羊清雯 易雪 施晨曉 李濤 陳統(tǒng)強

(1 海南省氣象信息中心,?？?570203； 2 海南省南海氣象防災減災重點實驗室, 海口 570203；3 中國氣象局沈陽大氣環(huán)境研究所,沈陽 110166； 4 西安財經大學統(tǒng)計學院，西安 710010；5 海南省海口市氣象局,?？?571100)

引言

下墊面溫度和不同深度的土壤溫度均統(tǒng)稱為地溫[1]。其中，地表溫度，即0 cm地溫，既能反映出太陽輻射與大氣對地表間、海陸間的相互作用，也可以反映出不同的地表類型、地表的水文情況以及水熱間的收支特征等[2]?！稓夂蜃兓瘒以u估報告》第4次報告指出，中國年平均地表溫度在進入20世紀后有明顯的增加，較同期全球升溫幅度平均值略高0.5～0.8 ℃，且20世紀的升溫幅度比過去1000年以來的任何時段都要高[3]。在IPCC的第5次評估報告中再一次指出，自1880—2012年的132年以來，全球的地表平均溫度約上升了0.85 ℃，可能是過去1400年以來最熱的30年[4]。因此，有必要了解在全球氣候變暖的背景下，地表溫度的變化對氣候變化的影響和響應。

國內外學者對此做了大量的研究。Ercan Yesilirmak[5]通過分析土耳其西部的1970—2006年Büyük Menderes盆地共8個觀測站點的土壤溫度及其與氣溫、降水和日照的關系發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)的土壤溫度在夏季有明顯增暖的現(xiàn)象，特別是5 cm、10 cm和20 cm。氣溫是直接和主要影響土壤溫度變化的氣候因子；反過來，土壤溫度對日照和降水也有較大的影響。Zhang等[6]通過分析了20世紀加拿大的土壤溫度發(fā)現(xiàn)，土壤溫度在對氣候變化造成明顯影響的過程中，其與氣溫和降水的響應過程很復雜。Gilichinsky等[7]則利用前蘇聯(lián)季節(jié)性凍土的氣象臺站和常年凍土區(qū)的氣象臺站的地溫觀測資料分析發(fā)現(xiàn)，在大部分氣象臺站中，0.4 m的年平均值在近一個世紀以來呈上升的趨勢。王佳琳等[8]將全國分為8個區(qū)域，采用相關分析、M-K等方法分析了每個區(qū)域近50年的0 cm地溫和氣溫數(shù)據發(fā)現(xiàn)，中國 0 cm地溫呈先降低后升高的趨勢，2000年突變后升溫趨勢更為明顯，且北方地區(qū)較南方升溫更加明顯，在過去50年中，南北溫差呈現(xiàn)縮小的趨勢。竇坤等[9]利用氣候傾向率和相關分析等方法，分析了近53年菏澤0 cm 溫的變化趨勢以及與氣溫、日照時數(shù)、降水量、水汽壓的相關關系，發(fā)現(xiàn)菏澤年平均地面溫度呈極顯著上升趨勢，降水量減少、水汽壓極顯著增大，導致菏澤地面溫度極顯著升高，日照時數(shù)極顯著減少對地面溫度升溫趨勢有弱的減緩作用。周刊社等[10]則通過分析1971—2013年西藏西部、中部和東部8個氣象站的淺層(5、10、20 cm)地溫和較深層(40、80 cm)地溫以及氣溫逐月的觀測資料，發(fā)現(xiàn)西藏在進入21 世紀后，地溫隨著氣溫顯著升高，藏西部和藏中部增溫幅度整體高于藏東部。年均地溫高于氣溫，且其升溫幅度大于氣溫。預估至21世紀末，昌都、拉薩、波密地溫水平將分別達到偏南的八宿、澤當和察隅現(xiàn)有地溫水平，相當于所有站點南移近1個緯度。

