1956—2019年米易高温变化特征分析

陈静

摘要 本文利用米易国家地面气象观测站1956—2019年观测资料，采用趋势分析、M-K突变检验方法研究米易高温变化特征。结果表明：年高温日数、年极端高温和年平均高温总体呈上升趋势，倾向率分别为3.3 d/10 a、0.25℃/10 a和0.08℃/10 a，与全球变暖结论一致。年高温日数、年极端高温2005—2019年均呈增加趋势，且在2006年左右有突变现象，年平均高温突变出现在2010年。

关键词 高温特征;线性趋势;突变检验

中图分类号：P49 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）04–0083–02

IPCC第五次评估报告坚持了以往评估报告的说法，认为近百年全球气候变暖毋庸置疑。有关研究表明，20世纪全球年平均气温上升0.4℃～0.8℃，我国近100年来年平均气温上升幅度在0.5℃～0.8℃，与全球上升幅度基本持平。温度升高导致高温干旱和暴雨洪涝等极端事件发生频率提高和强度加剧。

近几年来，国内学者对中国高温变化进行了大量研究。丁一汇[1]研究了我国近百年来温度变化，指出我国增温趋势与北半球大致一致。蔡文香[2]对中国夏季35℃以上极端高温事件的变换特征分析，针对攀枝花米易本地高温变化特征研究比较少。

米易县隶属攀枝花市，位于四川省西南角，属于南亚热带干热河谷立体气候，干、雨季分明而四季不明，河谷区全年无冬，夏季长达5个多月。米易冬季康养产业发达，各种蔬菜水果远销省内外。而高温变化直接影响农作物生长发育，因此，充分了解该本地气候变化特征，对其经济、社会、文化可持续发展提供科学依据具有十分重要意义[3]。本文重点分析研究米易县年高温日数、年极端高温、年平均高温等变化特征，帮助该地区积极应对高温带来的灾害影响。

1 资料和方法

1.1 资料来源

我国气象局将极端高温分为3级：≥35℃为高温，≥38℃为危害性高温，≥40℃为强危害性高温[4]。文中统一把≥35℃的高温天气称为高温。年高温日数指的是一年中出现高温的总日数，年极端高温指的是每年日最高气温最高值，年平均高温指一年中所有>35℃以上日最高气温平均值。本文选取米易国家地面气象观测站高温数据作为研究对象，将统计1956—2019年年高温日数、年极端高温和年平均高温等并作出分析。

1.2 分析方法

本研究采用趋势分析和Mann-Kendall法。Mann-Kendall法简称为M-K法，是一种非参数统计检验方法，是气象研究中常用突变检验方法[5]。此方法不仅计算简便，而且可以明确突变开始时间和區域。

计算公式：（k=1，2，…，n），其中E（Sk）和Var（Sk）分别为累计数Sk的均值和方差。按时间序列逆序，再计算UFK，UBK=-UFK（k=n，n-1，…，1）。若UFK和UBK的值>0，表明序列呈上升趋势，<0表明呈下降趋势。当它们超过临界直线时，表明上升或下降趋势显著。如果UFK和UBK两条曲线交点在临界线之间，表明突变明显，反之，若在临界线之外，表明突变不显著[6-7]。

2 结果与分析

2.1 高温日数变化趋势、突变检验和周期性变化

2.1.1 高温日数年际和月际变化 1956—2019年共出现1 438个高温日，每年平均高温日数为22 d。根据给出1956—2019年高温日逐年分布曲线图（图1），可知64年高温日数总体呈明显增加趋势，倾向率为3.3 d/10 a，R=0.21（趋势分析通过0.05显著性检验），表明年高温日数与年份呈显著正相关关系。1956—1962年、1999—2004年高温日数偏少，均在平均值之下，1956年、1980年、2001年出现高温总日数极小值，仅有3 d;1963—2000年高温日数在等平均线上下起伏不定;2001年开始高温日数呈明显上升趋势，其中2005—2016年连续12年高温日数在24 d以上且均在平均线以上;2019年出现高温总日数极大值，达71 d。

1956—2019年这64年高温日数月分布呈顶峰式分布（图2），5月是高温发生频次最多月份，占高温总日数的47.3%，其次是6月，占高温总日数28.2%，4月占高温总日数11.9%，7月占比7.4%。3月、8月和9月份较少，3个月总日数仅占高温总日数的5.2%，而10月到次年2月份无高温事件发生。

