本溪市郊近63年气候变化特征分析

祝奎　刘闯　廖晶晶　韩梅

摘要：根据19532005年本溪市郊累年逐月平均气温和降水资料，采用线性倾向率、线性拟合方程和累积距平等数理统计方法，结果表明：本溪市郊气温以增温为主，气温上升明显，特别是冬季气温上升明显。以1987年为标志，本溪市郊的气候体现了冷暖两个时期：19531987年为相对冷期，19872015年为相对暖期。本溪市郊年降水量呈逐年减少趋势，减少速率为22.316mm/10a，但是只有秋季降水量下降趋势显著。

关键词：本溪市郊；气温；降水；趋势分析；气候变化

气候变化问题是社会所广泛关注的议题。IPCC 第4次评估报告中指出，公元1906年至2005年，全球平均气温提升074℃，相比1901年至2000年上升0.06℃有所提高。[1]我国平均气温以每10年0.04℃的倾向率在上升。[2]气候变暖减少了东北地区的夏季低温冷害现象，但增加了异常高温现象；虽然气候变暖对东北各地的影响是整体性的，但也存在地区性的差异。[3]文章针对本溪市郊用的气候分析主要以草河口气象站数据为样本。选取该样本的依据有二：一是草河口气象站是本溪市郊唯一的国家气候基本观测站，二是草河口站建站较早，其保存的气象数据最完整和详实。草河口位于本溪满族自治县南部，距本溪市80km，东邻丹东市，是本溪县南部的中心镇，北与南芬毗邻，南与凤城接壤。本文通过对本溪市郊近63年来的气温和降水资料统计分析，采用线性倾向率、线性拟合方程和累积距平等数理统计方法。

1 资料与方法

1.1 资料

本文选用的资料选用19532015年草河口（40°52′19″N，123°54′06″E）逐月平均气温和降水量的资料为样本。其中，春季为3至5月、夏季为6至8月、秋季为9至11月、冬季12月至第二年2月。

1.2 研究方法

1.2.1 线性倾向估计

本文依据气象要素资料的一般分析方法，主要采用线性倾向估计方法。[45]用yi表示樣本量为n的某一气候变量，用xi表示yi所对应的时间，建立xi与ti之间的一元线性回归：yi=a+bxi，（i= 1，2 … n）回归系数b的符号表示气候变量y的趋势倾向。趋势变化率b由最小二乘法求得，即10b为气候倾向率，单位为：h/10a。同时计算出相关系数r，进行显著性检验，表明变化趋势是否显著。

1.2.2 累积距平法

累积距平[6]是一种由曲线直观判断变化趋势常用的方法。对于序列x，其某一时刻t的累积距平表示为：

x^i=∑ti=1（xi-x）

（t=1，2，…，n）本研究用累积距平曲线图来判断变化的阶段性，当曲线呈上升趋势，表示气象要素处在偏多（高）阶段，反之当曲线呈下降趋势，表示气象要素处在偏少（低）阶段。

2 气温与降水的年和季变化

2.1 年气温和降水变化

近63年来本溪市郊年平均气温为6.4℃，平均降水量为904.0mm，气温增长率为0.186℃/10a，其增长速率高于全国平均0.04℃/10a的增长率水平。[6]降水增长率为22.316mm/10a，呈波动下降趋势。年平均气温最低值出现在1956年，为4.8℃。由图可以看出年降水量波动较大，1964年达到历史最高值1447.3mm，2014年出现历史最低值528.2mm。

