论文部分内容阅读
摘要 利用民丰县气象站1980—2019年气温观测资料，采用线性分析方法对年、季及月平均气温、年平均最高及最低气温变化特征进行分析。结果表明，近40年民丰县平均气温的年、季、月变化均呈增高趋势，以春季升高趋势最显著，其中3、4月增温幅度最大，同时年平均最高、最低气温也趋于升高，且年平均最低气温明显高于年平均最高气温。
关键词 年平均气温;月平均气温;年平均最高气温;年平均最低气温;变化趋势
中图分类号：P423 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）03-057-03
DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.025
近百年来全球正经历着一次以变暖为主要特征的显著变化，自1860年以来全球地表温度升高0.74℃，变暖幅度自20世纪90年代以来明显加速。全球气候变暖，必然会对社会经济发展和生态环境产生深远影响，气候变化已成为当前国际社会普遍关注的全球性问题，近些年随着全球气候变化研究的深入，国内外相关专家及学者用不同的方法研究了各地区域气候变化规律，同时积极应对气候变化的响应问题也成为科学界的热点。如赵宗仁等[1]认为，与全球变化相应，中国的气候也发生了显著深刻变化，近百年气温上升了0.5～0.8℃，1956—2005年近50年增暖尤其明显，温度升高了1.25℃;贺晋云等[2]通过归纳总结了1990年以来新疆气候变化相关的国内外研究文献资料，概括了新疆气候变化事实、影响、预测及应对措施等方面的最新研究进展，认为新疆气候整体上正趋于向暖湿化转变，这一气候变化事实使得该区域水热资源进行重新配置，对水资源和农业等都产生了较大影响。
民丰县位于新疆西南部，地理坐标82°22′～85°55′ E、35°20′～39°29′ N，地处昆仑山北麓、塔里木盆地的西北部，塔克拉玛干沙漠的南部，受到帕米尔高原以及天山的屏障阻挡作用，中亚、西伯利亚及北冰洋冷空气和水汽难以到达，南部又有昆仑山和青藏高原的影响，低纬度的暖湿空气也难以进入，因此境内水汽来源少，干燥少雨，属于典型的温带荒漠性气候，一年中各季节气温变化较大，降水稀少，蒸发量大，光照丰富，县内主要气象灾害有干旱、低温霜冻、大风、沙尘等。为研究民丰县气温变化规律，笔者采用民丰县40年的历史观测资料对地方气候环境变化作简单分析，对当地经济发展和生态环境保护具有一定意义。
1 资料与方法
选取民丰县1980—2019年共40年的气温观测资料，采用线性分析方法、距平分析等相关资料分析，并对历年气温多年平均值、最高及最低值等特征进行统计分析，得出气温变化趋势特征。气象要素的变化特征采用线性趋势方程表示，即：
Y=a1×t+b。
式中，Y表示气象要素，t为时间，a1为线性趋势项，a1>0表示呈上升趋势，a1<0表示呈下降趋势，a1绝对值大小可以衡量上升、下降的幅度，a1×10表示气象要素每10年的倾向率。
2 结果与分析
2.1 年平均气温
1980—2019年民丰县年平均温度为12.2℃，其中1981年平均气温最低，为11.0℃，与年平均气温最高年份2015年（13.5℃）相差2.5℃，说明民丰县年平均气温年际变化较大。从图1可以看出，近40年民丰县年平均气温升高趋势十分明显，上升倾向率为0.493℃/10年。1996年以前，除1990年外其他年份年平均气温均在12.0℃以下，无明显上升;从1978年开始，年均气温升至12.0～13.5℃这一区间，且逐年升高，2015年平均气温更是突破历史极值。分析年平均气温距平可知，民丰县近40年中有22年为正距平，主要出现在20世纪90年代后期以后，其中21世纪10年代均为正距平;而18年负距平年，主要出现在20世纪80年代和90年代前7年。
近40年民丰县年平均气温大致可以分为2个时期：第1个时期（1980—1996年）为偏冷期，年平均气温为11.4℃，低于历年平均气温0.8℃;第2个时期（1997—2019年）平均气温12.7℃，属于偏暖期，高于历年平均气温0.5℃，这一时期的气温变化为逐渐上升趋势，但近10年来民丰县年平均气温略有下降，其中2012年和2018年與历年平均值基本一致。
