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    營口市百年氣溫變化特征研究

    2021-07-14 12:41:54李黎崔研王浩宇吳國振楊明張運(yùn)芝趙曉川
    關(guān)鍵詞:營口市營口時(shí)間尺度

    李黎 崔研 王浩宇 吳國振 楊明 張運(yùn)芝 趙曉川

    (1.營口市氣象局,遼寧 營口 115002; 2.沈陽區(qū)域氣候中心,遼寧 沈陽 110166)

    引言

    近百年來,地球正在經(jīng)歷一次以全球變暖為主要特征的顯著變化[1],變暖不僅會對中國,甚至全球的環(huán)境都會產(chǎn)生重要影響。IPCC第五次全球氣候評估報(bào)告指出,近100 a來全球表面平均溫度升高了0.85 ℃[2]。因此,越來越多的學(xué)者關(guān)注并研究了該問題[3-5]。唐國利等[6]通過建立中國近100 a的地表氣溫序列,發(fā)現(xiàn)自1905年以來中國地表年平均氣溫明顯增暖,且主要發(fā)生在冬季和春季;Cao等[7]合成了19世紀(jì)以來中國的月平均地表氣溫(SAT)觀測資料,并分區(qū)域討論了中國各地區(qū)溫度的變化趨勢;孫鳳華等[8]建立了中國東北地區(qū)近百年來季、年的氣溫序列,并發(fā)現(xiàn)東北近百年的增溫趨勢明顯,而年降水則呈減少的趨勢。

    在全球氣候變暖背景下,遼寧地區(qū)的氣候特征也同樣發(fā)生了顯著變化。任國玉等[9]發(fā)現(xiàn)1905—1988年遼東半島冬、 夏和年平均氣溫呈明顯的冷暖波動變化,其中年平均氣溫同北半球的階段性波動情況大體一致;周薇等[10]研究發(fā)現(xiàn),1905—1988年遼東半島4個(gè)氣象站(丹東、熊岳、營口和大連)冬季平均溫度皆明顯上升,除營口外夏季平均溫度一般呈變冷趨勢;紀(jì)然[11]發(fā)現(xiàn)1960—2016年遼寧省具有一致的增溫變化趨勢;龔強(qiáng)等[12]分析發(fā)現(xiàn)遼寧各地的氣溫、積溫普遍為增高趨勢,且具有階段性和突變性的特征;周曉宇等[13]認(rèn)為1961—2012年遼寧省年平均極端氣溫事件空間分布存在地區(qū)差異,其中極端暖事件增加,極端冷事件減少;趙春雨[14]研究表明,遼寧省降水量的長期變化呈略減少趨勢,氣溫的長期變化呈全省性的增暖趨勢,其中冬季氣溫增暖最為明顯。也有一些學(xué)者針對遼寧省各市氣候變化進(jìn)行了研究。馬明敏等[15]發(fā)現(xiàn),1959—2005年沈陽市平均氣溫上升顯著,其中冬季、春季增暖幅度最大;金巍等[16]發(fā)現(xiàn),1951—2005年?duì)I口市年平均氣溫呈遞增趨勢,其中平均最低氣溫的增溫趨勢最強(qiáng)、平均氣溫次之、平均最高氣溫最弱。以上研究表明,關(guān)于東北區(qū)域及遼寧省的大區(qū)域范圍或者對單站幾十年資料的氣候研究較為豐富,而對局部地區(qū)的長期氣候變化研究相對匱乏,其中對單站氣溫近百年的溫度變化特征,尤其是對營口單站長達(dá)116 a氣溫資料的研究較少。

    營口市位于遼東半島西北部,大遼河入海口的左岸,地處121 °56 ′—123 °02 ′E、39 °55 ′—40 °56 ′N之間,具有獨(dú)特的暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,本文擬通過利用近116 a營口氣象觀測站資料來分析營口市氣溫變化的氣候特征,這有利于加深對小區(qū)域氣候變率的認(rèn)識,且對進(jìn)一步揭示小區(qū)域氣候變化與大區(qū)域乃至全球氣候變化的響應(yīng)程度和規(guī)律具有非常重要的意義。

