李麗慧，賈曉霞

（朔州市氣象局，山西 朔州 036000）

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)地理位置

朔州市位于山西省西北部，東經(jīng)111.87°～113.58°，北緯39.1°～40.37°，東部和東北部與大同市接壤，南部與忻州地區(qū)為鄰，西部和西北部與內(nèi)蒙古自治區(qū)交界。朔州地處我國(guó)北方黃土高原，地形復(fù)雜，起伏較大，西北部海拔高于東南，海拔高度由西向東傾斜。根據(jù)山西氣候區(qū)劃方案，朔州市屬溫帶季風(fēng)半干旱氣候，主要?dú)夂蛱卣魇嵌L(zhǎng)夏短，干濕季分明。

1.2 數(shù)據(jù)資料

本文使用的地面氣溫觀(guān)測(cè)資料由山西省氣象局提供的1972年—2017 年逐月平均氣溫觀(guān)測(cè)資料。選取朔州市6 個(gè)氣象站觀(guān)測(cè)資料為研究對(duì)象。

文中冬季的時(shí)段為每年12 月—次年2 月，氣候態(tài)取1981 年—2010 年。

1.3 冷冬指標(biāo)劃分

文中冷冬指標(biāo)劃分標(biāo)準(zhǔn)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《冷冬等級(jí)》（GB/T 33675-2017）執(zhí)行。

當(dāng)冬季朔州市的氣象觀(guān)測(cè)站（12 月—次年2 月）平均氣溫距平（ΔT）小于等于其標(biāo)準(zhǔn)差（σ）的-1.29 倍時(shí)，則為單站強(qiáng)冷冬；當(dāng)平均氣溫距平（ΔT）小于等于其標(biāo)準(zhǔn)差（σ）的-0.43 倍時(shí)，且大于其標(biāo)準(zhǔn)差（σ）的-1.29 倍時(shí)為單站弱冷冬（簡(jiǎn)稱(chēng)單站冷冬）。

當(dāng)朔州區(qū)域范圍內(nèi)冷冬站數(shù)超過(guò)總數(shù)的50%，即有3 站以上出現(xiàn)單站冷冬，則定義為全市弱冷冬（簡(jiǎn)稱(chēng)區(qū)域冷冬），也即為一次冷冬年。在區(qū)域冷冬年，區(qū)域內(nèi)強(qiáng)冷冬站數(shù)與冷冬站數(shù)之比大于或等于50%，定義為區(qū)域強(qiáng)冷冬，即為一次強(qiáng)冷冬年。

1.4 研究方法

本文采用滑動(dòng)平均，Mann-Kendall 檢驗(yàn)M-K 突變分析[1]。其中M-K 法是世界氣象組織推薦的應(yīng)用于環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)間序列的趨勢(shì)分析，在給定的顯著性水平α=0.05，即U0.05=1.96。當(dāng) UF＞0，表示序列上升趨勢(shì)，UF＜0，表示序列呈下降趨勢(shì)。UF 和UB 兩條曲線(xiàn)在置信區(qū)有交點(diǎn)，即為突變點(diǎn)，交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間為突變開(kāi)始的時(shí)間。

2 朔州冷冬氣候特征

2.1 朔州地區(qū)冬季溫度異常的時(shí)間分布特征

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示：朔州市冬季平均氣溫存在年代際變化特征，主要表現(xiàn)為20 世紀(jì)70—80 年代以負(fù)距平異常居多，20 世紀(jì) 90 年代—21 世紀(jì) 00 年代正距平異常居多，21 世紀(jì)10 年代后全部為正距平。根據(jù)氣溫滑動(dòng)平均曲線(xiàn)圖得出，該地區(qū)在20 世紀(jì)90 年代之前氣溫呈偏低趨勢(shì)，之后呈偏高趨勢(shì)。因此，朔州市冬季氣溫呈現(xiàn)偏低- 偏高的變化特征。

用Mann-Kendall 方法對(duì)該地區(qū)冬季氣溫觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行突變檢驗(yàn)，圖1 的趨勢(shì)檢驗(yàn)結(jié)果表明：朔州市冬季平均氣溫在1972年—1989 年期間整體呈降溫趨勢(shì)，但在1977 年—1980 年間出現(xiàn)短暫的增溫，整體降溫趨勢(shì)為降溫- 升溫-降溫；1990 年—2017 年呈增溫趨勢(shì)，其中1990年—1997 年增溫趨勢(shì)不明顯，從1997年—2017 年增溫趨勢(shì)顯著，通過(guò)了0.05 顯著性檢驗(yàn)（U0.05=1.96）。 2001年—2003年、2006年、2009 年、2013 年以后均通過(guò)了0.001 的顯著性檢驗(yàn)（U0.001=2.56），增溫趨勢(shì)更加顯著，因此得出1990 年后朔州冬季增溫趨勢(shì)呈現(xiàn)由慢到快的增長(zhǎng)趨勢(shì)。

根據(jù)UFk 和UBk 曲線(xiàn)交點(diǎn)的位置，確定朔州市冬季平均氣溫的增暖是突變現(xiàn)象，具體是從1992 年開(kāi)始的，與氣溫距平變化規(guī)律較為一致。

