典型南北氣候過渡帶地區氣溫的時間變化特征*
——以淮河流域為例

葉正偉，紀 旭，劉育秀

(1.淮陰師范學院城市與環境學院，江蘇淮安 223300； 2.淮河生態經濟帶研究院，江蘇淮安 223300；3.陜西師范大學旅游與環境學院，西安 710119； 4.福建師范大學地理科學學院，福州 350007)

0 引言

IPCC第五次評估報告指出， 1951年以來全球平均地表溫度升高了0.72℃，平均上升速率為0.12℃/10年[1]，而我國氣候增溫在不同區域存在較大的空間分異[2-9]。處于氣候過渡帶地區的流域是氣候變化效應的敏感地區，因而在全球氣候變暖的影響下，氣候過渡帶流域越來越成為氣候變化效應研究的重要地區[10-13]，氣溫的變化尤其如此。

淮河流域是典型的氣候過渡帶地區，其氣候要素的研究成為近年來的熱點[14-20]，而已有對淮河流域氣溫的研究也顯示，淮河流域多年氣溫變化總體呈升高趨勢，不同特征氣溫的變化幅度與趨勢差異較大[16-17，20]。王珂清等[17]認為， 1960～2008年間淮河流域冬季平均氣溫的增溫幅度最大，春秋次之； 年極端最低氣溫亦呈顯著上升趨勢； 葉金印等[20]發現，淮河流域年平均氣溫表現出升高的趨勢，平均氣溫日較差有下降的趨勢。

然而，已有研究較為關注不同氣溫的基本變化過程，但對其變化趨勢、年代變化、周期及未來長期變化特征的關注較少，同時，隨著觀測數據的更新，氣溫變化的時間規律研究仍十分重要。為此，該文采用1960～2015年更長序列的觀測數據，探討淮河流域不同時間尺度氣溫在氣候變暖影響下的變化趨勢、年代變化、周期特征和未來變化趨勢，為進一步了解位于氣候過渡帶流域的氣候變化提供科學認識。

層次排序的方法，是對煤礦設計方案進行判斷矩陣的比選的方法，經過對所有的單排序的矩陣的判斷，最終得到一致性，層次總排序指的是對矩陣中各個元素進行目標層的相對權重的分析，從上而下的方法逐層合成，利用每個層次中單排序的結果，計算出針對上一層次的所有元素的相對重要性的權值，最終計算出方案層中的各個目標層的權重，針對文章敘述的開拓方案，比選出問題，對最優的方案進行組合權重計算結果的驗算。

圖1 淮河流域地形及氣象站點分布

1 研究區概況

淮河流域地處我國東部，介于長江和黃河兩流域之間，位于東經111°55′～121°25′，北緯30°55′～36°36′，面積為27萬km2(圖1)。流域西起桐柏山、伏牛山，東臨黃海，南以大別山、江淮丘陵、通揚運河及如泰運河南堤與長江分界，北以黃河南堤和泰山為界與黃河流域毗鄰，淮河干流發源于桐柏山太白頂北麓，依次流經河南、湖北、安徽、江蘇。地貌上，淮河流域西部、西南部及東北部為山區、丘陵區，其余為廣闊的平原，平原面積約占總面積的2/3[14-15， 19]。氣候上，淮河流域地處我國南北氣候過渡帶，淮河以北屬暖溫帶區，淮河以南屬北亞熱帶區，氣候溫和，年平均氣溫為11～16℃，極端最高氣溫達44.5℃，極端最低氣溫為-24.1℃，氣溫變化由北向南，由沿海向內陸遞增； 受季風降水影響，冬春季降水偏少，夏秋季降水豐富，冷暖和旱澇轉變急劇[18-20]。

2 數據與方法

利用淮河流域1960～2015年56年的30個地面氣象站點逐日平均氣溫觀測數據，獲得不同時間尺度的氣溫序列，數據來源于中國氣象數據網(http：//data.cma.cn/)。原始數據經過國家氣象局的嚴格質量控制和檢查。氣象站點分布相對較均勻，對個別觀測站點存在部分年份數據不連續或缺失情況，采用與其自然環境相似的相鄰站點進行插補或銜接，涉及4個站點，其一是菏澤站數據，因1995～2006年間無觀測，采用相距僅18km的定陶站數據銜接； 其二是淮安站資料，由淮陰站2001年以前數據與淮安站2002年以后數據銜接而成，該兩站點同在淮安市區，兩站相距僅3km。

