阜陽地區高溫特征

王 瑩 王 璐 李紫玉

摘 要：利用1954—2017年阜陽地區地面氣象觀測站逐日最高氣溫，采用趨勢分析法、M-K突變檢驗和小波分析等方法，從高溫日數、年平均最高氣溫等方面分析了阜陽地區近64年高溫的氣候變化規律和周期性特征等。結果表明：高溫日數呈現年代際波動特征，20世紀50～80年代下降，80年代后呈增加趨勢;平均最高氣溫經歷了升溫、降溫、緩慢升溫、快速升溫幾個年代際變化階段，總體呈增加趨勢。

關鍵詞：高溫;氣候特征;小波分析

中圖分類號 P467 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2018）24-0113-4

Abstract：Using the climate diagnosis method of wavelet analysis，power spectrum analysis and climate trend coefficient，and climate tendency rate，the climate change law and periodic characteristics of high temperature over Fuyang in 64 years are analyzed from the aspects of the number of high temperature days，annual average maximum temperature.The results show that there are decadal fluctuation characteristics in the number of high-temperature days，a downtrend from 1950s to 1980s，but a rising trend after the 1980s.The average maximum temperature experienced several decadal change stages，including warming，cooling，slow warming，rapid warming and so on，but the overall trend was warming.temperature.

Key words：High-temperature;Climatic characteristic;Wavelet analysis

由于人類活動和自然變化的共同影響，近年來全球變暖問題日益受到人們的關注和研究。IPCC第五次評估報告于2013年指出，1880—2012年全球升溫0.85℃，2002—2012年平均溫度比1850-1990年上升了0.78℃[1]。國內研究表明，近百年來我國的年平均氣溫升高了0.5～0.8℃，預計21世紀我國氣候將繼續明顯變暖[2]。在全球變暖的大背景下，我國一些地區夏季極端高溫事件頻發，給自然生態系統和人們生產生活帶來嚴重影響[3-5]。

目前，許多專家學者對高溫事件的變化特點、高溫天氣的成因機制、預報方法等進行了研究[3-5]。何彬方等[7]分析了合肥市近50年最高氣溫變化特征，結果表明合肥市近50年來平均最高氣溫呈“上升-下降-上升”的趨勢，高溫日數也呈“增多-減少-增多”的趨勢。史軍等[8]分析了華東地區夏季高溫的氣候特征及其變化規律，研究發現各級高溫過程數都是以21世紀最初5年最多，平均持續天數以20世紀60年代最多。孫燕等[9]發現：江蘇夏季氣溫在20世紀70～90年代前期基本上處在1個相對偏涼期，20世紀60年代、90年代中后期以后基本上處在一相對偏熱期;江蘇夏季氣溫異常存在顯著的準6年、準9年的年際周期和以16年為中心的年代際周期。

阜陽市位于安徽省西北部，地處北暖溫帶南緣，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，高溫天氣同樣屬于頻發災害性天氣。筆者利用1954—2017年阜陽地區6個地面氣象觀測站的最高氣溫資料，對阜陽地區最高氣溫的年代際、年際、月、周期變化特點以及變化趨勢等進行了初步分析，對今后高溫事件的防范工作提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 資料 選取1954—2017年阜陽地區6個地面氣象觀測站（阜陽、阜南、潁上、界首、臨泉、太和）的逐日最高氣溫資料，多年平均值為1954—2017年64年平均值。根據中國氣象局規定，高溫日數是指日最高氣溫≥35℃的日數。

1.2 研究方法 基于線性趨勢系數法分析了1954—2017年阜陽地區最高氣溫和高溫日數的變化趨勢，采用Mann-Kendall法（簡稱M-K法）對最高氣溫和高溫日數序列進行突變檢驗，通過MORLET小波變換對最高氣溫和高溫日數進行周期分析。

2 結果與分析

2.1 最高氣溫變化特征

2.1.1 平均最高氣溫月際變化 對1954—2017年阜陽地區月平均最高氣溫的分析結果顯示，阜陽地區平均最高氣溫的月際變化呈現單峰型，如圖1所示。一年之中7月平均最高氣溫最高（32.2℃），1月平均最高氣溫最低（6.6℃）。

2.1.2 平均最高氣溫年代際變化 從1954—2017年阜陽地區年平均最高氣溫的變化（表1）來看，阜陽地區在20世紀50～60年代處在升溫階段，平均最高氣溫由50年代的20.1℃升至60年代的20.7℃，升高了0.6℃;到20世紀70年代平均最高氣溫的變化出現了轉折，由上升轉為下降，到80年代平均最高氣溫降至20.0℃，相對60年代下降了0.7℃;90年代以后阜陽地區平均最高氣溫則快速上升，進入21世紀00年代平均最高氣溫上升至20.9℃。由此可見，從20世紀50年代至21世紀00年代，阜陽地區年平均最高氣溫的變化趨勢為升溫—降溫—快速升溫，在總體上呈現增高的趨勢。