    1 資料及方法

    1.1 營口氣象觀測站簡介

    1.1.1 營口氣象觀測站站址沿革

    營口氣象觀測站于2017年5月17日被世界氣象組織(WMO)認(rèn)定為全球首批百年氣象站,是中國的8個(gè)百年站之一,也是遼寧省第一座百年氣象觀測站。它始建于1904年9月30日,同年10月開始?xì)庀笥^測,1945年8月15日日本無條件投降后,停止氣象觀測。東北解放后,于1949年3月27日恢復(fù)觀測。

    由表1可以看出,營口氣象觀測站前三次遷址水平距離皆小于1 km,垂直距離小于0.5 m,且第三次為原址重建,對氣溫的影響均可忽略不計(jì);之后于1955年和1973年各發(fā)生一次遷址,分別為原址向西南移動3.5 km以及向東移動4 km,觀測高度變化為1 m左右,遷址前后地理?xiàng)l件近似,均為平坦地形,因此經(jīng)緯度、地形、水體環(huán)境對氣溫變化產(chǎn)生影響不大。2005年12月,營口氣象觀測站進(jìn)行了最后一次遷址,為原址西8.5 km處,觀測高度上調(diào)0.5 m,周邊環(huán)境及地理?xiàng)l件類似,且遷址前進(jìn)行了為期一年的同步對比觀測,消除了儀器等誤差。此外基于M-K檢驗(yàn)和t檢驗(yàn)法,年平均氣溫的突變點(diǎn)出現(xiàn)在1987年,其他各季的突變點(diǎn)分別出現(xiàn)在1988年、2015年、1991年和1979年(后文),遷址前后并沒有出現(xiàn)數(shù)據(jù)資料的突變,連貫性較好。

    1.1.2 觀測儀器變更情況

    營口氣象觀測站在1985年12月31日前皆采用人工觀測;1986年1月1日在地面觀測業(yè)務(wù)中正式引進(jìn)SHARP PC-1500袖珍計(jì)算機(jī)計(jì)算觀測數(shù)據(jù),自動編制地面氣象報(bào)告;1988年1月1日采用APPLE-Ⅱ型微機(jī)制作地面氣象記錄月報(bào)表;1999年10月建成DYYZ-Ⅱ型自動氣象站,實(shí)現(xiàn)了氣溫等要素的自動觀測;2013年5月,DYYZ-Ⅱ型自動氣象站轉(zhuǎn)為備用,以DZZ5新型自動氣象站自動觀測為主。

    1.2 資料介紹

    1.2.1 資料來源

    本文采用營口氣象觀測站提供的1904—2019年?duì)I口市月平均氣溫資料,由于戰(zhàn)亂及資料散失等原因,造成部分資料缺失。1904年1—9月、1910年和1923年4—12月部分采用距營口氣象觀測站5 km的牛莊海關(guān)測候所(122 °29 ′E、40 °57 ′N)資料替代,兩站符合水平距離小于50 km,高度差低于100 m的替代條件,1925—1932年、1943年3月至1949年4月的部分來源于曹麗娟[17]月平均地表氣溫(SAT)系列,此外1937年4—11月、1941年5月、1942年5月至1943年2月的部分,采用中央氣象局沈陽中心氣象臺1955年8月編印的《營口氣象資料》替代。均一化采用的解放前的資料來源于國家氣象信息中心搜集的71個(gè)東北地區(qū)站點(diǎn)資料。

    1.2.2 營口市氣溫資料均一化檢驗(yàn)說明

    為了進(jìn)一步驗(yàn)證本文使用的氣溫資料均一性及質(zhì)量,對資料進(jìn)行均一化處理。采用懲罰最大F檢驗(yàn)(PMF)法對拼接和插補(bǔ)后的逐月平均氣溫資料進(jìn)行均一化檢驗(yàn),該方法在前人的工作中已經(jīng)得到了較好的驗(yàn)證[18-19],且其可適用于無參考序列條件下的氣候序列非均一性檢驗(yàn)。由于1904年1—9月,1910年,1923年4—12月部分使用牛莊海關(guān)測候所資料進(jìn)行拼接,因此將3個(gè)時(shí)段的拼接時(shí)間作為“Type-0”類斷點(diǎn)(即只有在元數(shù)據(jù)支持下才有意義的斷點(diǎn))進(jìn)行檢驗(yàn),結(jié)果表明拼接后的營口市逐月氣溫資料不存在明顯斷點(diǎn),資料質(zhì)量和連續(xù)性均較好。