綜合不同特征氣溫的周期變化也可以看出，變化趨勢較為顯著的特征氣溫序列，其變化周期也較突出，變化趨勢較小的氣溫序列如夏季氣溫，幾乎不存在周期變化，這與夏季氣溫總的穩健性有關。而年氣溫、春秋冬季氣溫變幅較大，在不同時段存在較為顯著的周期，但總體以2年、3～5年左右短周期為主，也說明位于氣候過渡帶地區的流域，其氣溫變化的年際間波動更為頻繁。

采用線性回歸、距平方法分析氣溫變化趨勢與過程，距平分析所使用的氣候標準期為1971～2000年。應用小波方法分析氣溫的周期變化，采用重標極差分形R/S(Rescaled Range Analysis)方法分析氣溫的未來變化趨勢。限于篇幅，各方法在此不贅述，小波方法分析詳見文獻[21]，重標極差R/S分形方法詳見文獻[22-23]。

3 不同時間尺度氣溫變化特征

3.1 年平均氣溫的時間變化

1960～2015年淮河流域年平均氣溫的時間序列顯示(圖2a)，流域年平均氣溫呈波動中上升態勢，上升速率為0.201℃/10年，多年平均氣溫為14.5℃，多年最大值與最小值分別為15.4℃和13.6℃，變動幅度為1.9℃。

圖2 1960～2015年淮河流域年平均氣溫(a)及其距平(b)變化

圖3 淮河流域不同尺度氣溫的年代變化

距平過程也顯示(圖2b)，流域年平均氣溫在1994年前后，有較大差異， 1960～1993年之間，氣溫以負距平為主，期間負距平年30年，占所有56年的53.6%，而正距平僅4年； 而1994～2015年間，負距平僅2年，正距平為20年，占所有年份的35.7%。可見， 1994年前后，流域年平均氣溫存在顯著的差異，呈現明顯的前低后高格局。

淮河流域秋季氣溫呈小幅上升趨勢(圖6)，氣溫變化傾向率為0.192℃/10年，近56年平均值為15.5℃，最高值為1998年的17.6℃，最低值為1981年的13.8℃，變幅為3.7℃。距平變化上，秋季距平在1998年前后兩個時段呈現較大的區別，1998年以前，氣溫以負距平為主， 38年間負距平28年，且負距平相對偏大，正距平僅10年，但距平總體偏小。1998年之后，距平以正距平偏多， 18年間正距平14年，而負距平4年，較前一段而言，正距平偏大，而負距平偏小。年代間的變化也顯示(圖3，表1)， 20世紀90年代以來是氣溫相對偏高的時期。

綜合淮河流域不同氣溫的變化還可發現，不同季節氣溫自20世紀90年代中期以后，存在明顯的升高趨勢，反映了全球氣候變暖對氣候過渡帶典型流域的區域影響[1-2]； 但不同季節上，夏季變幅小，而春秋冬季幅度偏大，也表明氣候變暖對氣溫相對偏低季節的影響更為顯著。

表1 淮河流域不同尺度氣溫的年代值(℃)

年代年平均氣溫春季氣溫夏季氣溫秋季氣溫冬季氣溫1960～196914291402264515261421970～197914171393259415121691980～198914091406255215191641990～199914721432260815762732000～20151502153426231594252

3.2 季節氣溫的時間變化

不同季節氣溫的時間變化上，流域春季氣溫表現為較大幅度的升溫過程(圖4a)，其線性傾向率為0.318℃/10年，較年氣溫傾向率相對偏大。近56年間平均值為14.4℃，最高值為2014年的16.4℃，最低值為1991年的12.6℃，變幅為3.8℃。而距平變化上(圖4b)， 1994年以前以負距平偏多， 1960～1993年間的34年中，負距平年29年，而正距平僅5年； 而1994～2015年的22年間，負距平僅4年，正距平為18年。可見，流域春季氣溫變化上存在明顯的階段性， 1994年以來是氣溫明顯偏高的時段。從年代的變化上也可以看出(圖3，表1)， 20世紀90年代與2000年以來較之20世紀80年代以前，氣溫都偏高。