海南省地處我國熱帶地區(qū)，既是中國唯一的熱帶氣候省份，也是海域面積最大的省份，陸地面積約為3.5萬km2[11]。陸地面積雖小，但地表溫度對研究海南島的海陸相互作用具有重要的意義。邢旭煌[12]通過對海口市各層地溫和影響海南的熱帶氣旋頻數(shù)的相關及周期進行分析，發(fā)現(xiàn)利用深層地溫作為預報因子，建立回歸方程，對影響海南的TC年頻數(shù)進行預報，具有較好的效果。王剛等[13]則利用線性趨勢分析等方法，分析了?？谑?981—2010年淺層地溫的變化特征及其與氣候因子的響應，發(fā)現(xiàn)?？谑袦\層地溫呈正趨勢變化，增溫最大出現(xiàn)在冬季，氣溫、降水是影響淺層地溫變化的主要影響因子。

面對海南自貿港建設以及國家生態(tài)文明試驗區(qū)建設等需求，有必要對海南省氣候資源進行研究，尤其是與農業(yè)生產和生態(tài)環(huán)境緊密相關的地溫，但相關的研究也僅限于?？谑械牡販嘏c氣候因子的關系分析。因此，本文利用海南省17個氣象觀測站，1980—2018年逐月平均0 cm地溫、平均氣溫、累計降水量、累計日照時數(shù)、平均風速觀測資料，分析0 cm 地溫近39年時空變化趨勢特征及其與氣象要素間的關系，并采用概率密度函數(shù)分析海南島不同年代際間0 cm地溫的出現(xiàn)概率，旨在為海南島合理利用氣候資源安排農業(yè)生產提供參考。

1 研究資料及方法

1.1 研究資料

文中所用的資料為海南省17個氣象觀測站，1980—2018年逐月平均0 cm地溫、平均氣溫、累計降水量、累計日照時數(shù)、平均風速觀測資料，由于三亞站遷移站點后海拔高度發(fā)生變化導致溫度變化較大，故本文選取海南島除三亞市外的17個市縣氣象站觀測資料作為研究對象(圖1)，這17個氣象站均勻分布在整個海南島，可以較好地代表研究區(qū)整體的地表溫度及氣象要素的變化特征。

圖1 海南省高程及研究區(qū)域氣象站點分布

根據氣象劃分法，3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季。

1.2 研究方法

1.2.1 氣候傾向率

本文采用氣候傾向率法[14]分析氣候變化趨勢，該方法是氣象統(tǒng)計分析中最為常用的一種方法，是用來尋找不同變量之間關系的一種方法。通過該方法分析海南島0 cm地溫及各氣象因子的年及四季的線性變化，找到其變化特征。將0 cm地溫及各氣象因子y的長期變化趨勢用一元線性方程表示[15]，即：

y=ax+b,x=1,2,…,n

(1)

其中，x為時間序列；n為時間序列長度；b為常數(shù)；a為線性趨勢項，其值的大小反映了上升或下降的速率，a>0，表示y隨時間呈上升趨勢；反之，a<0，表示y隨時間呈下降趨勢，將a×10得到的數(shù)值稱為氣象要素的氣候傾向率(/10a)。

1.2.2 Mann-Kendall非參數(shù)檢驗

Mann-Kendall法是一種非參數(shù)統(tǒng)計檢驗方法[16]，既可用于檢測序列的變化趨勢，也可用于檢測氣候突變，在氣象上常用做趨勢分析[17-18]。對給定的序列x(t)(t=1,2,…,n)，建立一統(tǒng)計量:

(2)

該統(tǒng)計量是考查序列中各個時間點(j)的要素值大于該時刻的要素值的個數(shù)的總體情況。假設該序列是遞降序列Q有較大的正值，那么其值將趨于n；反之，如是遞升序列則其值趨于0。在變量任一時刻均遵從同一分布的假定下，統(tǒng)計量

(3)