    1.3 研究方法

    利用線性傾向估計(jì),7 a滑動平均,Mann-Kendall檢驗(yàn),Morlet小波分析等方法對營口市全年及各季平均氣溫進(jìn)行了診斷分析,其中小波分析方法是通過Torrence and Compo[20]提供的小波分析程序?qū)崿F(xiàn),其余方法則參考魏鳳英推薦的統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)[21]。

    文中的季節(jié)劃分標(biāo)準(zhǔn)為:3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季、12月至翌年2月為冬季。

    2 結(jié)果分析

    2.1 營口市平均氣溫的變化趨勢

    2.1.1 年平均氣溫的變化趨勢

    圖1為1904—2019年?duì)I口市年平均氣溫變化曲線,1904—2019年整體呈現(xiàn)出上升的變化趨勢,其氣候傾向率為0.17 ℃·(10 a)-1,采用t檢驗(yàn)法檢驗(yàn)?zāi)昶骄鶜鉁貎A向趨勢的顯著性,統(tǒng)計(jì)量t=10.53,通過了信度0.001的顯著性檢驗(yàn),說明營口市年平均氣溫上升趨勢顯著。由7 a滑動平均曲線可以看出,20世紀(jì)80年代前,營口市年平均氣溫7 a滑動平均值長期處于多年平均值之下,而80年代初開始,則整體高于多年平均值。按照7 a滑動平均值大于或小于多年平均值,將營口市年平均氣溫分為偏暖期或偏冷期,20世紀(jì)80年代初之前為偏冷期,之后則為偏暖期。其中2007年和2019年最高,為10.9 ℃,而1947年最低,為7.2 ℃,此外2009年氣溫呈突然下降的現(xiàn)象,這與2009年夏季東北冷渦活動異常強(qiáng)等有關(guān)[22-23]。

    圖1 1904—2019年?duì)I口市年平均氣溫變化Fig.1 Variation of annual average temperature from 1904 to 2019 in Yingkou city

    目前有很多學(xué)者對東北地區(qū)年平均氣溫序列的變化趨勢進(jìn)行了分析,得出了許多結(jié)論[8,24-25]。營口市年平均氣溫序列的變化趨勢與之相比較為一致,在20世紀(jì)10年代初均處于低溫時(shí)段,20年代為上升期,30年代為略高于平均值的高溫期,50年代中期至70年代中期均為低溫期,70年代中期開始為上升期,且80年代中后期開始穩(wěn)定超過平均線,但是東北地區(qū)在40—50年代并沒有表現(xiàn)為低溫時(shí)期,而是表現(xiàn)為圍繞平均值的波動性變化,這大概與其他站點(diǎn)的貢獻(xiàn)有關(guān)。孫鳳華等[8]研究1905—2001年沈陽、大連、營口、黑河、哈爾濱、長春6個(gè)代表站年平均氣溫發(fā)現(xiàn)東北地區(qū)的增溫趨勢為0.143 ℃·(10 a)-1,營口在同時(shí)段內(nèi)的增溫趨勢為0.15 ℃·(10 a)-1,略高于前者,而姜曉艷等[24]研究與之相近時(shí)段(1905—2005年)內(nèi)沈陽、大連、哈爾濱、長春的平均增溫趨勢為0.165 ℃·(10 a)-1,營口的增溫趨勢雖然低于該值,但是要遠(yuǎn)高于同為沿海城市的大連(0.12℃·(10 a)-1)。