圖4 淮河流域春季氣溫(a)及其距平(b)變化

夏季氣溫呈現較顯著年際波動特征(圖5)，總體趨勢平穩，幾乎無明顯變化傾向，其傾向率僅為0.004℃/10年。56年間的多年平均為26.1℃，最高值為2013年的27.7℃，最低值為1980年的24.8℃，變幅為2.9℃。而從距平變化上看，不同年際間波動頻繁，負距平25年，正距平21年，且負距平多集中在20世紀70年代、20世紀80年代，正距平集中于20世紀90年代，年代變化上也顯示(圖3，表1)， 20世紀90年代以來，年代平均值相對較大。較之于春季與年平均氣溫而言，夏季氣溫具有更大的穩定性，但仍然自20世紀90年代以來偏高，反映了全球氣候變暖的區域響應。

圖5 淮河流域夏季氣溫(a)及其距平(b)變化

圖6 淮河流域秋季氣溫(a)及其距平(b)變化

而從不同年代上看(圖3，表1)， 20世紀60年代、70年代、80年代氣溫總體偏低，其中20世紀80年代為所有56年中最低的時代； 20世紀90年代和2000年以來的時段氣溫都較偏高。

年平均最高氣溫與最低氣溫的不同年代變化上也差異明顯(表2)，年最高氣溫在20世紀80年代最低， 2000年以來最高，而年平均最低氣溫則呈現了較為顯著的逐年代持續升高變化，但平均最高氣溫與最低氣溫都在20世紀90年代以后增高偏大。

首先，經銷商業績評估未得到足夠的重視，機制匱乏。B公司在執行生意回顧時缺乏相應標準，也未得到各級人員的重視，市場巡查人員數量有限，大部分市場巡查一年才會去一次，而在經銷商經營已明顯出現重大運營問題時，再進行業績評估也只是亡羊補牢。缺乏業績評估，也就缺乏了對潛在問題的發現過程、以及錯過了解決問題的最佳時機，公司對經銷商的業績評估已經存在重大的管控漏洞。

3.3 年平均最高氣溫和年平均最低氣溫的時間變化

多年變化趨勢上，淮河流域年平均最高氣溫(圖8a)和年平均最低氣溫(圖8b)都呈現出波動上升的趨勢，但年平均最高氣溫的變化幅度小于年平均最低氣溫的變化幅度。其中，淮河流域年平均最高氣溫的多年均值為31.54℃，最高值為1966年的33.78℃，最低值為1982年的29.86℃，多年變幅為3.92℃； 年平均最低氣溫的多年均值為-5.68℃，最高值為2007年的-0.72℃，最低值為1969年的-10.67℃，變幅達9.95℃。

氣溫變化傾向率上，年平均最高氣溫的上升速率為0.113℃/10年，而年平均最低氣溫的上升速率為0.398℃/10年，后者是前者的3.5倍，可見，年平均最低氣溫的變化率明顯大于年平均最高氣溫。這也說明，在淮河流域，受全球氣候變暖影響，流域氣溫總體呈升高趨勢，但最低氣溫上升幅度大于最高氣溫，這與中國平均最低氣溫的增幅明顯高于平均最高氣溫的增幅的結論一致[2-4]，表明最低氣溫的變化更易受到全球升溫的影響。

圖7 淮河流域冬季氣溫(a)及其距平(b)變化

圖8 1960～2015年淮河流域年平均最高氣溫(a)和年平均最低氣溫變化(b)

冬季氣溫呈現較明顯的升溫趨勢(圖7a)，其傾向率為0.288℃/10年， 56年平均值為2.1℃，最高值為1999年的4.2℃，最低值為1968年的-0.5℃，變幅4.7℃，是所有季節氣溫變化中變幅最大季節。距平變化也很好地反映了以1995年為界線的前后兩個時段(圖7b)，前期，負距平年偏多，且負距平值偏大，而正距平年份偏少，且距平值偏小，但1995年以后則相反。不同年代的冬季氣溫總體呈升高趨勢(圖3，表1)，尤其自2000年以來，氣溫明顯偏高。

表2 1960～2015年間淮河流域年平均最高氣溫、最低氣溫和氣溫年較差的年代值(℃)

