1957—2017年崇左市氣溫變化特征分析
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摘要 利用崇左國家氣象觀測站1957—2017年共61年的逐月平均氣溫資料，分析崇左市年平均氣溫以及春、夏、秋、冬四季平均氣溫的變化特征。結果表明，崇左市年平均氣溫整體呈顯著上升趨勢，氣候傾向率為0.015 7 ℃/a，并在1990年發生向暖突變。春季增溫速率最緩慢，秋季增溫速率最快;夏、秋季的季平均氣溫上升趨勢顯著，對全年平均氣溫增加趨勢的貢獻大。近61年來，崇左市年均氣溫以5年以下的振蕩周期為主，20世紀70—90年代呈現出8年及14年左右的周期變化，且以8年左右的周期變化最為顯著。
關鍵詞 氣溫;變化特征;廣西崇左;1957—2017年
中圖分類號 P423.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2019）09-0194-02
Abstract Base on the monthly average temperature data of the Chongzuo National Meteorological Observatory during 1957-2017，the annual average temperature and the seasonal average temperature in spring，summer，autumn and winter were analyzed.The results showed that the annual average temperature in Chongzuo City showed a significant upward trend with the climate tendency rate of 0.015 7 ℃/a，and there was a sudden change of annual average temperature in 1990.The warming rate of seasonal average temperature was the slowest in spring and was the fastest in autumn.The seasonal average temperature in summer and autumn increased significantly，which contributed a lot to the rising of annual average temperature.In recent 61 years，the annual average temperature has been dominated by an oscillation period of less than 5 years.From the 1970s to the 1990s，it showed the oscillation period of 8 years and 14 years，and the 8 years was the most significant period.
Key words temperature;change characteristic;Chongzuo Guangxi;1957-2017
全球氣候變暖已成為世界各國普遍認可的事實。IPCC的第五次評估科學基礎報告指出，近百年全球持續變暖，尤以近50年變暖更明顯，1880—2012年130多年來全球地表平均溫度上升了約0.85 ℃[1-2]。在全球變暖背景下，20世紀中葉以來極端氣候發生的強度和頻率發生明顯變化，對人類的生存環境及生產、生活產生了一系列的負面影響。在農業生產方面，氣候變暖導致年平均氣溫上升、積溫增加，使農作物生育期縮短、生長發育不足，造成不同程度的減產[3]。
崇左市位于廣西壯族自治區西南部、北回歸線以南，屬于典型的亞熱帶季風氣候區。得天獨厚的氣候資源使崇左市成為中國最大的甘蔗種植、蔗糖生產基地，被譽為“中國糖都”。全市甘蔗種植面積穩定在26.67萬hm2以上，榨蔗量和產糖量連續14個榨季位居全國地級市首位，其甘蔗產量在廣西“三分天下有其一”、在全國“五分天下有其一”。鄧 雨等[4]指出，熱量條件是甘蔗產量高低和含糖量多少的重要限制因子。在全球氣候變暖的背景下，詳細分析崇左市氣溫變化特征，探明氣候變化規律，可為合理利用氣候資源、指導當地甘蔗種植等農業生產活動提供參考。
1 資料與方法
本文利用崇左國家氣象觀測站1957—2017年共61年的逐月平均氣溫資料，采用滑動平均法、一元線性回歸法、Mann-Kendall檢驗法（M-K檢驗）、Morlet小波分析等研究方法[5-6]分析崇左市氣溫的變化趨勢、突變及周期變化特征。其中，四季的氣溫定義如下：3—5月為春季，6—8月為夏季，9—11月為秋季，12月至次年2月為冬季。