    2.1.2 各季平均氣溫的變化趨勢

    1904—2019年,營口市春季平均氣溫(圖2a)的氣候傾向率為0.25 ℃·(10 a)-1,采用t檢驗(yàn)法檢驗(yàn)春季平均氣溫傾向趨勢的顯著性,統(tǒng)計(jì)量t= 9.15,通過了信度0.001的顯著性檢驗(yàn),說明春季平均氣溫呈現(xiàn)出顯著的上升趨勢。春季平均氣溫在20世紀(jì)70年代中期以前為偏冷期,之后則進(jìn)入偏暖期。1904—2019年,營口市夏季平均氣溫氣候傾向率為0.06 ℃·(10 a)-1(圖2b),統(tǒng)計(jì)量t=3.11,通過了信度0.01的顯著性檢驗(yàn),整體同樣呈現(xiàn)出上升的趨勢,為四個(gè)季節(jié)中增溫最為緩慢的。7 a滑動平均曲線顯示,與東北近百年夏季平均氣溫變化[8]類似,20世紀(jì)20—40年代末,夏季平均氣溫處于偏暖期,且波動明顯,80年代中后期之后氣溫急劇變暖,同樣處于偏暖期,略有差別的是營口市平均氣溫在20世紀(jì)50年代初至80年代中期,轉(zhuǎn)為偏冷期。1904—2019年,營口市秋季平均氣溫(圖2c)變化趨勢以上升為主,氣候傾向率為0.13 ℃·(10 a)-1,統(tǒng)計(jì)量t= 5.34,通過了信度0.001的顯著性檢驗(yàn)。由7 a滑動平均曲線可以看出,除20世紀(jì)30年代中期至40年代中期、20世紀(jì)80年代中期至今明顯處于秋季平均氣溫偏暖期外,其余皆以偏冷期為主。1904—2019年,營口市冬季平均氣溫與其他三個(gè)季節(jié)類似,整體呈現(xiàn)出上升的變化趨勢,其氣候傾向率為0.26 ℃·(10 a)-1,統(tǒng)計(jì)量t=6.92,通過了信度0.001的顯著性檢驗(yàn),上升速度在四個(gè)季節(jié)中最快,對年平均氣溫變化貢獻(xiàn)最大。綜上所述,營口市各季平均氣溫在近116 a以來均呈現(xiàn)出上升的變化趨勢,其中冬季平均氣溫上升最快,春季、秋季次之,夏季上升最為緩慢。

    圖2 1904—2019 年?duì)I口市春季(a)、夏季(b)、秋季(c)及冬季(d)平均氣溫變化Fig.2 Variation of average temperature in spring (a),summer (b),autumn (c),and winter (d) from 1904 to 2019 in Yingkou city

    2.2 營口市平均氣溫距平的年代際變化特征

    由圖3可知,營口市年平均氣溫具有明顯的年代際變化特征,大致經(jīng)歷了“冷—暖—冷—暖”的變化過程。其中,20世紀(jì)初期年平均氣溫的距平均為-0.91℃,年平均氣溫最低,屬于偏冷期,而2011—2019年年平均氣溫距平為1.09 ℃,年平均氣溫最高,屬于偏暖期,這與上文中的研究結(jié)果一致。20世紀(jì)60年代開始,營口市年平均氣溫連續(xù)上升,且1961—2019年平均氣溫的平均值為9.62 ℃,比1904—1960年平均氣溫的平均值(8.61 ℃)上升了1.01 ℃,在20世紀(jì)80年代上升趨勢最為顯著,90年代后,趨勢逐漸放緩??紤]到城市化在一定程度上加劇了營口市的增溫趨勢,如果剔除它的影響,那么20世紀(jì)中后期的增溫趨勢將會有所減弱。

    圖3 1904—2019年?duì)I口市年平均氣溫及各季平均氣溫距平的年代際變化Fig.3 Interdecadal variation of annual mean temperature anomaly and seasonal mean temperature anomalies from 1904 to 2019 in Yingkou city

