近37年黔西南最高最低氣溫及氣溫日較差變化特征

李腹廣　張偉　凌明　蔣若敏　徐啟元

摘要 利用黔西南8個(gè)臺(tái)站1981—2017年平均最高氣溫、平均最低氣溫資料，采用一元回歸分析和Mann-Kendll突變檢驗(yàn)等方法，對(duì)近37年黔西南氣溫序列變化進(jìn)行分析和檢驗(yàn)。結(jié)果表明，近37年來(lái)黔西南平均最高、最低氣溫年際變化明顯，平均最高、最低氣溫均呈上升趨勢(shì)，氣溫日較差變化較小;平均最高、最低氣溫四季均呈增溫趨勢(shì)，其中平均最高、最低氣溫的增溫幅度春季最明顯;黔西南平均最高氣溫在2001年發(fā)生突變，2005年以后上升趨勢(shì)明顯;平均最低氣溫在2009年發(fā)生突變，2011年以后上升趨勢(shì)明顯;氣溫日較差在1986年發(fā)生突變，37年間上升趨勢(shì)不明顯;平均最高、最低氣溫明顯升高和氣溫日較差的較小變化可能是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的重要因子。

關(guān)鍵詞 最高氣溫;最低氣溫;氣溫日較差;變化特征;黔西南

中圖分類號(hào) S161.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2019）17-0222-03

Abstract Using the average maximum temperature and average minimum temperature data of 8 stations in southwestern Guizhou from 1981 to 2017， the regression analysis and MannKendll mutation test were used to analyze and test the temperature series changes in southwestern Guizhou in the past 37 years.The results showed that the average maximum and minimum temperatures in southwestern Guizhou had changed significantly over the past 37 years， and the average maximum and minimum temperatures had shown an upward trend， and the change of daily temperature range was smaller;the average maximum and minimum temperatures showed a warming trend in the four seasons， and the average maximum and minimum temperatures in spring was the most obvious;the average maximum temperature in southwestern Guizhou had changed suddenly in 2001， and the upward trend after 2005 was obvious;the average minimum temperature had changed suddenly in 2009， and the upward trend after 2011 was obvious;the daily temperature range had changed suddenly in 1986， and the upward trend was not obvious in 37 years;A significant increase in the average maximum and minimum temperature and smaller change in daily temperature range may be an important factor to produce the greenhouse effect.

Key words Maximum temperature;Minimum temperature;Daily temperature range;Variation characteristics; Southwestern Guizhou

氣候變暖已成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)家和公眾共同關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題，近百年來(lái)全球氣候變化最突出的特征就是氣溫的顯著升高[1-3]。近年來(lái)的研究表明，氣候變暖主要發(fā)生在夜間，最高、最低氣溫的變化具有非對(duì)稱性[4-12]。各地的最低氣溫均有上升趨勢(shì)，一些地區(qū)的最低氣溫上升還很顯著[10]，但最高氣溫的變化趨勢(shì)存在地區(qū)差異[4，5，9，11]。一些地區(qū)最高氣溫和最低氣溫都呈升高趨勢(shì)，而一些地區(qū)最高氣溫降低，最低氣溫卻升高。氣溫的突變點(diǎn)各地也不相同[11，13]。筆者擬通過(guò)分析1981—2017年黔西南平均最高、最低氣溫以及氣溫日較差的時(shí)間變化特征和空間差異，探討在全球氣候變暖背景下黔西南區(qū)域的平均最高、最低氣溫和氣溫日較差變化特征，為應(yīng)對(duì)氣候變化、減緩氣候變化對(duì)人類社會(huì)的影響提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源及處理

氣候資料來(lái)源于黔西南8個(gè)氣象觀測(cè)站，首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)于缺失少于5 d的資料進(jìn)行了插補(bǔ)。平均最高氣溫是指一年內(nèi)逐日最高氣溫的平均值，平均最低氣溫是指一年內(nèi)逐日最低氣溫的平均值，氣溫日較差指年平均最高氣溫與年平均最低氣溫的差值。該研究不考慮城市熱島效應(yīng)，研究時(shí)段為1981—2017年，研究區(qū)域?yàn)榍髂?，平均值?個(gè)觀測(cè)站相應(yīng)數(shù)據(jù)的平均值。

