池州市近57年气温变化特征分析
2021-09-17
来源:易榕旅网
农业灾害研究2017。7(1):13-16 池州市近57年气温变化特征分析 汪银,侍瑞,蔡茶花 安徽省池州市气象局,安徽池州247000 Analysis of Temperature Variation Characteristics of Chizhou City in Recent 57a 摘要 fChizhou Meteoro. 采用池州市1959—2016共计57年逐日及年平均气温数据作为基础资料,运用气候 WANG Yin et alogical Bureau,Chizhou,Anhui 247000) 倾向率、滑动平均法、M—K趋势检验和突变分析方法对池州市年均气温和各季节气温的 1变化特征进行分析。结果表明,池州市近57年来年平均气温呈上升趋势,气温倾向率为 0.22 ̄C/10年,年平均气温在57年间经历冷暖2个时期;近57年来年平均气温的年代际变 Abstract Based on the data of daily 化特征表现出“平缓下降一上升一平缓下降一显著上升”的趋势,存在明显的突变点,突变时 间为1994年,突变后年均气温比突变前高0.7 ;池州市四季平均气温在近57年间均表 现出自20世纪9O年代开始明显增高趋势,且高于各季节平均气温,冬春两季增温明显。 夏季最小。春秋两季平均气温在近57年间均存在明显的突变点,突变时间均在1994年。 而冬夏两季无明显突变点。 关键词 气温;趋势分析;突变分析;池州市 中图分类号:R122文献标识码:A文童编号:2095—3305(2017 JO1—013-04 DOh 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2017.01.005 政府间气候变化专门委员会 大名山之一的九华山所在地。 (IPCC)第四次评估报告指出,近1DO年 池州气候温暖,四季分明,雨量 (1 906—20O5年)全球平均地表温度 充足,光照充足无霜期长,属亚热带 上升了0.74cc,其中以北半球中高纬 季风气候。年平均气温16.7。c,年均 度大陆增温最为明显。近100年来,中 相对湿度77%,年均降水量1481.7 mm, 国的气候变化和全球趋势基本一致, 年均日照时数1731.3 h。 与全球平均增温幅度相近。 1.2数据来源 该研究采用池州市l959—2016 该研究采用安徽省气象信息中 年共计57年逐日及年平均气温数据 心质控下发的池州国家一般气象站 作为基础资料,运用气候倾向率、滑 1 959一_201 6共计57年逐日气温作为基 动平均法、M-K趋势检验和突变分析 础资料,资料序列完整。季节的划分按: 方法对池州市年均气温和各季节气 春季为3—5月,夏季为 8月,秋季为 温的变化特征进行分析。 9一l1月,冬季为12#J至次年2月。 1.3分析方法 1材料与方法 采用气候倾向率、滑动平均法、 1.1研究区概况 M—K趋势检验和突变分析方法进行池 池州市位于安徽省西南部,地处 州市年均气温和各季节气温的变化 1 16o 38 ~108 ̄05 E,29。33 特征进行分析。 -30 ̄51 N。东接铜陵,南邻黄山, (1)气候倾向率。用x赢示样本量 北与安庆隔江相望,西望庐山,与江 为门的某一气候变量,用ti表示x所对 西九江、景德镇、上饶市毗邻。辖贵池 应的时间,建立x 与t 之间的一元线性 区、东至县、石台县和青阳县,总面积 回归: 8272 kmz,人口162万,是中国佛教四 x ̄a+bt(卢l,2,…,n) (1) 作者简介汪银(1981一),男,安徽枞阳人,工程师,从事气象业务管理工作。 收稿日期2016—12一O1 and annual average temperature of 57 years in Chizhou City from 1959 to 2016,the change characteristics of an— nual average temperature and seasonal temperature in Chizhou City were ana・. 