寿光市近56年气温日较差变化特征分析

徐桂华，高学芹，袁静

（1潍坊市气象局，山东潍坊261011；2寿光市气象局，山东寿光262700）



寿光市近56年气温日较差变化特征分析

徐桂华1，高学芹2，袁静1

（1潍坊市气象局，山东潍坊261011；2寿光市气象局，山东寿光262700）

为了揭示寿光市气温日较差的演变规律和特征，根据寿光市1959—2014年逐日最高气温和最低气温资料，利用线性倾向估计、累积距平、Mann-Kendall和信噪比等方法，对寿光市近56年的气温日较差变化特征进行统计分析。结果表明：寿光市年平均气温日较差总体呈显著变小趋势，平均每10年降低0.38℃。寿光市气温日较差的年代际最大值出现在1960s，最小值出现在2000s。四季以春季日较差最大，夏季最小，各季气温日较差均呈显著变小趋势，冬季变化趋势最为显著，夏季变化幅度最小。全年各月气温日较差5月最大，8月最小，均呈减小趋势，5月减小幅度最大。年气温日较差变小的显著突变发生在1998年，春、夏、秋、冬4个季气温日较差距平由正转负的转折年分别为1981年、1988年、1993年、1992年。

气温日较差；突变；变化趋势

0　引言

近年来，社会各界在研究、探讨气温变化［1-9］的同时，关于气温日较差变化的研究逐渐增多。因为对气温日较差进行研究比单独进行气温研究，能为气候变化研究提供更多的信息。研究发现，气温日较差较气温能够为气候变化研究提供更多的信息［10］。气温日较差不仅可以反映全球和区域性的温度变化，而且对人类生存环境的变化、气候异常的影响和可持续发展具有特殊的参考价值。另外，气温日较差还具有生态学意义，其变化影响植被的生长分布、农作物生长发育、有机物质的积累、产量和品质，深入分析气温日较差的变化对了解区域气候变化及对生态学研究具有重要意义［11-19］。

研究表明，近50多年来，中国年平均日较差多呈下降趋势，北方地区尤为明显，各季平均日较差均呈下降趋势，并以冬季的下降幅度为最大［11］。陈铁喜对中国气温日较差变化幅度研究表明，高纬度地区日气温较差的降低幅度大于低纬度地区，在黄淮和长江流域，以夏季和春季日较差下降最为显著，华南地区仍以冬季下降最大［12］。已有的研究表明，山东省潍坊市气温日较差亦呈显著变小趋势，平均每10年减小0.11℃［19］。寿光市地处潍坊西北部，是全国最大的蔬菜生产及供应基地，日较差的大、小对当地蔬菜生长发育、产量和品质均产生一定影响。

关于寿光的气温、降水等农业气候资源的统计分析已有相关研究［20-22］，但关于气温日较差变化趋势的研究，迄今未见报道。因此，笔者拟利用现代气候学统计诊断方法对寿光市近56年的气温日较差变化特征进行分析，旨在揭示寿光市气温日较差的演变规律，为当地决策部门合理布局日光温室蔬菜生产和寿光蔬菜产业的高产增收提供保障。

1　资料与方法

1.1资料来源

气象资料来源于寿光市气象局，时间为1959—2014年，气象要素为逐日最高气温、最低气温资料。

1.2研究方法

分别利用线性倾向估计法、累积距平法、Mann-Kendall［23］及信噪比法［24］对寿光市气温日较差变化特征进行统计分析。

线性倾向估计法主要用于计算气温日较差随时间变化趋势。当倾向率为正时，表示气温日较差随时间呈上升趋势，反之呈下降趋势，并就其变化趋势进行给定显著性水平检验。

采用累积距平法分析判断气温日较差的长期演变趋势及持续性变化，距平曲线上升表示距平值增加，下降表示距平值减小。

Mann-Kendall法可以进行气温日较差时间序列突变检验，为了验证是否发生真正突变，利用计算信噪比（S/N）的方法进行再次判断，见公式（1）。

1.3统计分析

数据处理及分析采用MicorosoftExcel2003软件完成。

2　结果与分析

2.1气温日较差年际变化特征

统计表明，寿光市近56年平均气温日较差为11.0℃，年最大日较差为12.3℃（1961年和1965年）；年最小日较差9.4℃（2012年）。由图1可以看出，寿光市1959—2014年气温日较差总体呈显著变小趋势，平均每10年降低0.38℃，近56年来降低了2.1℃。

图1　寿光市1959—2014年气温日较差变化趋势

表1　寿光市1959—2014年气温日较差季、年统计值

由图1和表1可知，寿光市气温日较差年代际变化，除了1970s—1980s略有上升外，其他年际呈“阶梯状”下降趋势，1960s—1970s呈缓慢下降，1980s以后递减趋势明显，气温日较差的年代际最大值出现在1960s，最小值均出现在2000s。

2.2气温日较差季节变化特征

由表1可以看出，寿光市春季气温日较差最大，夏季日较差最小，各季气温日较差均呈显著变小趋势，春、夏、秋和冬季气温日较差平均每10年降低0.33、0.24、0.36和0.44。冬季变化趋势最显著，夏季变化幅度最小，气温日较差年代际季节变化规律同年季节变化规律一致。