當U的絕對值大于1.96時，表明序列有非隨機性變化趨勢(顯著性水平為0.05)。統(tǒng)計量Q是由時間序列按時間順序發(fā)生的，也可以按時間逆序產生的，即對原序列按j=1,2,…,n取不同樣本容量計算一系列U值，在圖上點出形成前U曲線。另外，按照j=n,n-1,…,1的樣本容量計算可得后向U曲線，兩條曲線相交，且交點在臨界直線間，則交點時刻即為突變時刻[16]。

1.2.3 概率密度函數(shù)

利用概率密度函數(shù)研究海南島不同年代際0 cm地溫不同溫度值出現(xiàn)的概率。概率密度函數(shù)[19]是指隨機變量X的分布函數(shù)F(X)，存在非負函數(shù)f(x)，使對于任意實數(shù)x有

(4)

則稱X為連續(xù)型隨機變量，其中函數(shù)f(x)稱為X的概率密度函數(shù)。對于任意實數(shù)x1，x2(x1≤x2)，則

(5)

對海南島不同研究時間段17個站點逐月0 cm地溫利用R軟件進行Shapiro-Wilk法(夏皮羅-威爾克，W檢驗)[20]，發(fā)現(xiàn)海南島不同時間段0 cm地溫均服從正態(tài)分布，且通過α=0.01的顯著性檢驗，其概率密度函數(shù)為

(6)

其中,μ為數(shù)學期望，σ為標準差。

2 結果與分析

2.1 0 cm地溫年際變化特征分析及突變檢驗

圖2給出了海南島年和四季平均0 cm地溫隨時間的變化趨勢圖，由圖2a可以看出海南島年平均0 cm地溫總體呈波動上升趨勢，1980—2018年升溫速率為0.24 ℃/10a，通過了α=0.01的顯著性檢驗，說明升溫趨勢顯著，這與我國其他地區(qū)0 cm地溫升溫趨勢一致[8,21-23]，且高于同期海南島平均氣溫升溫速率(表1)。海南島年均0 cm地溫2000年以前是低溫期，大多數(shù)年份的0 cm地溫低于平均值，進入21世紀后，平均地表溫度明顯增大，大多數(shù)年份的0 cm地溫高于平均值。海南島1980—2018年多年平均0 cm地溫為28.1 ℃，近39年來海南島平均0 cm地溫最高的年份為2015年(29.4 ℃)，較多年平均值偏高1.3 ℃，最低的年份為1985年(27.1 ℃)，較多年平均值偏低1 ℃。

圖2 1980—2018年海南島年和四季0 cm地溫時間變化

表1 海南島年和四季平均0 cm地溫和氣溫氣候傾向率 ℃/10a

1980—2018年海南島春季平均0 cm地溫為29.7 ℃，夏季為32.4 ℃，秋季為27.8 ℃，冬季為22.3 ℃，夏季0 cm地溫最高，春季次之，冬季最低。海南島不同季節(jié)0 cm地溫變化趨勢存在明顯差異(圖2b～e)。近39年春、秋、冬季0 cm地溫呈升溫趨勢，與同期氣溫變化趨勢一致，其中秋季0 cm地溫升溫趨勢最為顯著，升溫速率為0.37 ℃/10a，通過α=0.01的顯著性檢驗，高于其他幾個季節(jié)升溫速率，說明秋季增溫對年均溫的增長貢獻大于其他季節(jié)，這與我國其他地區(qū)冬季升溫速率最大研究結論不一致[8-9,23-24]，說明有必要分析海南島的0 cm地溫變化趨勢，同時秋季0 cm地溫升溫速率也高于同期氣溫升溫速率；其次為春季，升溫速率為0.32 ℃/10a，通過α=0.05的顯著性檢驗，高于同期氣溫升溫速率；冬季升溫速率為0.18 ℃/10a，未通過顯著性檢驗，升溫趨勢不顯著，且低于同期氣溫升溫速率。夏季0 cm地溫表現(xiàn)為弱的升溫趨勢，而同期的夏季氣溫具有明顯升溫趨勢，夏季地表溫度和氣溫變化趨勢不同步。綜上所述，海南島0cm地溫的升高主要是出現(xiàn)在秋季，其次是春季。

