劉 蕾，李 鸞，張 麗，孫大兵，張曉憶

（安徽省蕪湖市氣象局，安徽 蕪湖 241000）

引言

近1000 a中，20世紀(jì)以來氣候變暖最為顯著，尤其近50 a的變暖趨勢(shì)更為明顯［1］。研究發(fā)現(xiàn)，中國百年氣溫的暖期分別出現(xiàn)在20世紀(jì)30—40年代和80—90年代，但存在明顯的區(qū)域性差異［2］，早期增暖過程中氣候系統(tǒng)內(nèi)部過程影響較大，而近幾十年的增溫則更多受外強(qiáng)迫的影響［3］。其中，中國西北、東北、華北地區(qū)增暖最顯著，而西南地區(qū)增溫趨勢(shì)最弱［4］。由于資料來源、觀測(cè)時(shí)段不同，中國近百年增溫速率仍存在爭議［5-7］，總體上百年增溫范圍在0.90～1.52℃之間［8］。完整的百年氣溫長序列是氣候變化分析的基礎(chǔ)，鑒于1951年前全國氣象觀測(cè)臺(tái)站稀少，氣溫序列缺測(cè)較多，最初有學(xué)者利用氣溫等級(jí)對(duì)氣溫序列進(jìn)行延長插補(bǔ)［9］，或利用史料、樹木年輪等代用資料來完善，而近年來利用重建的再分析資料研究氣溫的百年變化成為新態(tài)勢(shì)［5-6，10］，但這些代用資料、再分析資料普遍存在變化幅度小、極值不顯著的特征，無法準(zhǔn)確反映極端年份的氣溫變化，因此利用百年以上尺度的實(shí)測(cè)氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行氣候變化分析至關(guān)重要。研究結(jié)果顯示，不同地區(qū)局地百年氣溫變化既有一定的共性，也存在一定的差異。如，廣州在20世紀(jì)40年代開始增溫，80年代至20世紀(jì)末進(jìn)入快速增溫時(shí)期［11］；大連在1930年和1982年存在2個(gè)增暖突變點(diǎn)，20世紀(jì)90年代之后增暖趨勢(shì)最顯著［12］；上海在20世紀(jì)30—40年代、90年代至21世紀(jì)初升溫明顯［13］；浙江20世紀(jì)30—40年代增溫不顯著，但在20世紀(jì)70年代之后增溫迅速［14］?？梢姡瑥V州、大連、上海等城市的暖期與全國基本一致，而浙江與全國存在一定差異。

長江中下游地區(qū)僅有南京、武漢、蕪湖、上海4個(gè)WMO（世界氣象組織）百年氣象站，但這些站的百年氣溫變化研究時(shí)間偏早，且在氣溫序列重建中對(duì)觀測(cè)時(shí)次導(dǎo)致的誤差、臺(tái)站搬遷、數(shù)據(jù)均一性檢驗(yàn)等考慮較少［15-16］，無法得到真實(shí)反映。蕪湖站作為我國14個(gè)世界級(jí)百年氣象站之一，同時(shí)也是安徽省唯一的世界級(jí)百年氣象站，其意義對(duì)于安徽省乃至中國非常重大。然而，目前蕪湖站近140 a的氣溫?cái)?shù)據(jù)仍未數(shù)字化整理和質(zhì)量控制。為此，本文參考前人研究方法，對(duì)蕪湖站2個(gè)時(shí)段（1880—1937年、1952—2020年）月平均氣溫進(jìn)行數(shù)字化整理及質(zhì)量控制，并結(jié)合英國東英吉利大學(xué)氣候研究中心（Climatic Research Unit，CRU）格點(diǎn)氣溫資料，采用逐步回歸分析方法，對(duì)觀測(cè)氣溫進(jìn)行擬合并對(duì)缺測(cè)值（1938—1951年）插補(bǔ)，進(jìn)而構(gòu)建1880—2020年百年月平均氣溫序列，在此基礎(chǔ)上探討氣溫的年代際變化特征。

