李曉楓 莫梁狄 黃冬至 鐘雄藹

（茂名市氣象局，茂名 525000）

0 引言

《第三次氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告》指出，近百年來(lái)（1909—2011年）中國(guó)陸地區(qū)域平均增溫0.9～1.5 ℃，增幅速度高于全球水平，20世紀(jì)90年代中期以來(lái)高溫?zé)崂祟l繁發(fā)生，在未來(lái)全球增暖背景下，中國(guó)區(qū)域氣溫將繼續(xù)上升，高溫?zé)崂颂鞌?shù)將顯著增加。在全球變暖的背景下，高溫作為一種高影響天氣，日益受到公眾的關(guān)注。談建國(guó)指出中國(guó)大部分城市高溫?zé)崂顺试黾拥内厔?shì)，華南是中國(guó)高溫災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域之一。許薇等指出，廣東省近50年各地區(qū)的高溫日數(shù)基本為上升趨勢(shì)，在20世紀(jì)90年代末期進(jìn)入高溫日數(shù)偏多期。市縣研究中如云浮、肇慶、湛江等均出現(xiàn)高溫日數(shù)增加趨勢(shì)，高溫天氣主要集中出現(xiàn)在6—8月，但變化特征表現(xiàn)出區(qū)域差異性。

茂名市位于廣東省西南部，賴(lài)天文基于茂名各縣區(qū)1971—2004年的氣候資料研究指出，茂名地區(qū)年氣溫每年上升0.03 ℃,本研究以茂名市國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站1972—2017年的逐日最高氣溫資料對(duì)高溫天氣特征進(jìn)行全面分析，以期找到茂名市高溫的氣候變化特征。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

茂名國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站1972年正式開(kāi)始?xì)庀笥^(guān)測(cè)記錄，受城市建設(shè)快速發(fā)展的影響，2002年氣象觀(guān)測(cè)站由茂名市區(qū)遷移到茂南區(qū)山閣鎮(zhèn)祿村獅子嶺，對(duì)新、舊站2002年1—8月的對(duì)比觀(guān)測(cè)資料分析發(fā)現(xiàn)新站的平均氣溫比舊站偏低；對(duì)遷站前后氣溫資料采用t檢驗(yàn)法做均一性檢驗(yàn)，為了減少氣候變化，取遷站前后的樣本數(shù)不超過(guò)15 a，結(jié)果表明遷站前后年平均最高氣溫、年極端最高氣溫差異不顯著（未通過(guò)0.05信度水平的顯著性檢驗(yàn)）。此外，茂名市區(qū)域內(nèi)信宜、高州、化州、電白氣溫均明顯上升，高溫日數(shù)顯著增加，傾向率分別為3.99 d/10 a、4.30 d/10 a、3.15 d/10 a、1.07 d/10 a，據(jù)此可知，遷站對(duì)最高氣溫的影響不大，高溫日數(shù)的增加是氣候變化導(dǎo)致的結(jié)果，高溫日數(shù)序列是均一性的，可以合并使用，不做均一化處理。本研究選用茂名市國(guó)家氣象觀(guān)測(cè)站1972—2017年逐日最高氣溫資料以及NCEP/NCAR 2.5°×2.5°再分析資料作為基礎(chǔ)研究資料。將日最高氣溫≥35 ℃日數(shù)定義為高溫日數(shù)。通過(guò)趨勢(shì)分析、相關(guān)系數(shù)法、Mann-Kendall（M-K）突變檢驗(yàn)法、Morlet小波變換分析高溫日數(shù)的時(shí)間變化、突變檢驗(yàn)及周期性，而后利用合成分析高溫日數(shù)較多（少）年份5—9月500 hPa平均高度場(chǎng)的特征。

2 高溫日數(shù)的變化特征

1）高溫日數(shù)的年際變化

1972—2017年茂名市共出現(xiàn)395次高溫日，年平均高溫日數(shù)約為8.59 d。逐年分布情況如圖1所示，可以看出，茂名市高溫日數(shù)具有明顯的年際和年代際變化特征，46年間出現(xiàn)高溫日數(shù)最多的是2016年，為24 d，1973年無(wú)高溫日。高溫日數(shù)整體呈上升的趨勢(shì)，傾向率為3.52 d/10 a（通過(guò)了0.05信度水平的顯著性檢驗(yàn)）。由突變分析可知，1987年高溫日數(shù)發(fā)生了增加突變，但未能達(dá)到統(tǒng)計(jì)意義上的顯著標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明突變不明顯。1981年后高溫日數(shù)有明顯增加的趨勢(shì)。

圖1 茂名市1972—2017年高溫日的年際分布Fig.1 Interannual distribution of high temperature days inMaoming from 1972 to 2017

2）高溫日數(shù)的月際變化

茂名高溫日均出現(xiàn)在5—9月，其中7月最多，為155次，占高溫天氣發(fā)生總次數(shù)的39%，其次是8月，為140次，占總次數(shù)的36%；5月最少，為9次，占總次數(shù)的2%。

