1961—2015年洪渡河流域极端气温事件变化趋势

吴新星 吴进忠

摘要    利用洪渡河流域务川县国家一般气象站1961—2015年逐日最高和最低气温资料，利用RClimDex模型计算出了该流域12项极端气温指数，采用一元线性回归、10年滑动平均等方法对其变化规律进行分析。结果表明，月最低气温极大值、暖夜日数、暖昼日数、热夜日数和夏日日数分别以0.230、12.50、5.00、3.20、1.24 d/10年的趋势显著上升，其中暖夜日数、热夜日数、月最低气温极大值变化最显著;月最高气温极小值和极端最低气温均上升，冷昼日数、冷夜日数、结冰日数和霜冻日数均减少，其中冷夜日数的减少趋势最显著。这些充分表明了洪渡河流域气候变暖的趋势。

关键词    极端气温指数;变化趋势;洪渡河流域;1961—2015年

中图分类号    P467        文献标识码    A        文章编号   1007-5739（2018）23-0207-02

洪渡河是长江流域乌江水系的一级支流，发源于遵义市湄潭县的西河乡，流经遵义市湄潭、正安、务川、凤冈4个县和铜仁市德江、沿河2个县，最后在沿河县洪渡镇汇入乌江。流域的总面积为3 712 hm2，农业生产是该区域的主要经济基础。极端气温会影响农作物的生长发育速度，增加病虫害的发病几率，导致农业生产效率降低，从而对区域经济的可持续发展构成威胁[1]。

洪渡河流域地处贵州高原，是典型的喀斯特地貌，生态环境十分脆弱，极端气温变化对整个流域的环境和农业生产有着非常重要的影响。然而，目前尚未见对该流域极端气温变化进行研究和分析的报道，因而对洪渡河流域的极端气温研究具有十分重要的意义。

1    资料与方法

本文采用洪渡河流域务川国家一般气象站1961—2015年逐日最高气温、日最低气温等资料，利用RClimDex（来自http：//blog.sciencenet.cn/blog-350729-715715.html）模型[2]计算出了WMO推荐的12项极端气温指数：极端最高气温、月最低气温极大值、极端最低气温、月最高气温极小值、夏日日数、结冰日数、热夜日数、霜冻日数、暖夜日数、冷夜日数、暖昼日数、冷昼日数。然后把这些极端气温指数划分为极端气温暖指数和极端气温冷指数，并且进行对比分析。

本文使用一元线性回归法对多年时间序列进行拟合，利用Mann-Kendall非参数统计检验法（以下简称M-K检验）进行显著性检验[3-4]，其中，统计变量Z为正，代表序列呈上升趋势;Z为负，则具有下降趋势。若Z的绝对值≥1.28、≥1.64、≥2.32，分别表示通过了信度90%、95%和99%的显著性检验。最后利用10年滑动平均法使极端气温指数变化趋势和方向明显化。

2    结果与分析

2.1    极端气温暖指数

从洪渡河流域1961—2015年极端气温暖指数的变化趋势（表1）可以看出，暖夜日数、暖昼日数、热夜日数、夏日日数分别以12.5、5.0、3.2、1.24 d/10年的趋势上升。经M-K检验，均通过了信度为90%的显著性检验，且暖夜日数和热夜日数通过了信度为99%的显著性检验。月最低气温极大值以0.23 ℃/10年的趋势上升，经M-K检验，Z值为3.02，通过了信度为99%的显著性检验。极端最高气温指数以0.18 ℃/10年的趋势上升，经M-K趋势检验，Z值为1.25，未能通过信度为90%的显著性检验。10年滑动平均趋势线显示，极端最高气温指数在1960—1978年呈下降趋势，1979—1987年呈上升趋势，在1988—1990年呈明显的下降趋势，之后呈上升趋势，但这种变化趋势不显著。

2.2    极端气温冷指数

从洪渡河流域1961—2015年极端气温冷指数的变化趋势（表1）可以看出，月最高气温极小值以0.27 ℃/10年的趋势上升，经M-K检验，Z值为1.91，通过了信度为90%的趋势检验，故上升趋势显著。月最高气温极小值在20世纪60年代至70年代中期呈缓慢的下降趋势，之后呈上升趋势，在21世纪初又呈缓慢的下降趋势，总体呈显著上升趋势。极端最低气温以0.58 ℃/10年的趋势上升，经M-K检验，Z值为4.70，通过了信度为99%的趋势检验，上升趋势显著。冷昼日数和冷夜日数分别以4.79、15.45 d/10年的趋势减少，经M-K检验，均通过了信度为99%的趋势检验。霜冻日数和结冰日数分别以3.22、0.05 d/10年的趋势减少，经M-K检验，霜冻日数变化趋势显著，而结冰日数变化趋势不显著。从结冰日数的10年滑动平均趋势线来看，20世纪60年代至80年代末缓慢减少，之后缓慢增多，总体变化趋势不明显。

2.3    极端气温冷指数与暖指数对比

将2种指数的变化趋势和变化幅度进行对比分析，旨在能够更加深入地了解日最高气温和日最低气温的变化情况（表1）。

从极端气温冷、暖指数的线性变化趋势来看，极端气温暖指数总体呈上升趋势，其中暖夜日数、暖昼日数、热夜日数、夏日日数和月最低气温极大值均通过了信度为90%的显著性检验，并且暖夜日数、热夜日数、月最低气温极大值还通过了信度为99%的显著性检验。在极端气温冷指数中，极端最低气温和月最高气温极小值均呈上升趋势，且上升趋势显著。冷昼日数、冷夜日数、结冰日数和霜冻日数均呈减少趋势，其中冷夜日数的减少趋势最显著。

从变化幅度来看，极端气温暖指数中暖昼日数、暖夜日数和热夜日数的增加幅度与冷指数中相对应的冷昼日数、冷夜日数和霜冻日数的减少幅度相当，而且夏日日数的增加幅度接近结冰日数减少幅度的25倍，都有利于年平均气温的增加。极端气温暖指数中的极端最高气温、月最低气温极大值与冷指数中的极端最低气温、月最高气温极小值均呈增加趋势，并且极端最低气温增幅是极端最高气温增幅的近3倍，对洪渡河流域气候变暖的影响更为显著。

3    结论与讨论

分析结果表明，1961—2015年洪渡河流域极端气温暖指数均呈上升趋势，其中暖夜日数、热夜日数和月最低气温极大值的变化趋势最显著。在极端气温冷指数中，极端最低气温和月最高气温极小值均呈上升趋势，而其余冷指数均下降。这些充分表明了洪渡河流域气候变暖的趋势。

洪渡河流域暖夜日数、暖昼日数、夏日日数和热夜日数的增多非常有利于气温呈上升趋势变化。极端最低气温的增加幅度接近极端最高气温增加幅度的3倍，对气候变暖影响更为明显。

4    参考文献

[1] 陈昌春，张余庆，王腊春，等.基于RClimDex模型的江西省极端降水时空变化研究[J].中国农村水利水电，2013（11）：41-45.

[2] 郭建平.气候变化对中国农业生产的影响研究进展[J].应用气象学报，2015，26（1）：1-11.

[3] 简虹.基于Mann-Kendall法和小波分析的降水变化特征研究：以重庆市沙坪坝区为例[J].西南师范大學学报（自然科学版），2011，36（4）：217-222.

[4] 祖拜代·木依布拉，师庆东，洪波，等.1960—2010年克里雅和流域极端气温事件变化趋势[J].干旱区研究，2017，34（4）：144-150.