近50年庐山气温和降水变化趋势分析_刘文英

气象与减灾研究

ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＹＡＮＤＤＩＳＡＳＴＥＲＲＥＤＵＣＴＩＯＮＲＥＳＥＡＲＣＨ

Ｖｏｌ．３０ＮＯ．４Ｄｅｃ．２００７

文章编号：１００７－９０３３（２００７）０４－００４３－０４

近５０年庐山气温和降水变化趋势分析

刘文英，王保生

（江西省气象台，江西南昌

摘

３３００４６）

要：利用庐山气象站逐月观测资料，对１９５６—２００５年庐山气温和降水的变化趋势进行了分析。结果表

明，近５０ａ庐山年平均气温上升了０．８℃，其中冬季上升最明显，为１．５℃；夏季呈下降趋势，为０．２℃。２０世纪夏季最高气温下降最为明显，１９９６年以后上升最为明显。年降水量自１９９６年起明显６０年代庐山年平均气温、

下降。庐山的年最高气温、年最低气温、秋季平均气温、秋季最高气温、春季最高气温、春季最低气温在１９９８年发生了均值突变，冬季最低气温则在１９９２年前后出现了均值突变；夏季降水在１９９５年出现均值突变。关键词：气温，降水，变化，线性回归。中图分类号：Ｐ４６１

文献标识码：Ａ

０引言

近年来，随着工业化进程的加快，温室气体排放量增加，全球增暖已成为公认的事实。有关研究［１］表

明，中国的气候与全球气候变化的总趋势基本一致；近百年来，中国气温上升了０．４～０．５℃，略低于全球平均的０．６℃。喻迎春等［２］研究认为，江西近４５ａ年平均气温在２０世纪６０年代呈下降趋势，６０年代末—８０年代中期呈少变趋势，８０年代中期之后呈上升趋势。戴熙敏等［３］的分析表明，江西冬季在２０世纪７０—８０年代各气候要素变化幅度小，而进入９０年代后出现气候异常的概率高，且特别异常。洪文平［４］对江西贵溪冬季气温呈上升趋势，而夏季气温呈下降趋势，２０世纪９０年代冬季增温的气候特征分析表明，贵溪市年、最为明显。

庐山地处江西省北部，最高峰海拔１４７４ｍ，森林覆盖率达７６．６％，是风景秀美的世界级旅游文化名山。庐山气象站海拔为１１６４．５ｍ，于１９５４年１２月１日建立，至今未迁移，气象资料完整。在全球气候变暖高森林覆盖率地区的气候变化，以及生态环境和历史的背景下，研究庐山气候的变化情况，对分析高海拔、文物的保护都具有现实意义。

１资料来源和分析方法

所用资料来源于江西省气象信息中心整编的１９５６—２００５年全省和庐山的气温与降水资料。

为分析月、季、年平均气温及降水的变化趋势，采用线性回归方程ｆ（ｔ）＝ａ＋ｂｔ来拟合它们随时间变化

的线性趋势，其中ｆ为更清楚了解气温或降水的（ｔ）为第ｔ年的要素值，ａ、ｂ为回归系数，ｂ即趋势的大小［５］。变化趋势，采用滑动平均对任意连续１０ａ的资料进行回归分析，将得出的变率绘成曲线图，其值的大小即表示增减的幅度［６］。为研究温度序列与降水序列的周期性及相关性，将不同步长的序列与自身或相同步长的其他序列求相关系数，根据系数的大小确定相关程度及周期。采用连续滑动ｔ－检验法［７］，判断是否存在均值突变及突变发生的年份。

以月份划分四季，即春季为３—５月，夏季为６—８月，秋季为９—１１月，冬季为１２月—次年２月。

收稿日期：２００７－０６－１２；修定稿日期：２００７－１０－２１．

基金项目：中国气象局新技术推广项目（编号：ＣＭＡＴＧ２００５Ｚ０２）．

第一作者简介：刘文英（１９７５—），男，工程师，主要从事农业气象业务和研究．

・４３・

２００７年第４期气象与减灾研究Ｖｏｌ．３０ＮＯ．４

２

２．１

庐山气温、降水变化趋势分析

５０ａ总体变化趋势

根据线性最小二乘法，将逐月、四季及全年的气温、降水和时间进行一元线性回归，得到每１０ａ的变

率特征及其变化倾向（表１）。

表１

平均气温（／℃／１０ａ）

江西庐山年春季夏季秋季冬季

庐山和江西近５０ａ气温和降水的变化倾向

最高气温（／℃／１０ａ）

江西庐山

最低气温（／℃／１０ａ）

江西庐山

降水量（／ｍｍ／１０ａ）

江西庐山

０．０９６０．０７９－０．０４５０．１３１０．２２９０．２０４０．４２０－０．０７８０．１２５０．２１００．０７０－０．０６５－０．１３６－０．０１３０．２０７０．２２９０．１０３

０．１６６０．１６０－０．０４３０．２４２０．２９９０．２４５０．４７８－０．０５００．２１７０．３２００．０９７－０．０８１－０．１３９０．０９６０．２４４０．３７２０．２２９