年份1960～19691970～19791980～19891990～19992000～2015平均最高氣溫3137313308931453201平均最低氣溫-667-618-563-543-494氣溫年較差384375366369369

圖9 1960～2015年淮河流域氣溫年較差變化

3.4 氣溫年較差的時間變化

氣溫年較差是年內氣溫波動幅度的特征指標。淮河流域氣溫年較差的多年平均值為37.22℃，最高為1969年的42.27℃，最低為2007年的33.24℃，變幅9.5℃。1960～2015年淮河流域氣溫年較差變化顯示(圖9)，氣溫年較差總體呈波動減小趨勢，其線性傾向率為0.29℃/10年。這表明，在氣候變暖影響下，流域氣溫年較差相對變小，最低氣溫多年變化呈升高趨勢，且年平均最高氣溫的增幅小于年平均最低氣溫增幅的特征也印證了這一變化。

據悉，道達爾已在人工智能及大數據等領域中進行布局，并取得了一定的成果。今年4月，道達爾與谷歌云在人工智能和地球科學方面建立了合作關系，旨在為石油天然氣的勘探開發提供全新智能解決方案。近日，道達爾與印度塔塔公司合作，建立數字創新中心，在煉化4.0方面展開合作。

4 特征氣溫的變化周期與未來變化趨勢

4.1 不同氣溫的周期特征

圖10 淮河流域年氣溫(a)、氣溫年較差(b)、年最高氣溫(c)、年最低氣溫(d)小波周期

氣溫的周期變化有助于更好的認識氣溫的時間規律，淮河流域不同尺度及特征氣溫的周期表明(圖10)：年平均氣溫存在較為明顯的2年、4年左右波動周期，尤其20世紀90年代以來，這兩種周期更為顯著，且皆通過95%的置信度水平。氣溫年較差的變化周期在20世紀60年代后期、20世紀90年代前期存在2～3年左右的周期。而年均最高氣溫周期在20世紀60年代中后期及20世紀80年代后期存在2年左右的波動周期，其余時段則未出現明顯的變化。年最低氣溫在1965～1975年間、20世紀90年代前期存在3年左右的周期變化。

年代變化上(表2)，流域氣溫年較差在20世紀60年代和20世紀90年代波動較大，而自2000年以來，波動較小，總體穩定，但2007年年較差偏小。從圖9也可以看出， 20世紀60年代與80年代之間，氣溫年較差變化幅度較大，最大變化幅度約3℃； 20世紀80年代中后期至20世紀90年代末期，氣溫年較差的變化幅度明顯減小，波動較為平緩，波動范圍在1℃以內； 21世紀以來，氣溫年較差的波動幅度略有增加。

季節氣溫的周期上(圖11)，春季氣溫在20世紀70年代后期至20世紀80年代前期存在4～5年左右通過顯著性檢驗的周期，而夏季則在研究時段中無明顯周期特征，這可能與夏季氣溫相對更為穩定有關。秋季氣溫在1980年前后存在約2年的周期，但在20世紀90年代及21世紀初期3～4年左右的周期較為持續。冬季氣溫周期在20世紀60年代后半段存在4～5年的變化周期，而在21世紀初期具有2年左右的周期變化。

隨著經濟社會的不斷發展和東西方文化的融合，高校作為新思想產生的沃土，大學生的思想越來越多元和復雜，行為越來越開放,大學期間談戀愛的學生人數明顯上升。而大學生的基本年齡是19～24歲之間，此階段正是精力旺盛的時期，生理發展基本趨于成熟，但心理發展未能同步，因此因戀愛而產生的危機事件也頻頻發生。國內許多專家和學者對戀愛危機問題進行了討論和研究，擬嘗試在前輩們的研究基礎上，對戀愛危機進行一個系統的梳理和研究，以此來呼吁高校和社會以及家庭對這個問題的重視和關注。

圖11 淮河流域春季氣溫(a)、夏季氣溫(b)、秋季氣溫(c)、冬季氣溫(d)小波周期

圖12 淮河流域年氣溫(a)、氣溫年較差(b)、年最高氣溫(c)、年最低氣溫(d)未來變化趨勢

圖13 淮河流域春季氣溫(a)、夏季氣溫(b)、秋季氣溫(c)、冬季氣溫(d)未來變化趨勢

OTU的另一個創新性的應用是雙向交叉口，貨物除了可以直線傳輸之外，還可以通過交叉口從一條運輸線上切換到平行的另一條運輸線，它緊湊的傳輸速度完全允許在第一條運輸線上安裝第二條運輸線。

