吉林西部1951—2019年氣候變化特征分析

秦何 王碩 崔紅艷

摘 要：吉林西部位于農牧交錯帶邊界，在東北地區具有特殊的地位，其氣候要素具有顯著特征。選取吉林西部6個觀測站點1951—2019年共69年的氣候要素數據，運用線性回歸分析方法，對各站點氣候要素的時間序列變化以及季節變化特征進行分析。結果表明：近70年來，吉林西部年平均氣溫總體呈現上升趨勢，年降水量、年平均相對濕度、年平均風速以及年平均日照時數總體均呈現下降趨勢;但在季節變化方面存在局部差異性，白城地區和松原地區夏秋季節降水量的下降速率相差較大，前者為后者的4倍。吉林西部地區氣候變化與全球氣候變化具有一致性，受全球范圍內南方濤動的影響，1988年后各氣候要素變化速率明顯加快。

關鍵詞：氣候要素;變化特征;吉林西部

中圖分類號 P467文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）18-0177-03

Analysis on the Characteristics of Climate Change in Western Jilin Province in 1951—2019

QIN He et al.

（College of Tourism and Geography Science， Baicheng Normal University， Baicheng 137000， China）

Abstract： The western of Jilin Province has a special position in Northeast China. It is located in the boundary of the ecotone between agriculture and animal husbandry， and its climate elements have remarkable characteristics. This paper selected a total of 69 climate data，1951—2019，of six representative stations in west Jilin. In this paper， linear regression analysis methods are used to analyze the time series change and seasonal change characteristics of climate elements at each site. The main conclusions are drawn in this paper： In the past 70 years， the average annual temperature in the western of Jilin presents an overall upward trend， while the annual precipitation， annual relative humidity， annual wind speed and annual sunshine hours all show a general downward trend. However， there are local differences in seasonal variation. The decrease rate of precipitation in summer and autumn in Baicheng and Songyuan is significantly different， and the former is four times that of the latter. it is found that the climate change in the western part of Jilin Province is consistent with the global climate change. Under the influence of the global Southern Oscillation， the change rate of various climate elements is obviously accelerated around 1988.

Key words： Climate elements; Variation characteristics; West Jilin

吉林省位于我國東北地區，地勢呈現出東南高、西北低的特征。其西部屬于農牧交錯帶，生態環境十分脆弱，歷來受到專家學者的重視。在影響生態環境的若干因素中，氣候要素變化顯得尤為重要。滿蘇爾·沙比提等[1]采用回歸分析和趨勢線分析方法，利用庫車、沙雅、新和氣象站的統計資料分析了渭干河-庫車河三角洲地區的氣象要素的變化趨勢。陳碧珊等[2]采用線性估計方法和反距離權重方法分析了柴達木盆地的氣溫、降水、風速、日照等氣候要素的變化趨勢。翁文舜等[3]根據三明市主要氣候要素和極值的年序列，通過趨勢分析，研究了三明市氣候要素和極值變化特征。張端梅等[4]采用線性擬合、Mann-Kendall等方法分析吉林省洮南市1961—2014年共54年的年風速、氣溫、降水特征。本研究通過整理歸納白城市和松原市1951—2019年共69年的氣候要素統計數據，采用線性回歸分析方法，分析了近69年來吉林西部氣候要素變化特點，并對未來吉林西部氣候要素的變化趨勢進行了預測。

1 材料與方法

1.1 研究區概況 吉林省西部地區主要包括白城和松原2個地級市，位于松嫩平原的西南部，包括科爾沁草原東部和松嫩平原南部，共轄10個縣（市、區），占地面積約為46879.7km2，是我國北方生態環境脆弱帶，也是吉林省農業生態環境破壞比較嚴重的農牧交錯帶。吉林省西部地區屬于溫帶半濕潤、半干旱的大陸性氣候區，四季變化顯著，全年溫差較大，年平均氣溫4～6℃;區內降水時空變化明顯，降水量由東南向西北逐漸減少，降雨主要集中在7—8月，占全年降水量的80%左右;多年平均蒸發量為1500～1900mm。近年來，吉林西部年平均降水量有減少趨勢，大部分區域年降水少于450mm，干旱時有發生;大風剝蝕土地，春旱頻繁，伏天雨水不均，秋旱常有發生。區域地理環境特征使得松原和白城的氣候具有一定特殊性。因此，通過分析吉林西部氣候要素變化特征，可以掌握該地區自然環境的變化趨勢。

