近57年資源縣山區(qū)冬季氣候變暖特征分析

郭昌東，黃國靚，所妍楓

（1.資源縣氣象局，廣西 資源541400；2.桂林市氣象局，廣西 桂林541001）

資源縣位于廣西壯族自治區(qū)東北部，地處越城嶺西麓，界于110°15′～110°55′E、北緯25°46′～26°20′N 之間，海拔400～1900m，境內(nèi)小氣候復(fù)雜多樣。近年來受全球氣候變暖的影響，資源縣冬季氣候的不穩(wěn)定性增加，霜、雪、冰凍等農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害頻繁發(fā)生，給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾生活帶來不利的影響。廉麗姝等[1-3]進(jìn)行了我國氣候變暖在冬季升溫顯著且有明顯地域特征的研究；賁維芬[4]研究認(rèn)為年平均最低氣溫的上升更為顯著，年平均最高氣溫變化平緩；廖雪萍等[5-8]進(jìn)行了桂林、金秀、博白等年和冬季平均氣溫方面的研究，認(rèn)為冬季氣溫上升的幅度遠(yuǎn)高于年平均氣溫。但有關(guān)資源山區(qū)冬季氣溫變化特征如何，尚未見前人的研究成果。本文選擇這種典型區(qū)域研究資源57a 來冬季氣溫變化，可以為桂北山區(qū)長期的冬季氣候變化提供借鑒。

1 資料方法簡介

1961～2017 年逐日平均氣溫和日最低氣溫取自資源縣氣象局地面氣象觀測資料，所用月、季和年的數(shù)據(jù)經(jīng)過5a 滑動(dòng)平均處理，冬季為12 月至次年2月。采用線性傾向估計(jì)、t 檢驗(yàn)及M-K 突變檢驗(yàn)等方法進(jìn)行分析。

2 冬季氣候變暖特征

2.1 冬季平均氣溫與年平均氣溫的比較

從圖1可見，近57a來資源縣冬季和年平均氣溫上升趨勢顯著，線性傾向率為0.276、0.19℃/10a，其中冬季升溫顯著，明顯高于年平均氣溫。冬季多年平均氣溫為7.0℃，最暖的年份為10.5℃（2010 年），超過多年平均值3.5℃，最冷的年份為4.4℃（1983年），最暖年、最冷年溫度相差6.1℃；年平均氣溫為16.7℃，最暖的年份為17.9℃（2007 年），超過多年平均值1.2℃，最冷的年份為15.6℃（1984年），最暖年、最冷年年平均溫度相差2.3℃。

圖2 為資源冬季、年平均氣溫M-K突變檢驗(yàn)曲線，57a 來資源縣冬季和年平均氣溫的UF曲線均超過了臨界值，說明冬季和年平均氣溫變化均發(fā)生了氣候突變。冬季的突變點(diǎn)發(fā)生在1996 年，在2008 年超過了臨界值，氣溫升高明顯，而全年突變點(diǎn)發(fā)生在2003 年，在2006 年超過了臨界值，氣溫升高明顯。可見隨著全球氣候變暖，資源冬季氣溫變化較敏感，冬季氣溫對全年氣溫的變化影響較大。

由表1 可見，資源縣冬季和全年平均氣溫1990年代和2000 年代以后的17a 氣溫上升明顯并超過57a的平均值。冬季1980年代變異系數(shù)最大，說明冬季氣溫波動(dòng)較大，而全年1961～2017 年變異系數(shù)最大，說明資源近57a氣溫年際波動(dòng)較大。

總體上，資源冬季平均氣溫與全年平均氣溫變化趨勢是一致的，20 世紀(jì)1960～1990 年代前期為偏冷期，1990年代后期以來冬季和全年的氣溫都表現(xiàn)為明顯的上升，但冬季氣溫的升溫趨勢率高，突變點(diǎn)也早于全年氣溫突變點(diǎn)，表明57a 來資源縣冬季氣候變暖趨勢明顯，冬季氣溫的升高對全年氣候變暖貢獻(xiàn)較大。

2.2 資源12月至次年2月各月平均氣溫變化

圖1 1961～2017年資源冬季（a）、年（b）平均氣溫年際變化

圖2 1961～2017年資源冬季（a）、年（b）M-K檢驗(yàn)曲線

表1 資源縣冬季、年平均氣溫年代際統(tǒng)計(jì)表

對1961～2017年12月至次年2月各月平均氣溫距平的統(tǒng)計(jì)分析表明，57a來資源縣冬季各月平均氣溫距平的變化趨勢均在波動(dòng)中上升，其中12、1月氣溫距平的趨勢率為0.118、0.344℃/10a，線性變化趨勢不明顯，2月氣溫距平的趨勢率達(dá)0.419℃/10a，且線性升高趨勢顯著，表明冬季氣候變暖與2 月份氣溫的升高密切相關(guān)。