為持續提升人才培養質量，高校還需構建完善的教學質量保障體系。這是高等教育改革的必然要求，更是高等教育強國建設的必由之路。基于認知理論對高校教學質量保障體系構建分析，對于建立健全內部教學質量保障體系、完善高等教育人才培養理論而言，具有重要的現實意義。

4.2 不同氣溫的未來變化趨勢

采用R/S重標極差分形方法對不同氣溫的未來變化趨勢進行了分析，從R/S分形雙對數曲線上可以發現，不同特征氣溫Hurst指數H值皆大于0.5(圖12，圖13)，表明未來氣溫變化趨勢與過去氣溫變化趨勢存在聯系，并具有持久性和長程記憶效應[22-23]，結合該文氣溫線性變化趨勢可知，未來年氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫、不同季節氣溫仍將呈升高趨勢，而氣溫年較差仍繼續呈減小趨勢。這也表明，在全球變暖的影響下，淮河流域氣溫的變化總體仍以升高為主，且隨著最低氣溫的升高，氣溫年較差也將趨于偏小，反映了氣候變暖對流域的持續影響[1-2]。

總之，行為導向教學法打破了傳統教學，以任務的方式將課程涉及的能力培養細化到一項項的任務書之中。它改變了以教為主的教學模式，建立學生中心的以學為主的教學模式。教師課前要備好課，包括教材和學生。教案要根據學生的特點精心設計，要能充分調動學生的學習積極性，并且要了解學生，掌握他們的需求，以便做到有的放矢。上課時，在語言表述時要清楚明了，做好示范，關注學生，做到講練結合，充分應用行動教學法，培養了學生自主學習和合作學習的精神，同時活躍了課堂氣氛，提高了學生的參與性，有利于培養學生的能力。因此，在教學中運用行為導向教學法是有一定的實用性的。

5 小結

(1)年平均氣溫為波動中上升態勢， 1994年前后為明顯的前低后高格局。不同季節氣溫中，春、秋、冬季氣溫呈總體呈上升趨勢，但夏季幾乎無明顯變化特征。季節氣溫自20世紀90年代中期以后，存在明顯的升高趨勢，反映了全球氣候變暖的淮河流域區域響應； 夏季氣溫變幅小，春、秋、冬季幅度偏大，表明氣候變暖對氣溫相對偏低季節的影響更為偏大。

(2)年平均最高氣溫和年平均最低氣溫都呈現出波動上升的趨勢，但最低氣溫上升幅度大于最高氣溫，且年平均最高氣溫與最低氣溫都在20世紀90年代以后增高明顯。而氣溫年較差總體呈波動減小趨勢，反映了年平均最高氣溫增幅小于年平均最低氣溫增幅的特征。

(3)周期變化上，變化趨勢較顯著的氣溫序列，其變化周期也較突出，年氣溫、春、秋、冬季氣溫變幅較大，在不同時段存在較顯著的以2年、3～5年左右為主的短周期； 變化趨勢較小的氣溫序列如夏季氣溫，則幾乎不存在周期變化，這與夏季氣溫總體較為平穩有關。

因此，該井水溫奇異變化的原因可總結為，井-含水系統水動力條件的變化。引起這種變化的原因可能有：一、含水層受到張力作用，井水流向含水層，同時伴有井水位下降，水質沒有變化(王華等，2010)；二、井壁某一處老化破裂，有其他含水層的低溫水涌入井筒。為了證明以上推斷，分別做了兩個方面的實驗：

(4)氣溫未來變化上，年氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫、不同季節氣溫仍將呈升高趨勢，而氣溫年較差仍繼續呈減小趨勢。淮河流域氣溫的變化總體仍以升高為主，且隨著最低氣溫的升高，氣溫年較差也將趨于偏小，反映了氣候變暖對流域的持續影響。

該文主要探討了氣候過渡帶地區淮河流域不同時間特征氣溫的變化趨勢、周期特征和未來變化規律，但氣候過渡帶地區氣溫變化與中國南北方典型區域氣溫變化差異的比較及其過渡帶特性的進一步深入研究還有待繼續探討。

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