給定α=0.05(Uα=±1.96)的顯著性標準，利用M-K非參數(shù)檢驗法[25-26]對海南島年和四季0 cm地溫進行突變檢驗。由圖3a可知，年平均0 cm地溫在1980—1985年間特征曲線UF呈波動下降，隨后開始快速上升，突變點在1996年，且位于置信區(qū)間，2002年開始持續(xù)通過α=0.05顯著性水平。由此可見，海南島年平均0 cm地溫自21世紀初開始顯著增暖。由圖3b～e可知，春季突變點在1997年，1997年以后開始持續(xù)增暖，2015年開始通過α=0.05顯著性檢驗，突變之后增溫趨勢顯著。盡管夏季在±1.96的置信區(qū)間有多個交叉點，但特征曲線UF沒有明顯變化趨勢，夏季0 cm地溫未發(fā)生突變。秋季突變點在1999年，而后波動上升，2004年開始通過檢驗，升溫顯著。冬季突變點在1989年，突變時間早于年和其他季節(jié)，但UF特征曲線未通過±1.96的置信區(qū)間，表明冬季地表溫度變化沒有通過顯著性檢驗，變化趨勢不顯著，UF特征曲線從2009年開始下降，冬季0 cm地溫2009年后開始下降。

圖3 海南島1980—2018年和四季0 cm地溫M-K檢驗曲線

2.2 0 cm地溫年代際變化特征分析

從年代際變化來看(表2)，海南島年0 cm地溫從20世紀80年代至21世紀10年代逐年代增高，21世紀00年代比20世紀80、90年代分別上升了0.70 ℃和0.38 ℃，而2010年之后較21世紀00年代略微下降，下降了0.03 ℃。從整個研究時間段來看，21世紀00年代為近39年來最暖的時期。不同季節(jié)的0 cm地溫年代際變化趨勢也不盡相同，春季從20世紀80年代至21世紀10年代持續(xù)升高，20世紀80、90年代溫度偏低，進入21世紀后，各年代際均溫高于平均值，21世紀10年代比20世紀80、90年代和21世紀00年代分別上升了1.08 ℃、0.54 ℃和0.22 ℃。夏季呈微弱升高趨勢，20世紀80年代至21世紀10年代溫度距平分別為-0.11 ℃、-0.02 ℃、0.06 ℃和0.07 ℃，各年代際平均地表溫度均與多年平均值接近。秋季從20世紀80年代至21世紀10年代也表現(xiàn)為持續(xù)升高，21世紀10年代比20世紀80、90年代和21世紀00年代分別上升了0.95 ℃、0.79 ℃和0.29 ℃。冬季地表溫度年代際變化趨勢與其他幾個季節(jié)明顯不同，表現(xiàn)為先升高后降低，從20世紀80年代到21世紀00年代逐漸升高，21世紀10年代開始降低， 表現(xiàn)為負距平，甚至低于20世紀90年代，所以導致近39年來冬季地表溫度升溫趨勢不顯著。