1 資料及來源

1880年3月1日起，蕪湖海關(guān)氣象觀測(cè)站正式開始觀測(cè)，1937年11月蕪湖淪陷，氣象觀測(cè)被迫中止，建國后1952年1月11日開始恢復(fù)觀測(cè)。除1938—1951年、1952年1月部分?jǐn)?shù)據(jù)缺測(cè)外，其他時(shí)段數(shù)據(jù)完整、可用性高。其中，1880—1937年日平均氣溫來源于手抄的“海關(guān)氣象觀測(cè)月總薄”，1952—2020年氣溫資料來源于安徽省氣象信息中心。另外，還使用了英國東英吉利大學(xué)氣候研究中心（CRU）發(fā)布的1901—2020年TS（time series）4.04格點(diǎn)氣溫逐月資料，空間分辨率為0.5°×0.5°，該數(shù)據(jù)在中國長江流域適用性強(qiáng)［17］。另外，安徽省行政邊界是基于安徽省自然資源廳審核批準(zhǔn)的審圖號(hào)為皖S（2021）3號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無修改。

首先，對(duì)蕪湖站氣溫資料進(jìn)行質(zhì)量控制，即設(shè)定各月日平均氣溫3倍標(biāo)準(zhǔn)差為閾值，對(duì)1880—1937年、1952—2020年日平均氣溫進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，若日平均氣溫超出閾值則記為缺測(cè)，氣溫缺測(cè)5 d以上的月份記為月平均氣溫缺測(cè)?？傮w來看，蕪湖站月平均氣溫質(zhì)量較高，僅1923年10、11月和1937年12月、1952年1月平均氣溫缺測(cè)。將缺測(cè)的月平均氣溫暫用距離最近的CRU格點(diǎn)氣溫代替。

2 蕪湖站月平均氣溫訂正和序列構(gòu)建

2.1 1880—1937年和1952—2020年氣溫訂正及插補(bǔ)

2.1.1 差值訂正

1880—1937年氣溫觀測(cè)時(shí)次與建國后不同，由于觀測(cè)時(shí)次、計(jì)算方法不同，平均氣溫往往存在細(xì)微差別，需要將其訂正到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)上［14，18］。根據(jù)《地面氣象觀測(cè)規(guī)范》要求［19］，蕪湖站1952—2020年平均氣溫計(jì)算采用02：00、08：00、14：00、20：00（北京時(shí)，下同）4次定時(shí)觀測(cè)值，本文稱之標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次。然而，1880—1937年蕪湖站氣溫觀測(cè)時(shí)次并非如此（表1），1880—1885年、1904—1937年每日8次觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)次依次為03：00、06：00、09：00、12：00、15：00、18：00、21：00、24：00，平均氣溫為8個(gè)時(shí)次的均值；1886—1903年每日4次觀測(cè)，觀測(cè)時(shí)次依次為03：00、09：00、15：00、21：00，平均氣溫為4個(gè)時(shí)次的均值。可見，觀測(cè)時(shí)次、計(jì)算方法不同，必然導(dǎo)致誤差產(chǎn)生。因此，需利用差值訂正法將1880—1937年兩種不同觀測(cè)時(shí)次的氣溫月值統(tǒng)一訂正到標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次。

表1 蕪湖站不同時(shí)期氣溫觀測(cè)時(shí)次及日平均氣溫的計(jì)算時(shí)次Tab.1 Observation time of temperature and calculation time of daily mean temperature in different periods at Wuhu station

為了使訂正數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，考慮到蕪湖站自2007年起開始逐小時(shí)氣溫觀測(cè)，故利用2007—2020年數(shù)據(jù)計(jì)算各月不同觀測(cè)時(shí)次與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次平均氣溫差值進(jìn)行訂正。具體方法是：對(duì)2007—2020年各月8個(gè)觀測(cè) 時(shí) 次（03：00、06：00、09：00、12：00、15：00、18：00、21：00、24：00）和4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次的氣溫求平均后相減，用該差值訂正1880—1885年及1904—1937年的月平均氣溫，即非標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次平均氣溫減去對(duì)應(yīng)差值，從而實(shí)現(xiàn)氣溫訂正。同樣，計(jì)算2007—2020年各月4個(gè)觀測(cè)時(shí)次（03：00、09：00、15：00、21：00）與4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次的月平均氣溫差值，用該差值訂正1886—1903年的月平均氣溫。

