1961-2010年绥化市温度和降水变化特征分析

王安娜，高洪蛟，付 雯，吕 爽

（绥化市气象局，黑龙江 绥化152000）

1961-2010年绥化市温度和降水变化特征分析

王安娜，高洪蛟，付 雯，吕 爽

（绥化市气象局，黑龙江 绥化152000）

以绥化市测站数据为基础，同时选取气温和降水2个主要气象要素指标，采用线性倾向估计最小二乘法和滑动平均法对1961-2010年绥化市温度和降水的变化趋势进行探讨并统计年代际特征。结果表明：近50 a来，绥化市春季、秋季、冬季平均气温以及年平均气温均呈明显的增加趋势，夏季虽有增温趋势，但不显著。降水量呈波动变化并略有减少。

气温；降水量；特征

1 引言

当前，气候变化是全球环境变化研究的核心问题和重要内容，气候变化问题不仅是科学问题、环境问题，而且是能源问题、经济问题[1]。中国东北地区地处中高纬度及欧亚大陆东端，是受全球气候变暖影响最明显的地区之一[2]。本文采用线性倾向估计方法和滑动平均法，对绥化市近50 a来的气候变化趋势、突变性等变化特征进行探讨，以期为当地的农业生产、水资源利用提供参考。

2 资料与方法

2.1 资料来源

利用绥化市气象站1961-2010年历年的逐月平均气温和降水量，以及各季气温和降水量、年降水量和年平均气温资料，分别统计春季(3—5月)、夏季(6—8月)、秋季(9—11月)、冬季(12月-翌年2月)及年平均气温、降水量。

2.2 研究方法

2.2.1 线性倾向估计最小二乘法

对气象要素资料序列进行趋势分析时，一维时间序列一般采用线性倾向估计最小二乘法[3-4]。xi为样本量为n的某一气候变量；ti为 xi所对应的时间。建立 xi与 ti之间的一元线性回归：

回归系数b的符号表示气候变量x的趋势倾向。当b>0，说明x随时间t的增加呈上升趋势；反之，x呈下降趋势。

本研究用相关系数进行显著性检验。相关系数r表示变量x与时间t之间线性相关的密切程度。当r>0且b>0时，说明x随时间t呈上升趋势；当r<0且b<0时，说明x随时间t呈下降趋势。确定显著性水平a，若 |r|>ra，表明x随时间t的变化趋势是显著的，否则表明变化趋势不明显。

2.2.2 滑动平均法

滑动平均法是一种平滑和滤波的数据处理方法，通过滑动平均后，可滤掉数据中频繁的随机起伏，显示出平滑的变化趋势。对各季各要素进行5 a滑动平均，计算公式：

式中，n为系列个数。

3 结果分析

3.1 气温年和季的变化

3.1.1 年平均气温变化

通过对绥化市1961-2010年的气温资料进行分析，50 a来绥化市平均气温呈明显上升趋势，气温上升约2.33℃，线性拟合增长率为0.47℃／10 a。从图1可看出1961-1988年一直处于偏冷期，1969年达最低点，1989年后进入增暖期，于2007年达到极大值5.3℃，增暖幅度十分明显。

采用5 a滑动平均，对年平均气温时间序列进行平滑。从图1可知，1961年至20世纪80年代中期年平均气温呈缓慢波动上升趋势，80年代末期开始气温上升，90年代初期后上升趋势十分显著。

3.1.2 气温线性倾向估计

图1 绥化市年平均气温趋势变化曲线

表1 绥化市年季气温线性倾向估计值

用线性倾向估计研究气候变化趋势，并用相关系数r进行显著性检验。表1为近50 a来绥化市各季和年平均气温倾向值b和相关系数r。

从b值来看，年和各季均为正值，说明年和各季的平均气温随着时间的增加均呈上升趋势，尤以冬季气温随时间的增加最快。年平均气温以0.47℃／10 a的倾向率上升，春季为 0.34 ℃ ／10 a，夏季为 0.22 ℃ ／10 a，秋季为 0.45 ℃ ／10 a，冬季为 0.63 ℃／10 a。 因此，从季节上说，对年平均气温增温作用最大的是冬季，其次是秋季和春季，最后是夏季。

从r值来考虑，夏季和秋季平均气温未能通过0.01的信度检验，冬季通过0.01的信度检验，年和秋季平均气温通过0.001的信度检验。可见年平均气温、秋季平均气温和冬季平均气温的线性增加趋势十分显著，而春季和夏季对气温增温趋势的贡献不如秋季和冬季显著。

3.1.3 气温年代际变化

表2 绥化市年及四季平均气温年代际变化结果（单位：℃）

为分析气温年代际变化特征，对气温资料进行了分段统计。从表2可看出，绥化市平均气温呈逐年代上升趋势，60年代平均气温比气候值（1961-2010年平均）低0.84℃，到了70年代略有上升，比气候值低0.65℃，80年代平均气温基本接近气候值，90年代比气候值高0.51℃，2001-2010年的平均气温比60年代高1.84℃，比气候值高1℃。

