林巧美，陳裕強(qiáng)，梁潔華，陳浩

（1.揭陽(yáng)市氣象局，廣東揭陽(yáng) 515599；2.揭陽(yáng)市突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心，廣東揭陽(yáng) 515599）

聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第5次氣候變化評(píng)估報(bào)告指出，氣候系統(tǒng)的暖化是毋容置疑的，過(guò)去3個(gè)10年的地表已連續(xù)偏暖于1850年以來(lái)的任何一個(gè)10年［1］。全球氣候變暖對(duì)自然環(huán)境、社會(huì)等帶來(lái)嚴(yán)重的影響［2-3］。全球氣候變暖已引起各國(guó)科學(xué)家和政府的高度關(guān)注，已有很多專家和學(xué)者進(jìn)行了大量的研究［4-8］。伍紅雨等［9］分析了 1961—2012年廣東冬季氣溫異常的氣候特征及變化，指出廣東冬季平均氣溫以0.026℃／年的速率明顯上升，但增溫速率低于全國(guó)平均的冬季增溫速率，并在1989年發(fā)生升溫的突變，廣東冬季增溫趨勢(shì)最顯著的地區(qū)是珠江口和粵東南。不同區(qū)域、不同的氣候要素對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)是有差異的［10-11］。劉愛(ài)君［12］、湯海燕［13］、黃珍珠等［14］、丁麗佳［15］、羅偉華等［16］分析了廣東年平均和四季氣溫的變化趨勢(shì)，指出廣東的年平均和四季平均氣溫近40或50年來(lái)總體呈上升趨勢(shì)，四季中以冬季的上升趨勢(shì)最為明顯。

近年來(lái)，在全球氣候變暖的背景下，揭陽(yáng)市冬季氣溫也呈上升趨勢(shì)，那么揭陽(yáng)市冬季氣溫變化趨勢(shì)如何，是否與廣東冬季氣溫變化趨勢(shì)一致呢？因此，有必要對(duì)揭陽(yáng)冬季氣溫的氣候特征及其變化規(guī)律進(jìn)行更詳細(xì)的研究。本研究利用揭陽(yáng)市近59年冬季氣溫的觀測(cè)資料，分析揭陽(yáng)市冬季的平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫、冷暖冬的變化特征，以及冬季氣溫的突變期等，探討揭陽(yáng)市冬季氣溫異常與廣東同期氣溫異常的關(guān)系，以期為今后揭陽(yáng)市冬季氣溫預(yù)測(cè)提供參考。

1 資料與方法

選用揭陽(yáng)市氣象觀測(cè)站的氣溫觀測(cè)資料，時(shí)段為1960—2018年共59年，季節(jié)劃分為春季（3—5月）、夏季（6—8月）、秋季（9—11月）、冬季（12月—次年2月）。氣象要素為冬季的平均、極端最低和極端最高氣溫等。運(yùn)用線性傾向估計(jì)、滑動(dòng)平均、M-K突變檢驗(yàn)等分析方法，對(duì)近59年冬季氣溫的變化特征進(jìn)行分析。

2 結(jié)果及分析

2.1 冬季氣溫的年際變化

統(tǒng)計(jì)可知，揭陽(yáng)市1960—2018年冬季平均氣溫為14.9℃，年際變化較大（圖1），線性傾向估計(jì)呈上升趨勢(shì)，其氣候傾向率為0.036 9℃／年，通過(guò)信度為0.01的顯著性檢驗(yàn)，高于伍紅雨等［9］指出的廣東冬季平均氣溫氣候傾向率0.026℃／年。從冬季平均氣溫的5年滑動(dòng)平均曲線可以看出，1960—1987年為一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的冷期，在這一期間，出現(xiàn)了59年來(lái)冬季平均氣溫最低的年份（即1967年為12.1℃）；1988年以來(lái)，滑動(dòng)平均曲線總體是一個(gè)升高的暖期，只在2012和2013年出現(xiàn)小波動(dòng)，在這一期間，出現(xiàn)了59年來(lái)冬季平均氣溫最高的年份（即2018年為17.4℃）。另外，近59年來(lái)揭陽(yáng)市冬季平均氣溫距平低于0℃的有26年，其中20世紀(jì)60—80年代有21年、90年代以來(lái)只出現(xiàn)5年。

