1969—2018年阿拉善右旗氣溫變化特征分析

陳艷萍 段凱 張騰 瑪哈吾亞·杰肯

摘要? ? 本文通過整理阿拉善右旗1969—2018年氣溫逐年氣象觀測資料，對阿拉善右旗平均氣溫年際變動、季節(jié)性變化趨勢、突變特點(diǎn)展開研究。結(jié)果表明，50 a中右旗溫度呈0.39 ℃/10 a的速度增加，在20世紀(jì)90年代之后増溫明顯，且有顯著的階段性波動特點(diǎn)。季節(jié)性氣溫都是以不同速度在增加，春季平均氣溫增加發(fā)展趨勢在四季中極為明顯。由最高氣溫季節(jié)平均值可知，春季最大，其次為秋季、夏季、冬季。由此可知，最低溫度季節(jié)性均值是春季最大，其次夏季、秋季、冬季。年和四季平均最低氣溫的增加波動，使得平均氣溫日較差呈減小態(tài)勢。

關(guān)鍵詞? ? 平均氣溫;季節(jié)溫度;M-K突變檢驗(yàn);內(nèi)蒙古阿拉善;1969—2018年

中圖分類號? ? P423.3? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）07-0196-03? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）

Analysis? of? Temperature? Change? Characteristics? of? Alashan? Youqi? from? 1969? to? 2018

CHEN Yan-ping 1? ? DUAN Kai 2? ? ZHANG Teng 3? ? Mahawuya Jakon 4

（1 Alashan Right Banner Meteorological Bureau，Alashan Inner Mongolia 737300; 2 Damao United Banner Meteorological Bureau;

3 Ejin Banner Meteorological Bureau; 4 Habahe County Meteorological Department）

Abstract? ? This paper studied the interannual changes，seasonal trends and sudden change characteristics in the average temperature of Alashan Youqi by collating the annual meteorological observations of the temperature in Alashan Youqi from 1969 to 2018.The results showed that the temperature of Alashan Youqi increased at a rate of 0.39 ℃/10 a in 50 years，the temperature increased obviously after the 1990s，and it had obvious characteristics of periodic fluctuations.Seasonal temperatures increased at different rates，and the increasing trend of average temperature in spring was extremely obvious among the four seasons.According to the seasonal average of the highest temperature，the average maximum temperature in spring was the highest，followed by autumn，summer，and winter.From this，it′s indicated that the seasonal average of the minimum temperature was the highest in spring，followed by summer，autumn，and winter.The increase and fluctuation of the average minimum temperature of the year and the four seasons made the daily temperature difference decreased.

Key words? ? mean temperature;seasonal temperature;Mann-Kendall sudden change test;Alashan，Inner Mongolia;1969-2018

當(dāng)今世界平均溫度歷經(jīng)了冷—暖—冷—暖4次振蕩，特別是第二次工業(yè)革命推動了經(jīng)濟(jì)社會持續(xù)發(fā)展，全球氣候變暖，氣溫也呈不斷升高趨勢。在當(dāng)今世界氣候變化的時代背景下，特別是干旱地區(qū)惡劣的自然條件和人類不合理的土地利用方式，進(jìn)一步加劇了暖干化程度，進(jìn)而造成土地荒漠化日益嚴(yán)重。烏云娜等[1]研究指出，內(nèi)蒙古的沙地和沙漠表現(xiàn)出變暖和變干的趨勢，自20世紀(jì)60年代以來，氣溫逐漸上升，80年代后升溫加速，90年代升溫速度更快。阿拉善右旗位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西部，地勢南高北低，地理位置北緯38°38′～42°02′、東經(jīng)99°44′～104°38′。阿拉善右旗是一個暖溫帶荒漠干旱區(qū)，是典型的干燥大陸性氣候特征。本文通過分析阿拉善右旗1969—2018年氣溫變化規(guī)律，從而闡述右旗平均氣溫為未來天氣變暖提供理論指導(dǎo)及提高氣溫的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率提供參考。

1? ? 資料與方法

本文資料來源于右旗氣象局CIMISS服務(wù)系統(tǒng)查出年平均氣溫、最高和最低氣溫、四季氣溫用月數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。采取一次線性偏向估量、5年滑動平均和累積距平分析的原理、Mann-Kendall法對該地域1969—2018年氣溫進(jìn)行檢驗(yàn)。首先，構(gòu)造1969—2018年溫度的秩序列：

其中，ri為i年溫度不小于以前年份的個數(shù)累計(jì)數(shù)，n為樣品數(shù)（50）。在時間序列隨機(jī)獨(dú)立的假設(shè)條件下得出統(tǒng)計(jì)量：

再按逆序列反復(fù)上述進(jìn)程求出UKk。如果UKK值>0，則表示序列趨于上升;如果UKK值<0，則表示序列趨于下降;當(dāng)它們穿過臨界直線時，則表示上升或下降趨勢減弱。如果UF和UB 2條曲線出現(xiàn)交點(diǎn)，且交點(diǎn)在臨界直線之間，那么交點(diǎn)對應(yīng)的時刻就是突變開始的時刻[2-3]。