2.3气温日较差月变化特征

由表2可以看出，月气温日较差平均值最大为12.9℃，出现在5月，月最小值为8.8℃，出现在8月，极差为4.1℃。各月气温日较差的年变化趋势均呈变小趋势，其中5月气温日较差的减小幅度最大，其气候倾向率为-0.65℃/10 a，7月气温日较差的变小趋势不明显。

表2　寿光市1959—2014年气温日较差的月变化

2.4气温日较差的突变分析

图2为寿光市1959—2014年气温日较差年、季累积距平变化曲线，可以看出，在1959—1989年寿光年气温日较差以正距平年（28年）为主，1989—2014年期间气温日较差以负距平年（21年）为主，即1989年是寿光年日较差由正距平优势向负距平优势的转折点。春季、夏季、秋季和冬季气温日较差由正距平优势向负距平优势转折点分别为1988、1993、1992和1998年。

利用Mann-Kendall法对寿光年、季气温日较差进行突变分析，由图3～7可以看出，年、春季、夏季、秋季和冬季UF和UB曲线的交点分别为1998年、1995年、2001年、1998年、1998年前后，利用公式（1）计算以上述年份为“拐点”的信噪比，其值分别为1.43、0.58、0.92、0.92和0.80，年平均气温日较差存在明显的突变，突变年发生在1998年（见图8），突变前（1959—1997年）平均气温日较差为11.4℃，突变后（1998—2014年）平均气温日较差为10.1℃，前后相差1.3℃。各季气温日较差均未发生突变。

图2　寿光市1959—2014年及四季气温日较差累积距平

图3　寿光市1959—2014年气温日较差M-K检验

3　结论与讨论

（1）寿光市近56年平均气温日较差为11.0℃，总体呈显著变小趋势，平均每10年降低0.38℃。年代际最大值出现在1960s。季气温日较差的年和年代际变化规律一致，以春季日较差最大，夏季日较差最小，各季气温日较差均呈显著变小趋势，冬季变化趋势最显著，平均每10年降低0.44℃，夏季变化幅度最小。各月气温日较差5月最大，8月最小，均呈减小趋势，5月减小幅度最大，7月变化最不明显。从距平值分析发现，1981年、1988年、1993年、1992年、1998年分别是寿光市年、春季、夏季、秋季、冬季气温日较差由正距平优势向负距平优势的转折年。寿光市年气温日较差在1998年发生显著突变，各季气温日较差均未发生显著突变。

图4　寿光市1959—2014年春季气温日较差M-K检验

图5　寿光市1959—2014年夏季气温日较差M-K检验

图6　寿光市1959—2014年秋季气温日较差M-K检验

图7　寿光市1959—2014年冬季气温日较差M-K检验

图8　寿光市1959—2014年气温日较差突变前后变化对比

（2）寿光市气温日较差总体呈下降趋势，与本研究参考文献的研究结论一致。对寿光市气温日较差的年代际变化特征分析时发现，寿光市平均气温日较差年代际变化呈“降—升—降”的变化趋势，20世纪90年代气温日较差出现骤升现象，这与多数参考文献的统计结果有出入，具体原因有待进一步探讨。

（3）寿光市气温日较差的显著下降对当地农作物生育期、产量和品质有何影响？是今后进一步分析研究的内容之一。

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Daily Range of Temperature:Variation Characteristics in Shouguang in Recent 56 Years

Xu Guihua1，Gao Xueqin2，Yuan Jing1
（1Weifang Weather Bureau，Weifang 261011，Shandong，China；2Shouguang Weather Bureau，Shouguang 262700，Shandong，China）

The paper aims to reveal the evolvement rule and characteristics of the daily range of temperature in Shouguang.According to the daily maximum and minimum temperature data in Shouguang from 1959 to 2014，by using methods of linear tendency estimation，cumulative anomaly，Mann-Kendall and noise-signal ratio etc.，the variation characteristics of the daily range of temperature in recent 56 years were statistically analyzed.The results showed that:the annual average daily range of temperature in Shouguang significantly decreased by 0.38℃/10 a；the decadal maximum value of daily range of temperature appeared in 1960s，while the minimum value appeared in 2000s；the daily range of temperature in spring was the maximum，while that in summer was the minimum；the daily range of temperature in each season significantly decreased，and the winter had the most significant change，and the variation range of temperature in summer was the minimum；the daily range of temperature was the maximum in May and the minimum in August，the trend was a decreasing one；a significant mutation of the annual daily range of temperature with a decrease occurred in 1998，the anomalies of daily range of temperature of spring，summer，autumn and winter were in 1981，1988，1993 and 1992，respectively.

Daily Range of Temperature；Mutation；Variation Tendency

S16

A论文编号：cjas16040028

徐桂华，女，1965年出生，山东东平人，工程师，本科，主要从事气象服务工作。通信地址：261011山东省潍坊市潍城区春鸢路25号潍坊市气象局，Tel：0536-8907219，E-mail：xvguih2006@126.com。

2016-04-25，

2016-05-30。