1yzed by using the climate tendency rate,the moving average method,the M—K trend test and the catastorphe analysis method.The results showed that the average temperature of Chizhou City in recent 57 years rose,with the tem— perature ternd rate of 0.22/10a.hTe an- nual average temperature changes expe— ifenced two periods in 57 years.In re— cent 57 years,the average temperature of the interdecadal v ation showed slow ”drop—rise—drop fiat—prominent rise” tIlend.There were obvious mutation point mutation.and the time Was 1994.The average temperature after the mutation mutation was high 0.7℃than before. The seasonal average temperature of Chizhou City in the past 57 years since the start of 1990s were significantly in— creased,and higher than the seasonal average temperature in the two season, summer minimum temperature was in— creasing obviously.The average temper- ature of the two seasons and there were obvious mutation point mutations in the past 57 years,with the time in 1994, and the two seasons of winter and sam— mer without obvious mutation. Key words Temperature;Trend analysis;Catastorphe analysis;Chizhou City Journal of Agricultural Catastrophology 2017.Vol 7-No 1:13—16 式中,a表示回归常数 表示回 出.2O世纪6O一7O年代中前期气温呈 平稳下降趋势,2O世kP_,70年代中期至 气温高于夏季平均气温,进入偏暖 期,且气温有持续增长趋势,进入21 世纪,夏季气温的增长趋势减慢,振 荡波动明显,2009年后再次转入下降 趋势。 归系数。a和6用最小二乘法进行估 计。回归系数b表示气候变量X的趋势 80年代前期气温呈小幅上升并再次 倾向,当6>O时,说明随时问t的增 加,x呈上升趋势;当b<O时,说明随 时间t的增加,x呈下降趋势。b值的大 小反映了上升或下降的速率,bX 10 即为气候倾向率,单位为cc/10年。 (2)滑动平均法。滑动平均法是 一呈平稳下降趋势,而中期以后,气温 持续上升。按年平均气温的9年滑动 平均值小于多年平均气温为偏冷期, 反之为偏暖期来划分,池州市年平均 气温经历了冷暖2个时期,以2O世纪 90年代中期为界,前期为偏冷期,后 期为偏暖期。其中,最低年均气温出 秋季气温整体上呈上升趋势(图 3秋季)。在2O世纪9O年代之前,秋季 气温呈波动性下降趋势,而在9O年代 之后,气温呈明显的振荡型升高,年 际间气温差异较大,最高气温出现在 种平滑和滤波的数据处理方法,通 过平均方式,消除统计序列中的随机 波动,用确定时间序列的平滑值来显 示变化趋势。对样本量为门的序列,数 学表达式如下: k ∑ 时 (j=l,2,…, ) ^ i=1 (2) 式中,k为滑动长度。笔者采用9年 趋势滑动平均来显示气温变化趋势。 (3)M—K趋势检验与突变分析。 Mann-Kendall法(M-K法)是一种非参 数统计检验方法,可以明确突变开始 的时间,是一种常用l的突变检测方 法。