圖1 1960—2018年揭陽(yáng)市冬季平均氣溫年際變化

2.2 冬季氣溫的年代際變化

從平均氣溫的年代變化（圖2）可以看出，從20世紀(jì)60年代到21世紀(jì)前10年，冬季氣溫呈上升態(tài)勢(shì)，2011年以來(lái)，則出現(xiàn)下降趨勢(shì)，但仍然高于歷史平均值。20世紀(jì)60—80年代，揭陽(yáng)市冬季平均氣溫處在相對(duì)冷期，均低于平均值，其中20世紀(jì)60年代出現(xiàn)最低值，為14.1℃，20世紀(jì)90年代以來(lái)，進(jìn)入冬季暖期，平均氣溫均高于平均值，在21世紀(jì)前10年達(dá)到最高值，為16.1℃。

圖2 1960—2018年揭陽(yáng)市冬季平均氣溫的年代變化

2.3 冬季平均氣溫與全年平均氣溫的比較

近59年來(lái)，揭陽(yáng)市冬季平均氣溫呈上升的趨勢(shì)，其氣候傾向率為0.036 9℃／年，而全年平均氣溫的氣候傾向率為0.027 6℃／年?？梢?jiàn)，冬季氣溫上升幅度大于年平均氣溫上升幅度，表明冬季升溫對(duì)全年氣候變暖有顯著的貢獻(xiàn)。冬季氣溫在20世紀(jì)60—80年代低于平均水平，20世紀(jì)90年代開(kāi)始冬季氣溫急劇上升，遠(yuǎn)超過(guò)了59年的平均值，并且在21世紀(jì)初期冬季氣溫達(dá)到了最高峰，這跟揭陽(yáng)市城市人口增加和城市快速發(fā)展造成的熱島效應(yīng)有一定的關(guān)系。

2.4 冬季極端最低氣溫的變化

近59年來(lái)，揭陽(yáng)市冬季極端最低氣溫的平均值為4.1℃，最低值為0.2℃，出現(xiàn)在2009年冬天。極端最低氣溫的氣候傾向率為0.036 7℃／年（圖略），通過(guò)信度0.05的顯著性檢驗(yàn)，比年平均氣溫的氣候傾向率大，與冬季平均氣溫的變化趨勢(shì)接近。20世紀(jì)60—70年代以及2010年以來(lái)低于平均值，而20世紀(jì)80—90年代以及21世紀(jì)前10年高于平均值。20世紀(jì)60—70年代的多數(shù)年份極端最低氣溫低于多年平均值，而20世紀(jì)80—90年代，極端最低氣溫大多數(shù)年份均高于多年平均值，僅 1980、1984、1991、1999、2004、2009年低于多年平均值。進(jìn)入21世紀(jì)，再次出現(xiàn)多數(shù)年份低于多年平均值，僅2011、2014和2016年高于平均值。

從低溫（日最低氣溫≤5℃）日數(shù)來(lái)看，20世紀(jì)70年代最多，達(dá)到72 d，其次是20世紀(jì)60年代為68 d，21世紀(jì)前10年最少，只有4 d，2010年以后又出現(xiàn)增多的趨勢(shì)。

2.5 冬季極端最高氣溫的變化

近59年來(lái)，揭陽(yáng)市極端最高氣溫的平均值為28.1℃，最高值為30.5℃（出現(xiàn)在1995年），最低值為23.6℃（出現(xiàn)在1982年）。極端最高氣溫的氣候傾向率為 0.042 5℃／年（圖略），均大于冬季平均氣溫、極端最低氣溫、年平均氣溫的氣候傾向率，并且通過(guò)信度為0.01的顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明增溫顯著。20世紀(jì)60—80年代極端最高氣溫低于平均值，30年間有20年低于平均值；20世紀(jì)90年代以來(lái)高于平均值，29年間有23年高于平均值。

