邵东县近50年气候变化特征分析

伍湘渭 王赛兰 谢德欣 黄鹤群

摘要 本文利用1967—2016年邵东县的气温、降水等资料进行了统计分析。结果表明，近50年来邵东县的各项气温均呈上升趋势，并都超过了0.001的极显著性检验；气温变化以年平均最高气温、春季平均气温和冬季平均气温的上升速率为最大。近50年来，邵东县的年降水、春季和秋季降水呈下降趋势；夏、冬季降水略呈上升趋势，春季降水通过了0.1的显著性检验。年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温、春季平均气温存在突变，突变年份均出现在1989年以后；夏、秋、冬季平均气温存在转折，转折年份均出现在1988年以后。年降水及春、夏、秋、冬季降水存在转折，转折年份均出现在1977年以后。

关键词 气候；气温；降水；变化特征；湖南邵东；1967—2016年

中图分类号 P467 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）21-0195-05

Analysis on Climatic Change Characteristics in Shaodong County in the Past 50 Years

WU Xiang-wei WANG Sai-lan XIE De-xin HUANG He-qun

（Shaodong Meteorological Bureau in Hunan Province，Shaodong Hunan 422800）

Abstract Based on the data of temperature and precipitation in Shaodong County from 1967 to 2016，the statistical analysis was conducted.The results showed that，the temperature changes in Shaodong County in the past 50 years all showed the rising trends，all of which passed the extremely significant test（0.001）.The rising rates of annual average maximum temperature，average temperature in spring and winter were the highest.In recent 50 years，the annual precipitation、spring precipitation and autumn precipitation showed decreasing trends，the precipitation in summer and winter all showed slight rising trends，and the changes of precipitation in spring passed the significant test（0.1）.There were sudden changes in annual average temperature，annual average maximum temperature，annual average minimum temperature and average temperature in spring，which all appeared after 1989.The average temperatures in summer，autumn and winter suddenly changed after 1988.The average precipitations in spring，summer，autumn and winter suddenly changed after 1977.

Key words climate；temperature；precipitation；change characteristic；Shaodong Hunan；1967-2016

IPCC第五次評估报告阐述了迄今为止气候变化产生的各种影响和未来风险等[1]，因而气候变化的研究受到广泛关注。众多的气候学者对我国气候变化规律开展了不少研究[2-5]，指出20世纪50年代以来，我国气候渐趋干旱；70年代后期起，气温明显升高，而变暖区主要在北纬35°以北地区。罗伯良等[6]对近40年湖南省极端强降水气候变化趋势与突变特征进行了研究，文中指出随着全球变暖，将出现更多高温、暴雨洪涝、干旱等极端天气。王 欣等[7]对湘潭市近20年来夏极端气候事件进行了分析，得出湘潭市的夏季日最高温日数呈上升趋势。这些研究表明，在全球变暖背景下，我国省、市气候也渐趋干旱，气温明显升高。不过对于大范围的气候变化研究颇多，而针对局部地区的研究较少。在全球气候变暖背景下，我国局部地区邵东县气候也表现为变暖趋势，给经济建设和人们生活带来了严重影响。为进一步揭示邵东县气候变化趋势、突变特征，本文依据标志一地气候状况的重要气象要素[8]——气温和降水资料，利用最小二乘法、M-K非参数检验方法[9]和累计距平法[10]对邵东县近50年来气候变化特征进行了分析研究。结果表明，可全面认识全球气候变暖背景下邵东县气候变化趋势，有利于预防和减少因气候变化而带来的损失，为气候预测预估、应对气候变化、合理开发利用气候资源等提供科学依据，具有一定的科学意义和使用价值。

1 资料与方法

邵东县位于东经111°72′、北纬27°25′，地处湘东南，属亚热带季风区大陆性气候。选用本站资料年限为1967—2016年，资料项目有平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量等（表1）。

资料处理及统计研究方法：①作出各年代气候要素分析表；②作出逐年气温、降水等分布及5年滑动平均变化曲线图，利用最小二乘法进行序列的线性变化趋势分析，并通过相关性的显著性统计检验进行判断；③利用M-K非参数检验方法对平均气温、降水时间序列进行趋势分析和突变检验；④利用累计距平法对气温、降水时间序列进行趋势分析和突变检验。

