郭金強(qiáng) ，吳衛(wèi)民 ，劉 輝 ，王肖娟 ，雷 薇

（1.新疆石河子氣象局，新疆 石河子 832000；2.新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司）

氣溫日較差 （DTR）可以反映全球和區(qū)域性的溫度變化幅度特征，有著重要的生態(tài)學(xué)意義，其變化會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)分布、作物產(chǎn)量和品質(zhì)以及流行疾病的發(fā)生等產(chǎn)生影響，石河子地處天山北麓中段、準(zhǔn)噶爾盆地南緣，對(duì)于該區(qū)的干旱氣候特征和時(shí)空變化規(guī)律，已有專(zhuān)家學(xué)者做了相應(yīng)的研究[1-3]，而對(duì)該地區(qū)的氣溫日較差的變化研究尚待深入，因此，分析氣溫日較差的變化趨勢(shì)，不僅可以了解當(dāng)?shù)氐臍夂蜃兓闆r，而且對(duì)其生態(tài)環(huán)境的保護(hù)也有著重要的意義［4-5］。

1 資料和方法

1.1 資料來(lái)源

選取1961—2016年石河子墾區(qū)4個(gè)地面觀測(cè)站逐日最高氣溫、最低氣溫、降水量、總云量、平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、相對(duì)濕度和水汽壓等資料。根據(jù)石河子地區(qū)氣候特點(diǎn)，將四季劃分為：冬季（11月至翌年3月）、春季（4～5月）、夏季（6～8月）和秋季（9～10月）。日較差是日最高溫度與日最低溫度之差，可用如下公式表示：

式中，DTR為日較差，Tmax為日最高氣溫，Tmin為日最低氣溫。

1.2 分析方法

1.2.1 線性趨勢(shì)

采用線性趨勢(shì)法，將氣候要素寫(xiě)成時(shí)間t的線性函數(shù)，即：

式中，a和b為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。用最小二乘法通過(guò)實(shí)際資料計(jì)算得出，其中a表示線性函數(shù)的斜率，也就是氣候要素的線性趨勢(shì)（年際變率）。a為正（負(fù)）表示有增加（減?。┶厔?shì)，零表示無(wú)線性變化趨勢(shì)。

1.2.2 變化趨勢(shì)的顯著性檢驗(yàn)

線性趨勢(shì)分析方法的結(jié)果，通過(guò)方差分析使用統(tǒng)計(jì)量F進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)：

2 結(jié)果與分析

2.1 日較差變化趨勢(shì)

2.1.1 日較差的年變化

圖1 1961—2016年石河子地區(qū)氣溫日較差年際變化

圖1為1961—2016年石河子地區(qū)4個(gè)站點(diǎn)年平均日較差（DTR）的變化?？梢钥闯?，石河子地區(qū)年平均日較差總體呈下降趨勢(shì)，年平均日較差的下降幅度為每10年降低0.55℃。石河子地區(qū)年平均日較差變化呈現(xiàn)出與年平均最高、最低氣溫相反的變化趨勢(shì)（圖2）。近56年來(lái)石河子地區(qū)年平均氣溫、平均最高氣溫和最低氣溫均呈顯著的上升趨勢(shì)，其中年平均最低氣溫上升趨勢(shì)最顯著，每10年升高0.53℃，其次是平均氣溫，每10年升高0.33℃，年平均最高氣溫每10年升高0.14℃。

圖2 1961—2016年石河子地區(qū)平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫變化趨勢(shì)

2.1.2 日較差的季節(jié)變化

表1和表2是石河子地區(qū)4個(gè)觀測(cè)站近57年氣溫日較差、平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫的季節(jié)線性趨勢(shì)值。從表1可以看出，春季氣溫日較差呈顯著減小趨勢(shì)，平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫均呈上升趨勢(shì)。石河子地區(qū)氣溫日較差平均每10年減小0.22℃，平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫每10年分別升高0.41℃、0.40℃和0.61℃。南部的石河子市站和烏蘭烏蘇站的氣溫日較差未達(dá)到0.05的顯著水平，北部的炮臺(tái)站和莫索灣站分別達(dá)到0.05的顯著和0.01的極顯著水平；平均氣溫和最低氣溫各站均達(dá)到0.01的極顯著水平，最高氣溫除莫索灣站達(dá)到0.05的顯著水平，其余各站均達(dá)到0.01的極顯著水平。

夏季氣溫日較差呈減小趨勢(shì)，平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫均呈升高趨勢(shì)，氣溫日較差和最低氣溫分別達(dá)到0.05的顯著水平和0.01的極顯著水平；平均氣溫和最高氣溫未達(dá)到0.05的顯著水平。石河子地區(qū)夏季氣溫日較差平均每10年減小0.27℃，平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫每10年分別升高了0.16℃、0.14℃和0.40℃。莫索灣站夏季氣溫日較差減小趨勢(shì)和最低氣溫上升趨勢(shì)最顯著。

