昌都最冷月和最熱月氣溫變化特征

李白萍，孫曉光，索朗江措，貢嘎曲塔，王 騰，卓 永

(1.西藏昌都地區氣象局，西藏昌都854000;2.西藏自治區氣象臺，西藏拉薩850000)

雖然氣候變暖已經是一個無可爭辯的事實，但其變暖的幅度尚存在很大的不確定性與爭議［1］，并日益影響著人類社會的可持續發展。盡管全球氣溫變化具有明顯的增暖趨勢，但全球氣溫變化的區域特征卻十分明顯，各地氣候變化趨勢與強度并不完全一致［2］。近年來對氣候變化的研究較多，但主要是以大區域或省為主，對小區域或地市級的研究較少，因此，加強小區域氣候變化的研究對當地農業生產、生活及災害防御具有重要的作用［3］。

昌都位于西藏東部，處于金沙江以西、伯舒拉嶺以東，橫斷山脈的三江(金沙江、瀾滄江、怒江)流域。東北方向與四川相連，東南方向與云南省毗鄰，西南與林芝地區為鄰，西邊與西藏那曲地區接壤。整個地區北寬南窄，南北橫跨4個多緯度(28°38'～32°45'N)，東西縱列 5 個半經度(93°36'～99°06'E)。怒江和瀾滄江谷地得天獨厚的地理環境，孕育了昌都地區獨特的氣候特征。筆者在此對昌都近59年來最冷月和最熱月氣溫的變化進行了研究，以期為昌都氣溫變化的檢測、評估以及影響提供參考。

1 資料與方法

選取1952～2010年昌都的逐日平均氣溫資料進行分析。1月為昌都最冷月，7月為昌都最熱月。氣候趨勢分析采用一元線性回歸方法，即y^i=a+bti，式中，t為年份序列號(i=1，2，…，n);α 為常數，b為回歸系數，當 b＞0 表示呈上升趨勢，b＜0表示呈下降趨勢。利用Mann-Kendal法［4］對全年和最冷月、最熱月的溫度進行突變點檢驗。Mann-Kendall方法是一種非參數統計檢驗方法，最初由H.B.Mann和M.G.Kendall提出原理并發展了該方法，因此成為Mann-Kendall(簡稱M－K法)方法，該方法既可以檢測序列的變化趨勢，也可以進行突變點檢驗。利用小波分析(母小波為墨西哥帽)方法［4］提取59年來全年和最冷月、最熱月平均溫度變化周期，并對時間序列的小波功率譜進行顯著性檢驗［4－5］。

2 結果與分析

2.1 氣溫年際變化特征分析 從近59年昌都全年和最冷月、最熱月平均氣溫變化曲線(圖1)可以看出，昌都平均氣溫總體上呈上升趨勢，最低值出現在1968年(6.8℃)，從20世紀80年代開始增溫趨勢明顯，2006年氣溫值達最高(8.5℃)，兩者相差達1.7℃;利用線性擬合分析得出線性擬合方程為 y=0.011 6x－15.320，即年平均氣溫以0.012 ℃ /a的速度上升，其增溫率遠大于我國近40年的平均增溫率(0.004℃ /a)［6］，且相關系數為 r=0.354，通過了 0.01 的顯著性檢驗。從最冷月、最熱月平均氣溫變化趨勢看，最冷月增溫率達0.026 ℃ /a，相關系數為 r=0.404，通過了 0.01 的顯著性檢驗;最熱月增溫率為0.007 ℃/a，相關系數為 r=0.119，未通過0.01的顯著性檢驗。可見冬季增暖明顯。

圖1 1952～2010年昌都全年、1月、7月平均氣溫年際變化

2.2 氣溫年代際變化特征分析 從昌都年平均氣溫及1月、7月平均氣溫的年代際變化(表1)可以看出，1952～2010年1月平均氣溫為－2.2℃，在20世紀50年代1月平均氣溫與多年平均持平，60年代平均氣溫下降了0.5℃，其后保持穩定狀態，90年代開始平均氣溫有明顯的升高，進入21世紀后，這種趨勢更加明顯，較50年代升溫為1.0℃;而7月和年平均氣溫在前期各個年代中變化幅度較小，但在進入21世紀后，分別較90年代升高了0.7和0.5℃。由此可見，1月份平均氣溫升高的趨勢較7月和年平均氣溫更為明顯，21世紀后升溫更為明顯。

表1 1952～2010年昌都全年及1月、7月平均氣溫年代際變化 ℃

2.3 氣溫突變檢驗分析 由1952～2010年昌都全年平均氣溫M－K檢驗中UF曲線(圖2a)可見，20世紀90年代以來，年平均氣溫有明顯的增暖趨勢，根據UF和UB曲線交點的位置，確定2005年為年平均氣溫增暖的突變點;UF和UB在2005年相交后，UF上升明顯，且超過1.96的置信區間，表明昌都年平均氣溫突變顯著，通過0.05顯著水平檢驗。1月、7月平均氣溫序列突變檢驗結果表明，1月增溫突變點為2003年，2005年至今通過0.05顯著水平檢驗(圖2b);7月平均氣溫從20世紀50年代～60年代中期的交點很多，說明氣溫上下波動，無顯著變化趨勢;而60年代后期～90年代氣溫相對偏低，7月增溫突變點為2008年，未通過0.05顯著水平檢驗，即增溫趨勢不顯著(圖2c)。

