徐桂華，高學(xué)芹，袁靜

（1濰坊市氣象局，山東濰坊261011；2壽光市氣象局，山東壽光262700）

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壽光市近56年氣溫日較差變化特征分析

徐桂華1，高學(xué)芹2，袁靜1

（1濰坊市氣象局，山東濰坊261011；2壽光市氣象局，山東壽光262700）

為了揭示壽光市氣溫日較差的演變規(guī)律和特征，根據(jù)壽光市1959—2014年逐日最高氣溫和最低氣溫資料，利用線性傾向估計(jì)、累積距平、Mann-Kendall和信噪比等方法，對壽光市近56年的氣溫日較差變化特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明：壽光市年平均氣溫日較差總體呈顯著變小趨勢，平均每10年降低0.38℃。壽光市氣溫日較差的年代際最大值出現(xiàn)在1960s，最小值出現(xiàn)在2000s。四季以春季日較差最大，夏季最小，各季氣溫日較差均呈顯著變小趨勢，冬季變化趨勢最為顯著，夏季變化幅度最小。全年各月氣溫日較差5月最大，8月最小，均呈減小趨勢，5月減小幅度最大。年氣溫日較差變小的顯著突變發(fā)生在1998年，春、夏、秋、冬4個(gè)季氣溫日較差距平由正轉(zhuǎn)負(fù)的轉(zhuǎn)折年分別為1981年、1988年、1993年、1992年。

氣溫日較差；突變；變化趨勢

0　引言

近年來，社會(huì)各界在研究、探討氣溫變化［1-9］的同時(shí)，關(guān)于氣溫日較差變化的研究逐漸增多。因?yàn)閷鉁厝蛰^差進(jìn)行研究比單獨(dú)進(jìn)行氣溫研究，能為氣候變化研究提供更多的信息。研究發(fā)現(xiàn)，氣溫日較差較氣溫能夠?yàn)闅夂蜃兓芯刻峁└嗟男畔ⅲ?0］。氣溫日較差不僅可以反映全球和區(qū)域性的溫度變化，而且對人類生存環(huán)境的變化、氣候異常的影響和可持續(xù)發(fā)展具有特殊的參考價(jià)值。另外，氣溫日較差還具有生態(tài)學(xué)意義，其變化影響植被的生長分布、農(nóng)作物生長發(fā)育、有機(jī)物質(zhì)的積累、產(chǎn)量和品質(zhì)，深入分析氣溫日較差的變化對了解區(qū)域氣候變化及對生態(tài)學(xué)研究具有重要意義［11-19］。

研究表明，近50多年來，中國年平均日較差多呈下降趨勢，北方地區(qū)尤為明顯，各季平均日較差均呈下降趨勢，并以冬季的下降幅度為最大［11］。陳鐵喜對中國氣溫日較差變化幅度研究表明，高緯度地區(qū)日氣溫較差的降低幅度大于低緯度地區(qū)，在黃淮和長江流域，以夏季和春季日較差下降最為顯著，華南地區(qū)仍以冬季下降最大［12］。已有的研究表明，山東省濰坊市氣溫日較差亦呈顯著變小趨勢，平均每10年減小0.11℃［19］。壽光市地處濰坊西北部，是全國最大的蔬菜生產(chǎn)及供應(yīng)基地，日較差的大、小對當(dāng)?shù)厥卟松L發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)均產(chǎn)生一定影響。

關(guān)于壽光的氣溫、降水等農(nóng)業(yè)氣候資源的統(tǒng)計(jì)分析已有相關(guān)研究［20-22］，但關(guān)于氣溫日較差變化趨勢的研究，迄今未見報(bào)道。因此，筆者擬利用現(xiàn)代氣候?qū)W統(tǒng)計(jì)診斷方法對壽光市近56年的氣溫日較差變化特征進(jìn)行分析，旨在揭示壽光市氣溫日較差的演變規(guī)律，為當(dāng)?shù)貨Q策部門合理布局日光溫室蔬菜生產(chǎn)和壽光蔬菜產(chǎn)業(yè)的高產(chǎn)增收提供保障。