2.1.2 高温日数突变检验 令显著性水平α=0.05，那么临界值u0.05=1.96。UF表示高温日数顺序统计曲线，UB表示高温日数逆序统计曲线。由UF曲线可见（图3），2005—2019年米易高温日数呈增多趋势，到2010年这一增多趋势超过0.05，表明这段时间米易高温日数增多趋势十分显著。根据UF和UB交点在临界线之间，说明2006年开始高温日数增多是突变现象。

2.2 年极端高温的变化趋势和突变检验

2.2.1 年极端高温变化趋势 从年极端高温变化趋势可看出（图4），米易年极端高温变化范围为35.3℃～41.2℃，出现35.3℃的年份为1990年，出现41.2℃的年份为2014年。近64年年极端高温总体呈上升趋势，倾向率为0.25℃/10 a，R2=0.12（通过0.05显著性检验），表明年极端高温与年份有显著正相关关系。

2.2.2 年极端高温的突变检验 同样，令显著性水平α=0.05，临界值u0.05=1.96。对年极端高温进行M-K检验，图5为检验结果，从结果看，1960—1970年左右、2005—2019年是升高趋势，到2015年这一增多趋势超过0.05，表明这段时间米易高温日数增多趋势十分显著。UF和UB交点位置在临界线之间，2006年左右，说明2006年以来年极端高温增高是一突变现象[6-7]。

2.3 年平均高温变化趋势和突变检验

2.3.1 年平均高温变化趋势 年平均高温变化范围在35.1℃～37.1℃（图6），1987年年平均高温出现最高值（37.1℃），1987—1990年的4年内出现了年平均高温为35.1℃的最低值。从年平均高温的分布图可以看出，过去55年里年平均高温总体微呈上升趋势，倾向率为0.08℃/10 a，R2=0.0869（通过了0.05的显著性检验），表明年平均高温与年份有显著的正相关关系。

2.3.2 年平均高温突变检验 对年平均高温进行M—K检验，同样令显著性水平α=0.05，临界值u0.05=1.96，从结果（图7）看，1970—1980年年平均高温呈逐渐减小趋势，1980年左右这一减小趋势超过0.05，1981—2000年又呈增加趋势，2001—2008年呈减小趋势，2009—2019年呈增加趋势。从UF和UB的交点看出，2010年的温度升高是突变现象。

3 结论

（1）1956—2019年共出现1 438 d高温日，每年平均高温日数为22 d，64年间高温日数总体呈明显增加趋势，倾向率为3.3 d/10 a。年高温日数在3～71 d范围内变化。每年5、6月是高温日发生最多的月份，占全年比例达75.5%。历年中，10月到次年2月份无高温事件发生。（2）2005—2019年高温日数增加趋势显著，2006年有显著突变现象。（3）米易年極端高温主要在35.3℃～41.2℃之间变化，历年年极端高温总体呈上升趋势，倾向率为0.25℃/10 a。2005—2019年是升高趋势，2006年左右极端高温增高有一突变现象。（4）64年来年平均高温为35.1℃～37.1℃，总体呈微上升趋势，倾向率为0.08℃/10 a，2010年温度升高是突变现象。（5）以上分析能看出米易县35℃以上极端高温事件在64年间的变化趋势，但文中分析仅能看出高温事件过去发生规律，以此推断未来发展趋势具有局限性。

参考文献

[1] 丁一汇.中国近百年来的温度变化[J].气象，1994，20（12）：19-25.

[2] 蔡文香.1961-2011a中国夏季35度以上极端高温事件的变化特征分析[J].干旱区资源与环境，2015，29（9）：144-147.

[3] 彭霞.近60a长三角地区极端高温事件变化特征及其对城市化的响应[J].长江流域资源与环境，2016，25（12）：1917-1925.

[4] 王志英.广州市夏季高温影响因素及防御对策研究[J].气象研究与应用，2007，28（1）：35-40.

[5] 陈建新.南阳市1960-2013年高温日数变化特征及原因分析[J].气象与环境科学，2015，38（2）：87-91.

[6] 许文龙.广西防城港市近55年温度变化特征及突变分析[J].安徽农业科学，2012，40（30）：146-148.

[7] 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.

责任编辑：黄艳飞