1.2 方法 分別采用一元線性回歸分析[14]和Mann-Kendall突變檢驗(yàn) （簡(jiǎn)稱M-K檢驗(yàn)）[14]對(duì)近37年來(lái)黔西南年、季、月平均最高氣溫、平均最低氣溫和氣溫日較差的變化特征進(jìn)行診斷分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 年平均最高、最低氣溫及氣溫日較差的年際變化

從圖1可看出，1981—2017年黔西南平均最高氣溫為21.0? ℃，20世紀(jì)80年代、90年代、2001—2010和2011—2017年平均最高氣溫分別為20.7、20.8、21.5和21.3? ℃，37年間平均最高氣溫上升了0.8? ℃。其中2001—2010年最大，20世紀(jì)80年代最小。平均最高氣溫最大值為1987年的22.2? ℃，最小值為1984年的19.6? ℃，最大值與最小值相差2.6 ℃。近37年黔西南平均最高氣溫變化傾向率為0.308 ℃/10 a，相關(guān)系數(shù)為0.49，通過(guò)0.05水平顯著性檢驗(yàn)，趨勢(shì)性變化比較顯著。

由圖2可知，1981—2017年黔西南平均最低氣溫為13.5 ℃，20世紀(jì)80年代、90年代、2001—2010和2011—2017年平均最低氣溫分別為 13.1、13.2、13.7和13.9 ℃，氣溫的變化基本出現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì)，其中20世紀(jì)80年代最小，2011—2017年最大，37年間平均最低氣溫上升了0.8 ℃。平均最低氣溫最高的年份出現(xiàn)在2015年的14.5 ℃，最低的年份出現(xiàn)在1984年的12.7 ℃。近37年黔西南平均最低氣溫上升趨勢(shì)與平均最高氣溫上升趨勢(shì)相當(dāng)，變化傾向率0.306 ℃/10 a，相關(guān)系數(shù)為0.66，通過(guò)了0.05水平顯著性檢驗(yàn)，趨勢(shì)性變化顯著。

由圖3可知，近37年黔西南氣溫日較差平均值為7.6 ℃， 20世紀(jì)80年代、90年代、2001—2010和2011—2017年氣溫日較差平均值分別為7.6、7.6、7.8 和7.4 ℃，其中2001—2010年最大，2011—2017年最小。氣溫日較差最大的年份為1987年的8.7 ℃，最小的年份為2012年的7.1 ℃。近37年黔西南氣溫日較差的變化傾向率為0.002 ℃/10 a，變化趨勢(shì)不明顯，未通過(guò)0.05水平顯著性檢驗(yàn)。

2.2 平均最高、最低氣溫及氣溫日較差的變化趨勢(shì)

從圖4可以看出，1981—2017年黔西南大部分地區(qū)的平均最高、最低氣溫都是趨于變暖;平均最高氣溫增溫幅度全州大部分地區(qū)均在0.2～1.0 ℃/10 a，其中北部晴隆增溫最明顯，增溫幅度在1.0 ℃/10 a。平均最低氣溫全州各地同樣呈明顯的變暖趨勢(shì)，全州各地增溫幅度在0.2～1.0 ℃/10 a，其中北部晴隆最明顯，增溫幅度在1.0 ℃/10 a。近37年黔西南氣溫日較差呈緩慢上升趨勢(shì)，其中北部晴隆上升趨勢(shì)最明顯，達(dá)1.0 ℃/10 a，其余各地均維持在0～0.1 ℃/10 a。