表2 海南島年和四季不同年代際0 cm地溫 ℃

圖4給出海南島年和四季不同年代際0 cm地溫服從正態(tài)分布的概率密度函數(shù)。由圖4a可以看出，近39年來海南島月平均0 cm地溫從11～39 ℃，概率密度曲線自20世紀80年代至21世紀00年代逐年代整體向右移動，平均值增大且對應的概率密度值也逐漸增大，說明溫度整體升高，而并非個別現(xiàn)象，盡管21世紀10年代平均值與21世紀00年代一致，但對應的概率密度值明顯低于21世紀00年代，表明年0 cm地溫在21世紀10年代升溫趨勢開始減緩，但21世紀10年代溫度數(shù)據分布比其他年代際離散，表明極端溫度事件增加。春季概率密度曲線同樣逐年代右移，持續(xù)升溫，且80—90年代升溫最為明顯，其中20世紀90年代0 cm地溫離散度最小，說明這一時間段內全島溫差較小，而21世紀10年代離散度最高，意味著10年代春季極端低溫和高溫事件增多。夏季溫度范圍較為集中，28～38 ℃，不同年代際的概率密度曲線峰值對應的0 cm地溫集中在32 ℃附近，盡管曲線右移，但幅度很小，升溫趨勢不明顯。秋季0 cm地溫20～36 ℃，80—90年代增溫最為明顯，10年代開始增溫減緩，且不同年代際0 cm地溫最小值、最大值也逐年代向右移動。冬季從20世紀80年代到21世紀00年代右移，21世紀10年代左移，意味著10年代地表溫度開始回落。總的來說，無論從年還是四季，0 cm地溫在21世紀10年代以前升溫趨勢明顯，10年代以后升溫趨勢減緩或者降溫，且21世紀10年代極端溫度事件明顯多于其他年代。

圖4 海南島年和四季不同年代際0 cm地溫正態(tài)概率密度曲線

2.3 0 cm地溫空間分布特征

圖5給出了海南島1980—2018年多年平均年和四季0 cm地溫的空間分布圖，由圖5a可以看出海南島年平均0 cm地溫分布整體上呈現(xiàn)出“中間低、南部高”的特征，與海南島氣溫空間分布類似[27]。年平均0 cm地溫高值中心位于海南島西南部和東南部，溫度高達30 ℃左右，而低溫中心主要集中在海南島瓊中附近，溫度僅為26 ℃左右，考慮是因為這里地勢高森林植被茂密的原因。海南島0 cm地溫空間溫差達4 ℃，說明海南島0 cm地溫具有明顯的空間差異性。

從海南島不同季節(jié)0 cm地溫空間分布圖(圖5b～e)可以看出，不同季節(jié)的海南島0 cm地溫空間分布特征略有不同。春、秋季海南島0 cm地溫與年平均0 cm地溫分布類似。而夏季0 cm地溫的空間分布與其他幾個季節(jié)不同，呈現(xiàn)出經向分布，即海南島東、西部高，中間低的分布特征，夏季地表溫度高值中心位于東方，35.3 ℃，次高值中心位于萬寧，33.6 ℃，低值中心位于瓊中、五指山一帶，30 ℃左右。冬季0 cm地溫整體上呈現(xiàn)出從西南到東北遞減的空間特征，高值區(qū)位于西南到東南一帶，低值中心仍位于瓊中，但低值地區(qū)范圍比其他幾個季節(jié)有所擴大，包括了海南島北部和中部地區(qū)。

圖5 1980—2018年海南島年和四季0 cm地溫空間分布

2.4 0 cm地溫氣候傾向率空間分布特征

圖6給出了1980—2018年海南島年和四季0 cm 地溫氣候傾向率的空間分布圖，由圖6a可知，年0 cm地溫氣候傾向率除了東南沿海地區(qū)小于0，其他地區(qū)均大于0，說明海南島絕大部分地區(qū)0 cm地溫表現(xiàn)為升溫趨勢。海南島大部分地區(qū)的升溫速率在0.2～0.4 ℃/10a，只有澄邁和五指山高于0.4 ℃/10a的升溫速率，少部分地區(qū)的升溫速率小于0.2 ℃/10a。