圖1是2007—2020年蕪湖站不同觀測(cè)時(shí)次與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次氣溫平均誤差的月際變化?？梢钥闯?，除9月外，8次和4次觀測(cè)的月平均氣溫均較標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次偏高，誤差為0.0～0.2℃，但4次觀測(cè)的誤差更大，說明觀測(cè)時(shí)次越密越有利于誤差減小。因此，1880—1885年和1904—1937年月平均氣溫?cái)?shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)于1886—1903年。利用各月平均誤差進(jìn)行相應(yīng)的氣溫訂正，可進(jìn)一步消除因觀測(cè)時(shí)次不同而導(dǎo)致的誤差。

圖1 2007—2020年蕪湖站不同觀測(cè)時(shí)次與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次氣溫平均誤差的月際變化Fig.1 Monthly variation of mean error of temperature at different observation time and standard time at Wuhu station during 2007-2020

伴隨氣候變暖的加快，全球氣溫日較差呈現(xiàn)不同程度的下降［20］。那么，僅利用全球變暖背景下2007—2020年數(shù)據(jù)對(duì)1880—1937年月平均氣溫進(jìn)行差值訂正是否可靠？為驗(yàn)證這一問題，對(duì)2007—2020年全年及不同季節(jié)8次和4次平均氣溫誤差的線性傾向率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（表2），發(fā)現(xiàn)8次和4次平均氣溫的誤差在2007—2020年變化趨勢(shì)非常緩慢，線性傾向率均未通過α=0.05的顯著性檢驗(yàn)，其中春、夏季呈現(xiàn)緩慢增大趨勢(shì)，秋、冬季則呈現(xiàn)緩慢減小趨勢(shì)，而年平均氣溫誤差的變化基本可以忽略不計(jì)。雖然2007—2020年蕪湖站總體處于增溫階段，且日較差有所減小，但其變化趨勢(shì)對(duì)8次和4次平均氣溫誤差影響較小，故推測(cè)氣溫的年代際變化對(duì)不同觀測(cè)時(shí)次平均氣溫誤差影響有限，利用2007—2020年小時(shí)氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行不同觀測(cè)時(shí)次的差值訂正是有效的。

表2 2007—2020年全年、不同季節(jié)8次和4次觀測(cè)氣溫的平均誤差線性變化趨勢(shì)Tab.2 Linear variation tendency of average error of temperature at eight time and four time in the whole year and different seasons during 2007-2020單位：℃·（10 a）-1

2.1.2 均一性訂正

采用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)均一性檢驗(yàn)（standard normal homogeneity test，SNHT）方法［21-22］，對(duì)1952—2020年蕪湖站月平均氣溫資料進(jìn)行均一性檢驗(yàn)。在均一性檢驗(yàn)過程中，建立數(shù)據(jù)質(zhì)量較高的參考序列非常必要。因此，選取蕪湖站周邊200 km內(nèi)溧陽、長豐、黟縣3站作為參考站（圖2），這3站自建站以來未遷過站、探測(cè)環(huán)境較穩(wěn)定，序列資料完整性好且質(zhì)量高。長豐站建站較晚，資料始于1967年，故選取1967—2020年3站月平均氣溫作為參考。

圖2 蕪湖站及周邊相鄰的CRU格點(diǎn)與參考站空間分布Fig.2 The spatial distribution of Wuhu station and its adjacent CRU grid points，reference stations

經(jīng)計(jì)算，3個(gè)參考站月平均氣溫與蕪湖站的相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.99以上。SNHT均一性檢驗(yàn)（0.01的顯著性水平）發(fā)現(xiàn)，建國后1988年11月、1990年7月、1992年10月、1994年7月的平均氣溫出現(xiàn)非均一性突變點(diǎn)（表3）。經(jīng)核查蕪湖臺(tái)站沿革資料，發(fā)現(xiàn)1988年突變是因觀測(cè)場(chǎng)海拔整體升高所致，1992—1994年突變則是因觀測(cè)場(chǎng)北部建設(shè)辦公樓所致，而1990年突變?cè)虿幻鳌Ａ硗?，自建站以來，蕪湖站分別在1955年4月1日（118°23′E，31°20′N；海拔15.2 m）、2006年1月1日（118°22′E，31°23′N；9.5 m）、2016年1月1日（118°21′E，31°20′N；海拔12.8 m）經(jīng)歷3次遷站（表略），遷站前后地理?xiàng)l件相似，并未造成氣溫的非均一性突變。

