昆明地區(qū)降水、氣溫及極端天氣的

楊蓉王龍申官正王瑩王琳

摘要：利用昆明氣象站1951年-2013年逐日氣溫和降水資料，采用線性趨勢、Sen 斜率估計、MannKendall 等方法分析昆明降水、氣溫和極端天氣的變化特征與趨勢，結(jié)果表明：1951年-2013年間，1994是年平均氣溫突變點；年平均氣溫和四季氣溫均呈升溫趨勢；年降水量和夏、秋兩季降水量呈下降趨勢，春、冬兩季降水呈上升趨勢，但趨勢并不顯著；在極端降水指數(shù)中，持續(xù)濕期呈下降趨勢，持續(xù)干期和一日最大降水量呈上升趨勢，趨勢并不顯著；在極端溫度指數(shù)中，熱日持續(xù)指數(shù)、暖夜指數(shù)及暖晝指數(shù)均呈顯著上升趨勢，冷日持續(xù)指數(shù)、冷夜指數(shù)及冷日指數(shù)均呈顯著下降趨勢。

關(guān)鍵詞：昆明；降水；氣溫；極端天氣；變化趨勢

中圖分類號：P426文獻標志碼：A文章編號：16721683（2016）06004505

Longterm trend analysis of precipitation，temperature and extreme weather in Kunming

YANG Rong1，WANG Long1，SHEN Guanzheng1，WANG Ying1，WANG Lin2

（1.College of Water Resources，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China；2.Yunnan Forestry Technological College，Kunming 650224，China）

Abstract：Based on the daily temperature and precipitation data of Kunming meteorological station in 19512013，the author used methods of linear trend，Sen slope estimation，MannKendall methods to analyze the characteristics and trends of precipitation，temperature and extreme weather in Kunming.The results showed that，from 1951 to 2013，the average temperature mutation took place in 1994；Annual average temperature and the temperature of the four seasons showed a tendency of warming.Besides，it showed a decreasing trend in annual precipitation，summer rainfall and autumn rainfall，while spring rainfall and winter rainfall showed an upward trend，but the trend was not significant；In the extreme precipitation index，Consecutive wet days showed a downward trend，consecutive dry days and maximum 1day precipitation amount had a upward trend，but the trend was not significant.In the extreme temperature index，Warm spell duration indicator，Warm nights and Warm days increased significantly，while cold spell duration indicator，cool nights and cool days reduced significantly.

Key words：Kunming；precipitation；temperature；extreme weather；variation trend

20世紀以來，全球氣候以變暖為主要特征在發(fā)生顯著變化 [13]，在氣候變暖的背景下，我國極端天氣事件頻率也明顯增多[45]，極端天氣事件對自然和社會造成了嚴重影響[68]，受到了越來越多的關(guān)注：如周雅清等[9]利用446個氣象站1956年-2008年共53年的日最高、最低氣溫資料，分析了我國大陸地區(qū)氣溫極端事件的變化規(guī)律；王瓊，張明軍等[10]利用線性傾向估計法、主成分分析及相關(guān)分析法，分析了長江流域極端氣溫的時間變化趨勢和空間分布規(guī)律；劉麗等[11]，應(yīng)用EOF、線性傾向率和周期分析方法，對云南極端強降水事件頻數(shù)進行了時空分布特征診斷。

云南地處低緯高原，受青藏高原和東亞、南亞兩支季風影響顯著，影響該區(qū)域氣候變化氣候出現(xiàn)了與全球一致的變暖趨勢，20世紀80年代后期開始氣溫持續(xù)上升，特別是20世紀90年代后增暖趨勢更為明顯[12]。昆明是云南省的省會，地處云南滇池盆地北端，海拔約1 900 m，北有高山天然屏障，受西南季風環(huán)流的影響及滇池水面調(diào)節(jié)作用，形成四季如春、日照長、常年盛行西南風的自然環(huán)境。本文利用線性趨勢分析和Sen斜率估計分析了昆明氣溫及降水的趨勢變化，同時，采用MannKendall 法[1314]（簡稱MK檢驗）對昆明的極端降水、極端溫度變化趨勢進行了檢驗。

1數(shù)據(jù)和方法

1.1數(shù)據(jù)

選用1951年-2013年昆明站逐日降水、氣溫數(shù)據(jù)，[JP+1]采用RclimDEx[15]計算得到各類極端溫度、極端降水指數(shù)。逐日數(shù)據(jù)由中國氣象科學數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)提供，氣溫精度為01 ℃，降水量精度為01 mm，數(shù)據(jù)全部經(jīng)過可靠和合理性檢驗。極端氣候降水指數(shù)及其定義見表1，極端溫度指數(shù)及其定義見表2。

1.2研究方法

[BT4]1.2.1Sen斜率估計

[JP+1]采用線性趨勢分析法和Sen斜率估計法分析昆明市氣溫及降水趨勢變化。Sen斜率估計以樣本在不同長度的變化率構(gòu)造秩序列，基于一定顯著性水平進行統(tǒng)計量檢驗，得出變化率數(shù)值區(qū)間（斜率取值范圍），并以中值大小判斷時間序列變化趨勢及程度。Sen斜率能降低或避免數(shù)據(jù)缺失及異常對統(tǒng)計結(jié)果的影響。具體計算方法見文獻[1618]。

[BT4]1.2.2MK檢驗

[JP+1]MannKendall（簡稱MK）法[1920]是一種非參數(shù)統(tǒng)計檢驗方法，廣泛應(yīng)用于氣溫、降水、徑流等水文現(xiàn)象。它的優(yōu)勢在于不需要樣本服從某種分布，能很好地揭示時間序列的趨勢變化及突變特征。本次研究采用MK[HJ2.1mm]法分析極端氣候指數(shù)特征及趨勢變化，并對年平均氣溫及年降水進行突變分析。