2.2 季节气温和降水变化特征

2.2.1 春季夏季气温和降水变化特征

本溪市郊春、夏季平均气温为7.0℃、21.0℃；降水量为133.0mm、584.8mm。本溪市郊春季分为两个阶段：拐点出现在二十世纪八十年代后期，19531988年为冷期，19882015年为暖期。本溪市郊夏季分为两个阶段：19531993年为冷期，19932015年为暖期。春、夏季平均最高气温出现在2002年（93℃），2000年（22.8℃）；平均最低气温出现在1957（49℃），1969（19.6℃）。春、夏季降水量最高值出现在2005年（269.5mm），1964年（1102.2mm）；最低值出现在1970年（59.9mm），1972年（270.5mm）。根据累积距平得出，春季降水于19662002年存在波动起伏，19531966年是枯水期，20022010年是丰水期；夏季降水19531971年是丰水期，19712009年是枯水期，期间在枯水期存在起伏。

2.2.2 秋季冬季气温和降水变化特征

本溪市郊秋、冬季平均气温为7.4℃、9.7℃；降水量为153.6mm、32.7mm。秋、冬季平均最高气温出现在1990年（88℃），2007年（6.3℃）；平均最低气温出现在1981（56℃），1956（13.1℃）。本溪市郊秋季分为三个阶段：拐点出现在二十世纪八十年代后期，19531987年为冷期，19932015年为暖期，19871993年出现小型波动状态。本溪市郊冬季分为两个阶段：19531986年为冷期，19862015年为暖期。秋、冬季降水量最高值出现在1986年（323.6mm），2004年（729mm）；最低值出现在1997年（58.2mm），2011年（27mm）。秋季降水中19531961年、19701994年为丰水期，19611970年、19942009年为枯水期；冬季降水19531965年、19992010年为丰水期，19651999年为枯水期。

3 气温和降水线性倾向估计和累计距平

由表1得出，本溪市郊气温倾向值b表象，年和四季皆为正值，说明年和四季平均气温随着时间的增加都呈上升趋势，由以冬季气温增加最为显著。因此，从季节上说，对年平均气温增温作用最大的是冬季，其次是春季，最后是夏季和秋季。本溪市郊降水倾向值年、夏、秋和冬为负，春为正，表明为负的季节和年降水随时间的增长呈下降趋势。对于降水而言线性下降趋势不显著，只有秋季降水通过了0.05的信度检验。

由图4累积距平得出，本溪市郊年气温有冷期和暖期之分，19531987为冷期；19872015为暖期，同时也出现冷暖交替的现象，显现出年际之间变化更加复杂，波动频繁。对于年降水累积距平，波动更加频繁，出现了多个拐点分别为1964年、1982年、1987年、2009年和2013年，呈波浪形。同年氣温累积距平有相似之处，无论在丰水期或在枯水期均有丰中有枯，或枯中有丰的变化。

4 结论

（1）近63年来，本溪市郊气温上升明显，其增长率为0186℃/10a，远远高于全国平均气温（0.04℃/10a）上升水平。四季气温均表现为上升，冬季增温幅度最为明显。

（2）本溪市郊以1987年为界线，分冷暖两个时期：19531987年体现为冷期，19872015年体现为暖期。但是，两个时期也体现为冷暖交替。

（3）本溪市郊年降水量逐年减少，减少速率为22.316mm/10a。春季则以4.826mm/10a的速率呈缓慢上升趋势。夏、秋和冬季降水量均呈都呈弱减少趋势。

参考文献：

[1]IPCC.Summary for Policymakers of climate change 2007：the physical science basis.Contribution of working group I to the fourth assessment report of the intergovernmental on climate change[M].Cambridge：Cambridge University Press，2007.

[2]林学椿.近四十年我国气候趋势[J].气象，1990，16（10）：1621.

[3]李辑，龚强.东北地区夏季气温变化特征分析[J].气象与环境学报，2006，22（1）：610.

[4]徐宗学，隋彩虹.黄河流域平均气温变化趋势分析[J].气象，2005，31（11）：716.

[5]魏凤英.现代气候统计诊断与预测技术[M].北京：气象出版社，1999：3740，4344，6366.

[6]朱乾根，林锦瑞，寿绍文.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，1981：315.

作者简介：祝奎（1959），男，辽宁丹东人，工程师，从事气象气候资源研究。