20世纪70年代年平均气温（16.5 ℃）较1967—1970年代（16.4 ℃）上升0.1 ℃；80年代（16.5 ℃）稳定不变；90年代（16.8 ℃）较80年代上升0.3 ℃；2001—2010年代（17.2 ℃）又较90年代上升了0.4 ℃；之后2011—2016年代（17.0 ℃）较2001—2010年代下降0.2 ℃（年平均最高气温、年平均最低气温及年降水量分析方法同上）。

2 结果与分析

2.1 利用最小二乘法对气温、降水进行序列的线性变化趋势分析，并通过相关性的显著性统计检验进行判断

2.1.1 年平均气温、年平均最高、最低气温及季平均气温变化趋势分析与检验判断。从图1可以看出，年平均气温为16.8 ℃，最低值出现在1984年（15.8 ℃），最高值出现在1998年（17.7 ℃）。从5年滑动平均气温曲线可以看到，20世纪60—70年代呈上升趋势；80年代初中期呈下降趋势，后期缓升；至90年代后期明显上升，维持了较长时间的上升趋势，以后呈现出上升、短暂下降、上升的趋势。R2=0.39，相关系数R=0.624，R>Ra（Ra为0.001），即超过了0.001的极显著性上升检验。即近50年来，邵东县的年平均气温呈明显上升趋势，上升速率为0.19 ℃/10年。这与林学椿[11]研究结果“我国年平均气温以0.04 ℃/10年的倾向率上升”相吻合，只是速率（倾向率）因地域差异而不同。

从图2可以看出，近50年来，邵东县的年平均最高气温呈明显上升趋势，速率为0.3 ℃/10年，R=0.618，超过了0.001的极显著性上升检验。从图3可看出，近50年来，邵东县的年平均最低气温呈明显上升趋势，速率为0.165 ℃/10年，相关系数R=0.587，超过了0.001的极显著性上升检验。

以各项目的月资料为基础，形成冬季（12月至翌年2月）、春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）资料序列，然后进行距平化处理，得到各季距平序列。从图4可以看出，50年来，邵东县春、夏、秋、冬季平均气温均呈上升趋势，其中春、秋、冬季平均气温呈明显上升趋势，春、夏、秋、冬季升幅分别为0.324、0.029、0.187、0.320 ℃/10年，升幅顺序为春季>冬季>秋季>夏季；其中春、冬季升温水平达到了全球平均变化水平0.3 ℃/10年。春、夏、秋、冬季相关系数分别为0.566、0.073、0.379、0.427，均超過了0.001的极显著性检验。年平均、年最高、年最低温度的变化速率分别为0.191、0.300、0.165 ℃/10年，相关系数分别为0.624、0.618、0.587（表2）。

综上分析可知，近50年来邵东县的各项气温均呈上升趋势，并都超过了0.001的极显著性检验。气温变化以年平均最高气温、春季平均气温和冬季平均气温的上升速率为最大。这与众多气候学者研究我国气候变化规律指出的“20世纪70年代后期起，气温明显升高，而变暖区主要在北纬35°以北地区”相吻合，不同的是邵东县处在北纬35°以南地区。

2.1.2 年降水量、四季降水量变化趋势分析与检验判断。从图5可以看出，雨量最多的年份是1970年（1 906.8 mm），雨量最少的年份是2007年（859.4 mm），前者约是后者雨量的2.2倍。从表1可以看出，近50年邵东县的平均年降水为1 272.8 mm，其中20世纪60年代降水最多（1 347.0 mm），90年代次之（1 325.5 mm），2011—2016年代最少（1 192.5 mm），70年代次少（1 201.3 mm），最多的60年代较最少的2011—2016年代多出154.5 mm。年降水的相关系数R=0.086，未通过0.1的显著性检验。近50年来，邵东县的年降水呈下降趋势，速率为-12.8 mm/10年。春、夏、秋、冬季降水量变化速率分别为-26.800、2.000、-2.639、0.292 mm/10年，相关系数分别为0.287、0.020、0.039、0.008。

从图6可以看出，在四季降水的变化中，以春季降水变化最大，呈现出明显的下降趋势，速率-26.765 mm/10年；秋季降水略呈下降趋势，速率为-2.639 mm/10年；夏、冬季降水变化很小，略呈上升趋势，速率分别为2.000、0.292 mm/10年。相关系数R春=0.287，即只有春季通过了0.1的显著性检验。

