1956—2019年米易高溫變化特征分析

陳靜

摘要 本文利用米易國家地面氣象觀測站1956—2019年觀測資料，采用趨勢分析、M-K突變檢驗方法研究米易高溫變化特征。結果表明：年高溫日數、年極端高溫和年平均高溫總體呈上升趨勢，傾向率分別為3.3 d/10 a、0.25℃/10 a和0.08℃/10 a，與全球變暖結論一致。年高溫日數、年極端高溫2005—2019年均呈增加趨勢，且在2006年左右有突變現象，年平均高溫突變出現在2010年。

關鍵詞 高溫特征;線性趨勢;突變檢驗

中圖分類號：P49 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0083–02

IPCC第五次評估報告堅持了以往評估報告的說法，認為近百年全球氣候變暖毋庸置疑。有關研究表明，20世紀全球年平均氣溫上升0.4℃～0.8℃，我國近100年來年平均氣溫上升幅度在0.5℃～0.8℃，與全球上升幅度基本持平。溫度升高導致高溫干旱和暴雨洪澇等極端事件發生頻率提高和強度加劇。

近幾年來，國內學者對中國高溫變化進行了大量研究。丁一匯[1]研究了我國近百年來溫度變化，指出我國增溫趨勢與北半球大致一致。蔡文香[2]對中國夏季35℃以上極端高溫事件的變換特征分析，針對攀枝花米易本地高溫變化特征研究比較少。

米易縣隸屬攀枝花市，位于四川省西南角，屬于南亞熱帶干熱河谷立體氣候，干、雨季分明而四季不明，河谷區全年無冬，夏季長達5個多月。米易冬季康養產業發達，各種蔬菜水果遠銷省內外。而高溫變化直接影響農作物生長發育，因此，充分了解該本地氣候變化特征，對其經濟、社會、文化可持續發展提供科學依據具有十分重要意義[3]。本文重點分析研究米易縣年高溫日數、年極端高溫、年平均高溫等變化特征，幫助該地區積極應對高溫帶來的災害影響。

1 資料和方法

1.1 資料來源

我國氣象局將極端高溫分為3級：≥35℃為高溫，≥38℃為危害性高溫，≥40℃為強危害性高溫[4]。文中統一把≥35℃的高溫天氣稱為高溫。年高溫日數指的是一年中出現高溫的總日數，年極端高溫指的是每年日最高氣溫最高值，年平均高溫指一年中所有>35℃以上日最高氣溫平均值。本文選取米易國家地面氣象觀測站高溫數據作為研究對象，將統計1956—2019年年高溫日數、年極端高溫和年平均高溫等并作出分析。

1.2 分析方法

本研究采用趨勢分析和Mann-Kendall法。Mann-Kendall法簡稱為M-K法，是一種非參數統計檢驗方法，是氣象研究中常用突變檢驗方法[5]。此方法不僅計算簡便，而且可以明確突變開始時間和區域。

計算公式：（k=1，2，…，n），其中E（Sk）和Var（Sk）分別為累計數Sk的均值和方差。按時間序列逆序，再計算UFK，UBK=-UFK（k=n，n-1，…，1）。若UFK和UBK的值>0，表明序列呈上升趨勢，<0表明呈下降趨勢。當它們超過臨界直線時，表明上升或下降趨勢顯著。如果UFK和UBK兩條曲線交點在臨界線之間，表明突變明顯，反之，若在臨界線之外，表明突變不顯著[6-7]。

2 結果與分析

2.1 高溫日數變化趨勢、突變檢驗和周期性變化

2.1.1 高溫日數年際和月際變化 1956—2019年共出現1 438個高溫日，每年平均高溫日數為22 d。根據給出1956—2019年高溫日逐年分布曲線圖（圖1），可知64年高溫日數總體呈明顯增加趨勢，傾向率為3.3 d/10 a，R=0.21（趨勢分析通過0.05顯著性檢驗），表明年高溫日數與年份呈顯著正相關關系。1956—1962年、1999—2004年高溫日數偏少，均在平均值之下，1956年、1980年、2001年出現高溫總日數極小值，僅有3 d;1963—2000年高溫日數在等平均線上下起伏不定;2001年開始高溫日數呈明顯上升趨勢，其中2005—2016年連續12年高溫日數在24 d以上且均在平均線以上;2019年出現高溫總日數極大值，達71 d。

1956—2019年這64年高溫日數月分布呈頂峰式分布（圖2），5月是高溫發生頻次最多月份，占高溫總日數的47.3%，其次是6月，占高溫總日數28.2%，4月占高溫總日數11.9%，7月占比7.4%。3月、8月和9月份較少，3個月總日數僅占高溫總日數的5.2%，而10月到次年2月份無高溫事件發生。

