1956～2016年涠洲岛气温变化特征分析

杨永兴，李侣推，郭 媚

（北海市气象局涠洲岛气象站，北海 536004）

涠洲岛地处广西北海市以南24海里处，南北长约 6.5km，东西宽 6km，总面积 24.7km2，是中国最大、最年轻的火山岛。有着“中国最年轻的火山岛”、“中国最美十大海岛”、“中国十大国家级海洋公园”、“广西特色旅游名区”美誉。涠洲岛气象站位于109°05′E，21°02′N，海拔高度为 55.2m，是广西北部湾海域唯一具有长时间序列历史资料的气象观测站。海岛的气候变化与陆地的气候变化以及沿岸人们的生活密切相关。在全球变暖的大背景下，很多学者对海岛气候变化进行了研究，并指出，不论是海岛还是近海陆地，气温都呈上升的趋势［1］。这些研究成果为各界了解海洋气候变化，合理利用海洋资源提供了科学依据。近年来，虽有一些学者对涠洲岛或附近区域的气候变化开展了分析研究［2－7］，但对涠洲岛的气温变化的研究尚不够具体和深入。因此有必要利用最新的气温资料，对涠洲岛的气温变化特征进行更为具体而深入地分析，探明其气候变化规律，为涠洲岛综合资源的科学合理开发提供理论依据。

1 资料与方法

选取1956～2O16年涠洲岛气象站逐月、逐年的平均气温、最高气温和最低气温资料序列。划分春季为 3～6 月，夏季为 7～9 月，秋季为 9～11 月，冬季为上年12月～2月。气温的变化趋势，采用线性倾向估计法计算，用t检验法进行变化的显著性检验；气温的突变检测方法采用曼－肯德尔（Mann－Kendall）检验法［8］。

2 气温变化特征

2.1 年际变化

从图1可以看出，1956年至二十世纪80年代中期为年气温偏低期，二十世纪80年代中期至今为年气温偏高期。从总的气候趋势看，涠洲岛年平均气温、最高气温和最低气温均呈明显增高趋势，均通过了信度为0.001的显著性检验，其气候倾向率分别为 0.112℃／10a、0.214℃／10a 和 0.237℃／10a，61a 中的年平均气温、最高气温和最低气温分别增加了0.683℃、1.305℃和 1.446℃。

图1 涠洲岛年平均气温、最高气温和最低气温的逐年值、累年平均值和气候趋势值变化图

2.2 季节变化

从图2可看出，涠洲岛各季平均气温均呈增高趋势，夏季通过了信度为0.001的显著性检验，秋季通过了信度为0.01的显著性检验；春、夏、秋、冬各季 平 均 气 温 倾 向 率 分 别 为 0.100℃／10a、0.119℃／10a、0.134℃／10a 和 0.083℃／10a，61a 中平均气温增高最多的是秋季，共增高了0.820℃，其次是夏季，共增高了0.724℃，冬季增高相对最缓，共增高了0.508℃；各季平均气温年际变化中以冬季平均气温变化幅度最大，其最高年冬季平均气温为18.6℃，最低年为 13.7℃，两者相差 4.9℃。春、夏、秋 3 季最高年平均气温与最低年相差分别为 4.1℃、1.8℃和 2.7℃。

涠洲岛各季最高气温均呈增高趋势，夏季和冬季通过了信度为0.001的显著性检验，春季和秋季分别通过了信度为0.05和0.1的显著性检验；春、夏、秋、冬各季最高气温倾向率分别为0.192℃／10a、0.230℃／10a、0.093℃／10a 和 0.357℃／10a，61a 中 最高气温增高最多的是冬季，共增高了0.218℃，其次是夏季，共增高了0.140℃，秋季增高相对最缓，共增高了 0.057℃。

图2 涠洲岛各季平均气温、最高气温和最低气温的逐年值和气候趋势值变化图

涠洲岛各季最低气温均呈增高趋势，夏季和冬季分别通过了信度为0.01和0.05的显著性检验；春、夏、秋、冬各季最高气温倾向率分别为0.166℃／10a、0.220℃／10a、0.209℃／10a 和 0.190℃／10a，61 a中最低气温增高最多的是夏季，共增高了1.343℃，其次是秋季，共增高了 1.273℃，春季增高相对最缓，共增高了 1.011℃。

2.3 月变化

表1给出了涠洲岛各月气温线性倾向率及信度检验结果，由表可见，除12月平均气温略降低外，其余各月平均气温、最高气温和最低气温均呈增高趋势；最高气温的增高最显著，各月均通过显著性检验，平均气温和最低气温则有部分月份通过显著性检验。平均气温、最高气温和最低气温均以2月份的增高最为明显，61a中总共分别增加了 1.732℃、2.385℃和 2.190℃； 其次是 6 月或 7 月，6 月的平均气温、最高气温在 61a中分别增加了 1.129℃和1.897℃，7 月的最低气温在 61a中增加了 1.196℃。

