三穗县近60 a气温年际变化的长期特征分析

聂 云，彭俊峰，周继先

(1.贵州省三穗县气象局，贵州 三穗 556500；2.贵州省思南县气象局，贵州 思南 565100)

三穗县近60 a气温年际变化的长期特征分析

聂 云1，彭俊峰1，周继先2

(1.贵州省三穗县气象局，贵州 三穗 556500；2.贵州省思南县气象局，贵州 思南 565100)

利用1958—2013年年平均气温和逐月气温序列，计算其统计特征量，进行长期变化趋势、震荡周期和突变分析。分析表明，三穗气温具有明显的亚热带季风气候特征，且不具备完全的正态分布；近60 a气温总体呈上升趋势，特别是近10多年最为明显，平均气温上升约2.3℃；小波分析三穗气温存在准27 a、准8 a和准4 a的显著周期；滑动T检验和MK检验分析表明， 20世纪90年代中期以来，三穗年平均气温具有明显增暖趋势。

气候变化特征；趋势分析；突变分析；三穗

1 引言

近几十年来，受温室效应和城市化进程不断加快的影响，全球气候正经历着一次以变暖为主要特征的显著变化，全球气候变暖成为人们普遍关注的问题；据分析表明近100 a全球平均气温升高了0.74℃，在全球变暖的大背景下，我国近百年的气候也发生了显著的变化[1]。王绍武等[2]研究表明，近100 a来中国气温升高了0.5℃左右，略低于全球平均的0.6℃；气候变暖已经并将继续对全球自然、经济和社会带来严重影响[3]，也将加重对人类健康的威胁。近年来，三穗连续数年出现不同程度的干旱，气温偏高，导致农作物严重减产甚至绝收，给农业生产造成严重的影响；近年来对三穗气候变化特征的研究很少，本文运用三穗县近60 a气温序列，通过统计特征量的计算、趋势分析、突变分析，找出三穗县气温年际变化的特征，为三穗气候预测预报、气候资源开发利用和防灾减灾提供科学理论依据。

2 资料与方法

取三穗县气象局1958—2013年逐月气温资料、逐年年平均气温资料，建立各季节和全年气温时间序列。计算气温序列的平均值、标准差、偏度系数和峰度系数；分析气温序列的震荡周期和长期变化趋势；通过滑动T检验、MK检验和小波分析检验气温序列周期的显著性及突变特征。

3 结果分析

3.1 气温统计特征量分析

计算三穗1958—2013年全年、各季节以及各月气温时间序列的平均值、极值、标准差、偏度系数和峰度系数(表1)。

从表1结果显示可知，三穗全年平均气温为15.1℃，夏季为24.3℃、冬季为5.0℃；其中最冷月为1月，月平均气温为3.6℃，最热月为7月，月平均气温为25.4℃，即三穗月平均气温年内分布呈正弦曲线型，峰值在7月，谷值在1月；三穗冬季不冷、夏季较热、春季和秋季暖和，具有明显的亚热带季风气候特征。从平均气温标准差年内分布来看，夏季小而冬季大，主要是因为三穗夏季受南海季风的影响温度变化小，而冬季受冬季风(大陆季风)的影响温度变化大。为研究气温分布的正态性，计算年平均气温和各季节平均气温的偏度系数和峰度系数，结果表明，三穗1月、6月和秋季为负偏高峰分布；3月和8月为负偏低峰分布；4月、9月、11月和年为正偏高峰分布；2月、5月、7月、10月、12月、春季、夏季和冬季为正偏低峰分布；其中5月、春季和秋季气温的偏度系数接近于正态分布，但其峰度系数都不具备正态特征；所以三穗气温不具备完全的正态分布特性。现把|γ|≥0.60或|β| ≥0.60视为具有明显的偏态或峰态特征，则仅有6月满足负偏分布，12月和年平均气温满足正偏分布，12月和春季满足低峰分布，9月和年平均气温满足高峰分布。