根據(jù)近46 年朔州地區(qū)冬季氣溫異常時(shí)間序列及各區(qū)縣冷冬分布情況，結(jié)合國(guó)家《冷冬等級(jí)》劃分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)朔州地區(qū)冷冬事件進(jìn)行了篩選分析。近46 年內(nèi)，朔州地區(qū)發(fā)生冷冬事件的年份共有20 個(gè)，占比43%，分別為1972年—1976 年、1979年—1985 年、1987 年、1990年、1991年、1995年、1999 年、2007年、2010年、2011年，其中強(qiáng)冷冬年有 4 次，占比 57%，分別為 1976年、1982年、1984年和 1985 年。

1972年—1990 年氣溫呈偏低趨勢(shì)，在此期間共有13 次冷冬年，占比72%，其中包括4 次強(qiáng)冷冬年，占比22%；1990年—2017 年氣溫呈升高趨勢(shì)，期間發(fā)生7 次冷冬年，占比28%，未發(fā)生強(qiáng)冷冬年。由此可以得出，氣溫呈偏低趨勢(shì)期間冷冬年、強(qiáng)冷冬年發(fā)生的概率更高，氣溫呈偏高趨勢(shì)期間，冷冬事件偶有發(fā)生，未發(fā)生強(qiáng)冷冬事件。

2.2 朔州地區(qū)冬季溫度異常的空間分布特征

根據(jù)朔州市六區(qū)縣的地形和地理位置，將全市劃分為3部分，分別為西北部山區(qū)（右玉縣和平魯區(qū)）、中南部（朔城區(qū)和山陰縣） 以及東部川區(qū)（懷仁市和應(yīng)縣）。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析1972 年—2017 年期間全市六區(qū)縣發(fā)生的冷冬事件，可發(fā)現(xiàn)六區(qū)縣共發(fā)生冷冬87 次，其中懷仁市發(fā)生的冷冬次數(shù)居首為16 次，應(yīng)縣和山陰縣分別為15 次，朔城區(qū)和平魯區(qū)分別為14 次，右玉縣發(fā)生的冷冬年次數(shù)最少為13 次。此外，強(qiáng)冷冬發(fā)生頻次的地域差異也較為明顯，東部應(yīng)縣發(fā)生強(qiáng)冷冬頻次為6 次，北部山區(qū)右玉發(fā)生強(qiáng)冷冬的頻次是3 次。因此，該地區(qū)冷冬的發(fā)生與當(dāng)?shù)氐牡匦魏偷乩砦恢弥g有一定的規(guī)律，東部和中南部平川地區(qū)發(fā)生冷冬的頻次要大于西北部山區(qū)。冷冬年和強(qiáng)冷冬年的發(fā)生頻次、發(fā)生地理位置都顯著正相關(guān)。

西北部山區(qū)右玉的冷冬氣溫距平最小，為-1.3℃，山區(qū)平魯冷冬氣溫距平最大，達(dá)到-1.5℃。在東部平川地區(qū)發(fā)生冷冬次數(shù)最多的懷仁，冷冬距平最大，也是-1.5℃，說(shuō)明在山區(qū)和東部平川地區(qū)，冷冬氣溫距平的分布規(guī)律與發(fā)生冷冬的頻次是一致的。而在中南部，冷冬氣溫距平分布規(guī)律與冷冬發(fā)生的頻次恰好相反。朔州地區(qū)強(qiáng)冷冬年氣溫距平除平魯為-2.4℃外，其他區(qū)縣均為-2.3℃，說(shuō)明平魯區(qū)強(qiáng)冷冬年氣溫降幅更大，全市強(qiáng)冷冬年降溫幅度地區(qū)差異不明顯。

總體來(lái)說(shuō)，朔州地區(qū)冷冬年發(fā)生頻次為由西到東逐漸增加，冷冬年氣溫距平呈現(xiàn)出由北向南、由西到東逐漸增大的變化規(guī)律。

3 結(jié)論與討論

（1）朔州地區(qū)在20 世紀(jì)90 年代之前冬季氣溫呈偏低趨勢(shì)，之后呈偏高趨勢(shì)。因此，朔州市近46 年冬季氣溫呈現(xiàn)偏低- 偏高的變化特征。根據(jù)M-K 方法檢驗(yàn)，得出朔州市冬季平均氣溫的增暖是突變現(xiàn)象，從1992 年開(kāi)始的，與氣溫距平變化規(guī)律較為一致。

（2）近46 年朔州地區(qū)共有20 次冷冬年，其中強(qiáng)冷冬年4 次。氣溫呈偏低趨勢(shì)期間冷冬年、強(qiáng)冷冬年發(fā)生的概率更高，氣溫呈偏高趨勢(shì)期間，冷冬事件偶有發(fā)生，未發(fā)生強(qiáng)冷冬事件。

（3） 該地區(qū)冷冬的發(fā)生與當(dāng)?shù)氐牡匦魏偷乩砦恢糜嘘P(guān)系，東部和中南部平川地區(qū)發(fā)生冷冬的頻次要大于西北部山區(qū)。冷冬年和強(qiáng)冷冬年的發(fā)生頻次、發(fā)生地理位置都顯著正相關(guān)。

（4）朔州地區(qū)冷冬年發(fā)生頻次為由西到東逐漸增加，冷冬年氣溫距平呈現(xiàn)出由北向南、由西到東逐漸增大的變化規(guī)律。