吉林省各市2000—2020年氣候變化特征對比分析

2024-01-01 00:00:00姜璐朱娛瑩許冰金元尚池浩源

農業災害研究 2024年6期

摘要：吉林省位于我國東北地區，其氣候要素具有顯著特征。選取吉林省9個城市的2001—2020年的氣候要素數據，運用線性回歸分析法，對各市氣候要素的時間序列變化及季節變化特征進行分析。結果表明：2001—2020年，延吉年平均氣溫在9個城市中上升幅度最大，長春市、四平市上升幅度最小；通化市年平均降水量在9個城市中變化幅度最大；白城市多年平均日照時數最長，吉林市最少；吉林省多年平均濕度與日照時數基本呈負相關。

關鍵詞：氣候變化特征；吉林省；線性回歸分析法

中圖分類號：P467 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）06–0-03

吉林省是我國重要的商品糧生產基地，吉林省土地總面積約占全國的2%，耕地約占全國的4.4%，基本農田約占全國的4.4%。同時，吉林省人均糧食占有量、糧食商品率、糧食調出量及玉米出口量連續多年居我國前列。在影響生態環境和糧食安全生產的眾多因素中，氣候要素尤為重要。吉林省的氣溫、降水量、濕度、風速及日照時數等均存在顯著的季節變化和地域差異。

在研究氣候變化特征中，楊余輝等[1]采用相關性分析方法，對比三工河流域山地、平原區綠洲氣候變化特征，同時揭示其與全疆氣候變化的異同點；蘇泉沖等[2]基于哈爾濱氣象站1960—2020年觀測的氣象數據，對哈爾濱市的蒸發變化趨勢采用時間序列和累計距平法進行分析，采用相關性分析、多元回歸分析、距平法及累計距平法分析蒸發的影響因素。

通過整理歸納吉林省9個城市2001—2020年的氣候要素統計數據，采用線性回歸分析法，分析了近20年來吉林省各市氣候要素變化特點。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

吉林省地跨121°38′～131°19′E、40°50′～46°

19′N。東西長769.62 km，南北寬606.57 km，土地面積為18.74萬km2。

吉林省地勢呈東南高、西北低的特征，從東南向西北由濕潤氣候過渡到半濕潤氣候再到半干旱氣候[3]。

冬季平均氣溫在-11 ℃以下，夏季平均氣溫在23 ℃以上。年平均降水量為400～600 mm，但季節和區域差異較大，80%的降水量集中在夏季，東部地區降水量最多。同時，吉林省受季風影響，春季風速最大，夏季風速較小，主風向為西南風。全省氣溫年較差為35～42 ℃，

日較差一般為10～14 ℃。全年無霜期為100～160 d。多年平均日照時數為2 259～3 016 h[4-6]。

氣候因素與地形因素相互影響使得吉林市省的氣候具有一定特殊性。通過分析吉林省氣候要素變化特征，可以掌握該地區自然環境的變化趨勢。

1.2 數據來源

數據主要來自美國國家海洋和大氣管理局，具體包括月平均氣溫、月平均降水、平均濕度、平均風速、日照時數。

1.3 研究方法

采用線性回歸分析法分析氣候要素，利用線性傾斜率進行檢驗。線性傾斜率可以利用一元線性回歸方程表示，以時間t為自變量，風速y為因變量，建立y與t的一元線性回歸方程：y（t）=a0＋a1t。其中，a1為線性傾斜率，其線性傾向系數可由最小二乘法求得。線性傾斜率越高，說明變化幅度越小；線性傾斜率越低，說明變化幅度越小。

2 結果與分析

2.1 各市多年累計降水量的變化特征

由圖1可知，吉林省各市多年平均降水量為628.04 mm。其中，白城市多年平均降水量最少（401.08 mm），通化市多年平均降水量最多（816.74 mm），白山市、吉林市、遼源市的多年平均降水量均超700 mm。這說明吉林省東部地區和中部地區降水量大于西部地區，且降水量最多的年份為2010年。

由表1可知，通化市年平均降水量線性擬合方程系數最小，這表明通化市年平均降水量在9個城市中變化趨勢最高；吉林市年平均降水量年平均降水傾斜率為12.396，為9個城市中的最大值，這表明其年平均降水量變化趨勢較為穩定。延吉市年平均氣溫傾斜率（0.031 7）最高，這表明延吉市年平均氣溫變化最小；長春市、四平市年平均氣溫傾斜率為-0.003，年平均氣溫傾斜率最低，說明這4個城市的年平均氣溫變化較大。

2.2 各市多年平均氣溫的變化趨勢

根據圖2可知，2001—2020年，除吉林市和通化市外，各地年平均氣溫最大值出現在2007年，而吉林市和通化市年平均氣溫最大值出現在2019年；就最低氣溫而言，長春市、松原市年平均溫度最小值出現在2010年，分別為4.82、4.95 ℃；其他城市年平均最低溫度出現在2012年。根據年平均溫度線性回歸方程得出，2001—2020年的年平均氣溫上升最快的是延吉市，其次是白山市。