2.6 冷冬、暖冬的變化

冬季氣溫的異常，主要表現(xiàn)為冷冬或暖冬，其中某年冬季氣溫與冬季多年平均氣溫求距平標(biāo)準(zhǔn)差（σ），并用此值來(lái)進(jìn)行劃分冷冬和暖冬。本研究采用國(guó)家氣象標(biāo)準(zhǔn)，即Δt≤-1.29σ為強(qiáng)冷冬，-1.29σ＜Δt≤ -0.43σ為弱冷冬；Δt≥1.29σ為強(qiáng)暖冬，0.43σ≤Δt＜1.29σ為弱暖冬。經(jīng)過(guò)計(jì)算σ＝1.1℃，也就是當(dāng)Δt≤-1.4℃為強(qiáng)冷冬，-1.4℃＜Δt≤-0.5℃為弱冷冬；Δt≥1.4℃為強(qiáng)暖冬，0.5℃≤Δt＜1.4℃為弱暖冬。

由表1可以看出，59年來(lái)，冷冬集中出現(xiàn)在20世紀(jì)60-80年代；強(qiáng)暖冬出現(xiàn)在20世紀(jì)90年代以來(lái)，弱暖冬各個(gè)年代都有，但是20世紀(jì)90年代和21世紀(jì)前10年最多，均有4年。

表1 1960—2018年揭陽(yáng)各年代出現(xiàn)冷冬、暖冬次數(shù)

2.7 冬季平均氣溫的M-K檢驗(yàn)

為了探討冬季氣溫是否存在突變性特征，對(duì)冬季平均氣溫進(jìn)行了 M-K檢驗(yàn)，從UF曲線可見(jiàn)，從1960年到20世紀(jì)80年代中期，揭陽(yáng)市冬季氣溫處于小幅波動(dòng)狀態(tài)，但20世紀(jì)80年代后期以來(lái)，冬季氣溫處于明顯上升狀態(tài)，上升趨勢(shì)超過(guò)0.05臨界線甚至超過(guò)0.001顯著性水平（u0.05＝1.96，u0.001＝2.56），表明冬季氣溫上升趨勢(shì)十分顯著，從UF和UB曲線交點(diǎn)位置來(lái)看，在1986年前后出現(xiàn)一個(gè)交點(diǎn)，且位于顯著性檢驗(yàn)水平范圍內(nèi)，說(shuō)明1986年是冬季氣溫的突變點(diǎn)，表明1986年以來(lái)揭陽(yáng)冬季氣溫上升可視為一種突變現(xiàn)象。這與伍紅雨等［9］指出的廣東冬季平均氣溫在1989年有升溫的突變的時(shí)間相近。

圖3 1960—2018年揭陽(yáng)市冬季平均氣溫M-K檢驗(yàn)

3 結(jié)論

1）近59年來(lái)，揭陽(yáng)市冬季氣溫具有明顯的年際變化，最高出現(xiàn)在2018年（17.4℃）、最低出現(xiàn)在 1967年（12.1℃），揭陽(yáng)冬季的平均氣溫、極端最低氣溫、極端最高氣溫均呈上升趨勢(shì)，其氣候傾向率分別為0.036 9、0.036 7和0.042 5℃／年，都通過(guò)信度0.01、0.05和0.01的顯著性檢驗(yàn)。

2）揭陽(yáng)年平均氣溫的氣候傾向率0.027 6℃／年，較廣東省年平均氣候傾向率高，表明揭陽(yáng)冬季氣溫對(duì)廣東冬季氣溫上升和揭陽(yáng)全年氣候變暖有顯著的貢獻(xiàn)。

3）揭陽(yáng)冬季平均氣溫具有顯著的年代變化特征，20世紀(jì)60—80年代，揭陽(yáng)市冬季平均氣溫處在相對(duì)冷期，20世紀(jì)90年代以來(lái)，進(jìn)入冬季暖期，平均氣溫上升明顯。

4）利用M-K突變檢驗(yàn)，結(jié)果表明從20世紀(jì)80年代后期以來(lái)，揭陽(yáng)市冬季氣溫處于明顯上升狀態(tài)，并在1986年前后有一個(gè)升溫的突變。