近39年海南島不同季節(jié)0 cm地溫的氣候傾向率空間分布不同。由圖6b～e可見，除秋季全島均表現(xiàn)為升溫趨勢外，其他季節(jié)0 cm地溫氣候傾向率與年0 cm地溫氣候傾向率空間分布類似，即海南島大部地區(qū)0 cm地溫氣候傾向率大于0以升溫趨勢為主，只有東南部沿海地區(qū)氣候傾向率小于0呈降溫趨勢。不同季節(jié)升溫速率表現(xiàn)出明顯的差異性。春季，海南島西北部的臨高和澄邁、西部的昌江和東方以及中部的五指山地區(qū)升溫速率最大，大于0.4 ℃/10a，其他大部分地區(qū)升溫速率在0.2～0.4 ℃/10a。夏季，除東南沿海地區(qū)呈降溫趨勢外，北部海口地區(qū)也表現(xiàn)為降溫趨勢，且降溫趨勢明顯，降溫速率超過0.2 ℃/10a，其他地區(qū)均表現(xiàn)為弱的升溫趨勢，且升溫速率小于春季。秋季，0 cm地溫升溫速率最大，海南島西部大部分地區(qū)、中部的五指山地區(qū)以及東部的文昌、瓊海升溫速率均大于0.4 ℃/10a，其中澄邁升溫速率達0.64 ℃/10a，其余大部地區(qū)升溫速率在0.2～0.4 ℃/10a；冬季，大部分地區(qū)表現(xiàn)為升溫，升溫速率小于春、秋兩季，但大于夏季，五指山地區(qū)仍是升溫速率最大的地區(qū)。

2.5 0 cm地溫與其他氣象要素的關系

地表溫度變化的過程是一個復雜的熱量交換過程，主要受太陽輻射、日照高度、大氣環(huán)流、土壤類型、土壤濕度、表面粗糙度及地熱傳導等因素影響。本文主要分析0 cm地溫與氣象要素的關系。

表3給出了年和各季0 cm地溫與氣溫、降水、日照時數(shù)和風速的相關系數(shù)。由表3可以看出年和四季0 cm地溫與氣溫相關性均為正相關，相關系數(shù)均大于0.83，且相關性均通過了顯著性檢驗，說明氣溫對0 cm地溫具有顯著的正向驅動，其中冬季0 cm 地溫與氣溫相關系數(shù)最大，高達0.96。從近39年來氣溫年際變化來看(圖7a)，年平均氣溫整體上呈波動上升趨勢，且氣溫與0 cm地溫在年際波動變化上一致，結合表1，除夏季外，年和春、秋、冬季的0 cm地溫與氣溫升溫趨勢同步，氣溫升溫速率大的季節(jié)，地表溫度升溫速率也較大，升溫趨勢顯著的季節(jié)，地表溫度升溫趨勢也顯著。這是由于地表與空氣交接，土壤與大氣之間隨時會發(fā)生熱量交換[28]，所以0 cm地溫與氣溫的相關性十分顯著。

表3 海南島年、四季0 cm地溫與氣溫、降水、日照時數(shù)及風速的相關系數(shù)

降水可以通過影響土壤濕度進而影響土壤溫度，土壤濕度影響土壤熱容量，后者隨著含水量的增加而增加[28]，土壤熱容量大，增溫慢，故土壤干濕度對土壤溫度的高低有較大的影響，另外降水多，意味著日照時數(shù)少，也會影響地表接收熱量。由表3可知，年和四季0 cm地溫與降水的相關性均為負，這與我國其他地區(qū)的結論一致[9,29]。其中年和夏、秋季降水量與0 cm地溫的相關性通過了顯著性檢驗，而夏、秋季正是海南島降水量最多的兩個季節(jié)，分別占全年降水量的40%和37%，這兩個季節(jié)降水量充沛，對土壤含水量影響較大，進而對0 cm地溫影響顯著，由圖7b可知近39年來海南島降水量呈增加趨勢，增加速率為63.6 mm/10a，且海南島四季降水量均為增加趨勢，說明海南島降水量的增加對地表溫度的增加是負反饋。