3）高溫日數(shù)的周期性特征

茂名市高溫日數(shù)的小波變換系數(shù)實(shí)部時(shí)頻分布（圖2）顯示了茂名市近46年高溫日數(shù)在不同時(shí)間尺度上的周期振蕩。茂名市高溫日數(shù)存在著時(shí)間尺度上的演變特征，20世紀(jì)80年代至今存在5 a的年際周期，且周期振蕩基本穩(wěn)定地貫穿了整個(gè)時(shí)段，同時(shí)具有準(zhǔn)13 a和23 a左右2個(gè)顯著年代際振蕩周期，年代際變化信號(hào)最強(qiáng)的是23 a左右。在5 a和準(zhǔn)13 a的周期振蕩的基礎(chǔ)上，可推測(cè)下一個(gè)高溫日數(shù)明顯增多的時(shí)期大概出現(xiàn)在2020年左右。

圖2 小波變換系數(shù)實(shí)部時(shí)頻分布Fig.2 Time-frequency distribution of the real part of thewavelet transform coeきcients

4）高溫強(qiáng)度特征

茂名市1972—2017年，除了1973年以外，其余年份極端最高氣溫均在35.0 ℃以上，極端高溫≥37.0 ℃的年份僅有7 a，46年間茂名出現(xiàn)極端最高值為37.9 ℃（出現(xiàn)在2003年7月22日），周邊相鄰城市中湛江高溫極端最高值38.4 ℃，陽(yáng)江高溫極端最高值38.3 ℃，相較而言，茂名高溫極端最高值較低。

3 副熱帶高壓對(duì)高溫的影響

鄒燕等通過(guò)對(duì)1961—1999年7—9月各高溫過(guò)程環(huán)流背景的統(tǒng)計(jì)分析研究表明，西太平洋副熱帶高壓是影響華南高溫過(guò)程的主要天氣系統(tǒng)。張志薇等分析表明，西太平洋副熱帶高壓脊線(xiàn)北抬，華中地區(qū)為高壓控制，下沉氣流利于高溫天氣的發(fā)生、發(fā)展。史軍等研究表明，當(dāng)西太平洋副熱帶高壓異常強(qiáng)盛穩(wěn)定且位置偏西時(shí)，我國(guó)南方高溫日數(shù)就是明顯偏多。本地研究中，李英等通過(guò)分析化州20次連續(xù)3天以上高溫天氣形勢(shì)，認(rèn)為化州高溫?zé)崂颂鞖獾闹饕绊懴到y(tǒng)與副熱帶高壓密切相關(guān)。茂名市46年高溫日數(shù)主要發(fā)生在5—9月，通過(guò)對(duì)年高溫日數(shù)排序，選取5年高溫日數(shù)大值年定義為高溫日數(shù)較多年（簡(jiǎn)稱(chēng)為較多年），反之為高溫日數(shù)較少年（簡(jiǎn)稱(chēng)為較少年），得到高溫日數(shù)較少年為1973、1975、1977、1984、1995年和高溫日數(shù)較多年為2007、2014、2015、2016、2017年?？紤]到再分析資料的高度場(chǎng)系統(tǒng)性地偏低，本文以587 dagpm值線(xiàn)作為度量西太平洋副熱帶高壓強(qiáng)度和位置的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)較多（少）年5—9月500 hPa平均高度場(chǎng)合成分析發(fā)現(xiàn)，與較少年相比，較多年副熱帶高壓強(qiáng)度明顯偏大、偏強(qiáng)，且呈帶狀分布，較多年西伸脊點(diǎn)明顯偏西，茂名在高溫日數(shù)較多年份的夏季，是完全處在副熱帶高壓控制之下的。從較多（少）年5—9月副熱帶高壓平均強(qiáng)度、面積指數(shù)（表1）來(lái)看，與較少年相比，較多年副熱帶高壓強(qiáng)度、面積指數(shù)明顯更大。1972—2017年茂名高溫日數(shù)與當(dāng)年西太平洋副熱帶高壓脊線(xiàn)指數(shù)相關(guān)系數(shù)為-0.132，呈弱負(fù)相關(guān)（未能通過(guò)0.05信度水平的顯著性檢驗(yàn)），表明當(dāng)西太平洋副熱帶高壓脊線(xiàn)位置偏北時(shí)，高溫日數(shù)有所偏多；1972—2017年高溫日數(shù)與西太平洋副熱帶高壓西伸脊點(diǎn)指數(shù)相關(guān)系數(shù)為-0.489，呈顯著負(fù)相關(guān)（通過(guò)了0.05信度水平的顯著性檢驗(yàn)），進(jìn)一步表明，當(dāng)西伸脊點(diǎn)偏西，高溫日數(shù)明顯偏多。綜上所述，茂名高溫天氣與副熱帶高壓密切相關(guān)，當(dāng)副熱帶高壓西伸脊點(diǎn)偏西時(shí)，茂名高溫日數(shù)將明顯偏多，高溫日數(shù)與當(dāng)年副熱帶高壓強(qiáng)度、面積指數(shù)均呈顯著正相關(guān)，與當(dāng)年西太平洋副熱帶高壓西伸脊點(diǎn)指數(shù)呈顯著負(fù)相關(guān)，與當(dāng)年西太平洋副熱帶高壓脊線(xiàn)指數(shù)呈弱負(fù)相關(guān)，從相關(guān)性來(lái)看，副熱帶高壓面積指數(shù)對(duì)高溫影響更為顯著。

表1 茂名市較多（少）年5—9月副熱帶高壓強(qiáng)度、面積指數(shù)Table 1 Intensity and area index of subtropical high in Mayto September in Maoming