2.2 年平均最高和最低气温
民丰县1980—2019年年平均最高气温和年平均最低气温呈稳定的上升变化（图2）。从10年滑动平均线看，年平均最高气温和年平均最低气温呈波动式上升，年平均最低气温在20世纪80年代有一降温区，年平均最高气温气候倾向率为0.325℃/10年，年平均最低气温升高趋势显著，气候倾向率为0.715℃/10年，其中年平均最低气温的上升幅度显著高于年平均最高气温。
分析近40年平均最高、最低气温数据还可以看出，20世纪80年代年平均最高、最低气温分别为19.6、3.8℃，与历年平均值相比偏少0.6和1.1℃;20世纪90年代出现上升，分别达到20.0、4.4℃，但仍低于历年平均值;进入21世纪后，年平均最高、最低气温继续升高，且升高幅度明显，21世纪00年代分别达到20.5、5.5℃;21世纪10年代期间，年平均最高、最低气温稳定保持上升趋势，达到了20.6和5.8℃，分别较历年平均值偏高0.4和0.9℃，其中40年中最高气温极值出现在该时期，为2013年的21.7℃，而2012年19.8℃，偏低于历年平均值0.4℃，最低气温极值出现在2016年，达到了6.7℃，但2019年较其他年份出现明显的下降，为4.9℃，说明气候趋于变暖，同时也导致一些极端天气气候事件发生。
2.3 各季节气温特征及变化 民丰县四季分明，夏季气温最高，平均气温为24.8℃，春季次之，平均气温15.3℃，进入秋季气温下降快，平均气温略低于春季，为11.5℃，冬季气温偏低，平均为-2.8℃。
根据1980—2019年民丰县气温资料对春、夏、秋、冬4个季节气温及其年代际变化特征进行分析（图3）。从冬季气温序列变化趋势分析，近40年来民丰县冬季平均气温呈上升趋势，每10年平均气温上升约0.425℃。民丰县春季平均气温变化上，其中1980—1989年平均为14.3℃，1990—1999年出现上升，平均气温达到14.7℃，2001—2009年春季平均气温为15.9℃，出现了明显的升高变化，2009—2010年平均气温已经达到16.2℃，整体上气温呈逐年上升趋势，气候倾向率为0.655℃/10年。从夏季气温序列变化趋势分析，近40年民丰县夏季平均气温为24.8℃，出现了明显的升温趋势，每10年气温上升约0.4℃，总体上看民丰县夏季气温呈上升趋势，主要升温出现在进入21世纪以后。分析近40年民丰县秋季气温变化趋势，1980—1989年民丰县秋季平均气温为10.7℃，进入20世纪90年代后，秋季气温变化呈升高趋势，平均气温达到11.1℃，较20世纪80年代升高了0.4℃;2000—2009年秋季迅速升温，达到12.1℃，上升幅度明显，民丰县近40年秋季平均气温总体趋于明显的上升趋势，气候倾向率为0.471℃/10年。
2.4 民丰县月气温特征
由图4可知，近40年以来，民丰县一年之中平均气温最高的是7月，1月平均气温最低，为-5.3℃，从1月开始，气温逐月升高，3月气温出现迅速的回升，达到8.9℃，到7月达到峰值，月平均气温25.7℃，8月次之，月平均气温24.6℃，8月以后平均气温又开始逐月下降，11月气温迅速由10月的11.4℃下降至3.5℃，12月气温为一年中次低值，平均-3.6℃。
从月平均气温近40年变化的气候倾向率来看，1—12月平均气温与年平均气温变化趋势一致，均呈上升趋势，上升趋势最明显的是3、4月，分别为1.046、0.652℃/10年，上升幅度相对最低的是5月，气候倾向率为0.258℃/10年（表1）。
3 气温变化影响及应对
