2.3 气温

2.3.1 气温的时空分布

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图2.11 滦河流域1956—2010年平均气温时间序列

气温的变化趋势是气候变化检测研究中的一个核心问题。近百年来,全球气温的显著上升已经成为不争的事实,我国气温的总体变化趋势与全球变化一致。近55年来,滦河流域多年平均气温为8.07℃。从滦河流域年平均气温时间序列来看(图2.11):1957年平均气温最低,只有6.2℃,1998年达到最高值9.4℃。滦河流域气温明显上升,尤其是1985年以后,上升趋势非常明显,1985年以前平均气温为7.6℃,1985年以后平均气温则升至8.6℃,平均气温上升了1.0℃。

从空间分布来看(图2.12),滦河流域多年平均气温在1~9℃,并存在西北低东南高的趋势。西北部的多伦等地区多在1~2℃,部分地区低于1℃,向东南部地区气温逐渐升高,青龙和遵化以南地区最高可达10℃。

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图2.12 滦河流域多年平均气温空间分布

漳卫南运河流域多年平均气温为12.78℃。其中1969年平均气温最低,只有11.8℃,2007年达到最高值14.3℃,如图2.13所示。漳卫南运河流域气温明显上升,尤其是1993年以后,上升趋势非常明显,1993年以前平均气温为12.6℃,1993年以后平均气温则升至13.3℃,平均气温上升了0.7℃。

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图2.13 漳卫南运河流域1956—2010年平均气温时间序列

从空间分布来看(图2.14),漳卫南运河流域多年平均气温多在8~14℃,其中榆社和长治等地偏低,在6~8℃,安阳和新乡等地较高,多在12~14℃。

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图2.14 漳卫南运河流域多年平均气温空间分布

2.3.2 气温的变化趋势

对近55年来的气温时间序列进行M-K检验分析(图2.15、图2.16)可以看出:滦河流域平均气温、最低气温和最高气温的M-K统计量值分别为6.28、4.15、5.05,均通过显著性检验,因此滦河流域平均气温、最低气温和最高气温均呈现上升趋势,并且上升趋势显著,其中平均气温上升速率为0.4℃/10a;漳卫南运河流域平均气温、最低气温和最高气温的M-K统计量值分别为3.62、1.78、0.97,平均气温通过显著性检验,因此漳卫南运河流域平均气温呈显著上升趋势,上升速率为0.2℃/10a,最低气温和最高气温均呈现上升趋势,但是上升趋势不明显。

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图2.15 滦河流域平均气温、最低气温、最高气温M-K检验结果

对流域各站点气温进行M-K检验发现:滦河流域大部分站点在平均气温、最低气温和最高气温上均呈上升趋势,且上升趋势多通过了95%的显著性检验,趋势显著。只有丰宁、围场和承德地区存在下降趋势,其中丰宁站最低气温的下降趋势显著。漳卫南运河流域,平均气温只有长治、泊头和陵县存在下降趋势,其他站点全部为上升趋势,大部分站点的最低气温也呈上升趋势,且上升趋势显著,最高气温中,8个站点存在显著的下降趋势,其他为上升趋势,但上升趋势多不明显。因此可以看出,漳卫南运河流域最低气温有升高趋势,最高气温则多为下降趋势,温差正在逐渐缩小。

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图2.16 漳卫南运河流域平均气温、最低气温、最高气温M-K检验结果

从倾斜度来看,滦河流域平均气温上升速率多在0.35℃/10a,其中密云站上升速率最高,达0.97℃/10a;漳卫南运河流域平均气温上升速率较缓慢,其中太原和介休为0.15℃/10a,开封为0.14℃/10a,其他地区低于0.1℃/10a。

2.3.3 气温的突变分析

气温的激变是极端气候事件的一个重要信号。通过对平均气温进行滑动t检验分析发现(图2.17、图2.18):滦河流域有三个时间点气温存在突变,分别是1971年、1987年和1993年,并且结果均显示为平均气温短时间内激增。漳卫南运河流域平均气温在1993年和1997年发生突变,并且与滦河流域相同,平均气温均在短时间内突然增长,这与平均气温的升高趋势检验结果是一致的。

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图2.17 滦河流域平均气温突变情况结果

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图2.18 漳卫南运河流域平均气温突变情况结果

2.3.4 温差变化特征

从最低气温和最高气温的M-K检验分析中可以发现,最低气温多存在上升趋势,最高气温多存在下降趋势,尤其是漳卫南运河流域比较明显。通过分析最高气温和最低气温之间的差,并做趋势分析发现(图2.19),滦河流域的丰宁、围场和密云等地温差上升趋势显著,多伦、遵化、青龙、唐山和乐亭温差的下降趋势显著。

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图2.19 滦河流域和漳卫南运河流域气温温差变化趋势M-K检验结果
(a)滦河流域;(b)漳卫南运河流域

从漳卫南运河流域气温温差M-K检验结果看,除惠民、莘县和三门峡站以外,其他地区温差均呈下降趋势,并且有10个站点下降趋势显著,这说明漳卫南运河流域温差正在逐渐缩小。