2? ? 結(jié)果與分析

2.1? ? 1969—2018年平均氣溫變化特征

1969—2018年右旗年平均氣溫9.0 ℃，50年間平均氣溫最大值出現(xiàn)在2013年，為10.4 ℃;最小值出現(xiàn)在1969年，為7.7 ℃。由圖1（a）可以看出，年平均溫度以一元線性趨勢發(fā)展，波動速率以0.39 ℃/10 a增加，1991年之前在歷年均值以下，之后在歷年均值以上。由圖1（b）距平可知，氣溫呈現(xiàn)明顯上升趨勢，1997年之前都是以負(fù)距平居多，1969年為距平最低值，年平均氣溫為7.7 ℃，在20世紀(jì)60年代末至90年代，氣溫較低，氣溫距平也偏低。1997年之后多以正距平居多，氣溫明顯增大，距平值超過了0.7 ℃。右旗平均氣溫具備顯著年代際變動，1961—1996年為偏冷期，1997年開始進(jìn)入偏暖期。

由圖2（a）可知，4個季節(jié)均呈線性增加趨勢，并通過了顯著性檢驗(yàn)α=0.1。春季上升速率為0.489 ℃/10 a，上升速度是年平均氣溫上升速度的1.3倍，夏季氣溫以0.421 ℃/10 a速率上升，秋季氣溫增加速率約為0.434 ℃/10 a，冬季氣溫上升速率為0.387 ℃/10 a。右旗季節(jié)氣溫增加趨向顯著，且春、秋季平均氣溫上升幅度大于夏、冬季。

結(jié)合圖2（b）看出，右旗1969—2018年年平均最高氣溫和最低氣溫呈現(xiàn)上升趨勢，年平均最高氣溫、最低氣溫通過α=0.1顯著性檢驗(yàn)。年平均最高氣溫升溫率為0.29 ℃/10 a，波動幅度較小，在年代際變化中高于歷年平均最高值15.6 ℃的年份有24年。年平均最低氣溫以0.58 ℃/10 a的升溫率呈上升態(tài)勢，是年平均最高溫度增加速率的2倍。1994年之后逐年平均最低氣溫值均高于歷年平均最低值。

由表1可以看出，右旗年和四季平均最高、最低氣溫均呈上升趨勢，除冬季最高氣溫未通過檢驗(yàn)，其余均通過α=0.1顯著性檢驗(yàn)。從最高氣溫季節(jié)性平均來看，傾向率為春季最大，其后依次為秋、夏、冬季;以最低氣溫季節(jié)性平均值來看，春季的傾向率最大。從傾向率趨向可知，四季最低氣溫的上升速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于最高氣溫的上升速度。春季最高平均氣溫、最低平均氣溫增加趨向都極為顯著，其中平均最低氣溫增加趨勢達(dá)到了0.62 ℃/10 a。

由于最低氣溫傾向率的值比最高氣溫傾向率的值大，所以年平均氣溫日較差呈現(xiàn)下降趨勢，與年氣溫呈現(xiàn)上升趨勢相反。年平均和季候日較差通過α=0.1顯著性檢驗(yàn)，年平均日較差以0.29 ℃/10 a的速率減小。春季日較差最大，為13.4 ℃;夏季日較差最小，為12.4 ℃。同時，夏季日較差變化傾向率也最大，為-0.34 ℃/10 a，即夏季平均氣溫日較差以0.34 ℃/10 a的速度波動變小;春季日較差波動傾向率很小，僅為-0.25 ℃/10 a。最低氣溫比最高氣溫上升得快，從而造成了氣溫日較差值普遍減小[4-5]。

2.2? ? 氣溫的突變檢驗(yàn)

利用Mann-Kendall突變檢驗(yàn)方式對四季氣溫、年最高氣溫和年最低氣溫來進(jìn)行突變檢驗(yàn)[6-7]，圖3中4個季節(jié)氣溫均呈現(xiàn)出突變，春季1969—2000年左右，氣溫以遞減趨勢為主，2000年以來氣溫增溫顯著;夏季UF值>0，表示上升的趨勢。四季中，冬季突變時間段較早，顯現(xiàn)在1981年;其次是夏季，顯現(xiàn)在1990年;春季和秋季顯現(xiàn)在1999年和1993年。由圖3（e）和圖3（f）可知，年最高平均氣溫突變顯現(xiàn)在1994年，年最低平均氣溫突變發(fā)生在1990年。

3? ? 結(jié)論

（1）由1969—2018年平均溫度及四季氣溫可知，右旗年平均溫度和四季平均氣溫呈現(xiàn)增加趨向。50 a平均氣溫變化率的值約為0.39 ℃/10 a，1991年以前年平均氣溫降低，以后呈上升趨勢。從距平分析可知，1997年之前多以負(fù)距平占為主，以后則以正距平占多數(shù)。四季變化，春、秋季節(jié)平均氣溫上升速度大于夏、冬季節(jié)，春季增暖最為明顯，上升速度達(dá)0.489 ℃/10 a;冬季最弱，上升速率僅為0.387 ℃/10 a，均存在變暖趨勢。

（2）由右旗1969—2018年和四季平均最高、最低氣溫變化可知，均穩(wěn)定增長。年最高平均氣溫、最低氣溫值分別為：0.29、0.58 ℃/10 a。年最高平均氣溫在年際波動中略高于歷年平均最高值15.6 ℃的年份有24年。年平均最低氣溫在20世紀(jì)90年代中期之前，波動幅度小，90年代末期開始，波動幅度變大。從四季傾向率來看，最低平均氣溫的上升速度較最高平均氣溫的上升速度快得多，春季最高平均氣溫、最低氣溫增加態(tài)勢均極為明顯。由于最低平均氣溫增加趨向，年和四季的日較差呈減小趨勢。

（3）春、夏、秋、冬季氣溫和年最高、年最低平均氣溫都是在20世紀(jì)80年代前期至90年代末期發(fā)生比較顯著的突變。

4? ? 參考文獻(xiàn)

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