陽谷縣近50年氣溫變化特征分析

徐磊 梁海瀚

摘要 基于1968—2017年陽谷縣氣溫資料，利用線性趨勢擬合、Mann？鄄Kendall非參數檢驗、Mann？鄄Kendall突變檢驗等統計方法對月平均氣溫、月平均最高氣溫、極端最高氣溫進行分析。結果表明，近50年尤其是2010年以來，陽谷縣氣溫總體呈上升趨勢，但極端最高氣溫以0.216℃/10年的速度下降。

關鍵詞 年平均氣溫;月平均最高氣溫;極端最高氣溫;變化特征;山東陽谷

中圖分類號：P468.021 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3305（2019）05-041-04

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2019.05.018

Analysis of Temperature Change Characteristics in Yanggu County in the Past 50 Years

XU Lei? et al（Yanggu County Meteorological Bureau， Yanggu， Shandong 252300）

Abstract Based on the temperature data of Yanggu County from 1968 to 2017，the monthly average temperature，monthly average maximum temperature and extreme maximum temperature were analyzed by linear trend fitting，Mann-Kendall non-parameter test，Mann-Kendall mutation test and other statistical methods. The results showed that in the past 50 years，especially since 2010，the temperature in Yanggu County has generally shown an upward trend，but the extreme maximum temperature has dropped at a speed of 0.216℃ per 10 years.

Key words? ?Annual average temperature;Monthly average maximum temperature;Extreme maximum temperature;Variation characteristics;Yanggu County of Shandong Province

近百年來，全球正在發生以變暖為主要特征的氣候變化[1]，極端天氣出現頻率逐漸增加。李又君等[2-3]研究得出聊城市氣溫除夏季外均呈上升趨勢，且極值年較差正在減小。為驗證陽谷縣氣溫變化與周邊是否相似，且后續是否保持這種趨勢，選取1968—2017年氣溫資料進行了統計分析。

1 資料與方法

通過統計陽谷國家氣象觀測站1968—2017年觀測的氣溫資料，包括月平均氣溫、月平均最高氣溫和極端最高氣溫，采用線性趨勢擬合、Mann-Kendall非參數檢驗、Mann-Kendall突變檢驗等統計方法對陽谷縣近50年氣溫變化特征進行了分析。季節劃分夏季為6—8月，冬季為12月至翌年2月。

2 結果與分析

2.1 平均氣溫變化分析

2.1.1 年平均氣溫變化 從圖1可以看出，近50年陽谷縣年平均氣溫呈現上升趨勢，氣溫傾向率為0.268℃/10年。年平均氣溫最低值為1969年的12.2℃，最高值為2017年的15.0℃，變化呈現一定波動性，但1994年以后基本呈逐年升高的態勢，2010年以后上升較為明顯。利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）平均氣溫進行趨勢檢驗，結果表明年平均氣溫通過了0.01的顯著性檢驗（4.58），說明平均氣溫上升趨勢十分明顯。利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）平均氣溫進行突變檢驗（圖1b），根據UFk與UBk交點的位置，陽谷縣近50年平均氣溫在1996、2009、2011年前后均存在突變，但僅1996年前后突變顯著。1998年以后統計量UFk通過0.025顯著性檢驗，平均氣溫上升趨勢顯著。

2.1.2 夏、冬平均氣溫變化分析 從圖2可以看出，陽谷縣冬、夏兩季平均氣溫傾向率均為正值。夏季的氣溫傾向率為0.056℃/10年，可以看出夏季平均氣溫上升幅度較小。其中，從年代際變化可以看出，20世紀90年代整體呈上升態勢。2012年至今歷年夏季平均氣溫均高于近50年夏季平均氣溫。而冬季氣溫傾向率較夏季明顯升高，氣溫傾向率為0.436℃/10年。說明陽谷縣近50年暖冬趨勢比較明顯，冬季氣溫波動率也較夏季更為明顯一些。與夏季變化接近的是，20世紀90年代冬季平均氣溫也基本呈現出升高態勢。2000年以來冬季平均氣溫較之前年份波動稍大，冬季平均氣溫差值接近4.5℃。2003年出現了近50年的冬季平均氣溫最高值（2.9℃），21世紀以來冬季平均氣溫最低值也沒有突破-1.5℃。

利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）夏、冬季平均氣溫進行趨勢檢驗，夏季平均氣溫未通過顯著性檢驗（1.0），上升趨勢不明顯;冬季平均氣溫通過了0.01的顯著性檢驗（3.76），上升趨勢明顯。利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）夏、冬季平均氣溫進行突變檢驗（圖3），根據UFk與UBk交點的位置，陽谷縣近50年夏季平均氣溫變化趨勢不存在突變，冬季平均氣溫在1988年前后存在顯著突變。夏季平均氣溫統計量UFk未通過0.025的顯著性檢驗，說明夏季平均氣溫變化趨勢不明顯;冬季平均氣溫統計量UFk在1974年后大于0，在1991年后通過了0.025的顯著性檢驗，在1974年后冬季平均氣溫為上升趨勢，在1991年后上升趨勢顯著。