2.3 各市多年平均風速的變化趨勢

如圖3所示，2001—2020年，白城市、白山市、長春市、吉林市、遼源市、通化市、延吉市、松原市、四平市平均風速分別為5.50、4.18、5.68、4.86、4.66、3.96、5.10、5.50和5.32 m/s。其中，風速最大的是長春市，風速最小的是通化市，這可能是受地形因素影響，通化市山脈較多，風速較小[7-8]。此外，白城市、長春市和松原市的風速最大值是在2001年，分別為6.33、6.01和5.97 m/s；白城市、長春市、松原市的風速最大值是在2017年，分別為5.99、5.23、5.23、4.65、5.81和4.75 m/s。吉林省西部地區為松嫩平原，地勢平坦，因此常年風速較大。

由2可知，白城市、白山市、長春市、吉林市、遼源市、通化市、延吉市、松原市、四平市的年平均風速曲線斜率分別為-0.021 2、-0.007 7、0.020 1、0.002 2、

0.017 0、0.032 1、0.055 6、0.058 3和0.034 7，其中四平市和白城市曲線斜率最低，說明風速變化較大。白山市的風速曲線斜率最大，說明20年間風速變化穩定。

2.4 各市多年平均累計日照時數及相對濕度變化特征

由圖4可知，吉林省各市多年平均濕度和日照時間數基本呈負相關，即濕度越高，日照時數越短。各地年平均日照時數最長的是在2020年，年平均日照時數最短的是在2010年。其中，日照時數最長的是位于吉林省西部的白山市和松原市，2020年累計日照時間數超過3 000 h。從年平均濕度來看，除白城市，其他8個城市2001—2020年平均濕度均在60%以上。

綜上所述，在9個城市中，多年平均日照時數最長的是白城市，多年平均日照時數最短的是吉林市；而多年平均濕度最高的是吉林市，多年平均濕度最少的是白城市。

2.5 各市多年平均相對濕度變化特征

從年平均濕度來看，除了白城市多年平均濕度為56.24%，其他8個城市2001—2020年平均濕度均在60%以上，白山市、長春市、吉林市、遼源市、通化市、延吉市、松原市、四平市分別為65.39%、63.95%、67.67%、66.83%、67.97%、65.68%、60.07%和62.31%。由2可知，白城市、白山市、長春市、吉林市、遼源市、通化市、延吉市、松原市、四平市平均濕度傾斜率分別為0.135 0、0.332 0、0.161 9、0.100 6、-0.043 7、0.022 6、-0.028 4、0.0621 0和0.078 5，其中，通化市和松原市系數最小、長春市系數最大。如圖5所示，松原市各年份平均濕度變化較大。

圖6可知，吉林省各市的多年平均濕度和日照時間數基本呈負相關，即日照時數越短，濕度越高。各地年平均日照時數最長的是在2020年，年平均日照時數最短的是在2010年。而多年平均濕度最高的是吉林市，多年平均濕度最低的是白城市。

年平均濕度的變化趨勢

3 結論

（1）從平均降水量而言，2001—2020年，吉林省各市年平均降水量為628.04 mm，吉林省東部地區降水量多于中部和西部地區，且年平均降水量最多的是通化市，最少的是白城市。這符合吉林省區域降水量東多西少的變化特征。

（2）從平均氣溫而言，2001—2020年，吉林省各市年平均氣溫為6.25 ℃。吉林省各市年平均氣溫整體上升速度最快的是吉林省東部地區的延吉市和白山市，而中部地區的長春市和四平市的年平均氣溫上升趨勢較為緩慢。

（3）吉林省各市多年平均濕度和日照時數基本呈負相關，即日照時數越短，濕度越高。而風速整體呈現出先下降后上升的趨勢。

參考文獻

[1] 楊余輝，魏文壽，楊青，等.新疆三工河流域山地、平原區氣候變化特征對比分析[J].干旱區地理，2005（3）：320-324.

[2] 蘇泉沖，戴長雷，張書鵬，等.1960—2020年哈爾濱蒸發量的時間變化特征及影響因素分析[J].甘肅水利水電技術， 2022，58（4）：1-5.

[3] 神祥金，吳正方，杜海波.近50年來吉林西部半干旱區氣候變化特征[J].干旱區資源與環境，2014，28（2）：190-196.

[4] 尹煬，劉吉平，李晟銘，等.1960—2016年吉林省氣溫時空變化特征[J].安徽農業科學，2018，46（28）：144-146.

[5] 秦何，王碩，崔紅艷.吉林西部1951—2019年氣候變化特征分析[J].安徽農學通報，2021，27（18）：177-179.