天津市北辰區(qū)冬季氣候特征研究

周仲秀　王文昊

摘要

采用趨勢分析、相關(guān)性分析和距平測算方法，根據(jù)1958～2010年天津市北辰區(qū)1、2和12月平均最低氣溫和極端最低氣溫氣象觀測資料，結(jié)合北辰區(qū)建站以來的最低氣溫年際變化，分析天津市北辰區(qū)氣候特征及其變化情況。研究表明，12、1和2月的極端最低氣溫變化均呈上升趨勢，傾向率分別為0.473、0.491和0.572 ℃/10a；月平均最低氣溫與月極端最低氣溫表現(xiàn)較好的同步性，1月份相關(guān)性最高；月極端最低氣溫存在波動性，其中，2月距平波動較大，1月距平波動較小。

關(guān)鍵詞 冬季氣候；變化特征；趨勢分析；相關(guān)性分析；北辰區(qū)

中圖分類號S161文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）28-09863-02

Climate Features of Winer in Beichen District， Tianjin City

ZHOU Zhongxiu， WANG Wenhao*

（Beichen District Meteorological Bureau in Tianjin City， Tianjin 300400）

Key wordsAccording to the meteorological observation data of average minimum temperature and extreme minimum temperature the in Beichen District， Tianjin， the paper adopt trend analysis， relevance analysis and departure method to analyze climate features and changes of Beichen District， Tianjin in January， February and December during1958-2010. To combine annual changes of minimum temperature since the weather station establishment in Beichen District， Tianjin， we come to the conclusion that： the changes of extreme minimum temperature all show an upward trend in December， January and February. Of which， rising trend rate are 0.473， 0.491 and 0.572℃/10a； The mean minimum temperature and monthly extreme minimum temperature performs a better synchronization； January has the highest correlation； monthly extreme minimum temperature has volatility， departure of February has greater volatility， departure of January anomaly has smaller volatility.

Key wordsWinter climate； Variation characteristics； Trend analysis； Correlation analysis； Beichen District

北辰區(qū)地處天津市中心北部，是京津黃金走廊和京津唐高科技產(chǎn)業(yè)帶的重要節(jié)點(diǎn)，是天津城市北移的承載區(qū)，全區(qū)總面積480 km2。都市型現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)穩(wěn)步推進(jìn)，發(fā)展建設(shè)設(shè)施農(nóng)業(yè)800 hm2，建立了上萬畝現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)示范區(qū)，農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)和農(nóng)民專業(yè)合作組織發(fā)展到51個。 經(jīng)過多年觀測數(shù)據(jù)的對比分析，北辰區(qū)的最低溫度較周圍區(qū)縣臺站的溫度偏低，而最低溫度與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)密切相關(guān)，因此，研究最低溫度的變化特征十分必要[1-2]。筆者根據(jù)1958～2010年天津市北辰區(qū)1、2和12月平均最低氣溫和極端最低氣溫氣象觀測資料，采用趨勢分析、相關(guān)性分析和距平測算方法，對北辰區(qū)最低溫度進(jìn)行了研究，分析天津市北辰區(qū)氣候特征及其變化情況，以便趨利避害，為進(jìn)一步做好該地區(qū)氣象服務(wù)工作提供科學(xué)依據(jù)，也可為區(qū)域氣候變化研究提供借鑒。

1 資料與方法

根據(jù)北辰區(qū)實際最低氣溫氣候情況，最低氣溫一般出現(xiàn)在1、2和12月份，因此，選取1958～2010年天津市北辰區(qū)1、2和12月份的月最低氣溫和月極端最低氣溫氣象觀測資料作為研究對象[3-4]，主要采用趨勢分析、相關(guān)性分析和距平測算方法，分析北辰區(qū)最低氣溫氣候特征及其變化。

2 結(jié)果與分析

2.1 北辰區(qū)最低氣溫基本氣候年際變化

從1958年天津市北辰區(qū)自建站以來，本站逐日觀測各種氣象要素。由于低溫凍害對于農(nóng)業(yè)的負(fù)面影響，對逐年極端最低氣溫這一氣象要素的觀測特別關(guān)注。從1958～2010年天津市北辰區(qū)最低氣溫基本氣候的年際變化（圖1）可以看出，天津市北辰區(qū)年極端最低氣溫主要出現(xiàn)在12、1和2月；近53年天津市北辰區(qū)年極端最低氣溫出現(xiàn)次數(shù)最多的月份是1月，出現(xiàn)年份包括30個年份；年極端最低氣溫出現(xiàn)次數(shù)最少的月份是3月，只有1個年份出現(xiàn)；年極端最低氣溫出現(xiàn)次數(shù)相對較多的月份是2和12月，出現(xiàn)年份分別包括14和8個年份。