1901—1937年蕪湖站周邊無觀測(cè)資料連續(xù)且質(zhì)量較好的參考站，故選取該站周邊相鄰且相關(guān)性最高的6個(gè)CRU格點(diǎn)（圖2）資料作為參考?xì)鉁?。統(tǒng)計(jì)顯示（表4），與距離蕪湖站最近的CRU格點(diǎn)氣溫相比，6個(gè)格點(diǎn)月平均氣溫與蕪湖站的均方根誤差明顯偏小，偏差也相對(duì)較小，相關(guān)系數(shù)更高，更接近觀測(cè)值。因此，用6個(gè)CRU格點(diǎn)的月平均氣溫作為參考?xì)鉁馗鼮楹侠?。同樣，采用SNHT方法對(duì)1901—1937年蕪湖站實(shí)測(cè)月平均氣溫進(jìn)行均一性檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)有6個(gè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)突變（表3），且數(shù)值偏大。由于建國前無蕪湖臺(tái)站沿革信息，故無法推斷出現(xiàn)非均一性的原因。1880—1900年沒有CRU數(shù)據(jù)作為參考，故該時(shí)段內(nèi)蕪湖站月平均氣溫采用距平累積法和極值檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯的突變點(diǎn)。

表3 蕪湖站建國前后月平均氣溫的非均一性突變點(diǎn)及建國后突變?cè)騎ab.3 Non-uniformity mutation points of monthly mean temperature at Wuhu station before and after the founding of new China and the reasons after the founding of new China

表4 1901—1937年蕪湖站月平均氣溫與周邊CRU格點(diǎn)氣溫的統(tǒng)計(jì)關(guān)系Tab.4 Statistical relations between monthly observational temperature at Wuhu station and its adjacent grid point temperature of CRU during 1901-1937

2.1.3 異常值插補(bǔ)

由于1952—2020年、1901—1937年蕪湖站月平均氣溫與參考?xì)鉁卮嬖跇O顯著正相關(guān)關(guān)系，故分別建立這2個(gè)時(shí)段兩者的線性回歸方程，并利用回歸方程擬合數(shù)據(jù)對(duì)非均一性突變點(diǎn)進(jìn)行插補(bǔ)。

鑒于1952—2020年突變點(diǎn)較少，插補(bǔ)后的序列和原始序列差異不大（圖略）。1880—1937年蕪湖站經(jīng)差值、均一化訂正及插補(bǔ)后的氣溫序列略低于原始序列，特別在1891—1911年訂正效果明顯（圖3）。可見，通過上述訂正及插補(bǔ)，可以消除觀測(cè)時(shí)次不同及非均一性導(dǎo)致的誤差，明顯提高了1880—1937年數(shù)據(jù)的可用性。

圖3 1880—1937年蕪湖站原始和訂正插補(bǔ)的平均氣溫時(shí)間序列Fig.3 Time series of original and adjusted and interpolated mean temperature at Wuhu station during 1880-1937

2.2 1938—1951年氣溫序列構(gòu)建

1938—1951年蕪湖站觀測(cè)中斷，需利用CRU格點(diǎn)氣溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建。由于CRU格點(diǎn)氣溫與蕪湖站觀測(cè)氣溫存在一定偏差，直接代替勢(shì)必造成數(shù)據(jù)的非均一性。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，蕪湖站鄰近的CRU格點(diǎn)氣溫比觀測(cè)值偏低，1901—1937年、1953—2020年（考慮到1952年1月氣溫缺測(cè)，故從1953年開始計(jì)算）分別偏低0.9、0.4℃。故基于這2個(gè)時(shí)段蕪湖站月觀測(cè)氣溫與上述周邊相鄰的6個(gè)CRU格點(diǎn)氣溫，采用多元逐步回歸分析方法，分別建立蕪湖站月平均氣溫的最優(yōu)擬合方程，對(duì)1938—1951年氣溫進(jìn)行擬合，取平均值進(jìn)行插補(bǔ)。多元逐步回歸計(jì)算公式［23］如下：

