溫度上表現更加明顯。

參考文獻

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