圖2 1952～2010年昌都全年(a)和1月(b)、7月(c)平均氣溫M－K檢驗

2.4 氣溫小波分析

2.4.1年平均氣溫。1952～2010年年平均氣溫小波分析(圖3a)表明，在16～32年時間尺度上，年平均氣溫經歷了2個冷暖交替振蕩，即1994年以前的偏冷期、1995年以后的偏暖期;對應這種較大尺度的冷暖交替，昌都年平均氣溫表現出了十分明顯的突變特征;該尺度周期振蕩變化對短周期振蕩的影響貫穿整個研究期內。在6～15年時間尺度上，年平均氣溫周期振蕩明顯，經歷了3個冷暖交替震蕩，分別是1962年以前的偏暖期、1963～2003年的偏冷期、2004年以后的偏暖期;在2～4年時間尺度，年平均氣溫變化則增加了更多的相對冷暖交替和突變點。由此可見，昌都年平均氣溫存在3年、6年、準16年的年代際振蕩周期，其中16年的代際振蕩周期自始至終貫穿于過去的59年中。從總體小波功率譜分析(圖3b)可以看出，年平均氣溫周期震蕩的第一周期為16年。

圖3 1952～2010年昌都年平均氣溫小波系數實部(a)和總體小波功率譜(b)

2.4.2 最冷月氣溫。1952～2010年最冷月平均氣溫小波分析(圖4a)表明，在16～32年時間尺度上，平均氣溫經歷了2個冷暖交替振蕩，分別是1994年以前的偏冷期、1995年以后的偏暖期;在8～16年時間尺度上，表現為1965年以前的偏暖期、1966～2003年的偏冷期、2004年以后的偏暖期;在3～6年時間尺度上，平均氣溫周期震蕩明顯，經過了8次冷暖交替;在1～2年時間尺度上為偏暖期。從總體小波功率譜分析(圖4b)可以看出，最冷月平均氣溫周期震蕩的第一周期為27年。

2.4.3 最熱月氣溫。1952～2010年最熱月平均氣溫小波分析(圖5a)表明，在10～28年時間尺度上，平均氣溫經歷了3個冷暖交替振蕩，分別是1968年以前的偏暖期、1969～2005年的偏冷期、2006年以后的偏暖期;在4～8年時間尺度上，經過了6次冷暖交替;在2～4年時間尺度上為偏暖期。從總體小波功率譜分析(圖5b)可以看出，最熱月平均氣溫周期震蕩的第一周期為8年。

圖4 1952～2010年昌都最冷月平均氣溫小波系數實部(a)和總體小波功率譜(b)

圖5 1952～2010年昌都最熱月平均氣溫小波系數實部(a)和總體小波功率譜(b)

3 結論

(1)近59年昌都平均氣溫總體上呈上升趨勢。從20世紀80年代開始增溫趨勢明顯，年平均氣溫以0.012℃/a的速度上升，最冷月增溫率達0.026℃/a，最熱月增溫率為0.007℃/a，冬季增暖明顯。從年代際變化看，1月份平均氣溫升高的趨勢較7月和年平均氣溫更為明顯，21世紀后升溫更為明顯。

(2)20世紀90年代以來，昌都年平均氣溫有明顯的增暖趨勢，2005年為年平均氣溫增暖的突變點，且突變顯著;1月平均氣溫突變點為2003年，2005年至今通過0.05顯著水平檢驗;7月平均氣溫氣溫上下波動，無顯著變化趨勢。

(3)昌都年平均氣溫周期震蕩的第一周期為16年，最冷月、最熱月平均氣溫周期震蕩的第一周期分別為27、8年。從氣溫振蕩主周期判斷，在大的時間尺度上全年及最冷月、最熱月氣溫目前均處于偏暖期。

［1］STOTT P A，KETTLEBOROUGH J A.Origins and estimates of uncertainty in prediction of twenty-first temperature rise［J］.Nature，2002，416:723－726.

［2］周浩，楊寶鋼，程炳巖.重慶近46年氣候變化特征分析［J］.中國農業氣象，2008，29(1):23 －27.

［3］肖軍，趙景波.54年來氣候變化特征分析［J］.中國農業氣象，2006，27(3):179 －182.

［4］魏鳳英.現代氣候統計診斷與預測技術［M］.北京:氣象出版社，2007.

［5］鄭慶慶，高靜懷.有色噪聲在物理小波變換下功率譜分布研究［J］.武漢科技大學學報:自然科學版，2006，29(1):98－101.

［6］楊新，延軍平.全球變化下的陜甘寧老區氣候變化時空特征分析［J］.中國歷史地理論叢，2002，17(3):64 －67.