張楠

摘要：利用云南國家9個氣象站觀測1956-2017年的氣溫和降水資料，采用線性回歸分析，趨勢線分析、累積距平統計量與信噪比檢驗方法，對62年來的氣溫和降水變化進行特性分析。結果表明：云南省年平均氣溫呈現逐年增加的趨勢，降水量都出現逐年減小的趨勢，不考慮量綱差異，其降低速率具有反向相關性，大致年平均氣溫每升高1℃，年降水量減少24.2mm。四季氣溫均呈現穩(wěn)步上升趨勢，其中夏季氣溫升高最為顯著，四季降水量變化表現為春、冬兩季降水量有所增加，夏、秋兩季降水量有所減小。

Abstract： The temperature and precipitation data from 1956 to 2017 were observed at 9 national weather stations in Yunnan province， and the characteristics of temperature and precipitation changes over 62 years were analyzed by using linear regression analysis， trend line analysis， cumulative anomaly statistics and signal-to-noise ratio test methods. The results show that the annual average temperature in Yunnan province shows a trend of increasing year by year， and the precipitation shows a trend of decreasing year by year. Regardless of dimensional differences， the decreasing rate is inversely correlated， and the approximate annual average temperature decreases by 24.2mm for every 1℃ increase. The temperature in all four seasons showed a steady trend of rise， among which the temperature in summer was the most significant. The change of precipitation in the four seasons showed that the precipitation in spring and winter increased， while the precipitation in summer and autumn decreased.

關鍵詞：氣溫;降水;季節(jié)變化;年際變化

Key words： temperature;precipitation;seasonal changes;interannual variability

中圖分類號：P333 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0241-04

1 ?研究背景

云南省地處中國南部，屬青藏高原南延部分，平均海拔2000米左右。地形上常常以元江谷地和云嶺山脈中的寬谷為界，將其劃分成東、西兩大地形區(qū)。東部稱為滇東、滇中高原，地形波狀起伏，表現為起伏和緩的低山和渾圓丘陵，巖溶廣泛發(fā)育。西部為橫斷山脈縱谷區(qū)，高山深谷相間，相對高差較大，地勢險峻。云南地處低緯高原，地形地貌復雜，氣候類型多變，雨量較為充沛，但是每年都會出現不同程度的干旱，這種濕潤地區(qū)的臨時干旱特點對農業(yè)及工業(yè)有很大的影響[1-4]。同時隨著全球氣候變暖及極端天氣的增多，探究云南省的氣溫和降水量是否有與全球氣候變暖趨勢一致這一問題，對社會生產和經濟建設都有著及其重要的意義。

本文以來自空間離散分布的氣象臺站的氣候數據資料，研究了云南地區(qū)氣候條件隨時間發(fā)生的變化。單獨采用時間序列分析具有局限性，因此本文利用9個站點的氣象觀測數據云南地區(qū)的氣候時空變化特性進行研究，以多年來的降雨量和溫度變化，嘗試對氣象觀測數據進行分析，探索云南省地表氣象數據的變化特征，實現對未來社會生產和生活及經濟活動提供科學的氣象和降水依據。

2 ?數據來源和研究方法

2.1 資料來源

2.1.1 研究區(qū)概況

云南位于中國南部高原山地（21°8′～29°15′，97°31′～106°11′），屬青藏高原南延部分，地勢特征極為復雜，平均海拔在2000米左右，氣候類型多樣，雨量充足且雨熱同期，但由于地勢特點，境內名山眾多，山高谷深，其地理因素對氣候和降雨有很明顯的影響。部分區(qū)域水量難以保存，容易產生干旱災害。

2.1.2 數據來源

文中所有數據均來源于中國氣象數據共享服務網地面氣候資料日值數據，根據時間序列的連續(xù)性及長時段性等標準，為了確保站點信息氣溫和降水變化趨勢的一致性，經過分析后剔除部分數據缺失較多或年限過短的站點;隨后對所有篩選過的氣象站點數據質量進行了檢驗，最終選取符合條件的9個氣象站點1956-2017 年期間共62年長度的逐日氣溫和降水數據。典型氣象站點信息見表1。