2.3 年平均最高、最低氣溫的季節(jié)變化

從表1可以看出，近37年黔西南平均最高氣溫春季的增溫趨勢(shì)最明顯，增溫幅度達(dá)0.461 ℃/10 a，其次是秋季，增溫幅度為0.376 ℃/10 a，夏季、冬季也呈現(xiàn)增溫趨勢(shì)，但相對(duì)較小。黔西南平均最低氣溫在季節(jié)變化上同樣呈增溫趨勢(shì)，春季增溫幅度最大，達(dá)0.385 ℃/10 a，冬季次之，增溫幅度為0.340 ℃/10 a，再次是秋季，為0.328 ℃/10 a，夏季增溫最小，為0.169 ℃/10 a。從表中還可以看出，近37年黔西南平均最低氣溫的增溫幅度與平均最高氣溫的增溫增幅相當(dāng)，這可能是氣溫日較差變化趨勢(shì)不明顯的主要原因。

2.4 M-K檢驗(yàn)

從圖5可以看出，近37年來(lái)黔西南平均最高氣溫的UF、UB曲線在2001年前后相交，2005年以后平均最高氣溫上升趨勢(shì)明顯，2005年以前的24年間平均最高氣溫平均值為20.8 ℃，其后13年的平均值為21.4 ℃，兩者相差0.6 ℃。黔西南平均最低氣溫在2009年開(kāi)始發(fā)生突變，2011年以后平均最低氣溫上升趨勢(shì)明顯，2009年以前的28年間平均最低氣溫為13.3 ℃，其后9年的平均值為13.9 ℃，突變前后的氣溫相差0.6 ℃。黔西南年氣溫日較差在1986年開(kāi)始發(fā)生突變，氣溫日較差呈緩慢上升趨勢(shì)，但37年間上升趨勢(shì)不明顯。

3 結(jié)論與討論

（1）近37年來(lái)黔西南平均最高氣溫年際變化明顯，呈顯著上升趨勢(shì)，變化傾向率為0.308 ℃/10 a，通過(guò)0.05水平顯著性檢驗(yàn); 37年平均最低氣溫上升趨勢(shì)明顯，變化傾向率為0.306 ℃/10 a，通過(guò)了0.05水平顯著性檢驗(yàn);氣溫日較差的變化趨勢(shì)不明顯，變化傾向率為-0.002 ℃/10 a，未通過(guò)0.05水平顯著性檢驗(yàn)。

（2）近37年黔西南平均最高、最低氣溫均趨于變暖。平均最高氣溫增溫幅度全州大部分地區(qū)均在0.2～1.0 ℃/10 a，其中北部晴隆增溫最明顯，增溫幅度在1.0 ℃/10 a;平均最低氣溫全州各地均同樣呈明顯的變暖趨勢(shì)，全州各地增溫幅度在0.2～1.0 ℃/10 a，其中北部晴隆最明顯，增溫幅度在1.0 ℃/10 a;氣溫日較差呈緩慢上升趨勢(shì)，其中北部晴隆上升趨勢(shì)最明顯，達(dá)1.0 ℃/10 a，其余各地均維持在0～0.1 ℃/10 a。

（3）近37年黔西南平均最高氣溫春季的增溫趨勢(shì)最明顯，其次是秋季，夏季、冬季也呈現(xiàn)增溫趨勢(shì)，但相對(duì)較小;黔西南平均最低氣溫在季節(jié)變化上同樣呈增溫趨勢(shì)，春季增溫幅度最大，冬季次之，再次是秋季，夏季增溫最小;近37年黔西南平均最低氣溫的增溫幅度與平均最高氣溫的增溫幅度相當(dāng)，可能是平均氣溫日較差變化趨勢(shì)不明顯的主要原因。

（4）近37年黔西南平均最高氣溫在2001年發(fā)生突變，2005年以后平均最高氣溫上升趨勢(shì)明顯;平均最低氣溫在2009年發(fā)生突變，2011年以后平均最低氣溫上升趨勢(shì)明顯;氣溫日較差在1986年發(fā)生突變，氣溫日較差呈緩慢上升趨勢(shì)，但37年間上升趨勢(shì)不明顯。平均最高、最低氣溫的明顯升高和氣溫日較差的較小變化可能是產(chǎn)生溫室效應(yīng)的重要

因子。

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