2.1.2 高溫日數突變檢驗 令顯著性水平α=0.05，那么臨界值u0.05=1.96。UF表示高溫日數順序統計曲線，UB表示高溫日數逆序統計曲線。由UF曲線可見（圖3），2005—2019年米易高溫日數呈增多趨勢，到2010年這一增多趨勢超過0.05，表明這段時間米易高溫日數增多趨勢十分顯著。根據UF和UB交點在臨界線之間，說明2006年開始高溫日數增多是突變現象。

2.2 年極端高溫的變化趨勢和突變檢驗

2.2.1 年極端高溫變化趨勢 從年極端高溫變化趨勢可看出（圖4），米易年極端高溫變化范圍為35.3℃～41.2℃，出現35.3℃的年份為1990年，出現41.2℃的年份為2014年。近64年年極端高溫總體呈上升趨勢，傾向率為0.25℃/10 a，R2=0.12（通過0.05顯著性檢驗），表明年極端高溫與年份有顯著正相關關系。

2.2.2 年極端高溫的突變檢驗 同樣，令顯著性水平α=0.05，臨界值u0.05=1.96。對年極端高溫進行M-K檢驗，圖5為檢驗結果，從結果看，1960—1970年左右、2005—2019年是升高趨勢，到2015年這一增多趨勢超過0.05，表明這段時間米易高溫日數增多趨勢十分顯著。UF和UB交點位置在臨界線之間，2006年左右，說明2006年以來年極端高溫增高是一突變現象[6-7]。

2.3 年平均高溫變化趨勢和突變檢驗

2.3.1 年平均高溫變化趨勢 年平均高溫變化范圍在35.1℃～37.1℃（圖6），1987年年平均高溫出現最高值（37.1℃），1987—1990年的4年內出現了年平均高溫為35.1℃的最低值。從年平均高溫的分布圖可以看出，過去55年里年平均高溫總體微呈上升趨勢，傾向率為0.08℃/10 a，R2=0.0869（通過了0.05的顯著性檢驗），表明年平均高溫與年份有顯著的正相關關系。

2.3.2 年平均高溫突變檢驗 對年平均高溫進行M—K檢驗，同樣令顯著性水平α=0.05，臨界值u0.05=1.96，從結果（圖7）看，1970—1980年年平均高溫呈逐漸減小趨勢，1980年左右這一減小趨勢超過0.05，1981—2000年又呈增加趨勢，2001—2008年呈減小趨勢，2009—2019年呈增加趨勢。從UF和UB的交點看出，2010年的溫度升高是突變現象。

3 結論

（1）1956—2019年共出現1 438 d高溫日，每年平均高溫日數為22 d，64年間高溫日數總體呈明顯增加趨勢，傾向率為3.3 d/10 a。年高溫日數在3～71 d范圍內變化。每年5、6月是高溫日發生最多的月份，占全年比例達75.5%。歷年中，10月到次年2月份無高溫事件發生。（2）2005—2019年高溫日數增加趨勢顯著，2006年有顯著突變現象。（3）米易年極端高溫主要在35.3℃～41.2℃之間變化，歷年年極端高溫總體呈上升趨勢，傾向率為0.25℃/10 a。2005—2019年是升高趨勢，2006年左右極端高溫增高有一突變現象。（4）64年來年平均高溫為35.1℃～37.1℃，總體呈微上升趨勢，傾向率為0.08℃/10 a，2010年溫度升高是突變現象。（5）以上分析能看出米易縣35℃以上極端高溫事件在64年間的變化趨勢，但文中分析僅能看出高溫事件過去發生規律，以此推斷未來發展趨勢具有局限性。

參考文獻

[1] 丁一匯.中國近百年來的溫度變化[J].氣象，1994，20（12）：19-25.

[2] 蔡文香.1961-2011a中國夏季35度以上極端高溫事件的變化特征分析[J].干旱區資源與環境，2015，29（9）：144-147.

[3] 彭霞.近60a長三角地區極端高溫事件變化特征及其對城市化的響應[J].長江流域資源與環境，2016，25（12）：1917-1925.

[4] 王志英.廣州市夏季高溫影響因素及防御對策研究[J].氣象研究與應用，2007，28（1）：35-40.

[5] 陳建新.南陽市1960-2013年高溫日數變化特征及原因分析[J].氣象與環境科學，2015，38（2）：87-91.

[6] 許文龍.廣西防城港市近55年溫度變化特征及突變分析[J].安徽農業科學，2012，40（30）：146-148.

[7] 魏鳳英.現代氣候統計診斷與預測技術[M].北京：氣象出版社，1999.

責任編輯：黃艷飛