麗水市冬季氣溫變化趨勢(shì)及其突變特征

強(qiáng)玉華，盧 釗，陳華霜

(1.浙江省麗水市氣象局，浙江 麗水 323000;2.遂昌縣氣象局，浙江 遂昌 323300)

研究指出，在全球變暖的背景下，我國(guó)氣候也出現(xiàn)了明顯的變暖趨勢(shì)，其中以冬季增暖最為突出［1－4］，在 20 世紀(jì) 80 年代氣溫有變暖突變［5－6］。

麗水地區(qū)地處浙江省西南浙閩兩省結(jié)合部，地理坐標(biāo)118°41'－ 120°26'E，27°25'－ 28°57'N，以中山、丘陵地貌為主，其地形和氣候均較為復(fù)雜。麗水城區(qū) (119.92°E，28.45°N)處于麗水市的東北面，甌江中游，是全市政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。研究麗水市氣候變化特征表明，麗水市冬季增溫最為明顯［7］。作者就麗水市冬季氣候進(jìn)行分析，以了解當(dāng)?shù)囟練鉁刈兓厔?shì)及突變特征。

1 資料和方法

1.1 資料

利用資料為麗水市1953－2012年共60 a的逐日觀測(cè)資料。

依據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《暖冬等級(jí)》，冬季定義為上年12月至當(dāng)年2月，取用1981－2010年30 a平均值作為常年值。

1.2 方法

利用線性傾向估計(jì)方法對(duì)冬季平均氣溫、冬季極端最高和最低氣溫、冬季各月的平均氣溫進(jìn)行分析;利用Mann-Kendall非參數(shù)秩次統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法，分析60 a麗水市冬季氣溫變化的突變點(diǎn)。

暖冬閾值計(jì)算。假設(shè)冬季平均氣溫為隨機(jī)變量，服從正態(tài)分布，概率密度函數(shù):

T－和σ分別是氣候平均值和標(biāo)準(zhǔn)差:

算式中n為樣本長(zhǎng)度，取1981－2010年30 a序列，Ti為第i年冬季平均氣溫。

根據(jù)σ可以將氣溫概率平均劃分為3等份，即偏冷、正常和偏暖3類等概率氣候事件，其發(fā)生的概率均為33.3%，由此將冷、暖氣候邊界的閾值定義為 －0.43 σ和0.43σ。

單站暖冬標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)度等級(jí)。將單站暖冬劃分為弱和強(qiáng) 2個(gè)等級(jí)，單站弱暖冬:0.43σ≤ΔT＜1.29σ;單站強(qiáng)暖冬:ΔT≥1.29σ。根據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)計(jì)算得出，麗水市強(qiáng)暖冬有 4 a，分別為 1979，1999，2001和 2007年，弱暖冬有 14 a，分別為1954， 1960， 1965， 1973， 1975， 1978， 1987，1993，1998，2002，2003，2004，2009和2010年。

2 結(jié)果和分析

2.1 平均氣溫變化特征

2.1.1 年際變化

由圖1可見，60 a麗水市冬季平均氣溫存在明顯的增加趨勢(shì)，相關(guān)系數(shù)通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)，增暖速度為每10 a 0.22℃。最大負(fù)距平出現(xiàn)在1984年達(dá) －3.2℃，最大正距平出現(xiàn)在1999年達(dá)1.7℃，2001年為歷史第2暖冬，正距平為1.6℃。

圖1 麗水市歷年冬季氣溫距平及其變化趨勢(shì)

2.1.2 年代際變化

為使年代際變化更具可比性，選取1961－2010年完整的年代際時(shí)段，根據(jù)暖冬劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)麗水站各年代冬季氣溫進(jìn)行分析 (表1)。

從表1可以看出，20世紀(jì)60－80年代冬季氣溫偏低，冷冬比暖冬出現(xiàn)頻次高;90年代冬季氣溫明顯變暖，暖冬出現(xiàn)頻率增大，特別是1999年的冬季異常偏暖，距平高達(dá)1.7℃;2001－2010年，冬季氣溫進(jìn)一步增暖，暖冬出現(xiàn)頻次較多，共出現(xiàn)7個(gè)暖冬。

2.2 季節(jié)內(nèi)氣候特征

2.2.1 極端最高氣溫、最低氣溫變化特征

60 a麗水市的冬季極端最高和最低氣溫均呈上升趨勢(shì)，且兩者的氣候變化增長(zhǎng)率均大于冬季平均氣溫變化的增長(zhǎng)率。其中冬季最高氣溫升高為每10 a 0.42℃，較為顯著 (P＜0.05)，而最低氣溫上升為每10 a 0.32℃，速度相對(duì)較慢，但上升趨勢(shì)比最高氣溫顯著 (P＜0.01)。

表1 麗水站各年代冬季平均氣溫距平及冷、暖冬出現(xiàn)次數(shù)

