福州市1961_2001年气候变化特征分析

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福州市1961-2001年气候变化特征分析

陈晓丽

摘

黄章斌

（福建师范大学地理科学院，福建福州350108）

要:利用福州市1961-2001年月平均气温、降水量数据进行Mann-Kendall趋势检验、回归分析、累积距平分析和序列分析，研究福州市气

41年来福州市气温整体呈上升趋势，1990年以来增温特别明显。各个季节平均温度变化存在差异，冬季平均气候变化趋势的一般特征。结果表明，

温增高最为明显，其次是夏秋季，春季增温不明显。极低气温和极高气温变化比平均气温变化显著。各月总体变化显著，仅3个月接受Mann-Kendall趋势检验（α

关键词:气候；福州；变化趋势；气温；降水

Abstract:InordertostudythegeneralcharacteristicsofclimatechangingtrendsinFuzhou，ThemethodsofMann-Kendalltrendtest,regres－sionanalysis,thecumulativeanomalyanalysisandsequenceanalysisareusedbyusingtheaveragetemperature,precipitationdatafrom1961to2001.Theresultsshowedthat,theoverallupwardtrendintemperatureparticularlysince1990.Theaveragetemperaturechangesarevariousdiffer－encesbetweenSeasons.Itincreasedthemostobviousinwinter,followedbysummerandautumn.Anditchangednotobviousinspring.Verylowtemperatureandhighchangesmoredramaticthantheaveragetemperaturechanges.Themonthlychangesignificantlyoverall,only3monthstoac－ceptMann-Kendalltrendtest(α

Keywords:climate;Fuzhou;changingtrends;temperature;precipitation余珊[1]分析福州和厦门两市季风气候特点差异并初步探讨其原因；马治国等[2]分析了福州市气候变化特征及其对农业的影响；张尚印等[3]分析了包括福州在内的我国东部三市夏季高温气候特征及其原因；张星[4]探讨了福州市蔬菜生

改革开放以来，随着产中的气候问题及其对策。

经济的迅速发展，人为对环境的干扰加剧，如何掌握环境与气候变化之间的一般变化规律，对协调人地关系，维持生态平衡有着极其重要的理论意义。

1资料及分析方法1.1研究区概况

福州市位于福建省中部东端，台湾海峡西岸。介于北纬25°15′～26°39′，东经118°08′～120°31′之间。总面积11968平方公

地貌多里，总人口614.84万人。境内地形复杂，

样。研究区属于亚热带海洋性季风气候，温暖湿

[5]

润，雨量充沛。

1.2材料和方法

利用福州市地面气象站1961年1月至2001年l2月的月平均气温、月平均极高、极低气温和降水量数据进行分析。春、夏、秋、冬季序列分别代表3～5月、6～8月、9～11月、12月

采用Mann-Kendall趋至次年2月。统计方法：

势检验法来检验各月平均气温和平均降水量的

极非线性变化趋势；应用最小二乘法，对气温、

高气温、极低气温和降水量的四季和全年均值变化做线性回归分析；对年均温和年均降水量做累积距平分析。

2非线性趋势检验

Mann-Kendall趋势检验法常用来检验温度、降水等时间序列资料的长期变化趋势[6-10]，是一种非参数统计检验方法，其优点是不需要样本遵从一定的分布，也不会受到少数异常值的干扰，因此在趋势分析中得到了较为广泛的应用。其具体的算法是：

2.1给出一个假设:对一待检验的序列值

，在给定显著性水平的情况

下，假设该序列变化不明显，记。

2.2定义检验统计量:

其中

均大于零，且8月和6月是全年降水量增加最多的两个月份，使得福州市降水呈更加明显的双峰值变化。(1)3一元线性回归分析

在分析气候变化中应用最多的是回归分析法，一元线性回归分析能够较为准确的模拟“要素（y）———单变量（t）”的变化趋势。利用最小二乘法计算趋势变化率可以定量地反应要素变化的方向与快慢。公式如下：

(3)

式中，xi，xj为序列中的数据值，且，n为序列的长度。

2.3当时（a为给定的显著性水平，为标准正态方差），则拒绝H0的假设；反之，则接受假设。

2.4计算衡量趋势大小的另一个指标，Mann-Kendall倾斜度：

(2)式中，

。

分别对福州市月平均气温、降水量进行Mann-Kendall趋势检验，结果表明：a.福州市仅4月、9月和11月平均气温接受α

Mann-Kendall倾斜负，负增长最大出现在5月，

度为-1.004。半个世纪以来，由于台风在6-9月频繁登陆福建和浙江南部沿海，造成福州市降水量增多，这几个月的Mann-Kendall倾斜度

式中表示第i对序列的值，t和y分

n为序列长度。由于趋势变化别为它们的均值，

率一般较小，为使表达方便直观，引入气候倾向率b作为分析指标，其计算公式为：。对福州市的平均气温、平均极高气温、平均极低气温和降水量分各季和全年做一元线性回归分

）。析（表2

从年际变化，福州市年平均气温呈变暖趋势，平均以0.184℃/10a的速度升高，而且年均极高气温、年均极低气温的倾向率都大于年平均升高值，分别达到了0.317℃/10a和0.336℃/10a。福州市极低气温的倾向率极显著大于平均气温的倾向率,这与人类活动导致温室气体