０．０３８０．０８６－０．１１５０．０７５０．０９７－０．０８６０．３５６－０．１７５０．１２８０．３１６０．０８６－０．１４１－０．２８１－０．０８４０．１３６０．１９１０．０９７

０．１８４０．１８３－０．０３６０．３０６０．２７５０．２１３０．４６１－０．０３８０．２１８０．３８４０．１３２－０．０７１－０．１６７０．１６１０．３３７０．４３６０．２１４

０．１６３０．０９９０．０４２０．１８７０．３２９０．４３２０．４９１０．０２２０．１４５０．１４７０．０７３０．０３７０．０２９０．０５６０．２７１０．２６３０．１０９

０．１４１０．１２７－０．０３６０．１６００．２８００．２３２０．４６５－０．０５７０．１７２０．２６７０．０７６－０．０４８－０．１２２０．０６２０．１６８０．２４９０．１８３

３７．３８８－６．７７１３０．８８０２．８９６１０．８０４９．７１５０．８０８４．９６２１．２２３－１２．９５６７．９３７１２．３４８１０．５９６－０．４３５－０．１２１３．４５２０．９８４

７３．５１００．９７６５５．４１０９．６５２６．９７０８．９４１－１．４３７０．４０６４．９６４－４．３９５１７．５０６１４．５９６２３．３０８４．５８５１．９４２３．１２５－０．０３２

１月２月３月４月５月６月７月８月９月１０月１１月１２月

从表１可以看出，与江西平均情况相比，在近５０ａ来的多数时段，庐山气温上升、下降的倾向率大于全省平均值。就平均气温而言，庐山只有３月、７月和８月呈下降趋势，其余各月均呈上升趋势，以２月上升明显，为０．４８℃／１０ａ。四季中夏季的平均气温呈下降趋势，为０．０４℃／１０ａ；春、秋、冬季均呈上升趋势，其中冬季上升最为明显，为０．３０℃／１０ａ。全年平均气温上升０．１７℃／１０ａ。庐山年降水量的变化幅度比江西大，但冬、春季变化幅度小于江西。

２．２升、降阶段的确定

为分析月、季、年等不同时间尺度的气温、降水量历年变化情况，将相应序列的距平序列作５ａ滑动平

均处理。

图１（见封２）给出了庐山平均气温距平序列５ａ滑动平均曲线。由图１可见，庐山年平均气温在１９６３—

１９７２年下降；而１９９６—２００５年则明显上升，趋势为０．７６℃／１０ａ。夏季气温呈现明显的周期升降特征，１９６３—１９７７年和１９８１—２００１年呈明显的下降趋势，而１９７７—１９８１年和２００１—２００５年却突然快速上升；

春、秋季气温均自１９９２年起呈较明显的上升趋势；冬季气温则自１９８５年起出现阶段性上升。

对最高气温、最低气温及降水量的计算结果表明（图略），夏季最高气温与夏季平均气温的变化趋势基本相同。冬季最低气温在１９８５—２００２年呈较明显的上升趋势。庐山年降水量在１９６８—１９７６年和１９８９—

１９９９年呈上升趋势，而在１９９９—２００４年呈明显的下降趋势。夏季降水量与年降水量的变化一致，冬季降

水变化幅度较小。

２．３不同阶段的变化程度比较

采用滑动回归法，计算近５０ａ来每１０ａ的四季、全年的气温及降水量变率，并分析其变化趋势。图２给出了１９５６—２００５年庐山气温变率曲线。由图２可知，年平均气温在２０世纪６０年代下降最显

著，１９９５—２００４年上升最显著；夏季最高气温２０世纪６０年代下降最明显，而在１９９６—２００５年上升最明显；冬季最低气温在１９５９—１９６８年下降最快，而在１９８２—１９９１年上升最明显。

对１９５６—２００５年降水量的计算结果表明（图略），庐山年降水量上升最快的１０ａ是１９６６—１９７５年，

・４４・

Ｖｏｌ．３０ＮＯ．４刘文英等近５０年庐山气温和降水变化趋势分析２００７年第４期

下降最快的是１９９５—２００４年。

２．４均值突变检验

应用１０ａ连续滑动ｔ－检验法［７］，分别对１９５６—２００５年庐山与江西全年和春、夏、秋、冬四季的平均气

温、最高气温、最低气温及降水量进行均值突变检验［８］，并绘制出连续滑动ｔ－检验计算图（图３）。由图３可以看出，年平均气温江西出现了２次均值突变，一次是１９７０年之后略有下降，另一次是１９９８年之后明显上升；庐山则只有１９９８年出现了气温上升的均值突变。夏季降水庐山在１９９５年发生了均值突变，之后降水较此前有较明显的增多；江西的均值突变则发生在１９９７年，其余阶段庐山和江西均没有发现明显的均值突变。

庐山和江西的年最高气温、年最低气温、秋季平均气温、春季最高气温、秋季最高气温、春季最低气温在１９９８年出现了均值突变。庐山的冬季最低气温则在１９９２年前后出现了均值突变。逐月气温及降水基本没有明显的均值突变，仅２月的最低气温在１９９３—１９９７年出现了不太明显的均值突变。