式中：（℃）為站點(diǎn)擬合氣溫；yj（℃）為站點(diǎn)周邊相鄰的第j個(gè)格點(diǎn)氣溫；β0是站點(diǎn)氣溫?cái)M合常數(shù)；βj是站點(diǎn)周邊第j個(gè)格點(diǎn)的氣溫?cái)M合系數(shù)；ε（℃）是站點(diǎn)氣溫殘差；n為格點(diǎn)數(shù)，本文取6。

以構(gòu)建1901—1937年1月最優(yōu)擬合方程為例，首先計(jì)算該時(shí)段內(nèi)蕪湖站觀測(cè)氣溫與周邊多個(gè)CRU格點(diǎn)氣溫的相關(guān)系數(shù)，選出6個(gè)相關(guān)系數(shù)最高的格點(diǎn)氣溫作為自變量，蕪湖站觀測(cè)氣溫作為因變量，建立多元逐步回歸方程；然后，基于1901—2020年上述CRU格點(diǎn)氣溫，利用多元逐步回歸擬合方程，擬合同期蕪湖站氣溫。同樣，基于1953—2020年蕪湖站觀測(cè)氣溫和CRU格點(diǎn)氣溫建立擬合方程，并擬合1901—2020年蕪湖站氣溫。以此類推，建立兩套蕪湖站月擬合氣溫序列。

從圖4看出，蕪湖站觀測(cè)氣溫與基于1901—1937年、1953—2020年數(shù)據(jù)的擬合氣溫存在一定偏差，總體上前者較觀測(cè)平均偏高0.25℃，后者平均偏低0.19℃，但兩套擬合氣溫與觀測(cè)氣溫的變化趨勢(shì)基本一致，且2個(gè)偏差序列的標(biāo)準(zhǔn)差接近，說明2個(gè)時(shí)段數(shù)據(jù)擬合的氣溫偏差變化穩(wěn)定。1938年以前，兩套擬合氣溫絕大部分年份低于觀測(cè)氣溫，但基于1901—1937年數(shù)據(jù)擬合的氣溫更接近觀測(cè)；1953年以后，基于1901—1937年數(shù)據(jù)擬合的氣溫明顯高于觀測(cè)，而基于1953—2020年數(shù)據(jù)擬合的氣溫更接近觀測(cè)，其中20世紀(jì)90年代以前擬合氣溫略偏高，之后擬合氣溫略偏低?？梢?，1938—1951年月平均氣溫用兩套擬合氣溫序列的平均值進(jìn)行插補(bǔ)，比CRU格點(diǎn)序列或單一的擬合氣溫序列更加準(zhǔn)確。

圖4 蕪湖站1901—2020年訂正插補(bǔ)的觀測(cè)氣溫及擬合氣溫偏差時(shí)間序列Fig.4 Time series of adjusted and interpolated observation temperature and deviation of fitting temperature at Wuhu station during 1901-2020

3 蕪湖平均氣溫的年代際特征

3.1 變化特征

圖5是1880—2020年蕪湖站全年及各季平均氣溫的變化曲線。可以看出，近140 a蕪湖站年平均氣溫整體呈顯著上升趨勢(shì)（通過α=0.01的顯著性檢驗(yàn)），氣候傾向率為0.06℃·（10 a）-1，低于中國百年氣溫增速［5-9］，且重建的1938—1951年序列沒有明顯突變［圖5（a）］。與周邊上海站對(duì)比發(fā)現(xiàn)，蕪湖、上海年平均氣溫在20世紀(jì)40年代均略有上升［16］，這間接表明了重構(gòu)的1938—1951年數(shù)據(jù)能夠較好地反映缺測(cè)時(shí)段蕪湖站氣溫的年際變化。另外，蕪湖氣溫變化存在明顯的階段性，19世紀(jì)末為顯著偏冷時(shí)段，累積距平始終為負(fù)值；20世紀(jì)初至20年代為偏暖時(shí)段，隨后30年代偏冷，40年代偏暖，50—80年代又轉(zhuǎn)為明顯偏冷時(shí)段，90年代之后氣溫快速回升，累積距平持續(xù)為正值，增溫持續(xù)時(shí)間最長。其中，21世紀(jì)以來平均氣溫較19世紀(jì)末明顯偏高1.3℃。