表1 涠洲岛各月线性气温倾向率（℃／10a）及信度检验结果

3 气候突变分析

用曼－肯德尔 （Mann－Kendall）法检验 1956～2016年涠洲岛年气温序列的突变。给定显著性水平α＝0.05，即 u0.05＝土 1.96，计算结果绘成图 3（图 a 为平均气温、图b为最高气温、图c为最低气温）。由UF曲线可见，自二十世纪80年代中期以来，涠洲岛年平均气温有一个明显的增高趋势，并且90年代末期以来，这种增高趋势均超过0.05临界线，2001年以来甚至超过 0.001 显著性水平（u0.001＝2.56），表明涠洲岛平均气温的增高趋势是十分显著的。根据UF和UB曲线交点的位置，确定涠洲岛年平均气温80年代中期的增高是一个突变现象，具体是从1987年开始的。

自二十世纪70年代中期以来，涠洲岛年最高气温有一个较明显的增高趋势，并且80年代中期以来，这种增高趋势均超过0.05临界线，80年代末期以来甚至超过 0.001 显著性水平（u0.001＝2.56），表明涠洲岛最高气温的增高趋势是十分显著的。根据UF和UB曲线交点的位置，确定涠洲岛年最高气温70年代中期的增高是一个突变现象，具体是从1977年开始的。

图3 涠洲岛年气温Mann-Kendall统计量曲线

自二十世纪70年代末期以来，涠洲岛年最低气温有一个较明显的增高趋势，并且90年代末期以来，这种增高趋势均超过0.05临界线，表明涠洲岛最低气温的增高趋势是较显著的。根据UF和UB曲线交点的位置，确定涠洲岛年最高气温70年代末期的增高是一个突变现象，具体是从1978年开始的。

4 小结

（1）近61a以来，涠洲岛年、季、月的平均气温、最高气温和最低气温均呈增高的变化趋势 （除12月平均气温略降低外）；年平均气温、最高气温和最低气温的气候倾向率分别为 0.112℃／10a、0.214℃／10a 和 0.237℃／10a，61a 以来分别增加了0.683℃、1.305℃和 1.446℃；平均气温增高最多的是秋季，最高气温增高最多的是冬季，最低气温增高最多的是夏季；平均气温、最高气温和最低气温均以2月份的增高最为明显，61a中总共分别增加了1.732℃、2.385℃和 2.190℃。 近几十年涠洲岛气温变化特征与李嘉琪［1］、孙瑞［9］等人研究的海岛气温变化特征相符，但涠洲岛气温上升主要来自秋季和夏季气温升高的贡献，这与何如等人［3］研究结果略有不同。

（2）通过曼－肯德尔（Mann－Kendall）法检验可知，涠洲岛年平均气温在80年代中期发生了明显的突变现象，增温最为明显的时段是二十世纪80年代中末期以来至今；年最高气温和年最低气温分别在70年代中期和70年代末期发生了明显的突变现象，增温最为明显的时段分别是二十世纪80年代中期以来至今和二十世纪90年代末期以来至今。

［1］李嘉琪，白爱娟，蔡亲波.西沙群岛和涠洲岛气候变化特征及其与近岸陆地的对比 ［J］.热带地理，2018，38（1）：72－79.

［2］谭宗琨，欧钊荣，何鹏.原生态环境下广西涠洲岛近50年气候变率的分析［J］.自然资源学报，2008，23（4）：589－599.

［3］何如，黄梅丽，李艳兰，，等.近50年来广西近岸及海岛的气候特征与气候变化规律［J］.气象研究与应用，2010，31（2）：12－15.

［4］廖秋香，尤明双，刘旭.涠洲岛近海近年气候变化特征浅析［J］.气象研究与应用，2012，33（S1）：140－141.

［5］何如，黄梅丽，罗红磊，等.近五十年来广西海岛的气候变化与气象灾害特征分析 ［J］.气象研究与应用，2015，36（2）：31－35.

［6］何洁琳，谢敏，黄卓，等.广西气候变化事实［J］.气象研究与应用，2016，37（3）：11－15.

［7］罗红磊，何洁琳，李艳兰，等.气候变化背景下影响广西的主要气象灾害及变化特征 ［J］.气象研究与应用，2016，37（1）：10－14.

［8］魏风英.现代气候统计诊断与预测技术［M］.北京：气象出版社，1999.

［9］孙瑞，吴志祥，陈帮乾，等.近55年海南岛气候要素时空分布于变化趋势［J］.气象研究与应用，2016，37（2）：1－7.