崔 萌,高 蔷
(通辽市库伦旗气象局,内蒙古 通辽 028200)
20 世纪80 年代以来,全球平均气温呈显著上升趋势,全球气候变暖现象逐渐得到民众与政府的关注。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次气候变化评估报告指出,近100 年来全球气候呈变暖趋势,1880年——2012 年全球地表平均温度约升高了0.85℃,极端事件不断增加[1-3]。研究发现:1960 年——2010 年,我国年、冬季、夏季平均气温都有明显上升趋势,冬季增温幅度最大,夏季增温幅度小于年平均和冬季平均,北方气温增幅大于南方[2-3]。不同地区和季节的气温变化差异对农牧业生产以及生态环境产生不同影响。因此,在全球气候变暖的大环境下,研究分析某一地区的气温变化特征具有重要意义[4-6]。
库伦旗位于内蒙古通辽市南部,素有“中国荞麦之乡”的美誉,总种植面积10.67×104hm2,灌溉面积不足10%,属于雨养农业地区。文章初步探讨了库伦旗近56 年来的气温变化趋势和突变点,以期探明库伦旗气温年变化与季节变化规律,为库伦旗生态环境建设、农牧业发展以及气象灾害防御等工作提供参考依据[7-8]。
选用1960年——2015 年库伦旗国家气象观测站气温资料,包括年和各季节的平均气温、最高气温、最低气温等数据资料。气温的变化速率和趋势用气候趋势系数加以表现,并检验气候趋势系数的显著性,运用M-K 检验法对气温进行突变分析。
2.1.1 气温年际变化
1960年——2015 年库伦旗年平均气温总体呈上升趋势,但1960年——1970 年呈下降趋势,1970年——1990 年基本处于较寒冷气候时期,然后进入较为温暖的气候时期,气温持续升高。在2000 年前后升温趋势逐渐放缓,2005 年后气温呈明显下降趋势,又进入较寒冷气候时期。
库伦旗年平均气温呈显著上升趋势(P<0.05),平均气温的变化速率为0.32℃/10 a,高于我国近60 年平均增温速率。韩翠华等人对1951年——2010 年我国气温变化进行了区域研究,研究表明:在此期间东北地区的升温速度最快达,0.3℃/10 a,库伦旗气温变化速率与东北区域较为一致。
库伦旗年平均最高、最低气温也呈显著上升趋势(P<0.05),气温变化速率分别为0.13℃/10 a 和0.32℃/10 a。由此可知,在气候变暖过程中,库伦旗年平均最低气温的升温幅度大于年平均最高温度的升温幅度。
2.1.2 各季气温变化
各季节平均气温的变化趋势总体呈上升趋势。在2005年春季、夏季和秋季的平均气温先后出现下降趋势。冬季平均气温的下降趋势出现较早,在1995 年就已开始逐渐下降。但各季平均气温的上升速率也有所不同,秋季最大为0.25℃/10 a,其次是春季、冬季,夏季最小仅为0.15℃/10 a,且只有秋季、春季的平均气温变化通过了显著性检验(P<0.05)。因此,夏季升温对于年平均气温升高的贡献率最小,影响库伦旗年平均气温的上升过程主要为秋季、春季。
从库伦旗各季节平均最高气温的变化趋势可以发现,各季节的平均最高气温变化趋势不明显,气温变化速率仅在0.06℃/10 a~0.16℃/10 a。库伦旗各季节平均最低气温的呈显著上升趋势(P<0.05),气候倾向率在0.18℃/10 a~0.38℃/10 a。由此可知,各季节的平均最低气温气候趋势倾向率也明显高于平均最高气温。
2.2.1 年平均气温
利用M-K 检验法对1960 年——2015 年库伦旗年、各季节平均气温进行突变分析,置信度水平α=0.05。库伦旗年平均气温的M-K 分析结果如图1 所示,UF 曲线自1965 年后呈明显上升趋势且穿过信度线,2005 年后呈下降趋势,但整体上升变化趋势显著,且UF 与UB 的交点位于0.05 信度区间内,说明存在突变。突变开始于两线交点,即1988 年前后。库伦旗气温变化分为两个阶段,第一阶段为1960——1988 年平均气温为6.89℃,第二阶段1989 年——2015 年平均气温为7.74℃,突变前后两个阶段平均气温相差0.85℃。库伦旗平均最高、最低气温的M-K 检验分析结果与平均气温十分相似,UF 曲线自1965 年左右呈明显上升趋势且穿过信度线,2005年左右呈下降趋势,但整体上升变化趋势显著,突变开始于两线交点在1980 年,平均最低气温突变前后相差较大,突变点后气温上升了1.0℃。
2.2.2 各季节平均气温
库伦旗各季节平均气温的M-K 结果分析可知,春季、秋季和冬季均存在突变,突变先后开始于1979 年——1988 年。从突变发生前后的气温变化来看,冬季平均气温的变化最为显著,前后温差达1.16℃。
各季节平均最高气温仅冬季存在突变,突变发生于1975年。平均最低气温的突变在4 个季节均有发生,冬季发生的最早,且与平均最高气温突变年份一致为1975 年,突变前后均值相差1.4℃。春季和秋季突变发生在1981 年左右,夏季突变发生最晚为1993 年,突变前后均值差0.6℃~0.9℃。
1960 年——2015 年库伦旗年平均气温与季平均气温总体上呈明显上升趋势,2000 年左右升温趋势有所减缓,2005 年后气温明显下降,其中冬季平均气温在1995 年就开始逐渐下降。年平均气温的气候倾向率为0.32℃/10 a,高于我国近60 年平均增温速率。库伦旗气温上升主要由最低气温的上升导致,多发生在春季、秋季。年、冬季的平均气温、最高和最低气温均存在突变,突变前后平均气温均值相差较大,除冬季平均气温突变时间较早在1979 年,其余突变开始时间在1978 年——1988 年前后。