2.2.2 冬季各月的月平均氣溫

麗水市冬季各月平均氣溫以2月上升速度最快，為每10 a 0.388 6℃ (P＜0.01)，其他2個(gè)月的變化趨勢(shì)不明顯。這說明麗水市2月氣溫與冬季氣溫關(guān)系最密切，對(duì)整個(gè)冬季增溫的貢獻(xiàn)最大。這一結(jié)果與我國(guó)其他區(qū)域的研究結(jié)果一致。如彭梅香等［8］分析黃河中下游地區(qū)月平均氣溫發(fā)現(xiàn)，暖冬中偏暖程度以1，2月份最為突出，其中2月份最為明顯。胡麗華［9］分析江門地區(qū)的冬季氣溫變化特征后認(rèn)為，暖冬季節(jié)變化過程中，2月變暖趨勢(shì)最明顯，貢獻(xiàn)最大。

2.2.3 冬季降水

不同類型冬季之間降水存在明顯的差異，冷冬常伴著干冬。冬季降水常年值為180.7 mm，冷冬為143.7 mm，暖冬為164.9 mm，冷冬比暖冬少。24個(gè)冷冬年中有18 a冬季降水小于180.7 mm，最多降水為2005年冬季，達(dá)311.2 mm，最少降水為1968年冬季，僅26.7 mm。18個(gè)暖冬中有10個(gè)小于冬季平均降水量，最少的為2009年冬季，只有82.5 mm，最多的為1998年冬季，有352.5 mm。

2.3 突變特征

由Mann-Kendall統(tǒng)計(jì)量曲線 UF可見 (圖2)，自20世紀(jì)80年代中期以來，麗水市的冬季平均氣溫有一明顯的增暖趨勢(shì)。UF曲線在2003年以后超過了顯著性水平0.05臨界線 (1.96)，表明麗水市冬季平均氣溫的上升趨勢(shì)是十分顯著的。UF和UB曲線相交于信度線之間，確定麗水冬季氣溫在20世紀(jì)90年代初為突變性增暖，突變點(diǎn)在1993年。

圖2 1954－2012年麗水市冬季氣溫的Mann-Kendall氣候突變檢驗(yàn)

3 小結(jié)與討論

近60 a麗水市冬季平均氣溫存在明顯的增加趨勢(shì)，相關(guān)系數(shù)通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)，增暖速度為每10 a 0.22℃。冬季極端最高和極端最低氣溫均呈上升趨勢(shì)，且兩者的氣溫變化增長(zhǎng)率均大于冬季平均氣溫變化的增長(zhǎng)率。極端最低氣溫上升速度相對(duì)較慢，但極端最低氣溫的上升趨勢(shì)比最高氣溫顯著。

麗水市20世紀(jì)60－80年代冬季氣溫偏低，冷冬比暖冬出現(xiàn)頻次高;90年代冬季氣溫明顯變暖，暖冬出現(xiàn)頻率增大，特別是1999年的冬季異常偏暖，距平高達(dá)1.7℃;2001－2010年，冬季氣溫進(jìn)一步增暖，暖冬出現(xiàn)頻次較多，共出現(xiàn)7個(gè)暖冬。冷冬年的冬季往往降水偏少。

麗水市冬季各月中，2月的氣溫上升速度最快，相關(guān)系數(shù)通過了0.01水平的顯著性檢驗(yàn)，其他2個(gè)月的趨勢(shì)不明顯。麗水市2月氣溫與冬季氣溫關(guān)系最密切，對(duì)整個(gè)冬季增溫的貢獻(xiàn)最大。

20世紀(jì)80年代中期以來麗水市冬季平均氣溫存在明顯的增暖趨勢(shì)，90年代開始，麗水市冬季氣溫的上升趨勢(shì)明顯增強(qiáng)。突變點(diǎn)在1993年。

［1］秦大河．氣候變暖，中國(guó)經(jīng)濟(jì)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn) ［N］．中國(guó)氣象報(bào)，2007-03-20(1)．

［2］《氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告》編寫委員會(huì)．氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告 ［M］．北京:科學(xué)出版社，2007．

［3］GB/T 21983—2008暖冬等級(jí) ［S］．

［4］崔曉霞，王春鳳，王志信．陽縣近40 a氣候變化特征分析［J］．浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012(7):1029－1033．

［5］史嵐，王翠花，李雄，等．中國(guó)近50 a來日最低氣溫的時(shí)間演變特征 ［J］．氣象科學(xué)，2003，23(2):300－307．

［6］唐國(guó)利，丁一匯．近44年南京溫度變化的特征及其可能原因的分析 ［J］．大氣科學(xué)，2006，30(1):56－68．

［7］強(qiáng)玉華．近60年麗水市氣候變化特征分析 ［J］．現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2010(12):238－240．

［8］彭梅香，劉萍，溫麗葉．90年代黃河下游氣象成因分析［J］．山東氣象，2000(3):21－24．

［9］胡麗華，吳乃庚．江門市暖冬氣候特征及成因 ［J］．廣東氣象，2007，29(B12):14－17．