圖7 海南島1980—2018年0 cm地溫與平均氣溫(a)、降水量(b)、日照時數(shù)(c)、風速(d)變化

土壤熱量最主要來源于太陽輻射，而日照時數(shù)的變化可以體現(xiàn)出太陽輻射大小的變化[30-31]。有研究表明，年平均地表溫度與日照時數(shù)呈正相關[29,32]，本文也證明了這一結論，海南島年和四季0 cm 地溫與日照時數(shù)均為正相關(表3)，且均通過顯著性檢驗，但相關系數(shù)均小于與氣溫的相關系數(shù)。盡管近39年來海南島日照時數(shù)呈下降趨勢(圖7c)，年日照時數(shù)每10年減少43.3 h，日照時數(shù)減少意味著地面接收到的太陽輻射能減少，將會導致地表溫度降低，但地表溫度仍為升溫趨勢，說明0 cm 地溫受日照時數(shù)的影響不如氣溫的影響顯著，日照時數(shù)的減少對地表溫度的上升有減緩作用。其中夏季與日照時數(shù)的相關性最大，由表1可知，夏季的氣溫升溫趨勢明顯，而地表溫度升溫趨勢不明顯，說明夏季受日照時數(shù)下降趨勢的影響較為顯著。

風速對地表溫度的影響，是一個復雜的過程，風速可以通過影響土壤蒸散間接影響地表溫度，風速越大，蒸散作用越強，土壤失水越快[33]，而在蒸散的過程中又會引起地表熱量的散失。由表3可知，春、夏兩季0 cm地溫與風速為正相關，其中春季通過顯著性檢驗，年和秋、冬季均為負相關，秋季通過顯著性檢驗，說明春、秋兩季0 cm地溫受風速影響較大。海南島年平均風速表現(xiàn)為下降趨勢(圖7d)，下降速率為0.06(m·s-1)/10a，且四季的風速也均為下降趨勢。對于春季，風速和地表溫度呈顯著正相關，也就是說春季風速下降將不利于地表溫度升高；而對于秋季，0 cm地溫與風速顯著負相關，且秋季0 cm地溫與風速的相關性高于降水和日照時數(shù)，說明秋季風速的減弱是地表溫度升高的主要原因之一，這是由于風速的減弱，不利于地表熱量的散失。

3 結論

本文利用海南島17個氣象觀測站1980—2018年0 cm地溫月平均數(shù)據，分析了海南島0 cm地溫的時空變化特征，以及可能對0 cm地溫變化產生影響的氣象要素的關系，主要結論如下：

(1)近39年來海南島年和四季平均0 cm地溫總體呈波動上升趨勢，其中秋季增溫速率最大，春季次之，而夏季0 cm地溫呈微弱不顯著升溫趨勢。海南島年及春、秋兩季0 cm地溫分別在1996、1997年和1999年發(fā)生突變，突變后升溫趨勢明顯。

(2)從年代際變化看，年平均0 cm地溫從20世紀80年代到21世紀00年代逐年代增加，21世紀10年代略微下降，且21世紀10年代極端溫度事件明顯多于其他年代。

(3)海南島0 cm地溫整體上呈現(xiàn)出“中間低、南部高”的特征。除秋季全島均表現(xiàn)為升溫趨勢外，年和其他季節(jié)0 cm地溫均表現(xiàn)為東南部沿海地區(qū)呈弱的降溫趨勢，其他大部地區(qū)以升溫趨勢為主。

(4)海南島0 cm地溫與氣溫、日照時數(shù)為顯著正相關，其中氣溫對地表溫度為正反饋，而日照時數(shù)的減少對地表溫度升溫趨勢有減緩作用；海南島降水量的增加對地表溫度的增加呈負反饋；0 cm地溫與春季風速呈顯著正相關，而與秋季呈顯著負相關。總的來說，夏季0 cm地溫升溫趨勢不顯著考慮是受降水的增加和日照時數(shù)的減少影響較為顯著；秋季與氣溫的相關性低于其他幾個季節(jié)，但秋季與風速的相關性最大，考慮秋季風速的減小是秋季0 cm地溫增加的主要因素之一。

地表溫度的變化并不能以單個或多個氣象因子的線性關系來說明，且地表溫度的變化也會影響其他氣象要素的變化，對于它們之間的互相影響，本文只初步研究了地表溫度與氣象要素的相關性，而并未考慮地表溫度對氣象要素的反作用，下一步工作可借助模式揭示地表溫度與氣象要素相互作用的內在機理機制，這將是后續(xù)的研究工作內容。