與年平均氣溫變化趨勢(shì)一致，近140 a蕪湖站四季氣溫也呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，春季增溫最顯著，氣候傾向率為0.12℃·（10 a）-1，遠(yuǎn)超出其他季節(jié)，對(duì)年平均氣溫增溫的貢獻(xiàn)最大。春季氣溫在19世紀(jì)末至20世紀(jì)20年代為持續(xù)穩(wěn)定增溫階段，之后與年平均氣溫的變化基本一致［圖5（b）］。研究表明，1885年以來長江中下游地區(qū)四季氣溫百年增加0.59～0.92℃，春季增溫最大［24］。在同時(shí)段內(nèi)，蕪湖春季增溫趨勢(shì)略高于長江中下游區(qū)域平均。夏、冬季氣溫的氣候傾向率與年平均氣溫接近，分別為0.06、0.07℃·（10 a）-1（通過α=0.01的顯著性檢驗(yàn)）。夏季，除19世紀(jì)末氣溫異常偏低外，20世紀(jì)初至60年代氣溫的年代際差異較小，冷暖交替變化沒有春季顯著，而70—80年代為偏冷期，90年代之后轉(zhuǎn)為偏暖期，長期維持正距平［圖5（c）］，這一點(diǎn)與年平均氣溫變化一致；冬季氣溫也呈現(xiàn)冷暖交替的年代際變化特征，19世紀(jì)末異常偏冷，20世紀(jì)初至20年代偏暖，30—80年代持續(xù)偏冷，90年代以后增暖趨勢(shì)顯著［圖5（e）］。秋季增溫最弱，氣候傾向率僅為0.02℃·（10 a）-1［圖5（d）］，未通過α=0.01的顯著性檢驗(yàn)，與年平均氣溫變化類似，在20世紀(jì)初至20年代、90年代之后存在2個(gè)暖期。綜上所述，近140 a蕪湖站年及季節(jié)（秋季除外）氣溫整體顯著上升，且存在冷暖交替的年代際變化特征，但不同季節(jié)冷暖變化時(shí)期略有不同。

圖5 1880—2020年蕪湖站年（a）和春季（b）、夏季（c）、秋季（d）、冬季（e）平均氣溫時(shí)間序列及年代際變化Fig.5 The time series and inter-decadal variation of mean temperature in the whole year（a），spring（b），summer（c），autumn（d）and winter（e）at Wuhu station from 1880 to 2020

鑒于四季氣溫的氣候傾向率與所選時(shí)段有很大關(guān)系，故計(jì)算四季氣溫在不同時(shí)段的氣候傾向率（圖6）?？梢钥闯?，春季氣溫在各時(shí)段的增溫率均最大，遠(yuǎn)高于其他季節(jié)；冬季增溫率次之，與前面分析一致。雖然1880—2020年蕪湖增溫趨勢(shì)弱于全國平均［5-6］，但隨著時(shí)間的推移和統(tǒng)計(jì)時(shí)段的縮短，各季節(jié)增溫趨勢(shì)逐漸增大，1980—2020年四季增溫趨勢(shì)最強(qiáng)，增溫率在0.33℃·（10 a）-1以上，其中春季增溫率高達(dá)0.65℃·（10 a）-1。然而，進(jìn)入21世紀(jì)以來，四季增溫率明顯減弱，夏、秋季氣溫甚至出現(xiàn)下降趨勢(shì)，這一特征與東亞增溫停滯［25-26］相吻合，說明近20 a來蕪湖增溫減緩。KNIGHT等［25］研究指出，1998年全球氣溫達(dá)到最高點(diǎn)后，增溫率不再繼續(xù)上升，這主要是CRU資料的問題。事實(shí)上，蕪湖站氣溫觀測(cè)資料顯示21世紀(jì)以來增溫停滯現(xiàn)象客觀存在。盡管增溫有所放緩，但氣候變化是一個(gè)長期過程，需要從幾十年甚至上百年的尺度進(jìn)行研究。