表2顯示了近57年石河子地區(qū)秋季、冬季平均日較差、平均氣溫、平均最高氣溫和最低氣溫的線性趨勢(shì)統(tǒng)計(jì)值。表2表明，秋季各地氣溫日較差呈顯著性減小趨勢(shì)，有2個(gè)站達(dá)到顯著水平，各站平均每10年減小0.27℃。平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫呈顯著上升趨勢(shì)，與春季相同，除石河子站和烏蘭烏蘇站以外，其余2站氣溫日較差均達(dá)到了0.05的顯著水平，除石河子市站外，其他3站平均氣溫達(dá)到顯著水平；最高氣溫和最低氣溫各站均達(dá)到顯著水平。氣溫日較差減小趨勢(shì)和最低氣溫上升趨勢(shì)最顯著的均是莫索灣站。

表1 1961—2016年石河子地區(qū)春夏季氣溫日較差、平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫的線性趨勢(shì)值 ℃/10年

表2 1961—2016年石河子地區(qū)秋冬季氣溫日較差、平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫的線性趨勢(shì)值 ℃/10年

冬季是氣溫日較差減小最顯著的季節(jié)，也是最低氣溫上升趨勢(shì)最顯著地季節(jié)，各站氣溫日較差減小趨勢(shì)均達(dá)到了顯著水平，每10年減小0.56℃；最低氣溫每10年上升了0.61℃，冬季平均氣溫呈顯著上升趨勢(shì)，每10年上升了0.42℃。冬季最高氣溫上升趨勢(shì)未達(dá)到顯著水平。

石河子地區(qū)四季氣溫日較差呈現(xiàn)顯著減小趨勢(shì)，其中冬季最顯著，春季變化較小。北部的莫索灣和炮臺(tái)站每個(gè)季節(jié)氣溫日較差都有非常顯著的減小，南部的石河子、烏蘭烏蘇站變化較小。

平均氣溫上升趨勢(shì)夏季顯著，其余季節(jié)增幅在0.41～0.42℃/10年。最低氣溫上升趨勢(shì)最明顯，四季各站點(diǎn)都達(dá)到顯著，而最高氣溫上升趨勢(shì)春、秋季達(dá)到顯著水平，夏季和冬季未達(dá)到顯著水平。平均最低氣溫的大幅度上升和最高氣溫的緩慢上升是氣溫日較差顯著減小的主要原因。

2.2 影響因子

表3 石河子地區(qū)四季氣溫日較差趨勢(shì)值和各要素趨勢(shì)值的相關(guān)系數(shù)

分析表明，石河子地區(qū)氣溫日較差與日照時(shí)數(shù)、總云量、水汽壓和降水量有較好的相關(guān)性（見(jiàn)表3），四季氣溫日較差的變化與各因子的相關(guān)系數(shù)均達(dá)到了極顯著水平，氣溫日較差長(zhǎng)期變化的影響因子隨季節(jié)而變化，春季日照時(shí)數(shù)和降水量的變化趨勢(shì)與氣溫日較差的相關(guān)性最大；秋季日照時(shí)數(shù)、總云量和降水量與氣溫日較差的相關(guān)性最大；夏季、冬季氣溫日較差與4個(gè)因子的變化都比較顯著。年氣溫日較差與水汽壓和降水量相關(guān)性最大。

3 結(jié)論與討論

（1）石河子地區(qū)四季日較差呈現(xiàn)顯著減小趨勢(shì)，其中冬季最顯著，春季變化較小。北部炮臺(tái)和莫索灣站各季節(jié)日較差都有非常顯著的減小，石河子和烏蘭烏蘇站只有冬季表現(xiàn)顯著，其他季節(jié)不顯著。（2）石河子地區(qū)最低氣溫上升趨勢(shì)最明顯，四季各站站點(diǎn)都達(dá)到顯著，最高氣溫春季和秋季上升趨勢(shì)達(dá)到了顯著水平，秋季和冬季上升趨勢(shì)未達(dá)到顯著水平。這種平均最高氣溫的緩慢上升和最低氣溫的大幅度上升使得日較差減小趨勢(shì)顯著。（3）氣溫日較差長(zhǎng)期變化的影響因子隨季節(jié)而變化，春季日照時(shí)數(shù)和降水量的變化趨勢(shì)與氣溫日較差的相關(guān)性最大；秋季日照時(shí)數(shù)、總云量和降水量與氣溫日較差的相關(guān)性最大；夏季、冬季氣溫日較差與4個(gè)因子的變化都比較顯著。年氣溫日較差與水汽壓和降水量相關(guān)性最大。