    營口市春季平均氣溫大致呈現(xiàn)出“冷—暖—冷—暖”的變化過程,春季平均氣溫的低值出現(xiàn)在20世紀(jì)10年代,高值出現(xiàn)在2011—2019年。其在20世紀(jì)60年代開始明顯上升,且幅度最大,比50年代上升0.88 ℃。營口市夏季平均氣溫年代際變化波動明顯,夏季平均氣溫最低出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代,最高與春季相同,出現(xiàn)在2011—2019年。20世紀(jì)70年代之前呈現(xiàn)出先上升后下降的變化特征,之后則開始明顯上升。營口市秋季平均氣溫前期同樣呈波動變化,20世紀(jì)70年代才開始持續(xù)上升,21世紀(jì)之后略有下降,最低值出現(xiàn)在20世紀(jì)10年代,最高值出現(xiàn)在21世紀(jì)初期。營口市冬季平均氣溫年代際變化上升趨勢明顯,20世紀(jì)40—90年代持續(xù)上升,其中90年代上升的幅度最大,較80年代上升1.06 ℃。

    2.3 營口市平均氣溫的突變及周期變化

    2.3.1 年平均氣溫的突變分析

    用Mann-Kendall檢驗(yàn)的方法對1904—2019年?duì)I口市年平均氣溫序列的變化趨勢進(jìn)行檢驗(yàn),給定顯著性水平α = 0.05,u0.05=±1.96,由圖4的UF曲線可以看出,20世紀(jì)20年代中前期,營口市年平均氣溫有上升趨勢,但UF值在1.96線以內(nèi),說明前期上升不顯著,從20世紀(jì)60年代初開始,這種趨勢穩(wěn)定超過顯著性水平0.05臨界線,表明60年代初開始營口市年平均氣溫的上升趨勢顯著。圖中UF和UB兩條序列曲線交于1986—1987年,由于處于置信區(qū)間外,無法確定是否為突變年份,但由于上文中可以看出(圖1),80年代末存在突變,所以進(jìn)一步采用滑動t檢驗(yàn)確定突變年份,選定子序列n1=n2=10,給定0.01的顯著性水平,分別以UF與UB交點(diǎn)及滑動t檢驗(yàn)峰值點(diǎn)為界,比較前后多年平均值之差,可以確定突變年份為1987年。

    圖4 1904—2019年?duì)I口市年平均氣溫突變分析Fig.4 Variation of the mutation analysis of annual average temperature from 1904-2019 in Yingkou city

    2.3.2 各季平均氣溫的突變分析

    運(yùn)用Mann-Kendall檢驗(yàn)的方法對各季平均氣溫進(jìn)行檢驗(yàn),由春季平均氣溫突變分析可以看出(圖5a),20世紀(jì)20年代初開始,營口市春季平均氣溫呈現(xiàn)出波動上升的趨勢,到60年代初,則大大超過顯著性水平0.05的臨界線,說明春季平均氣溫的上升趨勢明顯,由交點(diǎn)位置無法確定突變年份,同樣采用與滑動t檢驗(yàn)相結(jié)合的方式,分別以UF與UB交點(diǎn)及滑動t檢驗(yàn)峰值點(diǎn)為界,比較前后多年平均值之差,確定突變年份為1988年。夏季平均氣溫(圖5b)總體呈現(xiàn)上升趨勢,但2017年之前UF值都在1.96線以內(nèi),說明趨勢并不顯著,2017年之后,UF值穩(wěn)定超過1.96線,上升趨勢顯著,由交點(diǎn)位置可以確定2015年為夏季平均氣溫的突變點(diǎn)。秋季平均氣溫的突變分析表明,20世紀(jì)30年代初開始有上升的趨勢,在90年代中后期開始,這種上升趨勢大大超過了顯著性水平0.05臨界線,表明秋季平均氣溫上升趨勢顯著,根據(jù)UF和UB曲線交點(diǎn)位置,確定秋季平均氣溫的具體突變年份為1991年。冬季平均氣溫在20世紀(jì)30年代初開始呈現(xiàn)出上升的趨勢,這種趨勢在20世紀(jì)70年代中后期變得顯著,根據(jù)兩序列曲線交點(diǎn)位置可以判斷出突變年份為1979年。