２．５周期性分析

分别对历年的气温、降水量序列取１０～４９ａ不同的步长进行滑动自相关计算，并通过了置信度为９５％

的检验，结果如表２所示。

从表２可以看出：（１）年平均气温和年最低气温序列庐山和江西都有一个４ａ的变化周期，且其相关性越来越密切；同是４ａ的周期，年平均气温的相关序列长度有差异，江西为３２ａ，庐山为３０ａ。（２）庐山

１１月降水量存在一个１５ａ的变化周期。・４５・

２００７年第４期气象与减灾研究

表２

项目

庐山年平均气温

Ｖｏｌ．３０ＮＯ．４

江西气温序列和１９５６—２００５年庐山、降水量序列的自相关结果

序列１

序列２

相关系数

３结论与讨论

（１）近５０ａ庐山年平均气温上升了０．８℃，其中

冬季上升最明显，上升了１．５℃；夏季呈降温趋势，下降了０．２℃。

夏季最（２）２０世纪６０年代庐山的年平均气温、高气温下降明显，而最为明显的上升则出现在１９９６年以后。

（３）庐山气温的均值突变主要出现在１９９８年，而降水的均值突变以夏季最为明显，出现在１９９５年，之后降水较此前有较明显的增多。

（４）在对庐山气候的突变进行分析时，气候突变不仅有均值类型的突变，还有方差、回归、概率等突变类型［９］，由于相关理论与方法尚不够成熟，文中没有进行探讨。

江西年最低气温江西年平均气温庐山１１月降水量庐山年最低气温

１９７０—１９９９年１９７１—２０００年１９７２—２００１年１９７０—１９９９年１９７１—２０００年１９７２—２００１年１９５９—１９８８年１９６０—１９８９年１９６１—１９９０年１９６８—１９９９年１９６９—２０００年１９７０—２００１年１９７０—１９９９年１９７１—２０００年１９７２—２００１年

１９７４—２００３年１９７５—２００４年１９７６—２００５年１９７４—２００３年１９７５—２００４年１９７６—２００５年１９７４—２００３年１９７５—２００４年１９７６—２００５年１９７２—２００３年１９７３—２００４年１９７４—２００５年１９７４—２００３年１９７５—２００４年１９７６—２００５年

０．５８１４０．５８１８０．６１０２０．７３４６０．７３４８０．７４１３０．５９２２０．５７０８０．５９３００．６３８８０．６７９７０．６９５１０．５５７４０．５５４６０．６３７３

参考文献

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ＶａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｆＬｕｓｈａｎｉｎＲｅｃｅｎｔ５０Ｙｅａｒｓ

ＬＩＵＷｅｎ－ｙｉｎｇ，ＷＡＮＧＢａｏ－ｓｈｅｎｇ

（ＪｉａｎｇｘｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＯｂｓｅｒｖａｔｏｒｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００４６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｍｏｎｔｈｌｙｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｄａｔａｏｆＬｕｓｈａｎｓｔａｔｉｏｎｆｒｏｍ１９５６ｔｏ２００５ａｒｅｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｖａｒｉａｔｉｏｎｔｒｅｎｄｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｏｆＬｕｓｈａｎ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅａｎｎｕａｌｍｅａｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆＬｕｓｈａｎｉｎｃｒｅａｓｅｄａｂｏｕｔ０．８℃ｉｎｒｅｃｅｎｔ５０ａ，ｔｈｅｍｅａｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｗｉｎｔｅｒｉｎｃｒｅａｓｅｄ１．５℃ｗｈｉｌｅｔｈｅｍｅａｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎｓｕｍｍｅｒｄｅｃｒｅａｓｅｄ０．２℃．Ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅａｎｎｕａｌｍｅａｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｕｍｍｅｒｍａｘｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｃｃｕｒｒｅｄｉｎ１９６０ｓ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｏｂｖｉｏｕｓｌｙａｆｔｅｒ１９９６．Ｔｈｅａｎｎｕａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅｄｓｈａｒｐｌｙａｆｔｅｒ１９９６．Ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｉｄｉｏｖａｒｉａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｍａｘｉｍｕｍａｎｄｍｉｎｉｍｕｍａｎｎｕａｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅａｕｔｕｍｎｍｅａｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅａｕｔｕｍｎｍａｘｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｓｐｒｉｎｇｍａｘｉｍｕｍａｎｄｍｉｎｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｎ１９９８．Ｔｈｅｗｉｎｔｅｒｍｉｎｉｍｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃｈａｎｇｅｄｓｕｄｄｅｎｌｙａｒｏｕｎｄ１９９２，ａｎｄｔｈｅｓｕｍｍｅｒｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｊｕｍｐｅｄｉｎ１９９５．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ，Ｖａｒｉａｔｉｏｎ，Ｌｉｎｅａｒｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ．

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