1.2 數據來源 數據主要來自中國氣象數據網（http：//data.cma.cn/site/index.html），白城、通榆、扶余、前郭、乾安以及長嶺6個觀測站1951—2019年共69年的氣候觀測數據，具體包括月平均氣溫、月平均降水、平均濕度、平均風速、日照時數。

1.3 研究方法 采用趨勢檢驗法分析氣候要素，利用線性傾斜率進行檢驗。線性傾斜率可以利用一元線性回歸方程表示，以時間t為自變量，風速y為因變量，建立y與t的一元線性回歸方程：y（t）=a0+a1t，其中，a1為線性傾向率，其線性傾向系數可由最小二乘法求得。

2 結果與分析

2.1 多年平均氣溫及降水變化特征 由圖1可知，吉林西部地區多年平均氣溫為5.16℃，其中通榆最高（5.68℃），扶余最低（4.37℃），白城略低于平均值，而前郭、乾安、長嶺三地均略高于平均值;吉林西部多年平均降水量為431.96mm，通榆最低（387.38mm），白城次之（396.84mm），扶余最高（520.5mm），前郭、乾安、長嶺均超400mm。由表1可知，前郭年平均氣溫線性擬合方程系數最大，達到了0.04，表明前郭年平均氣溫在6個觀測站中上升趨勢最大;通榆年平均氣溫變化幅度相對較小，其線性擬合方程系數為0.026，為6個觀測站中的最小值。近70年來，白城、通榆、扶余、前郭、乾安、長嶺年平均氣溫分別上升了2.45、1.64、1.91、2.64、2.36、2.37℃。另外，吉林西部氣溫變化以1988年為界呈現明顯的分界特點，從1988年開始進入相對高溫階段，且各觀測站點記錄的年平均最低溫均位于前一階段，年平均最高溫均位于后一階段。

近70年來，吉林西部各觀測站點年平均降水均呈現下降趨勢，下降速率略有不同。由表1可知，通榆年平均降水量線性擬合方程系數最小，僅為-1.55，表明通榆年平均降水量在6個觀測站中變化趨勢最大;乾安年平均降水量變化幅度相對較小，其線性擬合方程系數為-0.19，為6個觀測站中的最大值，表明乾安年平均降水量變化趨勢較為穩定。

2.2 季節平均氣溫及降水變化特征

2.2.1 白城地區 根據白城及通榆氣溫數據繪制圖2，并計算春季、夏季、秋季、冬季均溫線性回歸方程，其系數依次為0.0504、0.023、0.0277、0.034，表明白城地區春夏秋冬各季節平均氣溫均呈上升趨勢。由圖2可知，近70年來冬季平均氣溫最為不穩定，起伏較大;夏季平均氣溫較為穩定。但近70年來增溫最快的季節并非冬季，而是春季，春季平均氣溫線性回歸方程系數達到0.0504，表明春季平均氣溫以0.504℃/10a的速度上升。這表明白城地區冬季均溫雖然起伏較大，但增溫不明顯，而春季均溫波動上升趨勢十分明顯。

根據白城市及通榆縣降水數據繪制圖3，并計算春季、夏季、秋季、冬季平均降水線性回歸方程，其系數依次為0.1254、-0.4016、-0.056、0.0036，表明白城地區春夏秋冬各季節平均降水極不穩定，其中春季和冬季降水呈現上升趨勢，夏季和秋季呈現下降趨勢。由圖3可知，除冬季外，春夏秋三季平均降水變化起伏均很大;夏季平均降水最不穩定，波動最大，且下降速率也最快，達到了0.4mm/a，表明白城地區夏季正呈現明顯的迅速干旱化現象;秋季平均降水雖有下降，但下降趨勢并不明顯;春季和冬季平均降水雖呈現上升趨勢，但由于基數較小，近70年分別約上升9mm和0.25mm，上升幅度并不明顯，無法改變白城地區冬春季節氣候干旱的現狀。再加上夏秋季節氣候逐漸干旱化，白城地區全年干旱程度愈發嚴重。

2.2.2 松原地區 根據前郭縣、長嶺縣、乾安縣及扶余市氣溫數據繪制圖4，并計算春季、夏季、秋季、冬季平均氣溫線性回歸方程，其系數依次為0.0524、0.0222、0.0267、0.0346，表明松原地區春夏秋冬各季節平均氣溫均呈上升趨勢。由圖4可知，近70年來，松原地區冬季均溫相較于其他3個季節而言起伏較大，但其線性回歸方程系數為0.0346，低于春季的0.0524，表明松原地區冬季升溫不如春季明顯，春季為4個季節中升溫最為明顯的季節，約以0.524℃/10a的速度上升。