综上分析可得，近50年来邵东县的年降水量及春、秋季降水量呈下降趋势，夏、冬季降水量呈上升趋势，但只有春季通过了0.1的显著性检验。

2.2 利用M-K非参数检验方法对气温进行趋势分析和突变检验

从图7可以看出，年平均气温突变年份出现在1990年，突变后上升了0.5 ℃；年平均最高气温突变年份出现在1995年，突变后上升了0.9 ℃；年平均最低气温突变年份出现在1990年，突变后上升了0.4 ℃；春季平均气温突变年份出现在1996年，突变后上升了1.0 ℃。可见，年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温、春季平均气温均呈明显上升趋势，存在上升突变，突变年份都出现在1989年以后。这与姚小英等[12]研究结论“广东各地平均气温1976年以后呈明显的上升趋势，上升突变年出现在1989年”相吻合，但邵东县因地域不同而突变年份滞后。

2.3 利用累计距平曲线法对气温、降水进行趋势分析与检验

因夏、秋、冬季平均气温及年降水、四季降水利用M-K方法分析检验时，UF和UB有多个交叉点，突变点难以判断，因而又采用了累计距平法对这些数据进行分析和检验，变化大的年份为转折年份[13]。

2.3.1 夏、秋、冬季平均气温。从图8可以看出，夏季平均气温转折年份现出在2002年，转折后上升了0.2 ℃；秋季平均气温转折年份现出在1997年，转折后上升了0.6 ℃；冬季平均气温转折年份现出在1989年，转折后上升了1.0 ℃。可见，夏、秋、冬季平均气温存在上升转折，转折年份都出现在1988年以后。

2.3.2 年降水及各季降水。从图9可以看出，年降水转折年份现出在2002年，转折后下降了108.5 mm。

从图10可以看出，春季降水转折年份出现在1981年，转折后下降了89.2 mm；夏季降水转折年份出现在1985年，转折后上升了56.1 mm；秋季降水转折年份出现在1990年，转折后较转折前下降34.4 mm；冬季降水转折年份出现在1978年，转折后上升了28.0 mm。可见，春、秋季降水量存在下降转折，转折年份分别出现在1981年、1990年；夏、冬季降水量存在上升转折。

综上可得出，年降水、春季和秋季降水呈下降趋势，都存在下降转折，转折年份在1980年以后，其中春季降水下降趋势明显。这说明邵东县气候也渐趋干旱，这与众多的气候学者研究我国气候变化规律指出的“20世纪50年代以来，我国气候渐趋干旱”相一致，但转折年份存在明显滞后。

3 结论与讨论

通过以上分析可知，近50年来，邵东县的各项气温均呈上升趋势，并都超过了0.001的极显著性检验。气温变化以年平均最高气温、春季平均气温和冬季平均气温的上升速率为较大。近50年来，邵东县的年降水量、春季降水量、秋季降水量呈下降趋势；夏、冬季降水量略呈上升趋势，仅春季降水量通过了0.1的显著性检验。年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温、春季平均气温存在上升突变，突变年份均出现在1989年以后；夏、秋、冬季平均气温存在上升转折，转折年份均出现在1988年以后。年降水以及春、夏、秋、冬季降水存在转折，转折年份均出现在1977年以后。

由此可见，近50年来，邵东县的气温变化反映了近期气温偏暖的特征；年降水减少气候趋于干旱，主要由于春季降水明显下降所致。降水下降转折年份都出现在1977年以后，气温上升突变转折年份都出现在1988年以后，这说明邵东县气候趋于干旱出现在20世纪70年代后期，明显升温出现在80年代后期。這较众多气候学者指出的“20世纪50年代以来，我国气候渐趋干旱；70年代后期起，气温明显升高”年代明显滞后。这表明，在我国气温偏暖背景下，近50年来邵东县气候变化与全国气候变化趋势大体一致，气候渐趋干旱，气温明显升高，但明显滞后，且有明显的地域特色。这与近代城市工业化发展、城市人口大量增加、农业耕地面积逐渐减少，有着必然的关系[13]。在全面认识气候变暖背景下邵东县气候变化特征后，人们应该采取更多的措施来应对气候变化[14]。

4 参考文献

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