2.2 研究方法

①線性回歸：屬于時間序列趨勢分析，該方法是研究氣候變化問題中時間序列趨勢改變普遍使用的方法之一，關鍵是利用時間序列和氣候因素構造一元線性方程，通過方程中兩者的數學關系反映氣候要素的時間變化特征，表示為[5]：

其中，yi代表氣候要素，xi為yi所對應的時間，a為常數，b為趨勢系數。b 絕對值的大小反映了氣候要素的速率變化[6，7]。通常用氣候變化傾向率即b×10來描述氣候要素趨勢變化，單位為℃/10a或mm/10a。

3 ?結果與分析

3.1 氣溫和降水量年際變化特性

對從云南省獲取的九個氣象站60多年來的氣象資料數據整理分析后，可以得到云南省年平均氣溫曲線圖，見圖1。分析得到云南省的年平均氣溫呈現上升趨勢，且年氣溫上升速率為 0.34℃/（10a）。根據資料得到多年平均氣溫為15.2℃，年際標準差為0.78。2010年平均氣溫是60多年氣象監(jiān)測測量資料中年平均氣溫的最大值，為16.7℃; 1971年平均氣溫是60多年氣象監(jiān)測測量資料中年平均氣溫的最小值，為13.6℃;2014年最高氣溫是60多年氣象監(jiān)測測量資料中最高氣溫的最大值，為32.8℃; 1996年最低氣溫是60多年氣象監(jiān)測測量資料中最低氣溫的最小值，為-7.8℃;年最大氣溫和年最小氣溫相差38.2℃，溫差很大，對社會生產生活有一定影響。

為了更好地對年平均氣溫的變化趨勢進行表述，采用標準法對62年的年平均氣溫進行分析，當年平均氣溫與多年年平均氣溫的差值大于一個標準差時，認為氣溫異常，若當年平均氣溫大于多年平均氣溫，認為是偏暖年，反之為偏冷年。以此確定出，偏暖的年份為1998、1999、2001、2002、2003、2005、2006、2009、2010、2012、2013、2014、2015，偏冷的年份為1962、1963、1965、1967、1970、1971、1974、1976、1977、1978，其余為氣溫正常年，可以得到氣溫異常年占比37%。偏冷年大多集中在1978年前，偏暖年大多集中在1998年后。

從圖2年最高氣溫變化曲線可以看出，60年來云南省的年最大氣溫呈現上升趨勢，氣溫降低速率為0.16℃/（10a）。從擬合曲線可以看出，其上升趨勢較為明顯，與年平均變化擬合曲線相比，其上升趨勢近似為年平均氣溫下降趨勢的一半。從圖3年最低氣溫變化曲線可以看出，60年來云南省的年最低氣溫呈現明顯的上升趨勢，氣溫升高速率為0.325℃/（10a）。從擬合曲線可以看出，其上升趨勢較為明顯，與年平均變化擬合曲線相比，其上升趨勢近似等同于年平均氣溫上升趨勢。

從圖4年降水量變化曲線可以看出，60年來云南省的年降水趨勢呈現下降趨勢，根據擬合曲線可以得到其降低速率為8mm/（10a）。其中年均降水量最大的年份出現在1999年，降水量達到1449.9mm，年均降水量最小的年份出現在2009年，降水量達到565.8mm，年際標準差為198.92mm。采用標準法對62年的年降水量變化進行分析，將異常降水年分為降水充沛年份和降水稀少年份[8]。依次為根據，則降水充沛年分為1957、1961、1965、1966、1973、1983、1986、1994、1997、1998、1999，降水稀少年份為1960、1982、1984、1987、1988、1989、1992、1993、2009、2011，其余為正常降水年。

3.2 氣溫和降水量年代變化特性

由表2可知，云南省的年平均氣溫在20世紀60年代開始下降，至80年代左右開始回升。從最高氣溫的年代變化來看，20世紀70年代，最高氣溫下降顯著，20世紀80年代以后，云南省年代最高氣溫呈現穩(wěn)步上升趨勢。從最低氣溫的年代變化來看，20世紀70年代到90年代，最低氣溫逐漸降低，在20世紀90年代后，最低氣溫呈現上升趨勢，20世紀處最低氣溫為年際間最高。從年代降水量上進行分析，20世紀60到70年代降水量較為充沛，80年代則比較稀少，在20世紀以后，降水量相對較少。