2 結果與分析
2.1 年平均氣溫的變化特征
從崇左市近61年年平均氣溫變化趨勢（圖1）可以看出，崇左市近61年的平均氣溫值為22.6 ℃;年平均氣溫的最低值為21.7 ℃，出現在1967年、1984年;年平均氣溫的最高值為24.0 ℃，出現在2015年;崇左市近61年的年平均氣溫波動幅度較小，在±1.5 ℃范圍內。從5年滑動平均曲線可以看出，以1989年為界可將崇左市氣溫分為2個階段：1957—1989年期間的5年滑動平均氣溫值小于近61年的平均氣溫值，為相對冷期;1990—2017年為相對暖期。由線性回歸方程可知，崇左市年平均氣溫呈上升趨勢，氣溫傾向率為0.015 7 ℃/a;回歸方程的決定系數R2=0.299 9，由于當因變量與自變量呈線性關系時，樣本決定系數等于樣本相關系數的平方，即相關系數r=0.548，通過了0.001置信水平的顯著性檢驗（r0.001=0.408），表明崇左市年平均氣溫隨著年際變化呈顯著上升趨勢。根據氣溫線性趨勢可知，1957—2017年崇左市氣溫上升1.0 ℃。 2.2 季平均氣溫變化特征
利用逐月平均氣溫資料計算出崇左市歷年的春、夏、秋、冬季平均氣溫，從而得到季平均氣溫變化趨勢（圖2）。由圖2可知，各季節的增暖進程存在明顯差異，春季氣溫相對于其他季節上升緩慢，增溫速率僅為0.009 7 ℃/a;夏、冬季的增溫速率相近，分別為0.012 5、0.014 8 ℃/a;秋季的增溫速率最快，為0.025 2 ℃/a。韋玉潔等[7]通過研究也指出，廣西各季節平均氣溫增溫趨勢中，夏、秋、冬季中崇左市均處于全區較明顯增溫的區域，其中秋季增溫速率超過0.2 ℃/10 a。由回歸方程的決定系數可知，夏季、秋季的相關系數分別為0.451、0.585，均通過了0.001置信水平的顯著性檢驗（r0.001=0.408），表明崇左市夏、秋季的季平均氣溫上升趨勢顯著，對全年平均氣溫增溫趨勢的貢獻大。各季平均氣溫年際變化中以冬季的平均氣溫變化幅度最大，其最高年冬季平均氣溫為17.6 ℃，最低年為12.0 ℃，兩者相差5.6 ℃;春、夏、秋三季最高年平均氣溫與最低年相差分別為3.6、2.3、3.5 ℃。
2.3 年平均氣溫的突變分析
應用Mann-Kendall檢驗法檢驗1957—2017年崇左市年平均氣溫序列的突變情況。由圖3的UF曲線可見，崇左市年平均氣溫在20世紀60年代呈降溫趨勢，從70年代開始呈現上升趨勢，UF曲線值在1957—1997年期間均沒有超過置信水平0.05的臨界線（±1.96），表明此時段升溫趨勢不顯著;自1998年以來UF曲線值大大超過臨界值，表明該時段升溫趨勢十分顯著。根據UF和UB 2條曲線在臨界值之內的交點位置，可以確定崇左市年平均氣溫的突變時間從1990年開始，突變之前的年平均氣溫為22.3 ℃，突變后的年平均氣溫為22.9 ℃，相比突變前增溫了0.6 ℃。綜上所述，崇左市年平均氣溫在1990年發生突變，這與年平均氣溫的5年滑動平均曲線在1990年冷暖變化分界點一致。
2.4 年平均氣溫的周期變化特征
小波分析是一種信號的時間-頻率分析方法，在時、頻兩域都能反映出信號的振幅、位相和功率的局部變化特征，系數的實部表示不同特征時間尺度信號在不同時間上的分布和位相兩方面的信息，正的小波系數反映出分析對象在該時間段為偏高期，負值時反映為偏低期，零值對應著突變點[8]。從Morlet小波分析實部圖可以看出，崇左市年平均氣溫有明顯的周期性變化規律，近61年來以5年以下的振蕩周期為主，20世紀70—90年代呈現出8年及14年左右的周期變化，且以8年左右的周期變化最為顯著，見圖4（a）。2017年，平均氣溫5年左右的振蕩周期尚未閉合，處于氣溫降低期。結合小波模的等值線圖分析，5年左右的振蕩周期在1985年至今的時段內非常顯著，1975—1990年表現為較顯著的8年左右周期，見圖4（b）。
3 結論
（1）崇左市近61年的年平均氣溫波動幅度不是很大，在±1.5℃范圍內;年平均氣溫整體呈顯著上升趨勢，氣候傾向率為0.015 7 ℃/a。M-K檢驗表明，崇左市年平均氣溫在1990年發生向暖突變，這與年平均氣溫的5年滑動平均曲線在1990年冷暖變化分界點一致。
?。?）崇左市各季節的增暖進程存在明顯差異，春季氣溫相對于其他季節上升緩慢，夏、冬季的增溫速率相近，秋季的增溫速率最快。冬季平均氣溫的年際變化幅度最大，夏季平均氣溫的年際變化幅度最小。夏、秋季的季平均氣溫上升趨勢顯著，對全年平均氣溫增加趨勢的貢獻大。
?。?）崇左市年平均氣溫有明顯的周期性變化規律，近61年來以5年以下的振蕩周期為主，20世紀70—90年代呈現出8年及14年左右的周期變化，且以8年左右的周期變化最為顯著。
4 參考文獻
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收稿日期 2019-01-07
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