2.2 平均最高氣溫變化分析

2.2.1 年平均最高氣溫變化 從圖4可以看出，近50年間，陽谷縣的年平均最高氣溫略上升，氣溫傾向率為0.13℃/10年。以20世紀90年代為劃分線，90年代后波動頻率較之前年份更為明顯一些。1968—2017年年平均最高氣溫超過20.0℃的年份有5個，而2002—2017年的16年里占了4個，特別是2014、2016、2017年年平均最高氣溫均超過20.0℃，2017年年平均最高氣溫（20.7℃）為歷史極值。利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）平均最高氣溫進行趨勢檢驗，結果表明年平均最高氣溫通過了0.02的顯著性檢驗（2.32），說明平均最高氣溫上升趨勢十分明顯。利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）平均最高氣溫進行突變檢驗（圖4b），根據UFk與UBk交點的位置，陽谷縣近50年平均最高氣溫在2015年前后存在顯著突變。1977年以后統計量UFk幾乎大于0，但均未通過0.025顯著性檢驗，表示1977年后平均最高氣溫為上升趨勢但不明顯。

2.2.2 夏、冬季平均最高氣溫 從圖5可以看出，陽谷縣夏季平均最高氣溫的氣溫傾向率為-0.027℃/10年（圖5a），冬季氣溫傾向率為0.311℃/10年（圖5b）。夏季平均最高氣溫傾向率變化略有下降，冬季則變化的顯著些。從年代際變化上看，20世紀90年代冬季平均最高氣溫的氣溫傾向率整體呈上升態勢，這同冬季平均氣溫傾向率變化呈相似趨勢。

利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）夏、冬季平均最高氣溫進行趨勢檢驗，夏季平均最高氣溫未通過顯著性檢驗（-0.19），下降趨勢不明顯;冬季平均最高氣溫通過了0.02的顯著性檢驗（2.17），上升趨勢十分明顯。利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）夏、冬季平均最高氣溫進行突變檢驗（圖6），根據UFk與UBk交點的位置，陽谷縣近50年夏季平均最高氣溫變化趨勢不存在突變。夏季平均最高氣溫統計量UFk未通過0.025的顯著性檢驗，說明夏季平均最高氣溫下降趨勢不明顯;冬季平均最高氣溫統計量UFk在1973年后大于0，但僅在1995—2004年通過了0.025的顯著性檢驗，在1973年后冬季平均最高氣溫為上升趨勢，但僅在1995—2004年上升趨勢顯著。

2.3 極端最高氣溫

從圖7可以看出，陽谷縣極端最高氣溫較夏季平均最高氣溫傾向率變化要顯著的多，氣溫傾向率為-0.216℃/10年。年極端最高氣溫41.7℃出現在2002年。從1968—2017年近50年的氣溫傾向率可以看出，中期變化要小于前期和后期，特別是1980—1996年未出現超過40℃的高溫天氣。21世紀以來的前10年，極端最高氣溫超過40℃的年份為3個，占到近50年記錄的43%，2010年至今極端最高氣溫均在40℃以下。利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）極端最高氣溫進行趨勢檢驗，結果表明極端最高氣溫通過了0.1的顯著性檢驗，說明極端氣溫下降趨勢明顯。利用Mann？鄄Kendall對陽谷縣近50年（1968—2017年）極端最高氣溫進行突變檢驗（圖7b），根據UFk與UBk交點的位置，陽谷縣近50年平均氣溫在1969、1971、1972、1973、1975年前后均存在顯著突變。1993年后統計量UFk多通過0.025顯著性檢驗，極端最高氣溫下降趨勢顯著。

3 結論與討論

（1）陽谷縣年平均氣溫總體以0.268℃/10年的速度遞增，上升趨勢顯著，從1996年開始，除一次小波動外，平均氣溫均在逐步提升，夏季平均氣溫較為平緩，變化趨勢不明顯，冬季平均增長較明顯且自1990年以后上升趨勢顯著。

（2）陽谷縣平均最高氣溫上升趨勢顯著，但增溫速度要小于平均氣溫。2017年平均最高氣溫達到歷史最高，而夏季平均最高氣溫傾向率變化確呈下降趨勢，冬季則是顯著上升趨勢。

（3）與平均氣溫相反的是，極端最高氣溫以0.216℃/10年的速度下降，1993年后極端最高氣溫下降趨勢更為顯著。

（4）陽谷縣近50年氣溫總體呈上升趨勢，夏季增幅低于冬季，極端最高氣溫呈下降趨勢。但有趣的是，如果將極端最高氣溫的50年數據拆分為前30年和后20年，則在前30年以0.73℃/10年下降，在后20年以0.147℃/10年上升。后期將結合2018年新數據對陽谷縣溫度等變化趨勢結論進行訂正。

參考文獻

[1] IPCC. Climate change 2007：The physical science basis. Contributrion of working group to the assessment report of the intergovern-mental panel on climate change[R].SOLOMON S D，QIN M M，CHEN Z，et al. Cambeidge University Press，Cambridge，United Kingdom and New York，NY，USA，2007：237-316.

[2] 李又君，楊士恩，郗興文，等.聊城地區極端氣溫變化特征分析[J].山東氣象，2011（4）：99-105.

[3] 李楠，孫培良，韓學蕾，等.魯西平原52年來氣溫時空變化特征分析[J].現代農業科技，2015（20）：207-210.

責任編輯：鄭丹丹

作者簡介 徐磊（1986-），女，山東青島人，從事氣象綜合觀測業務工作。

收稿日期 2019-05-08