張博宇，高雪嬌

(榆林市氣象局，陜西榆林 719000)

榆陽區(qū)近62年氣溫突變分析

張博宇，高雪嬌

(榆林市氣象局，陜西榆林 719000)

利用估計溫度變化趨勢的線性回歸方程及M-K檢驗(yàn)方法, 對陜西北部榆陽區(qū)1951—2012年年、季平均氣溫和最高(低)氣溫序列進(jìn)行診斷分析。結(jié)果表明：近62 a來榆陽區(qū)升溫顯著，年平均氣溫線性趨勢率0.21 ℃/10 a；榆陽區(qū)氣溫變化有兩個特點(diǎn)，一是最低氣溫升高，二是冬季升溫明顯高于其它季節(jié)；M-K檢驗(yàn)表明年平均氣溫在1993年發(fā)生突變，年平均最高氣溫突變發(fā)生遠(yuǎn)早于年平均最低氣溫。

氣溫變化； 趨勢分析；M-K檢驗(yàn)；突變分析

由于全球氣候變暖，氣溫突變成為研究熱點(diǎn)。向遼元等[1]對中國大陸地區(qū)氣溫突變的區(qū)域特征和季節(jié)特征進(jìn)行了探討，認(rèn)為1951—2003年中國大陸地區(qū)變冷區(qū)域顯著縮小，變冷區(qū)域的變冷趨勢明顯減弱；東北、華北區(qū)域年平均氣溫在20世紀(jì)80年代中后期發(fā)生突變,西北、中南區(qū)域年氣溫在20世紀(jì)90年代前期發(fā)生了突變。劉小艷等[2]研究西安1951—2006年氣溫變化，表明西安市平均氣溫在1994年發(fā)生明顯突變,由低于氣候平均值變?yōu)楦哂跉夂蚱骄?其后氣溫持續(xù)偏高。通過分析1951—2012年榆陽區(qū)年、季平均氣溫，最高(低)氣溫的氣候變化特征，并與全國各地升溫趨勢進(jìn)行比較，為進(jìn)一步研究榆陽區(qū)氣候變化規(guī)律及成因提供依據(jù)。

1 資料和方法

以榆陽區(qū)1951—2012年月平均氣溫、月平均最高(低)氣溫為基本資料。春、夏、秋、冬四季采用氣候統(tǒng)計中通用的劃分方法，分別是3—5月、6—8月、9—11 月和12月—次年2月。歷史平均值采用統(tǒng)計時段內(nèi)的平均值。估計溫度變化趨勢的線性回歸方程為Y=a+bt，其中t表示年，Y表示溫度(℃)。用最小二乘法來確定回歸系數(shù)a、b的值。

用Mann-Kendall檢驗(yàn)做突變分析。M-K檢驗(yàn)法[3]是一種非參數(shù)的檢驗(yàn)方法，樣本不需遵從某一特定的分布，也不受個別異常值干擾，能夠客觀地表示樣本序列的整體變化特征，可以確定突變的時間區(qū)域及突變開始的時間。

2 氣溫的長期變化趨勢

榆陽區(qū)年平均氣溫、年平均最高及最低氣溫均呈上升趨勢(圖1)，年平均氣溫線性趨勢率0.21 ℃/10 a，低于全國和西北地區(qū)平均0.25 ℃/10 a的線性趨勢率[4]，年平均最低氣溫的增溫趨勢明顯，線性趨勢率為0.3 ℃/10 a，表明夜間氣溫下降幅度減小，這與翟盤茂等研究中國1951—1990年最低氣溫的變化趨勢是一致的[5]。但年平均最高氣溫與文獻(xiàn)[4]有區(qū)別，也呈現(xiàn)出0.11 ℃/10 a的線性趨勢率。

表1中，季平均氣溫以冬、春、秋季升溫最為顯著， 氣溫線性趨勢率分別為0.45 ℃/10 a、0.22 ℃/10 a、0.17 ℃/10 a，夏季升溫不明顯，僅為0.04 ℃/10 a。季平均最高氣溫的升溫以秋冬最為顯著，線性趨勢率分別為0.32 ℃/10 a、0.18 ℃/10 a，春、夏季不明顯。季平均最低氣溫升溫趨勢四季均顯著，冬季升溫最為顯著，線性趨勢率為0.51 ℃/10 a。

圖1 1951—2012年榆陽區(qū)年平均氣溫、年平均最高(低)氣溫距平變化曲線及其線性趨勢

表1 1951—2012年榆陽區(qū)年及各季的氣溫線性變率℃/10 a

近62 a榆陽區(qū)升溫主要表現(xiàn)在：最低氣溫升高趨勢較最高氣溫明顯；冬季平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫升溫較春、夏、秋季明顯。冬季升溫與冷空氣活動減弱有關(guān)，有研究[6]表明，近10 a來榆陽區(qū)沙塵天氣減少，大風(fēng)日下降，這一結(jié)論也佐證了冷空氣活動減弱的事實(shí)。

