西安地区高空温度变化特征及突变分析

王雯燕，鲁物婷，唐文哲，高 山

(1.西安市气象局，西安 710016；2.陕西省大气探测技术保障中心，西安 710014)

西安地区高空温度变化特征及突变分析

王雯燕1，鲁物婷2，唐文哲1，高 山1

(1.西安市气象局，西安 710016；2.陕西省大气探测技术保障中心，西安 710014)

利用西安探空站1975—2012年规定等压面温度资料统计分析西安地区高空温度垂直分布、年内变化特征及气候变化趋势，并用Mann-Kendall法作突变分析。结果表明：地面至100 hPa温度随高度升高而降低，400～300 hPa温度垂直递减率最大，100～70 hPa温度最低，70 hPa以上平流层下层，温度随高度增加而增加；西安高空规定等压面温度年较差变化明显,地面～250 hPa温度年较差为27～15 ℃，200～30 hPa为 1～8 ℃，对流层温度年较差较大，而平流层的较小。M-K分析表明，西安地面及850 hPa温度在1994年前后发生了突变。

规定等压面；变化趋势；突变

大气温度变化是气候变化的重要组成部分，20世纪末国内相继开展高空温度的研究，米季德[1]等统计分析北京单站1961—1994年资料，发现对流层下层温度显著上升、对流层上层及平流层下层温度呈下降的趋势；袁玉江[2]等用新疆探空资料研究发现，近40年来850 hPa以上高空并没有明显的增温，气候变暖只是850 hPa以下的对流层增温现象；王荣英[3]等对青藏高原上空大气温度研究表明，对流层中上层(500～250 hPa)温度上升，对流层顶至平流层下层(150 hPa 层及以上) 以降温为主；薛德强[4]分析了中国28个高空站温度资料,结果显示自地面至700 hPa,绝大部分地区温度上升，对流层上层至50 hPa的平流层温度降低；王颖[5]对中国高空温度变化初步分析发现，近25年来中国对流层中下层的温度呈现明显上升, 对流层上层和平流层底层年平均温度呈现明显下降趋势。分析西安高空温度的变化对气候研究有参考意义，利用西安探空站1976—2012年气象探空资料分析高空温度的变化情况。

1 资料及方法

西安探空站1976—2012年规定等压面温度资料取自陕西省气象信息中心，数据经过台站和省局两级审核，规定等压面包括：地面、850 hPa、700 hPa、500 hPa、400 hPa、300 hPa、250 hPa、200 hPa、150 hPa、100 hPa、70 hPa 、50 hPa、30 hPa等13个等压面。西安站原址(108°56′E、34°18′N)位于西安北二环附近，海拔高度399 m，使用701C雷达GZZ-2型探空仪观测，2007年迁站至西安泾河开发区(108°58′E、34°26′N)，海拔高度411 m，采用L波段雷达GTS1型数字式探空仪观测。新旧站址直线距离不超过16 km，由于迁站和更换观测仪器同时发生，为此进行了一个月的对比观测，结果表明两处获取的数据序列仅在850 hPa以下各层存在误差，且误差较小，数据均一性较好。为了确保数据质量，分析前再一次用人工方法进行了严格的质量控制。

分析高空温度的气候变化采用线性倾向估计和Mann-Kendall法[6]等统计学分析方法。

2 结果分析

2.1 温度垂直分布及年内变化特征

西安高空温度随高度变化呈现地面至100 hPa温度随高度升高而降低，70 hPa以上温度随高度增加而增加。其中，地面～850 hPa温度垂直递减率较小，850～250 hPa温度垂直递减率较大，400～300 hPa最大。西安高空规定等压面温度年较差变化明显。地面～250 hPa温度年较差为27～15 ℃，200～30 hPa为1～8 ℃，分析表明对流层温度年较差较大，而平流层的较小。

2.2 气候变化趋势分析

1976—2012年西安高空规定等压面年平均气温变化趋势(表1)显示，地面至200 hPa呈增温趋势，温度气候倾向率随高度增加而减小，150 hPa及以上呈降温趋势。地面至500 hPa增温趋势显著，地面增温趋势最为显著，为0.59 ℃/10 a；150～30 hPa降温趋势异常显著，各层均超过0.01的信度，70 hPa降温幅度最大，为-0.65 ℃/10 a。

表1 1976—2012年西安高空规定等压面温度线性趋势系数 ℃/10 a

注：*、**分别表示通过0.05、0.01信度检验

温度气候倾向率地面春季最大0.9 ℃/10 a，秋季次之，冬季最小0.46 ℃/10 a。850～400 hPa各季呈持续增温趋势，其中，春季850～700 hPa、夏季700 hPa、秋季700～500 hPa、冬季500 hPa增暖趋势较显著；150～30 hPa变冷趋势较显著。因此高空400 hPa以下增暖趋势明显，温度气候倾向率随高度增加而减小，150 hPa及以上变冷趋势明显，与薛德强[4]分析的中国近40年高空温度变化趋势基本一致。

采用Mann-Kendall法分析西安高空温度突变，结果显示，地面和850 hPa温度在1994年前后发生了突变(图1)。

3 结论

(1)西安地面至100 hPa温度随高度升高而降低，70 hPa以上平流层下层温度随高度增加而增加。400 hPa以下温度呈增暖趋势，地面变暖趋势最为显著，增温幅度随着高度增加而减小，150 hPa及以上变冷趋势明显。

(2)M-K突变检验表明，西安地面及850 hPa温度在1994年前后发生了突变。

[1] 米季德，崔继良，曹鸿兴．北京高空温度的统计特征[J]．气象学报，1999,57(2)：236-241．

[2] 袁玉江，郑红莲,严军,等．南京地区高空平均温度的变化[J]．解放军理工大学学报，2002，3(2) ：77-80．

[3] 王荣英，周顺武，闫巨盛，等．近30 年青藏高原上空大气温度变化特征[J]．高原山地气象研究，2011，31(1)：1-5．

[4] 薛德强，谈哲敏，龚佃利，等．近40 年中国高空温度变化的初步分析[J]．高原气象，2007，26( 1)：141-149．

[5] 王颖，任国玉．中国高空温度变化初步分析[J].气候与环境研究，2005，10(4)：780-789．

[6] 魏凤英．现代气候统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，1999：66-68．

王雯燕，鲁物婷，唐文哲，等.西安地区高空温度变化特征及突变分析[J].陕西气象，2014(6)：33-35.

1006-4354(2014)06-0033-03

2014-03-12

王雯燕(1972—)，女，陕西大荔人，高级工程师，从事综合观测数据分析应用研究。

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