1　資料與方法

1.1資料來源

氣象資料來源于壽光市氣象局，時(shí)間為1959—2014年，氣象要素為逐日最高氣溫、最低氣溫資料。

1.2研究方法

分別利用線性傾向估計(jì)法、累積距平法、Mann-Kendall［23］及信噪比法［24］對壽光市氣溫日較差變化特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

線性傾向估計(jì)法主要用于計(jì)算氣溫日較差隨時(shí)間變化趨勢。當(dāng)傾向率為正時(shí)，表示氣溫日較差隨時(shí)間呈上升趨勢，反之呈下降趨勢，并就其變化趨勢進(jìn)行給定顯著性水平檢驗(yàn)。

采用累積距平法分析判斷氣溫日較差的長期演變趨勢及持續(xù)性變化，距平曲線上升表示距平值增加，下降表示距平值減小。

Mann-Kendall法可以進(jìn)行氣溫日較差時(shí)間序列突變檢驗(yàn)，為了驗(yàn)證是否發(fā)生真正突變，利用計(jì)算信噪比（S/N）的方法進(jìn)行再次判斷，見公式（1）。

1.3統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)處理及分析采用MicorosoftExcel2003軟件完成。

2　結(jié)果與分析

2.1氣溫日較差年際變化特征

統(tǒng)計(jì)表明，壽光市近56年平均氣溫日較差為11.0℃，年最大日較差為12.3℃（1961年和1965年）；年最小日較差9.4℃（2012年）。由圖1可以看出，壽光市1959—2014年氣溫日較差總體呈顯著變小趨勢，平均每10年降低0.38℃，近56年來降低了2.1℃。

圖1　壽光市1959—2014年氣溫日較差變化趨勢

表1　壽光市1959—2014年氣溫日較差季、年統(tǒng)計(jì)值

由圖1和表1可知，壽光市氣溫日較差年代際變化，除了1970s—1980s略有上升外，其他年際呈“階梯狀”下降趨勢，1960s—1970s呈緩慢下降，1980s以后遞減趨勢明顯，氣溫日較差的年代際最大值出現(xiàn)在1960s，最小值均出現(xiàn)在2000s。

2.2氣溫日較差季節(jié)變化特征

由表1可以看出，壽光市春季氣溫日較差最大，夏季日較差最小，各季氣溫日較差均呈顯著變小趨勢，春、夏、秋和冬季氣溫日較差平均每10年降低0.33、0.24、0.36和0.44。冬季變化趨勢最顯著，夏季變化幅度最小，氣溫日較差年代際季節(jié)變化規(guī)律同年季節(jié)變化規(guī)律一致。

2.3氣溫日較差月變化特征

由表2可以看出，月氣溫日較差平均值最大為12.9℃，出現(xiàn)在5月，月最小值為8.8℃，出現(xiàn)在8月，極差為4.1℃。各月氣溫日較差的年變化趨勢均呈變小趨勢，其中5月氣溫日較差的減小幅度最大，其氣候傾向率為-0.65℃/10 a，7月氣溫日較差的變小趨勢不明顯。

表2　壽光市1959—2014年氣溫日較差的月變化

2.4氣溫日較差的突變分析

圖2為壽光市1959—2014年氣溫日較差年、季累積距平變化曲線，可以看出，在1959—1989年壽光年氣溫日較差以正距平年（28年）為主，1989—2014年期間氣溫日較差以負(fù)距平年（21年）為主，即1989年是壽光年日較差由正距平優(yōu)勢向負(fù)距平優(yōu)勢的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。春季、夏季、秋季和冬季氣溫日較差由正距平優(yōu)勢向負(fù)距平優(yōu)勢轉(zhuǎn)折點(diǎn)分別為1988、1993、1992和1998年。

利用Mann-Kendall法對壽光年、季氣溫日較差進(jìn)行突變分析，由圖3～7可以看出，年、春季、夏季、秋季和冬季UF和UB曲線的交點(diǎn)分別為1998年、1995年、2001年、1998年、1998年前后，利用公式（1）計(jì)算以上述年份為“拐點(diǎn)”的信噪比，其值分別為1.43、0.58、0.92、0.92和0.80，年平均氣溫日較差存在明顯的突變，突變年發(fā)生在1998年（見圖8），突變前（1959—1997年）平均氣溫日較差為11.4℃，突變后（1998—2014年）平均氣溫日較差為10.1℃，前后相差1.3℃。各季氣溫日較差均未發(fā)生突變。