對2 月份氣溫進(jìn)一步分析表明（見圖3），57a 來資源縣2 月份平均最高氣溫為13.4℃（2006 年），最低氣溫為2.2℃（1963 年），趨勢率為0.419℃/10 年，總體呈升高的趨勢。20 世紀(jì)1960～1980 年代多數(shù)年份氣溫低于多年平均為冷期，1990 年代以后，月平均氣溫皆高于多年平均，最高值刷新為13.4℃（2006年）。

圖4 為資源2 月份平均氣溫M-K突變檢驗(yàn)曲線，2 月份的UF 曲線超過了臨界值，氣候突變時(shí)間為1996年，說明2月份氣溫在1996年由偏冷期轉(zhuǎn)為偏暖期，這與冬季氣溫在1996 年出現(xiàn)突變一致。可見，資源2 月份平均氣溫的升高對冬季氣候變暖貢獻(xiàn)較大。

3 資源冬季極端最低氣溫變化

資源年極端最低氣溫一般出現(xiàn)在冬季，57a的平均值為-4.1℃。對資源1961～2017年極端最低氣溫統(tǒng)計(jì)分析可知，線性升高趨勢顯著（P＜0.01），趨勢率為0.448℃/10a，均大于年平均、冬季平均氣溫和2月份平均氣溫變化的線性增長率（圖略）。可見，極端最低氣溫的升高對資源冬季氣候變暖的貢獻(xiàn)最顯著。

4 資源冬季冷暖變化及各氣溫指標(biāo)分布

圖3 1961～2017年資源縣2月份平均氣溫年際變化

圖4 1961～2017年資源2月份M-K突變檢驗(yàn)曲線

依據(jù)江蘇省氣象臺(tái)的判斷標(biāo)準(zhǔn)，如果該月的月平均氣溫較常年高出1.5℃，就把該月定為“暖冬月”，反之低于1.5℃稱為“冷冬月”。如這個(gè)冬季有兩個(gè)或兩個(gè)以上“暖冬月”，或者有一個(gè)月高出1.5℃，另兩個(gè)月正常偏暖，就可以界定為“暖冬”，則可得到1966～1968、1975、1979、1982～1984、1988、1995、2004、2007、2011 年為冷冬年，1965、1978、1986、1992、1996、1998、2001、2008～2010、2014、2017 年為暖冬年。從表2 可知，資源57a 來冷冬年呈現(xiàn)減少趨勢，主要出現(xiàn)在20世紀(jì)1960～1980年代，暖冬年呈現(xiàn)增加趨勢，主要集中在20 世紀(jì)1990 年代至2000 年代后17a。

從表2 資源各年代氣溫指標(biāo)分布情況看，冬季平均氣溫1960～1980年代是低溫期，1980～1990年代增溫達(dá)0.9℃，是近57a 增溫最劇烈的年代；1960 年代平均極端最低氣溫為-8.4℃，1960～1980年代持續(xù)上升，1980～1990 年代下降，1990 年代以后持續(xù)上升，到2011～2017年為最高值達(dá)-3.8℃，比1960年代升高了4.6℃；1960 年代氣溫≤-5℃低溫日數(shù)為7d，為57a最多，1960～1980年代持續(xù)減少，1980～1990年代增多，1990年代以后持續(xù)減少，2006～2017年連續(xù)12a沒有再出現(xiàn)氣溫≤-5℃的低溫日數(shù)。

5 結(jié)論

（1）資源山區(qū)57a來冬季氣候變暖趨勢明顯，主要表現(xiàn)在：冬季、年平均氣溫均呈顯著上升的趨勢，冬季平均氣溫的上升對年平均氣溫的增溫貢獻(xiàn)較大，2 月份平均氣溫的顯著上升對冬季變暖貢獻(xiàn)較大，極端最低氣溫的顯著上升對冬季增溫影響最顯著。

（2）冬季氣溫在1996年發(fā)生突變，20世紀(jì)1960～1980年代是低溫期，1990年代以后氣溫明顯上升并超過多年的平均值。冷冬大多出現(xiàn)在20世紀(jì)1980年代之前，暖冬1990年代之后呈明顯增加的趨勢。

表2 資源縣各年代冷暖冬出現(xiàn)次數(shù)及各氣溫指標(biāo)的分布