计算方法如下: 对于具有几个样本的时间序列 X,构造一个秩序列: k ∑r (k=l,2,…,n)(3 l ^ 1 其中,当Xf> 『时,n=1,否则, r =0,I产1,2,…,i。在时间序歹0随 机独立的假定下,定义统计量: [J 竖 (k=l,2,…,n) Vvar( ) (4) 式中, =O;£( )、var( )为累 计数 的均值和方差: 为标准正态 分布,是按时间序列x顺序Xl,X2,…, .)( 计算出的统计量序列,给定显著性 水平a,若lUF,I>Ua,则表明序列存在明 显的趋势变化。 2结果与分析 2.1 池州市年均气温变化特征 2.1.1 年均气温的年际变化 由图 1可以看出,近57年来池州市年均气 温呈升高趋势,气温倾向率为O.22cc /IO年。从9年滑动平均曲线可以看 14 现在1965年,为15.5cc,最高年均气 温出现在2007年,为1 7.9oc。 2.1.2年均气温的突变分析 运用 M~K法检验池州市年平均气温的突变 趋势,分析结果可以看出(图2),2O世 纪50—7O年代,池州市年均气温呈波 动性变化,整体表现出小幅波动下降 趋势,1972年达到最低值:20世纪 70-90年代,该市年均气温呈小幅波 动上升趋势;从20世纪9O年代开始, 年均气温开始持续上升,21世纪以 来,年均气温上升趋势显著。年均气 温的突变时间从1994年开始。突变前 年均气温l 5.9cc,突变后的年平均气 温为17.2cc,较突变前上升了1.3cC。 即在2O世纪9O年代中期,池州市年平 均气温发生突变,并持续增温变暖。 2.2池州市各季节气温变化特征 2.2.1各季节气温的年际变化池 州市春季气温整体上呈上升趋势(图 3春季)。20世纪90年代以前,池州市 春季气温起伏不大,但整体上均低于 春季平均气温(16.Occ),属于偏冷 期,而到20世纪9O年代以后,春季气 温开始陡增,从1994年开始池州市春 季气温连续高于春季平均气温,进入 偏暖期。 夏季气温总体上呈现出“V”型 变化特征(图3夏季),气温倾向率为 O.O2。c/10年。9年滑动平均曲线显示, 20世纪7O年代初期气温偏暖,近57年 问,池州市1967年夏季气温最高,为 29.Occ;20世纪70年代中期至9O年代 末偏冷,在此期间,池州市夏季气温 表现出明显的下降趋势,于1980年达 到最低值,为25.6cc,之后夏季气温 逐渐变暖,到90年代末(1998年)夏季 1998年,为19.4oc,最低气温出现在 1981年,为l5.6。c。 冬季气温变化趋势与年均气温 的年际变化趋势相似,呈波动上升趋 势(图3冬季),气温倾向率为O.31 cc /10年。冬季气温变化大致分为2个阶 段:2O世纪9O年代之前为偏冷期,之 后则进入偏暖期,且年际间气温振荡 变化明显。 总体上,池,Jl、l市近57年来四季气 温均呈上升趋势,尤以冬春两季增温 明显,变化速率分别达到O.31 oC/i 0年 #Do.35oc/10年,夏季最小。从2O世纪9O 年代开始,四季气温均有明显的增温 趋势,且高于各季平均气温。 2.2.2各季气温的突变分析图4表 明,池州市春季气温整体呈上升趋 势,且自20世纪9O年代开始上升趋 势明显,春季气温的突变从l994年 开始,突变前春季平均气温15.4。c, 突变后为16.9cc,较突变前上升 1.5oc。夏季气温从20世纪9O年代开 始呈上升趋势,但夏季气温增温趋 势不显著,且没有明显的突变点。秋 季气温呈波动上升趋势,并在2O世 纪90年代呈显著上升趋势,且秋季 气温的突变从1994年开始,突变前 秋季平均气温17.0cc,突变后为 18.0cc。冬季气温在20世纪90年代 之前振荡变化明显,气温忽高忽低, 而在9O年代之后冬季气温开始显著 上升,UF曲线虽超过临界值,但突变 点不明显,说明冬季气温未发生明 显突变。 3结论 (1)池州市近57年来年平均气温 农业灾害研究2017,7(1):13—16 量要塞譬至薹至星塞誊墨薹墨鋈蓦善骞善量砉 年份 图1 1959—2O16年池州市年平均气温年际变化趋势 图2 1959—2016年池州市年平均气温突变情况分析 夏季 二霸 二荔 ,、 28 0 ..一 26.0 至星堇萋至量童莹塞萋莹星塞墨善蚕善善量誊 萤莹塞墨至至重量萋墨星 塞鳘趸蚕蓦善量耋 年份 车份 冬季 2n 0 平 一 18 0 ^/、.