综上所述，近40年来民丰县气温逐年上升，气候变暖导致生态等一系列发生变化，对各行业都产生了较大影响，其中影响最大的是农业。近年来，民丰县大力发展无公害农作物种植，建成蔬菜生产基地、优质水稻生产基地及优质油菜生产基地，早在2013年就评估通过农产品产地认证18个，无公害农产品认定4.2万hm2，认定26个无公害农产品，18个绿色农产品认证，现代农业生产发展迅速。民丰县气温增高，尤其是春季明显增温，使春播提前，作物生长期延长，秋季冻害减少，同时喜温作物种植面积扩大，一些越冬作物能安全过冬，今后随着气温的逐渐增高，还将提高作物复种指数，提高农田产出率，提升农业经济效益。但民丰县降水偏少，气温高加剧蒸发，增大干旱发生率，高温干旱导致病虫害发生发展，加大病虫害防治难度，而且气温变暖土壤有机质分解快，长时间会造成地力下降，而开展病虫害防治和增加土壤肥力均会增大农业生产成本。因此，不仅要充分利用气候变暖带来的有利作用，科学调整农业种植结构，还要掌握不良影响，趋利避害，选育耐旱、耐高温、抗虫的优良品种，完善农业水利设施，发展节水农业，提高农业抵御灾害能力。
4 结论
（1）在全球气候变化背景下，近40年民丰县气温变化情况是：气温上升，年平均气温以每10年0.493℃的速率上升，前中期表现为缓慢上升，后期则出现急剧升高之势，呈现出显著上升;年平均最高、最低气温与年平均气温变化相同，也呈现上升的趋势，其中年平均最低气温变化幅度高于年平均最高氣温。进入21世纪后，气温表现为急剧升高，但2017—2019年平均气温又出现下降现象，这可能是个别极端气候事件引发的年平均气温偏低。
（2）综合以上分析，民丰县近40年来四季平均气温均呈上升趋势，以春季增高趋势最明显、夏季最低，气候倾向率分别为0.655、0.4℃/10年;民丰县一年中1月气温最低、7月气温最高，8月为次高值，1—12月为增加趋势，增加趋势最明显的是3和4月，5月增温幅度相对最低。
（3）民丰县近40年来气温变化趋势与全球气候变暖趋势一致，气温升高说明民丰县人居环境正在不断改变，对于干燥少雨的南疆地区来说，加剧气候暖干化趋势，尤其是春季3—4月气温明显升高，增加沙尘天气出现频率，使土地荒漠化现象严重，因此应积极应对气候变化不利影响，保护生态环境。
参考文献
[1] 赵宗仁，王绍武，罗勇.IPCC成立以来对温度升高的评估与预估[J].气候变化研究进展，2007，3（3）：183-184.
[2] 贺晋云，张明军，王鹏，等.新疆气候变化研究进展[J].干旱区研究，2011，28（3）：499-508.
责任编辑：黄艳飞
关键词 年平均气温;月平均气温;年平均最高气温;年平均最低气温;变化趋势
中图分类号：P423 文献标识码：A 文章编号：2095-3305（2020）03-057-03
DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.03.025
近百年来全球正经历着一次以变暖为主要特征的显著变化，自1860年以来全球地表温度升高0.74℃，变暖幅度自20世纪90年代以来明显加速。全球气候变暖，必然会对社会经济发展和生态环境产生深远影响，气候变化已成为当前国际社会普遍关注的全球性问题，近些年随着全球气候变化研究的深入，国内外相关专家及学者用不同的方法研究了各地区域气候变化规律，同时积极应对气候变化的响应问题也成为科学界的热点。如赵宗仁等[1]认为，与全球变化相应，中国的气候也发生了显著深刻变化，近百年气温上升了0.5～0.8℃，1956—2005年近50年增暖尤其明显，温度升高了1.25℃;贺晋云等[2]通过归纳总结了1990年以来新疆气候变化相关的国内外研究文献资料，概括了新疆气候变化事实、影响、预测及应对措施等方面的最新研究进展，认为新疆气候整体上正趋于向暖湿化转变，这一气候变化事实使得该区域水热资源进行重新配置，对水资源和农业等都产生了较大影响。
民丰县位于新疆西南部，地理坐标82°22′～85°55′ E、35°20′～39°29′ N，地处昆仑山北麓、塔里木盆地的西北部，塔克拉玛干沙漠的南部，受到帕米尔高原以及天山的屏障阻挡作用，中亚、西伯利亚及北冰洋冷空气和水汽难以到达，南部又有昆仑山和青藏高原的影响，低纬度的暖湿空气也难以进入，因此境内水汽来源少，干燥少雨，属于典型的温带荒漠性气候，一年中各季节气温变化较大，降水稀少，蒸发量大，光照丰富，县内主要气象灾害有干旱、低温霜冻、大风、沙尘等。为研究民丰县气温变化规律，笔者采用民丰县40年的历史观测资料对地方气候环境变化作简单分析，对当地经济发展和生态环境保护具有一定意义。
