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五道梁气温变化趋势和特征分析
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摘要:利用五道梁气象观测站1961—2019年气温(平均气温、最高气温、最低气温)数据,采用气候倾向趋势分析、滑动t检验的方法,分析近59a五道梁温度变化趋势,结果表明:近59a来,五道梁年平均气温、最高气温和最低气温均呈极显著的增温趋势,年最低气温增温最快;四季最低气温的增温率最快,以冬季增温最为明显。
关键词气温;变化特征;五道梁
引言
在全球气候变暖的背景下,许多学者对中国不同时间序列、不同范围的气温变化特征及其气候影响因子[1]进行了研究。全球气候变暖已是一个不争的事实,尤其进人20世纪九十年代以后,全球气温[2]明显上升。
五道梁位于地高天寒,四季皆冬的青藏高原,平均海拔4000多米。气温对农业、生态有着重要影响,因此对温度变化特征的分析就有着非常重要的意义,尤其是对局地温度变化的研究[3]。本文利用五道梁气象观测站1961—2019年气温(平均气温、最高气温、最低气温)数据,进行气温变化特征及规律分析,为五道梁天气预测提供了参考的依据[4]。
1资料与方法
1.1资料来源
本文所用资料采用1961-2019年五道梁气象观测站。按3—5月为春季、6—8月为夏季、9—11月为秋季、12—2月为冬季生成逐季序列。
1.2研究方法
1.2.1线性趋势[5]
通常用一次直线方程来描述气候要素的变化趋势:
y(t)=a+bt(1)
式(1)中,t为时间序列,a为经验系数,可通过回归分析方法中的最小二乘法求取,b为趋势变化率,当b为正(负)表示气温要素有增加(减小)趋势,b×10为气候倾向率,表示气温要素10a的变化速率。
1.2.2相关系数(r)
利用回归系数b与相关系数之间的关系,可求出时间ti与变量xi之间的相关系数:
相关系数r表示变量x与时间t之间线性相关的密切程度,要判断变化趋势的程度是否显著,就要对相关系数进行显著性检验(t检验)。确定显著性水平,若|>r,表明x随时间t的变化趋势是显著的,否则表明变化趋势是不显著的。从而可以检验气候要素的变化是一种有意义的趋势还是随机振荡。
2结果与分析
2.1气温变化特征分析
2.1.1气温年变化特征
图1(a)为近59a五道梁平均温度的变化趋势,近59a五道梁的年平均温度呈上升趋势,温度倾向率为0.34℃/10a,最高值出现在2016年(-3.7℃),最低值出现在1963年、1965年和1967年(-6.5℃),59a的平均值为-5.1℃,通过了0.001的显著性检验。
图1(b)为近59a五道梁最高温度的变化趋势,近59a五道梁的年最高温度呈上升趋势,温度倾向率为0.23℃/10a,最高值出现在2016年(3.9℃),最低值出现在1967年和1985年(0.9℃),59a的平均值为2.5℃,通过了0.001的显著性检验。
图1(c)为近59a五道梁最低温度的变化趋势,近59a五道梁的年最低温度呈上升趋势,温度倾向率为0.50℃/10a,最高值出现在2009年和2011年(-9.1℃),最低值出现在1963年(-13.1℃),59a的平均值为-11.1℃,通过了0.001的显著性检验。通过对近59a年五道梁平均温度变化趋势的分析,可以看出年平均最低温度增温最快。
图1近59a年五道梁气温年变化趋势(a平均温度b最高温度c最低温度)
2.1.2气温四季变化特征
表1为五道梁气温的四季变化趋势。从表1可以看出,五道梁四季平均气温和最低气温均通过了0.001的显著性检验,四季平均气温中冬季增温最多,春季最小,四季最低气温中冬季增温最多,夏季最小;四季最高气温仅冬季通过了0.001的显著性检验,四季最高气温中冬季增温最多,春季最小。由表1得出结论,五道梁四季最低气温的增温率均高于平均气温和最高气温的增温率,冬季增温最为明显。
项目
要素
春
夏
秋
冬
平均气温
温度倾向率(℃/10a)
相关系数
0.25
0.50***
0.30
0.59***
0.38
0.60***
0.42
0.57***
最高气温
温度倾向率(℃/10a)
相关系数
0.10
0.18
0.21
0.38**
0.26
0.35**
0.31
0.44***
最低气温
温度倾向率(℃/10a)
相关系数
0.45
0.69***
0.42
0.70***
0.53
0.68***
0.55
0.65***
表1近5a年五道梁气温四季的变化趋势(单位:℃/10a)
注:**、***分别表示通过0.01、0.001的显著检验
3结论与讨论
五道梁近59a的年平均气温、最高气温和最低气温均呈极显著的增温趋势,气候倾向率分别为0.34
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