3 氣溫突變分析

由圖2可見，20世紀(jì)50年代前期，榆陽區(qū)氣溫變化趨勢出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，先快速上升后，又明顯下降。50年代后期至80年代末期為波動期。年平均最低氣溫在70年代附近有明顯轉(zhuǎn)折出現(xiàn)，UF曲線超過臨界線，表明60年代末至70年代初年平均最低氣溫先有顯著的下降后再回升。90年代以后，年平均氣溫、年平均最高氣溫和年平均最低氣溫均表現(xiàn)出明顯的增暖趨勢，但在2006年后，年平均最高氣溫上升幅度減緩。

圖2中，UF和UB兩條曲線相交，且交點(diǎn)在臨界線之間，表明20世紀(jì)90年代榆陽區(qū)開始增暖是一種突變現(xiàn)象，突變年份是1993年。進(jìn)入21世紀(jì)這種增暖趨勢超過顯著性水平為0.05的臨界線(U0.05=1.96),說明21世紀(jì)氣溫上升趨勢十分顯著。這與王海燕[7]對陜西省年平均氣溫的研究結(jié)果一致。

圖2 1951—2012年榆陽區(qū)年平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫M-K檢驗(yàn)曲線

年平均最高氣溫在1986年發(fā)生突變，由低變高。1999年開始，升溫趨勢顯著。年平均最低氣溫突變發(fā)生在1998年，2004年后顯著升高。在表2中，突變前氣溫是指1951年至發(fā)生突變當(dāng)年的平均氣溫，突變后氣溫是指發(fā)生突變次年至2012年的平均氣溫。年平均最高氣溫突變發(fā)生較最低氣溫早12 a；年平均最低氣溫突變前后相差1.8 ℃，明顯高于最高氣溫突變值，可見年平均氣溫上升以最低氣溫為主。

表2 榆陽區(qū)年平均氣溫、最高和最低氣溫突變年份及突變前后溫差 ℃

4 結(jié)論與討論

(1)榆陽區(qū)近62 a年平均氣溫、最高(低)氣溫均呈上升趨勢，年平均氣溫線性趨勢率0.21 ℃/10 a，年平均最低氣溫的升溫幅度明顯高于年平均最高氣溫的升幅，這種升溫導(dǎo)致氣溫日較差有變小的趨勢。

(2)冬季升溫明顯高于其它季節(jié)，冬季平均最低氣溫線性趨勢率0.51 ℃/10 a，平均最高溫度線性趨勢率0.32 ℃/10 a；夏季升溫最小，平均最高氣溫沒有升高，平均最低溫度線性趨勢率0.19 ℃/10 a。

(3)榆陽區(qū)年平均氣溫突變發(fā)生在1993年，經(jīng)歷了由冷向暖的轉(zhuǎn)變。21世紀(jì)開始，氣溫呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。年平均最高氣溫突變要遠(yuǎn)早于年平均最低氣溫，前后相差12 a，且年平均最低氣溫在20世紀(jì)末突變明顯，前后溫差1.8 ℃。

[1] 向遼元,陳星.近55 年中國大陸氣溫突變的區(qū)域特征和季節(jié)特征[J].氣象，2006，32(6)：45-48.

[2] 劉小艷,寧海文,杜繼穩(wěn),等.近56年來西安市氣溫突變與致災(zāi)效應(yīng)[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2009，23(11)：94-99.

[3] 王德麗. 全球變暖環(huán)境下陜北、關(guān)中、陜南氣候變化對比研究[D].西安：陜西師范大學(xué)，2011.

[4] 姚玉壁,肖國舉,王潤元,等.近50年來西北半干旱區(qū)氣候變化特征[J].干旱區(qū)地理，2009，32(2)：159-165.

[5] 翟盤茂,任福民.中國近四十年最高最低溫度變化[J].氣象學(xué)報,1997,55(4):418-428.

[6] Li Qiang,Wei Xiaolan,Liu Min,et al.New characteristics of the dust weather in northern Shaanxi in recent 10 years[J].Meteorological and Environmental Research，2013,4(4)：29-32.

[7] 王海燕. 陜西省極端氣溫變化特征分析[D].西安：陜西師范大學(xué)，2010.

張博宇，高雪嬌. 榆陽區(qū)近62年氣溫突變分析[J].陜西氣象，2014(6)：25-27.

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2014-06-10

張博宇(1986—)，男，陜西榆林人，學(xué)士，助理工程師，從事氣象科技服務(wù)工作。

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