1 资料与方法
选取民丰县1980—2019年共40年的气温观测资料，采用线性分析方法、距平分析等相关资料分析，并对历年气温多年平均值、最高及最低值等特征进行统计分析，得出气温变化趋势特征。气象要素的变化特征采用线性趋势方程表示，即：
Y=a1×t+b。
式中，Y表示气象要素，t为时间，a1为线性趋势项，a1>0表示呈上升趋势，a1<0表示呈下降趋势，a1绝对值大小可以衡量上升、下降的幅度，a1×10表示气象要素每10年的倾向率。
2 结果与分析
2.1 年平均气温
1980—2019年民丰县年平均温度为12.2℃，其中1981年平均气温最低，为11.0℃，与年平均气温最高年份2015年（13.5℃）相差2.5℃，说明民丰县年平均气温年际变化较大。从图1可以看出，近40年民丰县年平均气温升高趋势十分明显，上升倾向率为0.493℃/10年。1996年以前，除1990年外其他年份年平均气温均在12.0℃以下，无明显上升;从1978年开始，年均气温升至12.0～13.5℃这一区间，且逐年升高，2015年平均气温更是突破历史极值。分析年平均气温距平可知，民丰县近40年中有22年为正距平，主要出现在20世纪90年代后期以后，其中21世纪10年代均为正距平;而18年负距平年，主要出现在20世纪80年代和90年代前7年。
近40年民丰县年平均气温大致可以分为2个时期：第1个时期（1980—1996年）为偏冷期，年平均气温为11.4℃，低于历年平均气温0.8℃;第2个时期（1997—2019年）平均气温12.7℃，属于偏暖期，高于历年平均气温0.5℃，这一时期的气温变化为逐渐上升趋势，但近10年来民丰县年平均气温略有下降，其中2012年和2018年與历年平均值基本一致。
2.2 年平均最高和最低气温
民丰县1980—2019年年平均最高气温和年平均最低气温呈稳定的上升变化（图2）。从10年滑动平均线看，年平均最高气温和年平均最低气温呈波动式上升，年平均最低气温在20世纪80年代有一降温区，年平均最高气温气候倾向率为0.325℃/10年，年平均最低气温升高趋势显著，气候倾向率为0.715℃/10年，其中年平均最低气温的上升幅度显著高于年平均最高气温。
分析近40年平均最高、最低气温数据还可以看出，20世纪80年代年平均最高、最低气温分别为19.6、3.8℃，与历年平均值相比偏少0.6和1.1℃;20世纪90年代出现上升，分别达到20.0、4.4℃，但仍低于历年平均值;进入21世纪后，年平均最高、最低气温继续升高，且升高幅度明显，21世纪00年代分别达到20.5、5.5℃;21世纪10年代期间，年平均最高、最低气温稳定保持上升趋势，达到了20.6和5.8℃，分别较历年平均值偏高0.4和0.9℃，其中40年中最高气温极值出现在该时期，为2013年的21.7℃，而2012年19.8℃，偏低于历年平均值0.4℃，最低气温极值出现在2016年，达到了6.7℃，但2019年较其他年份出现明显的下降，为4.9℃，说明气候趋于变暖，同时也导致一些极端天气气候事件发生。
2.3 各季节气温特征及变化 民丰县四季分明，夏季气温最高，平均气温为24.8℃，春季次之，平均气温15.3℃，进入秋季气温下降快，平均气温略低于春季，为11.5℃，冬季气温偏低，平均为-2.8℃。