2.1.3 平均最高氣溫年際變化 由圖2阜陽地區平均最高氣溫年際變化可知，1954—2017年阜陽地區平均最高氣溫總體呈現出上升的趨勢（通過0.05顯著性檢驗）。其中，與多年平均最高氣溫平均值20.5℃相比較，有6年（1958、1960、1977、1988、2000、2005）持平;距平值為負的有27年，主要出現在1969—1993年（19年，76%），這一時期為相對偏涼期;距平值為正的有31年，主要出現在1958—1968年（8年，73%）和1994—2017年（18年，75%），為相對偏熱期。

2.1.4 平均最高氣溫的突變檢驗 為了進一步研究阜陽地區平均最高氣溫的年際變化趨勢，對阜陽地區年平均最高氣溫進行Mann—Kendall突變檢測，并給定顯著性水平α=0.05，臨界值u0.05=1.96。檢驗結果見圖3，由UF曲線可知阜陽地區的平均最高氣溫在1957年開始上升，1967年開始下降，隨后上升，然后在20世紀70年代末下降，最后在1994年開始大幅上升。

2.1.5 平均最高氣溫的周期性變化 對1954—2017年阜陽地區平均最高氣溫進行了Morlet小波分析，得到阜陽地區平均最高氣溫周期變化特征。由圖4可知，阜陽地區年平均最高氣溫存在準8年、16年、40年左右的周期振蕩信號。40年左右的周期震蕩比較穩定，16年左右的震蕩周期在80年代以前比較穩定，8年的周期信號主要表現在70年代以前，在70年代后逐漸變為4～6年，周期信號強度明顯減弱;2010年后4-8年的震蕩周期有增強趨勢。

2.2 高溫日數變化特征

2.2.1 高溫日數月際變化特征 對1964—2017年阜陽地區高溫日數進行統計得出，阜陽地區4～10月均有高溫日出現，其他月份都沒有高溫日出現，其中7月出現的次數最多，占43.5%;6月份次之，占25.7%;8月份占25.3%;其他月份只占5.5%。4月份高溫日只在2011年出現過，10月份高溫日只在界首市出現過（表2）。

2.2.2 高溫日數年代際變化 表3給出了1954—2017年阜陽地區高溫日數年代際變化，由表3可知阜陽地區在20世紀60年代高溫日數最多，其次是20世紀50年代、20世紀70年代，最少的是20世紀80年代。從高溫日數的年代際變化趨勢來看，20世紀50～80年代呈下降趨勢;而20世紀80年代至21世紀00年代呈逐漸增加的趨勢。

2.2.3 高溫日數年際變化特征 對1954—2017年阜陽地區高溫日數年際變化及變化趨勢進行分析，結果表明阜陽地區高溫日數多年平均值為16.8d。阜陽地區高溫日數總體變化趨勢不明顯，從1954年開始是先增加后減少再增加：在20世紀80年代達到最小值，50年代后期至70年代后期，90年代初期以后大于多年平均值，而其他時期小于多年平均值。高溫日的最高值出現在1967年，為50d;最低值出現在2008年，僅1d。

2.2.4 最高氣溫的突變檢驗 采用Mann—Kendall檢驗法對1954—2017年阜陽地區年高溫日數時間序列進行突變分析，給定顯著性水平α=0.05，臨界值u0.05=1.96。檢驗結果見圖6，由UF曲線可見高溫日數從1954年開始上升，1959年開始下降，隨后上升，然后在1968年以后大幅下降，最后在2000年開始上升。UF和UB曲線的交點位置，確定1972年的下降是一突變和2009年后開始的上升是突變。

2.2.5 最高氣溫的周期性變化 為了研究阜陽地區1954—2017年高溫日數的周期變化特征，對1954—2017年平均最高氣溫進行了Morlet小波分析。由圖7可知，阜陽地區高溫日數存在準8～10年、40年左右的周期振蕩信號。40年左右的周期震蕩比較穩定，8～10年的震蕩周期在90年代以前比較穩定，90年代以后周期信號強度明顯減弱，2010年后震蕩周期逐漸加強。

3 小結

（1）阜陽地區平均最高氣溫的月際變化呈單峰型。

（2）從年平均最高氣溫年代際變化來看，年平均最高氣溫平均值20.5℃，20世紀50～60年代是一個升溫階段，20世紀70年代出現了轉折，平均最高氣溫明顯下降;進入90年代氣溫則快速上升。20世紀60年代的上升是一突變和1994年開始的上升是一突變。阜陽地區年平均最高氣溫存在準8年、16年、40年左右的周期振蕩信號。

（3）阜陽地區4～10月都有高溫日出現，其中7月出現的次數最多。年高溫日數平均值16.8d;高溫日數是先增加后減少再增加，80年代達到最小值，50年代后期至70年代后期，90年代初期以后大于多年平均值。高溫日的最高值出現在1967年，為50d;最低值出現在2008年，為1d。1972年的下降是一突變和2000年后開始的上升是突變。阜陽地區高溫日數存在準8～10年、40年左右的周期振蕩信號。

參考文獻

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（責編：徐世紅）