^ ^.r扛 』 _ 一 均气_ 趋^ 势 五 △ f f V 墨星塞墨董至墨量璧塞璧星童墨磊熏量善蓦善 星星萋璧量至莹量鐾星塞 善鳘要善妻萎善誊 年份 年份 图3 1959—2O16年池州市各季气温年际变化趋势 翠 图4 1959--2016年池州市各季气温突变情况分析 l5 Journal of Agricultural Catastrophoiogy 2017,Voi 7,No h 13—16 呈七升趋势,气温倾向率为0.22cc /1 0a。年平均气温在57年间经历冷暖 两个时期,分界点为2O世纪9O年代中 期,之前为偏冷期,之后为偏暖期。年 均最低气温出现在l965年,为 间为l994年,突变后年均气温比突变 前高0.7。c。 委员会》.第二次气候变化国家评估报 告fM]北京:科学技术出版社,2011. 121王志杰,Z-婚.195l--2010年汉中市气 (3)池州市四季平均气温在近57 年间均表现出自20世纪90年代开始 明显增温白勺趋势,且高于各季平均气 温,为偏暖期,但四季气温变化存在 温变化特征分析.水土保持研究, 2016.23:169—174 f31韩翠华,郝志新,郑景云l95l一2【)1()年 中国气温变化分区及其区域特征IJI-地 理科学进展.2O13,32(6):887—896. 1 5.5oc,最高年均气温出现在2007 年,为l 7.9oc。 明显的差异,表现为.冬春两季增温 明显,变化速率分别达到O.31 /1O (2 l池州市近57年来年平均气温 的年代际变化特征表现出“平缓下 f41魏风英.现代气候统计诊断与预测技 术fMI 2版、北京:气象出版社,2007 f5j王宁 本世纪昆明气温异常及突变的 分析【J1高原气象,l997(16):74-87. 责任编辑:张杨林 年和0.35CC/i0年,夏季最小。春秋两 季平均气温在近57年问均存在明显 的突变点,突变时间均在l 994年,而 冬夏两季无明显突变点。 降一上升~平缓下降一显著上升”的 趋势,20世纪70、8O年代为低温期,20 世纪90年代和21世纪的头10年增温 明显,增温速率分别达到0.6oc/iO年 和0.65cC/10年。另外,近57年池州市 年均气温存在明显的突变点,突变时 参考文献 【11《第二次气候变化国家评估报告编写 (上接第12页) 涝的发生频次及其严重程度,各相关 部门应加强汶川地区的气象监测和预 2OI3,29(J):40-46. 30-33. 【4J李芬,张建新,郝智文,等.山西降水与 ENSO的相关性研究IJj.地理学报, 20l5,70(3):420—430. f9】翟盘茂,李晓燕,任福民厄尔尼诺l…北 京:气象出版社,2003. 防工作,以减少旱涝灾害对社会经济 发展可能带来的损失。 I10】李晓燕,翟盘茂,任福民.气候标准值改 变对ENSO事件划分的影响『JI热带气象 学报,2005,21(1):72—78. 『JI1许武成,王文,马劲松,等l95I一2007年 的ENSO事件及其特征值….自然灾害学 报,2009,l8(4):l 8—24. 【5 J殷淑燕,任利利,黄春长.ENSO事件对 参考文献 …张晓华,高云,祁悦,等lPCC第五次评 汉江上游暴雨洪水影响的研究….长江 流域资源与环境,20I 3,22(8):1096一 l】O3. 估报告第一工作组主要结论对《联合国 I6J孟万忠,王尚义,赵景波.ENSO事件与 山西气候的关系lJ】中国沙漠,2013,33 (1):258—264. 气候变化框架条约》进程的影响分析『J1 气候变化研究进展,2014,】O(J):14一J9. 1l21王冰,林修栋,王培涛,等.ENSO事件与 胶东半岛气象干旱的相当性研究….贵 州气象,2O15,39(6):56—62. 1J31李芬,张秭玮,乔云红.近56年山西季节 旱涝对ENSO事件的响应….灾害学, 20l5,30(4):85—90 【2J成爱芳,冯起,张健恺,等.未来气候情景 下气候变化响应过程研咒综述….地理 科学,20l5,35(1):84—90 【7]赵侃,陈仕涛,崔英方,等.神农架石笋记 录的近200年东亚季风变化及其ENS()响 应I Jl,地理研究,2015,34(】):74~84. 18】苏茂,陈晓华.汶川县部分自然灾害与减 灾救灾纪实【J J.阿坝科技,2009,82(1): 郑浩,许武戍,孙高敏ENSO事件对JI1西 高原区气候的影响….气象与环境学报, 责任编辑:郑丹丹 16