根據前郭縣、長嶺縣、乾安縣及扶余市降水數據繪制圖5，并計算春季、夏季、秋季、冬季平均降水線性回歸方程，其系數依次為0.138、-0.2861、-0.1214、0.0135，表明松原地區春夏秋冬各季節平均降水極不穩定，其中春季和冬季降水呈現上升趨勢，夏季和秋季呈現下降趨勢。由圖5可知，夏季平均降水最不穩定，波動最大，且下降速率也最快，達到了0.287mm/a，表明松原地區夏季正呈現明顯的迅速干旱化現象;秋季平均降水有所下降，降幅雖較夏季緩慢，但下降速率（0.121mm/a）較白城地區秋季下降速率更快，表明松原地區夏秋2季降水下降速率較為接近，降幅較白城地區偏低;春季和冬季平均降水雖呈現上升趨勢，但由于基數較小，近70年來分別約上升9.66mm和0.945mm，上升幅度并不明顯，無法改變松原地區冬春季節氣候干旱的現狀。整體而言，松原地區降水呈現逐年減少的趨勢，氣候環境區域干旱化，但較白城地區而言相對緩慢。

2.3 多年平均日照及相對濕度變化特征 由圖6可知，吉林西部多年平均濕度和多年平均日照時數大致呈負相關，即濕度越低，日照時數越長。以1988年為界，1951—1987年吉林西部年平均日照時數高于平均值的有28年，而1988—2019年僅有7年;1951—1987年吉林西部年平均濕度高于平均值的有24年，而1988—2019年僅有8年，且近70年來年平均濕度、年平均日照時數最高值均出現在前一階段，最低值均出現在后一階段。6個觀測站中，年平均日照時數最長的是白城和通榆，年平均濕度最低的也是通榆和白城，而年平均濕度最高和年平均日照最低的都是扶余。

3 結論與討論

（1）近70年來，吉林西部各氣候要素，除年平均氣溫處于波動上升階段，年總降水量、年平均風速、年平均相對濕度、年總日照時數均呈現波動下降趨勢;尤其是1988年以后，變化特征愈加明顯，說明吉林西部年平均氣溫和其他各要素之間均呈現負相關，吉林西部干旱化趨勢日益明顯，因此要采取相應措施應對干旱化現象的發生。

（2）在季節平均氣溫方面，白城和松原均呈現升溫趨勢，且各季節升溫速率較為一致;在季節平均降水方面，白城與松原在整體上均呈現夏秋兩季降水速率明顯下降、冬春兩季降水速率上升的趨勢，但具體而言，白城夏秋兩季降水速率差異較大，夏季降水下降速率約為秋季的8倍，而松原夏季降水下降速率僅為秋季的2倍。

（3）近70年來，東北大部分地區生長季日照時數和年總日照時數出現減少趨勢，其中最為明顯的是松嫩平原東部、遼河平原西部以及吉林省中西部平原。東北地區氣溫普遍呈現明顯上升趨勢，平均風速和年降水量也總體呈現下降趨勢[5]。吉林西部以1988年為界，前后發生了較為明顯的轉變，表現為年平均氣溫顯著升高，年平均濕度、年平均日照以及年平均風速均呈下降趨勢，年平均降水的變化相對較大，呈現不穩定狀態。這一變化與全球氣候變化特征一致。據此可判定，吉林西部氣候變化特征是全球氣候變化的一個局部典型特征[6-7]，且與東北地區整體氣候變化保持一定的相關性。

參考文獻

[1]滿蘇爾·沙比提，胡江玲，迪里夏提·司馬義.近40年來渭干河-庫車河三角洲綠洲氣候變化特征分析[J].地理科學，2008（04）：518-524.

[2]陳碧珊，潘安定，楊木壯.近50年柴達木盆地氣候要素分布特征及變化趨勢分析[J].干旱區資源與環境，2010，24（05）：117-123.

[3]翁文舜，陳雪芹，沈永生，等.三明市氣候要素及極值變化特征分析[J].廣東氣象，2011，33（06）：16-18.

[4]張端梅，李欽偉.洮南市54年氣候變化特征分析[J].吉林水利，2016（12）：1-3，7.

[5]朱靈珊.東北地區氣候對農業的影響[J].才智，2013（03）：258，281.

[6]李磊.全球增暖背景下吉林省西部氣候變化特征[D].蘭州：蘭州大學，2017.

[7]徐群.1986年夏—1988年秋全球氣候主要特點[J].氣象，1990（06）：3-8. （責編：徐世紅）