延邊地區夏季高溫變化特征及其對農業的影響

高安芳，鄧奎財，付 強

（1 延邊朝鮮族自治州氣象臺，133001，吉林延吉；2 吉林省延邊農業氣象試驗站，133001，吉林延吉）

在全球變暖的趨勢下，天氣和氣候極端事件頻發，高溫天氣已成為社會各行各業及氣象學者重要關注的一類災害性天氣。延邊地區東臨日本海，北部、西部有高山作為天然屏障，為中溫帶濕潤季風氣候，四季分明，在氣候變暖的趨勢下，高溫天氣不斷增多，給當地電力、供水、農業、旅游、衛生健康等社會各領域以及大眾的日常生活帶來顯著影響。

1 高溫的定義及數據來源

1.1 高溫的定義

通常當某地日最高氣溫≥35 ℃時將這一天定義為一個高溫日，但我國幅員遼闊，延邊朝鮮族自治州位于我國東北地區，緯度較高，參考相關研究分析[1-3]將延邊8 個國家級觀測站點1976—2020 年夏季逐日最高氣溫數據從小到大排序，選取位列95%的數值作為高溫閾值，為32.2 ℃。當某日最高氣溫大于高溫閾值時，則認為該日出現極端高溫事件。

1.2 數據來源

本文所采用的資料主要包括：延邊8 個縣市1976—2020 年共45 年地面氣象觀測實況數據；1979—2020 年NCEP-DOE 逐月再分析資料，包括500 hPa 位勢高度場、850 hPa 溫度場；來自國家統計局的2004—2019 年延邊地區玉米總播種面積及產量。

2 延邊地區高溫日數變化特征

1976—2020 年延邊地區夏季高溫日數呈增加趨勢，增加速率為0.47 d/10 a，增加效果不顯著。由圖1可以看到1978 年、1997 年、2018 年延邊地區高溫日數極多，分別為105 d、134 d、149 d，并呈現增加趨勢，同時呈現以20 a 左右為一個周期的年代際變化特征。圖2 為延邊地區1976—2020 年夏季高溫日數Mann-Kendall 檢驗結果，可以看出1976—2006 年，延邊地區高溫日數呈減少趨勢，其中1984—1996 年減少趨勢顯著，2007—2020 年延邊地區高溫日數呈增加趨勢，趨勢不顯著。UF 和UB 曲線相交于2014 年和2015 年之間，交點位于0.05 置信區間，說明在此期間延邊地區高溫日數發生突變，突變后高溫日數增加趨勢明顯。

圖1 延邊地區1976—2020 年夏季高溫日數

圖2 延邊地區1976—2020 年高溫日數M-K 檢驗

3 延邊地區高溫事件環流背景分析

為消除趨勢變化對氣候要素相關分析結果的影響，對延邊地區高溫日數做去趨勢處理。分析延邊高溫日數與100 hPa 高度場的相關分布圖（如圖3 所示）發現，在東亞地區中緯度呈正相關關系，陰影區域通過0.05 顯著性檢驗，相關關系十分顯著。圖4 為高溫日數與500 hpa高度場相關分布圖，可以看出高溫日數與500 hPa 高度場在110°E～140°E，60°N～70°N 區域呈顯著的負相關關系，在110°E～140°E，35°N～50°N 區域呈顯著的正相關關系，與100 hPa 正相關區域相似。在110°E～140°E，15°N～30°N 區域呈顯著的負相關關系，陰影區均通過0.05 顯著性檢驗。表明當東亞地區對流層中上層位勢高度增強，對應著延邊地區高溫日數的增多；東亞低緯或高緯地區位勢高度減弱，對應著延邊地區高溫日數的增多。

圖3 延邊地區去趨勢高溫日數與夏季100 hPa 高度場相關分布圖

圖4 延邊地區去趨勢高溫日數與夏季500 hPa 高度場相關分布圖

分析延邊地區高溫日數與850 hPa 緯向風和經向風的相關分布圖（圖略），可以發現延邊地區高溫日數與亞歐大陸東側中緯度低空順時針反氣旋環流呈顯著的正相關。

4 異常高溫對農業的影響

對于延邊地區，高溫通常會導致干旱等極端天氣事件，對延邊地區農業作物的生長產生一定的影響。參考李祎君等的研究[4]，對2004—2019 年延邊地區玉米產量進行分析，發現2011 年之前玉米產量呈下降趨勢，2011 年之后玉米產量呈波動上升趨勢。玉米產量變化趨勢與延邊地區高溫日數變化趨勢相似，對兩組數據進行皮爾遜相關分析，得到兩組數據為弱的正相關關系，說明高溫對延邊地區玉米產量有一定的影響。

5 結論

（1）延邊地區高溫日數呈增加趨勢，高溫日數合計大于100 d 的年份呈現以20 a 左右為一個周期的年代際變化特征。

（2）當東亞中緯度地區對流層中上層為深厚的高壓系統時，有利于延邊地區高溫日數增多。

（3）高溫對延邊地區農業作物的生長有一定的影響，加強對高溫天氣的預測和預防，為提升農業作物產量提供參考。