青藏高原与全国气温特征及相关性分析

李鹏飞，鲁海宁，陈 莹，姜 苏

(1.南京信息工程大学，中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室，南京 210044；2.东海县气象局，江苏东海 222300；3.富阳市气象局，浙江富阳 311400)

青藏高原与全国气温特征及相关性分析

李鹏飞1，鲁海宁2，陈 莹3，姜 苏1

(1.南京信息工程大学，中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室，南京 210044；2.东海县气象局，江苏东海 222300；3.富阳市气象局，浙江富阳 311400)

利用1961—2010年青藏高原91个观测站以及全国320个观测站逐日气温资料，采用统计方法对青藏高原与全国气温变化及其相关性进行对比分析，结果表明：青藏高原与全国年均气温之间有较好的相关性；青藏高原与全国年平均气温均变暖趋势明显，其中青藏高原年平均气温的线性趋势为0.228℃/10 a，全国为0.226℃/10 a，增温幅度略低于青藏高原；青藏高原与全国年平均气温突变年基本一致，小波分析均具有3类尺度的周期变换规律，第一主周期均值均为28 a，青藏高原年平均气温周期变化显著性强于全国。

青藏高原；气温变化；相关性；小波分析；突变年

青藏高原是世界最高的高原，有着特殊的地形地貌，形成了独特的气候，且对中国、亚洲乃至北半球的大气环流和气候产生显著影响，青藏高原也是形成影响我国东部天气系统的源地之一，因此，对青藏高原气候变化的研究一直受到专家、学者的重视[1-10]。利用数理统计分析方法，研究青藏高原气温与全国气温年际变化的特征，并分析二者的相关性，对进一步了解青藏高原对全国气候变化的影响有着重要的参考价值。

1 资料与方法

所用资料均为1961—2010年全国基准地面气象观测站逐日气温资料。将青藏高原91个观测站点 (涉及甘肃、青海、四川、西藏、新疆、云南6省，见图1)年平均气温的均值作为青藏高原地区气温代表值。选取全国320个基准地面站点年平均气温的均值作为研究全国气温变化的代表值，其中包含青藏高原地区的部分观测站点。通过使用气候倾向趋势分析[11]、滑动平均、M-K突变检验分析[12]，小波分析[13-14]，Pearson相关性分析[15]等方法，对青藏高原地区年均气温和全国年均气温变化特征进行分析。

图1 青藏高原地区气象观测站分布图

2 青藏高原地区气温变化

2.1 气温年际拟合变化

1961—2010年青藏高原地区年平均气温为10.6℃；最高年平均气温为11.9℃(1969年)；最低年平均气温为9.5℃(1962年)。从图2可以看出，青藏高原地区气温线性趋势为0.228℃/10 a，说明青藏高原地区年均气温呈递增趋势；5 a滑动平均气温显示，1995年为近50 a气温的转折点，1995年之前气温普遍小于平均值，之后均大于平均值，表明了1995年之后青藏高原地区年平均气温明显升高，处于偏暖期。

图2 1961—2010年青藏高原地区年平均气温拟合图

2.2 气温突变及周期变化

将青藏高原地区50 a年平均气温进行M-K突变检验，结果显示，1997年青藏高原地区年平均气温发生突变(图3)，并通过了α=0.01的显著性检验。

图3 1961—2010年青藏高原地区年平均气温突变分析

青藏高原地区50 a年平均气温小波分析结果(图4～图6)表明，青藏高原地区50 a年平均气温在时域上具有24～32 a、18～23 a、10～15 a 3类周期变化。24～32 a时间尺度上平均周期为28 a，为50 a年平均气温变化的第一主周期，具有全域性，周期性最显著，存在准2次震荡；18～23 a时间尺度平均周期为22 a，为50 a年平均气温变化的第二主周期，具有局部性，存在准3次震荡；10～15 a时间尺度平均周期为13 a，具有局部性，在1968—2003年间表现较稳定，期间存在准4次震荡。

3 全国气温变化分析

3.1 气温年际拟合变化

1961—2010年全国年平均气温为10.82℃；其中最高年平均气温为11.93℃(2007年)；最低为9.86℃(1984年)。1961—2010年全国年平均气温线性趋势(图7)为0.226℃/10 a，说明全国年平均气温呈递增趋势；1994年为其演变的转折点。即1994年之前多负距平，1994年之后多正距平。

图4 1961—2010年青藏高原地区年平均气温小波周期分析

图5 1961—2010年青藏高原地区年平均气温小波方差

图6 1961—2010年青藏高原地区年平均气温多时间尺度特征小波实部

图7 1961—2010年全国年平均气温拟合图

3.2 气温突变及周期变化

M-K检验(图8)表明1994年全国年平均气温发生显著突变。全国年平均气温小波分析结果(图9～图11)显示，全国年平均气温在时域上具有24～32 a、15～18 a、8～10 a这3类变化周期。15～18 a、8～10 a均没有全域性，周期显著性较差，不做进一步分析。24～32 a时间尺度上平均周期为28 a，为50 a年平均气温变化的第一主周期，具有全域性，周期性最显著，存在准2次震荡。

图8 1961—2010年全国年平均气温突变分析

图9 1961—2010年全国年平均气温小波周期分析

图10 1961—2010年全国年平均气温小波方差

4 青藏高原与全国气温变化相关性

对1961—2010年全国气温与青藏高原气温进行相关性统计分析，全国年平均气温与青藏高原年平均气温的相关系数双侧假设P检验通过α =0.001的显著性检验，相关系数r=0.654，说明二者具有较好的相关性。

图11 1961—2010年全国年平均气温28 a特征时间尺度小波实部

5 结论

(1)青藏高原年平均气温总体上呈逐年递增趋势，每10 a增温约0.228℃。全国年平均气温也呈逐年递增趋势，每10 a增温约0.226℃，增温幅度略低于青藏高原地区。1995年以后二者均开始处于气候偏暖期。

(2)分析青藏高原地区与全国年平均气温突变以及周期变化规律得出，全国年平均气温突变年与青藏高原地区基本一致。青藏高原地区与全国年平均气温均具有3类时间尺度的变换规律。第一主周期均值均为28 a。青藏高原地区年平均气温周期变化显著性强于全国。

(3)分析青藏高原地区与全国气温年均值相关性得出，青藏高原年均气温与全国年均气温之间存在较好的相关性，说明青藏高原的大气环流和气候对全国气候有显著的影响。

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：A

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1006-4354(2015)03-0028-04

2014-12-25

李鹏飞 (1989—)，男，汉族，江苏东海人，硕士研究生，从事雷电过电压防护技术与数据统计研究。

国家自然科学基金项目(41075025)，江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)