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        大興安嶺林區(qū)生長季氣溫的變化分析

        2024-01-20 10:23:38田寶星張恒翀
        黑龍江氣象 2023年4期
        關(guān)鍵詞:北極村等值線大興安嶺

        田寶星,翟 墨,楊 帆,陳 晶,張 洋,張恒翀

        (1.黑龍江省氣象科學(xué)研究所,黑龍江 哈爾濱 150030;2.黑龍江省氣象局機(jī)關(guān)服務(wù)中心,黑龍江 哈爾濱 150030;3.呼蘭區(qū)氣象局,黑龍江 哈爾濱 150500;4.黑龍江省氣象數(shù)據(jù)中心,黑龍江 哈爾濱 150030)

        1 引言

        氣候變化向來是學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)問題之一,研究氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響具有重要的意義。IPCC 數(shù)據(jù)表明,1906-2005 年全球地表溫度增加了0.74 ℃,近50 a 全球地表溫度增加了0.85 ℃[1],其中以北方地區(qū)和青藏高原最為顯著[2]。 大興安嶺林區(qū)是氣候脆弱區(qū)和對氣候變暖最敏感地區(qū)[3-4],帶來的威脅和影響也很明顯,降水減少,可燃物的積累加上氣溫上升,更容易造成林火的發(fā)生[5];氣溫升高,蒸散加劇,土壤水分減少且濕度下降,將導(dǎo)致作物緩慢生長甚至引起旱災(zāi)[6]。 因此對大興安嶺林區(qū)生長季平均氣溫變化特點(diǎn)及規(guī)律的研究尤為重要。 本文基于大興安嶺林區(qū)8 個氣象站點(diǎn)1980-2018 年日資料進(jìn)行研究,期望為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展提供參考材料。

        2 資料與方法

        2.1 資料

        基于黑龍江省大興安嶺林區(qū)1980-2018 年漠河、 北極村、 塔河、 呼中、 新林、 呼瑪、 加格達(dá)奇和愛輝8 個氣象觀測站生長季5-9 月逐日平均氣溫數(shù)據(jù)資料。

        2.2 方法

        利用氣候統(tǒng)計方法, 將研究區(qū)域各站點(diǎn)逐日平均氣溫根據(jù)研究需要進(jìn)行相關(guān)統(tǒng)計, 采用線性氣候傾向率[7]分析生長季氣溫時間演變規(guī)律,EOF 分析[8]得到生長季氣溫空間分布特征,小波分析[9]得出生長季氣溫周期變化。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 生長季氣溫時間變化

        由圖1 可見,1980-2018 年生長季平均氣溫呈增加趨勢,變化速率為0.38 ℃/10a。 39 a 生長季平均氣溫為14.6 ℃,1981 年生長季平均氣溫為13.2 ℃,是研究時段最小值;2000 年生長季平均氣溫為15.7 ℃,是研究時段最大值,極差為2.5 ℃左右。由表1 可見,研究區(qū)域20 世紀(jì)80 年代生長季平均氣溫為14.0℃,20 世紀(jì)90 年代比80 年代生長季平均氣溫增加0.4 ℃,21 世紀(jì)00 年代比20 世紀(jì)90 年代生長季平均氣溫增加0.4 ℃,21 世紀(jì)10 年代比21 世紀(jì)00 年代生長季平均氣溫增加0.4 ℃。大興安嶺林區(qū)年代際變化明顯, 自20 世紀(jì)80 年代以來生長季平均氣溫明顯增加。

        表1 大興安嶺林區(qū)生長季平均氣溫年代際變化

        圖1 大興安嶺林區(qū)1980-2018 年生長季平均氣溫變化趨勢

        3.2 生長季氣溫空間變化

        在EOF 分析中, 研究區(qū)域生長季平均氣溫第1特征向量的方差貢獻(xiàn)率為87.75%, 可體現(xiàn)其生長季平均氣溫的顯著空間分布。 由圖2a 可見,第1 特征向量呈現(xiàn)一致正變化, 區(qū)內(nèi)低值中心在北極村附近且等值線相對密集, 高值中心在呼瑪附近且等值線稀疏,其振幅以西北向東南逐漸遞減,受地理位置影響較大,區(qū)域特征明顯。 由圖2b 可見,第1 特征向量所對應(yīng)的時間系數(shù)絕對值最大, 這一時刻空間分布型式最典型,但時間系數(shù)正、負(fù)相間,生長季平均氣溫年際變化相反。

        圖2 大興安嶺林區(qū)生長季平均氣溫第1 特征向量(a)空間模態(tài)和(b)時間系數(shù)

        3.3 生長季氣溫周期變化

        小波方差圖(圖3)中,研究區(qū)域生長季平均氣溫有3 個明顯的峰值,依次對應(yīng)8 a,22 a 和28 a。 最大峰值為28 a 其周期振蕩最強(qiáng),為第一主周期;第二主周期為22 a;第三主周期為8 a。 說明此3 個周期控制著大興安嶺林區(qū)生長季平均氣溫在整個時間域的變化特征。

        圖3 大興安嶺林區(qū)生長季平均氣溫小波方差

        4 結(jié)論與討論

        (1)大興安嶺林區(qū)生長季平均氣溫呈增加趨勢,年代際特征明顯, 自20 世紀(jì)80 年代以來生長季平均氣溫明顯增加。

        (2)大興安嶺林區(qū)生長季平均氣溫空間分布第1特征向量呈一致變化趨勢,區(qū)內(nèi)高值中心在呼瑪附近且等值線稀疏,低值中心在北極村附近且等值線相對密集,其振幅自西北向東南逐漸遞減,研究區(qū)域生長季平均氣溫受地理因素影響較大,區(qū)域特征明顯。

        (3)大興安嶺林區(qū)生長季平均氣溫存在3 種明顯的周期變化,即28 a 周期振蕩最強(qiáng),22 a、8 a 周期為第二、第三主周期。

        (4)氣候變化背景下,大興安嶺地區(qū)做為敏感區(qū)域之一[3-4],氣候在變暖,生長季在延長,氣候變化將對農(nóng)牧業(yè)和生態(tài)植被產(chǎn)生嚴(yán)重影響,同時,對季節(jié)、積溫、降水量的影響還有待于進(jìn)一步研究。

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