圖1 1958～2010年天津市北辰區(qū)最低氣溫出現(xiàn)月份分布

2.2 12、1和2月極端最低氣溫年際變化

由圖2可見，1958～2010年天津市北辰區(qū)12、1、2月極端最低氣溫時間序列均呈上升趨勢。在0.1的置信水平下，12月與1月極端最低氣溫時間序列的變化趨勢大體相同，傾向率分別為0.473和0.491 ℃/10a，2月份的上升趨勢最為明顯，傾向率為0.575 ℃/10a。基于全球變暖大背景下，天津市北辰區(qū)53年間12、1、2月極端最低氣溫時間序列的趨勢變化符合全球溫度逐漸增暖的趨勢。其中，1961年12月、2010年1月、1966年2月的極端最低氣溫分別是-18.0、-20.0、-22.7 ℃，屬于53年間12、1、2月極端氣溫中最低氣溫；1988年12月、2002年1月、1989年2月的極端最低氣溫分別是-8.4、-9.1、-6.4 ℃，屬于53年間12、1、2月極端氣溫中最高氣溫。除個別年份外，53年間12、1、2月極端最低氣溫均保持較平穩(wěn)的變化。

圖21958～2010年天津市北辰區(qū)12月（a）、1月（b）和2月（c）極端最低氣溫變化

2.3 12、1和2月月極端最低氣溫與月平均最低氣溫相關(guān)性分析

在分析12、1和2月月極端最低氣溫時間序列變化趨勢的基礎(chǔ)上，引入月平均最低氣溫時間序列[5]，定量描述北辰區(qū)極端最低氣溫與月平均最低氣溫相關(guān)程度。計算1958～2010年天津市北辰區(qū)12、1和2月月極端最低氣溫與月平均最低氣溫時間序列的相關(guān)系數(shù)發(fā)現(xiàn)，北辰區(qū)1958～2010年12、1和2月月極端最低氣溫與月平均最低氣溫時間序列均存在正相關(guān)關(guān)系。其中，在0.01的置信水平下，1月份月極端最低氣溫與月平均最低氣溫時間序列的相關(guān)性最高，相關(guān)系數(shù)為0.81；在0.05的置信水平下，12和2月月極端最低氣溫與月平均最低氣溫時間序列的相關(guān)系數(shù)分別為0.68、0.62。

2.4 12、1和2月月極端最低氣溫距平分析

為更好觀測天津市北辰區(qū)氣候特征，在此將極端最低氣溫與平均最低氣溫進(jìn)行距平處理，分析12、1和2月月極端最低氣溫距平。結(jié)果發(fā)現(xiàn)（圖3），近53年北辰區(qū)2月份極端最低氣溫距平波動較大，1月份極端最低氣溫距平波動較小。

圖3 1958～2010年天津市北辰區(qū)12、1和2月極端最低氣溫距平變化

3 結(jié)論

（1）1958～2010年天津市北辰區(qū)極端最低氣溫變化總體呈上升趨勢，傾向率在0.5 ℃/10a左右，說明北辰區(qū)極端最低氣溫與全球變暖同步，其中2月份上升趨勢最為明顯（0.575 ℃/10a），12月份上升趨勢則較為平緩（0.473 ℃/10a）。

（2）近53年北辰區(qū)平均最低氣溫與極端最低氣溫表現(xiàn)出較好的同步性，其中1月份相關(guān)性最高，說明當(dāng)月極端最低氣溫的出現(xiàn)預(yù)示著這個月份最低溫度將普遍偏低。極端最低氣溫的出現(xiàn)對農(nóng)業(yè)防寒具有指示意義，一旦出現(xiàn)極端最低氣溫就應(yīng)及時加強(qiáng)農(nóng)業(yè)的長期低溫防護(hù)。

（3）近53年北辰區(qū)極端最低氣溫存在波動性，其中2月份極端最低氣溫距平波動較大，而1月份極端最低氣溫距平波動較小。因此，在2月份應(yīng)加強(qiáng)溫度監(jiān)測，為農(nóng)戶提供及時的氣象服務(wù)產(chǎn)品，減小低溫對農(nóng)業(yè)的影響。

參考文獻(xiàn)

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