根据1980—2019年民丰县气温资料对春、夏、秋、冬4个季节气温及其年代际变化特征进行分析（图3）。从冬季气温序列变化趋势分析，近40年来民丰县冬季平均气温呈上升趋势，每10年平均气温上升约0.425℃。民丰县春季平均气温变化上，其中1980—1989年平均为14.3℃，1990—1999年出现上升，平均气温达到14.7℃，2001—2009年春季平均气温为15.9℃，出现了明显的升高变化，2009—2010年平均气温已经达到16.2℃，整体上气温呈逐年上升趋势，气候倾向率为0.655℃/10年。从夏季气温序列变化趋势分析，近40年民丰县夏季平均气温为24.8℃，出现了明显的升温趋势，每10年气温上升约0.4℃，总体上看民丰县夏季气温呈上升趋势，主要升温出现在进入21世纪以后。分析近40年民丰县秋季气温变化趋势，1980—1989年民丰县秋季平均气温为10.7℃，进入20世纪90年代后，秋季气温变化呈升高趋势，平均气温达到11.1℃，较20世纪80年代升高了0.4℃;2000—2009年秋季迅速升温，达到12.1℃，上升幅度明显，民丰县近40年秋季平均气温总体趋于明显的上升趋势，气候倾向率为0.471℃/10年。
2.4 民丰县月气温特征
由图4可知，近40年以来，民丰县一年之中平均气温最高的是7月，1月平均气温最低，为-5.3℃，从1月开始，气温逐月升高，3月气温出现迅速的回升，达到8.9℃，到7月达到峰值，月平均气温25.7℃，8月次之，月平均气温24.6℃，8月以后平均气温又开始逐月下降，11月气温迅速由10月的11.4℃下降至3.5℃，12月气温为一年中次低值，平均-3.6℃。
从月平均气温近40年变化的气候倾向率来看，1—12月平均气温与年平均气温变化趋势一致，均呈上升趋势，上升趋势最明显的是3、4月，分别为1.046、0.652℃/10年，上升幅度相对最低的是5月，气候倾向率为0.258℃/10年（表1）。
3 气温变化影响及应对
综上所述，近40年来民丰县气温逐年上升，气候变暖导致生态等一系列发生变化，对各行业都产生了较大影响，其中影响最大的是农业。近年来，民丰县大力发展无公害农作物种植，建成蔬菜生产基地、优质水稻生产基地及优质油菜生产基地，早在2013年就评估通过农产品产地认证18个，无公害农产品认定4.2万hm2，认定26个无公害农产品，18个绿色农产品认证，现代农业生产发展迅速。民丰县气温增高，尤其是春季明显增温，使春播提前，作物生长期延长，秋季冻害减少，同时喜温作物种植面积扩大，一些越冬作物能安全过冬，今后随着气温的逐渐增高，还将提高作物复种指数，提高农田产出率，提升农业经济效益。但民丰县降水偏少，气温高加剧蒸发，增大干旱发生率，高温干旱导致病虫害发生发展，加大病虫害防治难度，而且气温变暖土壤有机质分解快，长时间会造成地力下降，而开展病虫害防治和增加土壤肥力均会增大农业生产成本。因此，不仅要充分利用气候变暖带来的有利作用，科学调整农业种植结构，还要掌握不良影响，趋利避害，选育耐旱、耐高温、抗虫的优良品种，完善农业水利设施，发展节水农业，提高农业抵御灾害能力。
4 结论
（1）在全球气候变化背景下，近40年民丰县气温变化情况是：气温上升，年平均气温以每10年0.493℃的速率上升，前中期表现为缓慢上升，后期则出现急剧升高之势，呈现出显著上升;年平均最高、最低气温与年平均气温变化相同，也呈现上升的趋势，其中年平均最低气温变化幅度高于年平均最高氣温。进入21世纪后，气温表现为急剧升高，但2017—2019年平均气温又出现下降现象，这可能是个别极端气候事件引发的年平均气温偏低。
（2）综合以上分析，民丰县近40年来四季平均气温均呈上升趋势，以春季增高趋势最明显、夏季最低，气候倾向率分别为0.655、0.4℃/10年;民丰县一年中1月气温最低、7月气温最高，8月为次高值，1—12月为增加趋势，增加趋势最明显的是3和4月，5月增温幅度相对最低。
（3）民丰县近40年来气温变化趋势与全球气候变暖趋势一致，气温升高说明民丰县人居环境正在不断改变，对于干燥少雨的南疆地区来说，加剧气候暖干化趋势，尤其是春季3—4月气温明显升高，增加沙尘天气出现频率，使土地荒漠化现象严重，因此应积极应对气候变化不利影响，保护生态环境。
参考文献
[1] 赵宗仁，王绍武，罗勇.IPCC成立以来对温度升高的评估与预估[J].气候变化研究进展，2007，3（3）：183-184.
[2] 贺晋云，张明军，王鹏，等.新疆气候变化研究进展[J].干旱区研究，2011，28（3）：499-508.
责任编辑：黄艳飞