    圖5 1904—2019年?duì)I口市春季(a)、夏季(b)、秋季(c)及冬季(d)平均氣溫突變分析Fig.5 Variations of mutation analysis of average temperature in spring (a),summer (b),autumn (c),and winter (d) from 1904-2019 in Yingkou city

    2.3.3 年平均氣溫的周期變化

    圖6為1904—2019年?duì)I口市年平均氣溫的距平序列標(biāo)準(zhǔn)化后的Morlet小波變換,其符號反映震蕩的位相,正負(fù)中心值反映不同尺寸振幅最大值。其中正值代表年平均氣溫增暖期,負(fù)值代表年平均氣溫變冷期。小波方差圖能反映平均溫度時(shí)間序列的波動能量隨年際尺度的分布情況,可用來確定平均氣溫演化過程中存在的主周期。

    由圖6可知,由116 a年平均氣溫在多個(gè)特征時(shí)間尺度的周期變化特征及其在時(shí)間域中的分布情況來看,時(shí)間尺度為6 a、20 a、37 a及64 a左右的周期時(shí)間變化特征較為明顯,其中尺度為6 a、20 a、37 a的周期震蕩階段性明顯,6 a左右的年周期集中出現(xiàn)在20世紀(jì)40—50年代、80年代至21世紀(jì)初,出現(xiàn)次數(shù)頻繁,突變線密集,冷暖交替現(xiàn)象復(fù)雜;20 a左右的年周期在20世紀(jì)80年代前較明顯,共出現(xiàn)9次冷暖循環(huán)交替;尺度為37 a的年周期在20世紀(jì)20—90年代表現(xiàn)較為明顯,出現(xiàn)3次冷暖交替現(xiàn)象,氣候上表現(xiàn)為兩次暖期和兩次冷期;64 a尺度的年周期在時(shí)域中具有全域性,周期穩(wěn)定且對應(yīng)小波方差最大峰值,將其確定為主周期,其中20世紀(jì)20年代之前、50年代中期至70年代末為變冷期,而20年代中期至50年代中期、80年代中期至今為增暖期。

    圖6 1904—2019年?duì)I口市年平均氣溫周期小波分析Fig.6 Result of wavelet analysis of annual average temperature from 1904 to 2019 in Yingkou city

    2.3.4 各季平均氣溫的周期變化

    從116 a間營口市各季平均氣溫在多個(gè)時(shí)間尺度的周期變化特征及其在時(shí)間域中的分布來看(圖7),各季周期變化并不相同,春季平均氣溫在時(shí)間尺度為5 a、11 a、20 a、62 a左右的周期變化特征上較為明顯,其中5 a左右的年周期集中出現(xiàn)在20世紀(jì)30—50年代;11 a左右的年周期在20世紀(jì)50年代前較明顯;20 a左右的年周期在時(shí)域中具有全域性,共出現(xiàn)11次冷暖交替現(xiàn)象;62 a左右的年周期也具有全域性,且小波方差最大峰值對應(yīng)著62 a的時(shí)間尺度,說明其周期震蕩最強(qiáng),為春季平均氣溫變化的第一主周期,其中20世紀(jì)20年代中期之前、50年代中期至80年代初為變冷期,20年代中期至50年代中期、80年代中期至今為增暖期。

    圖7 1904—2019年?duì)I口市春季(a)、夏季(b)、秋季(c)及冬季(d)平均氣溫周期小波分析Fig.7 Graphs of wavelet analysis of average temperature in spring (a),summer (b),autumn (c),and winter (d) from 1904-2019 in Yingkou city

    夏季平均氣溫存在時(shí)間尺度為3 a、20 a、67 a左右的周期變化特征,其中3 a左右的年周期出現(xiàn)次數(shù)頻繁,突變線密集,冷暖交替現(xiàn)象復(fù)雜;20 a左右的年周期在時(shí)域中具有全域性,共出現(xiàn)11次冷暖交替現(xiàn)象,由6個(gè)增暖期和6個(gè)變冷期組成;67 a左右的年周期也具有全域性,且對應(yīng)小波方差最大峰值,屬于主周期,在該特征時(shí)間尺度上,夏季平均氣溫有4個(gè)時(shí)期的交替變化,分別為20世紀(jì)20年代初期之前、50年代中期至80年代中期的變冷期,20年代初至50年代中期、80年代中期至今的增暖期。

