大兴安岭林区生长季气温的变化分析

田宝星，翟 墨，杨 帆，陈 晶，张 洋，张恒翀

（1.黑龙江省气象科学研究所，黑龙江 哈尔滨 150030；2.黑龙江省气象局机关服务中心，黑龙江 哈尔滨 150030；3.呼兰区气象局，黑龙江 哈尔滨 150500；4.黑龙江省气象数据中心，黑龙江 哈尔滨 150030）

1 引言

气候变化向来是学者们关注的焦点问题之一，研究气候变化对生态系统的影响具有重要的意义。IPCC 数据表明，1906-2005 年全球地表温度增加了0.74 ℃，近50 a 全球地表温度增加了0.85 ℃[1],其中以北方地区和青藏高原最为显著[2]。 大兴安岭林区是气候脆弱区和对气候变暖最敏感地区[3-4]，带来的威胁和影响也很明显，降水减少，可燃物的积累加上气温上升，更容易造成林火的发生[5]；气温升高，蒸散加剧，土壤水分减少且湿度下降，将导致作物缓慢生长甚至引起旱灾[6]。 因此对大兴安岭林区生长季平均气温变化特点及规律的研究尤为重要。 本文基于大兴安岭林区8 个气象站点1980-2018 年日资料进行研究，期望为当地经济发展提供参考材料。

2 资料与方法

2.1 资料

基于黑龙江省大兴安岭林区1980-2018 年漠河、 北极村、 塔河、 呼中、 新林、 呼玛、 加格达奇和爱辉8 个气象观测站生长季5-9 月逐日平均气温数据资料。

2.2 方法

利用气候统计方法， 将研究区域各站点逐日平均气温根据研究需要进行相关统计， 采用线性气候倾向率[7]分析生长季气温时间演变规律，EOF 分析[8]得到生长季气温空间分布特征，小波分析[9]得出生长季气温周期变化。

3 结果与分析

3.1 生长季气温时间变化

由图1 可见，1980-2018 年生长季平均气温呈增加趋势，变化速率为0.38 ℃/10a。 39 a 生长季平均气温为14.6 ℃，1981 年生长季平均气温为13.2 ℃，是研究时段最小值；2000 年生长季平均气温为15.7 ℃，是研究时段最大值，极差为2.5 ℃左右。由表1 可见，研究区域20 世纪80 年代生长季平均气温为14.0℃，20 世纪90 年代比80 年代生长季平均气温增加0.4 ℃，21 世纪00 年代比20 世纪90 年代生长季平均气温增加0.4 ℃，21 世纪10 年代比21 世纪00 年代生长季平均气温增加0.4 ℃。大兴安岭林区年代际变化明显， 自20 世纪80 年代以来生长季平均气温明显增加。

表1 大兴安岭林区生长季平均气温年代际变化

图1 大兴安岭林区1980-2018 年生长季平均气温变化趋势

3.2 生长季气温空间变化

在EOF 分析中， 研究区域生长季平均气温第1特征向量的方差贡献率为87.75%， 可体现其生长季平均气温的显著空间分布。 由图2a 可见，第1 特征向量呈现一致正变化， 区内低值中心在北极村附近且等值线相对密集， 高值中心在呼玛附近且等值线稀疏，其振幅以西北向东南逐渐递减，受地理位置影响较大，区域特征明显。 由图2b 可见，第1 特征向量所对应的时间系数绝对值最大， 这一时刻空间分布型式最典型，但时间系数正、负相间，生长季平均气温年际变化相反。

图2 大兴安岭林区生长季平均气温第1 特征向量（a）空间模态和（b）时间系数

3.3 生长季气温周期变化

小波方差图（图3）中，研究区域生长季平均气温有3 个明显的峰值，依次对应8 a，22 a 和28 a。 最大峰值为28 a 其周期振荡最强，为第一主周期；第二主周期为22 a；第三主周期为8 a。 说明此3 个周期控制着大兴安岭林区生长季平均气温在整个时间域的变化特征。

图3 大兴安岭林区生长季平均气温小波方差

4 结论与讨论

（1）大兴安岭林区生长季平均气温呈增加趋势，年代际特征明显， 自20 世纪80 年代以来生长季平均气温明显增加。

（2）大兴安岭林区生长季平均气温空间分布第1特征向量呈一致变化趋势，区内高值中心在呼玛附近且等值线稀疏，低值中心在北极村附近且等值线相对密集，其振幅自西北向东南逐渐递减，研究区域生长季平均气温受地理因素影响较大，区域特征明显。

（3）大兴安岭林区生长季平均气温存在3 种明显的周期变化，即28 a 周期振荡最强，22 a、8 a 周期为第二、第三主周期。

（4）气候变化背景下，大兴安岭地区做为敏感区域之一[3-4]，气候在变暖，生长季在延长，气候变化将对农牧业和生态植被产生严重影响，同时，对季节、积温、降水量的影响还有待于进一步研究。