3.2 气温长期变化趋势分析

表2为三穗1958—2013年气温长期趋势回归方程及复相关系数。从表中分析可知，趋势方程含有1～2阶，其中年平均气温趋势最明显，相关系数为0.53，其次是夏季。

图1为年平均气温和各季节平均气温的长期变化趋势曲线图。从图1中分析可知，年平均气温呈明显的上升趋势，1958—1980年代初缓慢下降，1980年代中期—1990年代末缓慢上升，之后呈迅速上升趋势，近10多年来气温上升约2.3℃；春季气温趋势分析：1958—1970年代中期呈缓慢下降趋势，1970年代末—1990年代初，变化趋势趋于平缓，之后呈迅速上升趋势，近10多年来大约上升1.0℃；夏季气温时间序列在1958—1970年代中期呈下降趋势，1970年代末—1980年代中期趋于平缓，之后呈上升趋势，特别是近10多年来呈快速上升趋势(近10多年上升约1.7℃)；在秋季气温长期变化趋势曲线图中可看出，平缓上升为气温序列变化的主要趋势，近10多年气温上升约1.4℃；从冬季气温序列变化趋势曲线图中分析，近60 a来气温变化不大，趋于平缓，升温不很明显，近10多年来气温上升约0.2℃。总体上讲近60 a以来，三穗气温呈上升趋势，主要升温出现在1980年代以后，特别是2000年以后尤甚。从图2三穗年平均气温距平图中分析，2000年以前，年平均气温距平数据主要呈现震荡变化，2000年以后为明显的正距平。

图1 三穗气温年际变化趋势曲线图

图2 三穗1958—2013年年平均气温距平图

3.3 年平均气温震荡周期分析及突变分析

图3为三穗县1958—2013年年平均气温小波变换图，图中清晰的显示了近60 a三穗年平均气温在不同时间尺度上的周期振荡、强弱和突变点位置分布，不同时间尺度下年平均气温的变化结构不同，大尺度变化里嵌着小尺度变化结构。在较大时间尺度8～16 a上，年平均气温周期振荡非常明显，经历冷—暖的循环交替，中心周期为8 a左右，在10 a时间尺度上的突变点为1978年、1990年和2000年左右。在4～8 a时间尺度上，年平均气温也存在显著的振荡周期，经历了暖—冷的循环交替，周期中心为4 a左右，突变点较多。从准8 a周期分析，2007年处于准8 a周期冷中心，预测2014—2015年三穗处于偏暖期。

图3 三穗1958—2013年年平均气温小波变换图

图4为三穗年平均气温小波方差图，分析可知三穗年平均气温存在3个较为明显的峰值，它们依次对应着27 a、8 a和4 a的时间尺度，其中最大峰值对应着27 a的时间尺度，说明27 a左右的周期振荡最强，准4 a周期振荡强于准8 a周期振荡；上述3个周期的波动控制着三穗年平均气温整个时间域内的变化特征。

图4 三穗1958—2013年年平均气温小波方差图

取n1=n2=10，做1958—2013年年平均气温滑动T检验 ，这里n=56，给定t0.01=±3.20，从图5分析，20世纪70年代末80年代初三穗年平均气温出现了一次由冷转为暖的突变，与全球气温同步回升；90年代中期再次经历暖突变，气温回升、气候变暖；但均未达显著性水平。

图5 三穗1958—2013年年平均气温滑动T检验图

图6中UF曲线来看，20世纪90年代初以来，三穗年平均气温有明显的增暖趋势；UF和UB突变点位于1994—1995年之间，但未超出±1.96的区间，在突变点之后，特别是近10多年年平均气温增暖趋势十分明显。

图6 三穗1958—2013年年平均气温MK检验图

4 结论

①三穗气温年内分布近似正弦曲线型，具有明显的亚热带季风气候特征，受季风影响，年内温度变化冬季大于夏季。

②峰度系数和偏度系数的计算分析表明，三穗气温不具备完全的正态分布特性。

③近60 a以来，三穗气温总体呈上升趋势，特别是近10多年以来，增暖趋势十分明显，平均气温迅速上升约2.3℃；2000年以后，年平均气温表现为明显的正距平。

④小波分析表明，三穗年平均气温存在准4 a、准8 a和准27 a的显著周期，其中准27 a周期振荡最强，准4 a周期振荡强于准8 a周期振荡。

⑤滑动T检验和MK检验分析表明， 90年代中期以来，三穗年平均气温具有明显增温趋势。

[1] 缪启龙，江志红，陈海山，等.现代气候学[M].北京：气象出版社，2011：227-237.

[2] 王绍武，龚道溢.全新世几个特征期的中国气温[J].自然科学进展，2000，10(4)：325-332.

[3] IPCC.Climate change 2007：impacts，adaptation and vulnerability.contribution of working group iI to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change[M].Cambridge，UK：Cambridge University Press.2007：1-27.

[4] 杨再禹，吴就勇，彭俊峰.三穗县、都匀市气温及降水等气候特征分析[J].贵州气象，2007，31(6)：21-23.

[5] 杨胜海，杨胜忠.三穗县近46 a极端气候特征研究[J].贵州气象，2010，34(6)：22-24.

2014-08-15

聂云(1989—)，男，助工，主要从事综合业务工作。

1003-6598(2015)02-0037-03

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