李林等[11]的青藏高原气温的增加有一定关系。

变化及其异常类型的研究中表明：极低气温一般出现在日出前，此时地表以放射长波辐射为主，因而空气中温室气体含量在一定程度上决定着极低气温的大小。极高气温一般出现在午

由于城市化进程的加快，改变城市下垫后2点，

面性质，导致城市热容量增大，从而极高气温升高明显。夏季和秋季平均气温变化与年变化基本保持一致。最大增温出现在冬季，倾向率为0.358℃／10a，其次是夏季和秋季，春季的增温不明显，仅为0.094℃/10a。年均极高气温只有秋季增温缓慢，年均极低气温则是夏季增温不明显。年均极高气温最大变化倾向率出现在夏

科

季，年均极低气温最大变化倾向率出现在冬季。这与福州出现夏热冬暖的现象是相吻合的。福州市年降水量呈明显增加趋势，倾向率为8.607mm/10a。年降水量的增加主要是由夏季降水增加贡献，其倾向率达到的23.643mm/10a，其余各季倾向率均小于全年倾向率，这与福州受到台风的影响有关。总体变化和我国年降水量变化趋势不显著[12]有所不同。

4累积距平分析

累积距平是一种用要素累积距平值来反映

用累积距平可以作气候趋要素变化趋势的方法[7]，

[13,14]

，势分析。对于一个距平值序列

在样本中某一时刻t的累积距平值表示为：

，绘制I(t)随时间变化曲线即累积距

平曲线。分别对福州市年均气温和年均降水量做累积距平分析。

4.1年平均气温

通过对平均气温做累积距平分析（图1），结果表明：最高年均气温和最低年均气温分别出现在1999年和1976年。从1961年到1989年曲线呈下降趋势，福州市气温整体偏低，平均气温20.0℃；从1989年到2001年曲线快速上升，福州市年平均气温迅速升高，平均气温为20.7℃。但是在总体为增加的趋势下也存在一些波动年份，1967-1974年曲线呈阶梯式下降，

在后11年的气温年均气温一高一低交替出现。

整体偏高阶段中，1992年和1996年的年均气温都低于整体平均水平20.2℃。

4.2年降水量

对降水数据进行分析（图2）表明：福州市60年代降水量偏少，70年代前期及90年代年

降水量最高的年份在1975年达到降水量偏多。

1695.9mm，最低的年份是1967年的603.4mm。最高值是最低值的两倍多之多，波动幅度大。而且总体波动次数多。在偏少阶段中1961年和1966年降水量均超过41年平均降水量；在偏多阶段中，1971年、1991年和1995年降水量明显偏少。

5结论

5.141年来福州市气温整体呈上升趋势，

极低气温和特别是1990年以来气候变暖明显。

极高气温变化更为显著。气温变化受人类活动

降水量年和城市化影响大，城市温室效应显著。

际变化差异大，波动多。60年代降水量偏少，70年代前期及90年代年降水量偏多。

5.2福州市冬季平均气温增高最为明显，其次是夏秋季，春季增温不明显。极高气温和极低气温变化比平均气温变化显著。均极高气温只有秋季增温缓慢，均极低气温则是夏季。年均极高气温最大变化倾向率出现在夏季，年均极低气温最大变化倾向率出现在冬季。这与福州出现夏热冬暖的现象是相吻合的。降水量总体变化和我国年降水量变化趋势不显著有所差异,呈明显增加趋势,主要由夏季降水增加贡献，且受台风影响大。

5.3多数月份平均气温增高，仅4月和9月出现负增长，半数月份增温明显（拒绝α=0.001时检验），六月气温升高速度最快，Mann-Kendall倾斜度达到0.050。仅3个月接受Mann-Kendall趋势检验（α

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降雨量Mann-Kendall趋势检验大，其中有6个月的变化拒绝α=0.001表1福州市月平均气温、

的Mann-Kendall检验，2个月的变化拒绝α=0.1的Mann-Kendall检验。

参考文献

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学生的认识能力和心理发展还很不健全，因此，第12期.

兴趣就成为他们学习的内在动力。这就要求我[5]彭蚺龄.认知心理学[M].黑龙江：黑龙江教育们教师来弥补他们这方面的先天不足。这是我出版社1990年

们职中英语教师课堂教学中始终贯彻的教学理[6]郑树棠.新视野英语.上海交大、清华大学出念；同时也是中学英语教学由应试教育向素质版社,2003年“江苏省编教材培训”报告,2003年教育转变过程中，不断研究实践和提高的重要8月.

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