2結(jié)果分析

2.1氣溫年際變化特征

[JP+1]對昆明市近63年年均氣溫時間序列進行統(tǒng)計分析。圖1為昆明市1951年-2013年均氣溫Sen斜率估計結(jié)果。昆明市多年平均氣溫為1509 ℃，由圖1可知，氣溫呈總體上升（U= 542）。年均氣溫的增加在20世紀90年代中期出現(xiàn)一次躍變，經(jīng)MK檢驗發(fā)現(xiàn)在1994年前后存在突變點（表3），對前后兩個時間段分析發(fā)現(xiàn)，1994年以前平均氣溫為147 ℃，而1994年后，平均氣溫達到161 ℃。

2.2氣溫月和季節(jié)變化特征

提取各年各月氣溫，組成月氣溫和季氣溫序列，檢測其變化特征。月氣溫檢測結(jié)果見表4，近63年來，各月氣溫均呈上升趨勢，除5月外，其余各月均通過了α=001及以上的顯著性水平檢驗。同時，四季氣溫均呈上升趨勢，且全部通過α=001以上的顯著性水平檢驗?；赟en斜率的大小，可以看出月份變化幅度差異，2月的增加幅度最大，5月增加幅最小，同樣，增加幅度最大的是冬季，而夏季增加幅度為最小。

2.3降水年際變化特征

對近63年年降水量變化進行分析，結(jié)果表明，昆明市年平均降水量為9808 mm，由圖2可知，1999年降水量為1 4499 mm，是歷年最大值，2009年降水量為歷年最小，為5658 mm；進一步進行MK檢測，結(jié)果表明昆明地區(qū)年降水在20世紀80年代以后呈不顯著下降趨勢（U=-106），線性傾向率為-356 mm/（10a），20世紀80年代以前年平均降水量為1 0086 mm，而20世紀80年代以后年平均降水量為9571mm；由表3可知，年降水量在2008年出現(xiàn)突變，之后有增有減。

2.4降水月和季節(jié)變化特征

對月降水量進行Sen斜率估計，由表5可知，1月、4月、5月、11 月的月平均降水呈現(xiàn)增加趨勢，而其余月份呈現(xiàn)下降趨勢，但均未通過顯著性水平檢驗，表明月降水變化特征并不明顯。同樣，通過Sen斜率估計，得四季降水量趨勢變化，由表5可知，春、冬兩季降水呈上升趨勢，夏、秋兩季呈下降趨勢，四季均未通過顯著性水平檢驗。進一步分析可得，降水以6月和8月減幅最大，2月減幅最小，相反，在升溫趨勢中，5月增加幅度最大，其次是1月；同樣，四季變化幅度也有差異，春季增加幅度為最大，夏季減幅為最大。

2.5極端氣候指數(shù)變化

由表6可以看出，在極端降水指數(shù)中，持續(xù)濕期呈下降趨勢，持續(xù)干期和一日最大降水量均呈上升趨勢，均未通過置信度在90%以上的顯著性檢驗；而在極端溫度指數(shù)中，熱日持續(xù)指數(shù)、暖夜指數(shù)及暖晝指數(shù)均呈顯著上升趨勢，它們的變化趨勢與平均氣溫升高相吻合，說明這些極端指數(shù)可從不同角度反應(yīng)出昆明氣候變化特征；冷日持續(xù)指數(shù)、冷夜指數(shù)及冷日指數(shù)均呈顯著下降趨勢，且均通過了90%以上的置信度檢驗。由表3可知，熱日持續(xù)指數(shù)在1997年發(fā)生突變。以上分析表明，昆明市無雨日數(shù)，高溫天數(shù)增加，降水日數(shù)、低溫天數(shù)減少，這些均表明昆明干旱化傾向明顯，增大了昆明的抗旱壓力。

3結(jié)論

通過對昆明市氣象站近63年來的氣溫和降水等氣象資料分析，得如下結(jié)論。

（1） 1951年-2013年間，昆明地區(qū)年平均氣溫為1509 ℃，氣溫呈整體升溫趨勢。從各月氣溫看，昆明各月均呈上升趨勢，除5月外，其余各月均通過了α=001及以上的的顯著性水平檢驗；從四季氣溫看，昆明四季變化均呈上升趨勢，且均通過顯著性水平檢驗。

（2） 昆明市近63年平均降水量為9808 mm，年降水量在2008年出現(xiàn)突變，之后有增有減。1、4、5、11 月的月平均降水呈不顯著上升趨勢，其余月份呈不顯著下降趨勢；從四季降水看，春、冬兩季降水呈上升趨勢，夏、秋兩季呈下降趨勢，四季均未通過顯著性水平檢驗。

（3）在極端降水指數(shù)中，持續(xù)濕期呈不顯著下降趨勢，持續(xù)干期和一日最大降水量均呈不顯著上升趨勢；而在極端溫度指數(shù)中，熱日持續(xù)指數(shù)、暖夜指數(shù)及暖晝指數(shù)均呈顯著上升趨勢；其次，冷日持續(xù)指數(shù)、冷夜指數(shù)及冷日指數(shù)均呈顯著下降趨勢，其中，熱日持續(xù)指數(shù)在1997年發(fā)生突變。昆明市無雨日數(shù)，高溫天數(shù)增加，降水日數(shù)、低溫天數(shù)減少，這些均表明昆明干旱化傾向明顯，增大了昆明的抗旱壓力。[HJ1.8mm]

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