为分析气温变化的阶段性特征，对各季平均气温资料进行了分段统计处理，对绥化市各季平均气温变化的统计分析可知，各季平均气温在1980年之前都处在偏冷期，到了80年代气温开始上升，之后一直处在偏暖期。60年代和70年代各季节平均温度均比气候值低，80年代温度略有上升，基本与气候值持平。从90年代起冬、夏、秋三季的平均气温开始高于气候值，90年代分别高出0.69℃、0.56℃、0.1℃。2001-2010年平均气温分别高出1.47℃、0.39℃、0.92℃，而春季平均气温从80年代起高于气候值，80年代高出0.17℃、90年代高出0.56℃、2001-2010年高出0.57℃。近50 a来冬季平均气温比60年代上升了2.64℃，春、夏、秋三季分别上升了1.25℃、0.65℃、1.25℃。可见对于近50 a的增温，贡献最大的是冬季。

3.2 降水量年和季的变化

3.2.1 年降水量变化

通过对绥化市1961-2010年的降水资料进行分析，50 a来绥化市降水量呈减少趋势，50 a降水量约减少了28.5 mm,线性拟合增长率为-5.7℃／10 a。从图2可看出，降水基本呈波动变化，并略有减少，70年代中期至80年代初期减少最为明显，80年代中期至90年代中期降水有所增加，并于1994年达到最大值，为752.8 mm。从1995年开始，降水量呈减少趋势，1999年达到极少值，为363.1 mm。

图2 绥化市年降水量趋势变化曲线

采用5 a滑动平均，对年降水量时间序列进行平滑。1961-2010年绥化市降水峰值期出现在20世纪60年代中期、70年代初期、80年代中期、90年代中期；60年代后期至70年代初期、70年代中期至80年代初期、90年代末期至今为少雨期。

3.2.2 降水量线性倾向估计

如表3所示，除年、夏季及秋季外，春季和冬季的降水量b值均为正值，说明冬季和春季的降水量均随时间的增加呈上升趋势，年、夏季及秋季降水量均随时间的增加呈下降趋势。其中年降水量以5.7 mm／10 a的倾向率降低，夏季和秋季分别以2.89 mm／10 a和2.01 mm／10 a的倾向率降低，春季和冬季分别以6.59 mm／10 a、3.18 mm／10 a的倾向率增加。因此，从季节上说，对年降水量的增加作用最大的是春季和冬季。由相关系数r值可知，除冬季通过0.01的信度检验外，其他均未通过0.05的显著性检验。可见，冬季降水量的线性增加趋势相对较为显著，而年和其它季节降水量的增加趋势不显著。

3.2.3 降水量年代际变化

表3 绥化市年季降水量线性倾向估计值

为分析降水的年代际变化特征，对降水资料进行了分段统计。从表4可看出，降水的年际变化和气温的逐年上升趋势不同，降水量阶段性变化呈现出多水、少水交替出现的特点。60年代和70年代降水量均低于气候值（1961-2010年平均），分别低出10.03 mm和46.61 mm。从80年代起高于气候值，80年代高出3.07 mm，90年代高出4.33 mm，2001-2010年的平均降水量比气候值高出 49.54 mm。

从绥化市各季降水量变化分析，降水具有明显的季节变化特征，冬季的降水量在60和70年代都处于少水阶段，80年代后高于气候值，开始转为多水阶段。而其他三季的降水量呈现多少交替的变化特征，其中，夏季和秋季的变化趋势类似，60、80、90年代夏季和秋季降水量高于气候值，70年代只有秋季降水量高于气候值，2001-2010年只有春季降水量高于气候值。可见50 a只有冬季的降水量呈现持续增长趋势，其他三季均属波动趋势。

表4 绥化市年及四季降水量年代际变化结果（单位：mm）

4 结论

（1）近50 a绥化市年和各季平均气温均呈增加趋势，夏季增暖趋势相对不显著。

（2）绥化市近50 a降水量总体呈波动趋势并略有减少。冬季和春季降水呈增加趋势，年、夏季及秋季呈下降趋势。

（3）绥化市年和各季平均气温均在20世纪80年代末发生了突变，20世纪80年代以来绥化市进入了相对明显的暖期。年和各季降水量没有明显突变。

[1]秦大河，丁一汇，张锦，等.气候系统的演变及其预测[M].北京：气象出版社，2003.

[2]秦大河，陈振林，罗勇，等.气候变化科学的最新认知[J].气候变化研究进展，2007，3(2)：63—73.

[3]徐宗学，隋彩虹.黄河流域平均气温变化趋势分析[J].气象，2005，31(11)：7—16.

[4]魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，1999：37—40.

Analysis of characteristics of temperature and precipitation from 1961 to 2010 in Suihua city

WANG An-na,GAO Hong-jiao,FU Wen,LU Shuang
(Suihua meteorological service,Heilongjiang Suihua 152000)

The data of temperature and precipitation from Suihua weather station was selected as the main factors,and the variation trend and the interdecadal change characteristics of these two factors from 1961 to 2010 was analyzed by the least square method and moving average method.The results showed that the average temperature of spring,autumn and winter in Suihua city increased clearly,also in the summer,but not clearly，the precipitation decreased slightly with fluctuation.

Temperature;Precipitation;Characteristics

P42

A

1002-252X(2012)02-0005-03

2012-2-1

王安娜（1977-），女，黑龙江省绥化市人，成都信息工程大学，本科生，工程师.