圖6 不同時(shí)段蕪湖站季節(jié)平均氣溫的氣候傾向率Fig.6 Climatic tendency rates of seasonal mean temperature in different periods at Wuhu station

3.2 周期特征

對(duì)近140 a蕪湖站年和四季平均氣溫進(jìn)行小波分析（圖7）?？梢钥闯?，蕪湖年及四季平均氣溫存在64 a以上時(shí)間尺度的周期振蕩，但該周期多處于邊緣效應(yīng)影響區(qū)域，故真實(shí)性有待商榷。另外，年及秋季（圖略）、冬季平均氣溫均存在40～50 a的周期振蕩，對(duì)應(yīng)該時(shí)段冷暖交替頻繁。此外，年、四季平均氣溫在不同時(shí)段還存在20～30 a的周期振蕩，其中春、冬季該周期貫穿整個(gè)時(shí)域，而年及夏、秋季該周期僅集中出現(xiàn)在19世紀(jì)末至20世紀(jì)60年代。

圖7 1880—2020年蕪湖年（a）及春（b）、夏（c）、冬（d）季平均氣溫的小波功率譜Fig.7 The wavelet power spectrum of annual（a），spring（b），summer（c）and winter（d）mean temperature during 1880-2020 at Wuhu station

4 結(jié)論

本文利用蕪湖站百年氣溫觀測(cè)數(shù)據(jù)和周邊CRU格點(diǎn)再分析資料，在差值和均一化訂正基礎(chǔ)上，采用多元逐步回歸分析方法，構(gòu)建1880—2020年蕪湖月平均氣溫序列，并對(duì)年及四季平均氣溫的年代際變化特征進(jìn)行分析?？傮w上，蕪湖站氣溫原始序列個(gè)別存在非均一性突變，且1880—1937年月平均氣溫偏高，經(jīng)差值和均一化訂正后數(shù)據(jù)質(zhì)量得到明顯改善，年及季節(jié)平均氣溫均呈現(xiàn)冷暖交替的年代際變化，不同季節(jié)變化特征略有差異。具體結(jié)論如下：

（1）不同觀測(cè)時(shí)次計(jì)算的月平均氣溫有所差異。與目前標(biāo)準(zhǔn)時(shí)次（02：00、08：00、14：00、20：00）相比，建國前8次（03：00、06：00、09：00、12：00、15：00、18：00、21：00、24：00）和4次（03：00、09：00、15：00、21：00）觀測(cè)的平均氣溫均存在誤差，且4次觀測(cè)的氣溫誤差更大。均一性檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，局部環(huán)境改變會(huì)引起氣溫突變。經(jīng)差值和均一化訂正后，蕪湖1880—1937年月平均氣溫?cái)?shù)據(jù)的可用性明顯提高。

（2）基于蕪湖站1901—1937年、1953—2020年月觀測(cè)氣溫和1901—2020年CRU格點(diǎn)氣溫，得到的2個(gè)擬合氣溫序列的均值比CRU格點(diǎn)氣溫序列或單一擬合氣溫序列更接近觀測(cè)值，故利用2個(gè)擬合氣溫的均值對(duì)1938—1951年數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。

（3）1880—2020年蕪湖年、季節(jié)平均氣溫均呈現(xiàn)冷暖交替的年代際變化，其中20世紀(jì)80年代末由冷到暖的交替最顯著。近140 a蕪湖四季一致升溫，春季升溫最明顯，夏季、冬季次之，秋季增溫趨勢(shì)不顯著。2000年之前蕪湖增溫速率不斷加快，但之后四季增溫有所減緩，特別是夏、秋季甚至出現(xiàn)弱的降溫趨勢(shì)。

（4）近140 a蕪湖年和四季平均氣溫在不同時(shí)段存在20～30 a的周期振蕩，且年及秋、冬季平均氣溫還存在40～50 a的周期變化。