3.3 氣溫和降水量季節(jié)變化特性

3.3.1 氣溫季節(jié)變化

為了對年氣溫季節(jié)變化進行分析，采用中國通用的季節(jié)劃分方法，3-5月為春季，6-8月為夏季，9-11月為秋季，12-2月為冬季，年平均氣溫季節(jié)變化特征見圖5。

從氣象觀測資料及圖表可以得知，云南省春季平均氣溫在16.6℃左右，氣溫呈現上升趨勢，根據擬合曲線可知氣溫上升速率為0.32℃/（10a）;夏季平均氣溫在19.9℃左右，氣溫呈現上升趨勢，氣溫上升速率為0.25℃/（10a），季節(jié)變化最小;秋季平均氣溫在15.1℃左右，氣溫呈現上升趨勢，氣溫升高速率為0.40℃/（10a）。冬季平均氣溫在9.1℃左右，氣溫上升趨勢明顯，氣溫降低速率為0.45℃/（10a）。由以上分析可知，云南省四季氣溫均有所上升，其中冬季氣溫上升確實最為顯著，夏季氣溫上升趨勢為季節(jié)變化最小。從離散性上分析，云南省夏季、秋季年平均氣溫的離散性較大，春季、冬季年平均氣溫的離散性較小。

3.3.2 降水季節(jié)變化

年降水季節(jié)劃分與年氣溫季節(jié)劃分相同，年降水季節(jié)變化特征見圖6。

從氣象觀測資料及圖表可以得知，云南省春季降水在129.4mm左右，降水量呈現上升趨勢，根據擬合曲線可知降水量上升速率為2.3mm/（10a）;夏季降水量在580.5m左右，降水量呈現快速下降趨勢，降水量下降速率為8.7mm/（10a）;秋季降水在242.9mm左右，降水量呈現下降趨勢，降水量降低速率為3.8mm/（10a）;冬季降水量在41.8mm左右，降水量基本穩(wěn)定，降水量上升速率為0.13mm/（10a）;由以上分析可知，云南省夏季、秋季降水量有所下降，且夏季降水量下降趨勢迅速。春季、冬季降水量有所上升，其中冬季降水量增多趨勢可忽略不計。從離散性上分析，云南省夏季、冬季降雨量的離散性較大，春季和秋季降雨量的離散性較小。

3.4 氣溫和降水量突變年分析

圖7是云南省年平均氣溫變化的累計距平曲線，根據曲線進行分析可以得知，云南省年平均氣溫累計距平值大致呈現先減小后增大的趨勢，既1956年至1993年逐步下降，1993年以后呈現逐步上升趨勢。1993年作為轉折年，極有可能是突變年，經過檢測信噪比0.18<1.0，氣溫氣候要素存在突變。圖8是云南省年降水量變化的累計距平曲線，根據曲線進行分析可以得知，云南省年降水量累計距平值呈現復雜變化趨勢，既1956年至1976年逐年上升，1976年至1986年及2001至2009年呈現基本穩(wěn)定態(tài)勢，1976年至1993年及2009年至2016年呈現快速下降趨勢，16年以后略有抬頭。1991年作為轉折年經過信噪比檢測0.12<1.0，因此年平均降水也不存在突變年份。

4 ?結論與展望

①根據氣溫和降水量年代變化特性，62年來云南省氣溫升高趨勢，降水才呈現下降趨勢，大致年平均氣溫每上升1℃，年降水量減少24.2mm。根據氣溫和降水量年際變化特性分析，20世紀70年代以來，云南省平均氣溫呈現逐漸升高趨勢，夏季最高氣溫在逐漸上升。②云南省四季氣溫變化趨勢：四季平均氣溫都有所增加，與全球變暖趨勢具有一致性，其中冬季氣溫升高趨勢最為明顯，四季降水量變化表現為春、冬兩季降水量有所增加，夏、秋兩季降水量有所減小，四季降水量逐漸均勻化。③年平均氣溫的最大值和最小值的絕對差值逐漸減小，與降水量變化減小具有一定相關性，需要更進一步的研究。

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