    秋季平均氣溫則以6 a、37 a及63 a左右的周期變化特征時(shí)間尺度最為明顯,6 a左右特征時(shí)間尺度的周期震蕩存在于20世紀(jì)30年代中期之前及40年代中期至今,具有一定的階段性;37 a及63 a左右的周期震蕩則具有全域性,在該二者的時(shí)間變化特征尺度上,秋季平均氣溫分別經(jīng)歷了7個(gè)和4個(gè)時(shí)期的交替變化,其中37 a對應(yīng)的小波方差最大,為主周期。

    冬季平均氣溫存在6 a、10 a、19 a及59 a左右時(shí)間尺度的周期震蕩,6 a左右特征時(shí)間尺度的周期震蕩出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代初至60年代末,70年代中期至21世紀(jì)初;10 a的特征時(shí)間尺度幾乎貫穿了全域,共經(jīng)歷了24個(gè)時(shí)期的交替變化,變換頻繁且復(fù)雜;19 a左右的特征時(shí)間尺度的周期震蕩在20世紀(jì)90年代前較明顯;59 a的周期震蕩存在于整個(gè)時(shí)間域內(nèi),由兩個(gè)變冷期和兩個(gè)增暖期組成,其對應(yīng)小波方差峰值,為主周期。

    綜上所述,營口市各季平均氣溫周期變化明顯,但并不相同,春季平均氣溫存在62 a左右主周期;夏季平均氣溫存在時(shí)間尺度為67 a左右的主周期;秋季平均氣溫以37 a為主周期;冬季平均氣溫則存在59 a左右的主周期。

    3 結(jié)論與討論

    (1)1904—2019年,營口市年平均氣溫呈明顯的上升趨勢,其氣候傾向率為0.17 ℃·(10 a)-1,以20世紀(jì)80年代初為界,之前為偏冷期,之后則為偏暖期;營口市各季平均氣溫變化均呈上升趨勢,其中冬季平均氣溫上升最快,春季、秋季次之,夏季上升最為緩慢。

    (2)營口市年平均氣溫具有明顯的年代際變化特征,大致經(jīng)歷了“冷—暖—冷—暖”的變化過程,春季平均氣溫也大致呈現(xiàn)出“冷—暖—冷—暖”的變化過程,夏季及秋季平均氣溫年代際變化呈波動變化特征,而冬季則呈較明顯的上升變化特征。

    (3)1904—2019年,營口市年平均氣溫、春季、夏季、秋季及冬季平均氣溫均發(fā)生了突變,突變的年份分別為1987年、1988年、2015年、1991年和1979年。營口市年平均氣溫存在尺度為6 a、20 a、37 a、64 a的周期震蕩,其中64 a為主周期,其余各季周期變化明顯,但并不相同,春季平均氣溫存在62 a左右主周期;夏季平均氣溫存在時(shí)間尺度為67 a左右的主周期;秋季平均氣溫以37 a為主周期;冬季平均氣溫則存在59 a左右的主周期。

    本文利用116 a營口氣象觀測站氣溫資料,研究了營口市氣溫的變化特征,資料年限較長且時(shí)效較新,對加深小區(qū)域氣候變率的認(rèn)識具一定意義。不過由于歷史原因造成的資料空白難以完全填補(bǔ),同時(shí)臺站遷移、觀測環(huán)境變化也會帶來一定的不確定性。由于城市化對氣溫變化的影響較為復(fù)雜,同時(shí)受缺乏參考站等限制,所以未剔除掉其影響,如何定量化剔除掉城市化對氣溫變化的影響還需進(jìn)一步研究。

    (致謝:感謝沈陽區(qū)域氣候中心趙春雨研究員的悉心指導(dǎo)。)

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