圖2　壽光市1959—2014年及四季氣溫日較差累積距平

圖3　壽光市1959—2014年氣溫日較差M-K檢驗(yàn)

3　結(jié)論與討論

（1）壽光市近56年平均氣溫日較差為11.0℃，總體呈顯著變小趨勢，平均每10年降低0.38℃。年代際最大值出現(xiàn)在1960s。季氣溫日較差的年和年代際變化規(guī)律一致，以春季日較差最大，夏季日較差最小，各季氣溫日較差均呈顯著變小趨勢，冬季變化趨勢最顯著，平均每10年降低0.44℃，夏季變化幅度最小。各月氣溫日較差5月最大，8月最小，均呈減小趨勢，5月減小幅度最大，7月變化最不明顯。從距平值分析發(fā)現(xiàn)，1981年、1988年、1993年、1992年、1998年分別是壽光市年、春季、夏季、秋季、冬季氣溫日較差由正距平優(yōu)勢向負(fù)距平優(yōu)勢的轉(zhuǎn)折年。壽光市年氣溫日較差在1998年發(fā)生顯著突變，各季氣溫日較差均未發(fā)生顯著突變。

圖4　壽光市1959—2014年春季氣溫日較差M-K檢驗(yàn)

圖5　壽光市1959—2014年夏季氣溫日較差M-K檢驗(yàn)

圖6　壽光市1959—2014年秋季氣溫日較差M-K檢驗(yàn)

圖7　壽光市1959—2014年冬季氣溫日較差M-K檢驗(yàn)

圖8　壽光市1959—2014年氣溫日較差突變前后變化對比

（2）壽光市氣溫日較差總體呈下降趨勢，與本研究參考文獻(xiàn)的研究結(jié)論一致。對壽光市氣溫日較差的年代際變化特征分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，壽光市平均氣溫日較差年代際變化呈“降—升—降”的變化趨勢，20世紀(jì)90年代氣溫日較差出現(xiàn)驟升現(xiàn)象，這與多數(shù)參考文獻(xiàn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果有出入，具體原因有待進(jìn)一步探討。

（3）壽光市氣溫日較差的顯著下降對當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物生育期、產(chǎn)量和品質(zhì)有何影響？是今后進(jìn)一步分析研究的內(nèi)容之一。

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Daily Range of Temperature:Variation Characteristics in Shouguang in Recent 56 Years

Xu Guihua1，Gao Xueqin2，Yuan Jing1
（1Weifang Weather Bureau，Weifang 261011，Shandong，China；2Shouguang Weather Bureau，Shouguang 262700，Shandong，China）

The paper aims to reveal the evolvement rule and characteristics of the daily range of temperature in Shouguang.According to the daily maximum and minimum temperature data in Shouguang from 1959 to 2014，by using methods of linear tendency estimation，cumulative anomaly，Mann-Kendall and noise-signal ratio etc.，the variation characteristics of the daily range of temperature in recent 56 years were statistically analyzed.The results showed that:the annual average daily range of temperature in Shouguang significantly decreased by 0.38℃/10 a；the decadal maximum value of daily range of temperature appeared in 1960s，while the minimum value appeared in 2000s；the daily range of temperature in spring was the maximum，while that in summer was the minimum；the daily range of temperature in each season significantly decreased，and the winter had the most significant change，and the variation range of temperature in summer was the minimum；the daily range of temperature was the maximum in May and the minimum in August，the trend was a decreasing one；a significant mutation of the annual daily range of temperature with a decrease occurred in 1998，the anomalies of daily range of temperature of spring，summer，autumn and winter were in 1981，1988，1993 and 1992，respectively.

Daily Range of Temperature；Mutation；Variation Tendency

S16

A論文編號：cjas16040028

徐桂華，女，1965年出生，山東東平人，工程師，本科，主要從事氣象服務(wù)工作。通信地址：261011山東省濰坊市濰城區(qū)春鳶路25號濰坊市氣象局，Tel：0536-8907219，E-mail：xvguih2006@126.com。

2016-04-25，

2016-05-30。