論文利用1961—2017年逐日氣象數(shù)據(jù)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),構(gòu)建新的城市化指標(biāo),分析了城市化對(duì)遼寧氣候變化的影響。研究表明:遼寧省氣溫呈顯著增加趨勢(shì),國(guó)家站增溫速率明顯快于鄉(xiāng)村站;城市化對(duì)平均最低氣溫影響最顯著,平均氣溫次之,平均最高氣溫相對(duì)較弱;就四季而言,秋季城市化影響貢獻(xiàn)率最大,冬季和夏季次之,春季相對(duì)較小�？臻g分布上,城市化影響高值區(qū)位于遼寧中部和西部地區(qū),與遼寧省城市化發(fā)展水平基本吻合,城市化對(duì)氣溫的影響不是單一的,對(duì)于多數(shù)地區(qū)尤其是沈陽(yáng)、大連等經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū),起到增溫作用,但也對(duì)少數(shù)臺(tái)站的升溫起到了抑制作用。氣溫指標(biāo)中,城市化對(duì)年和四季平均氣溫的影響最顯著,對(duì)應(yīng)模態(tài)均是第一模態(tài),方差貢獻(xiàn)率均在89%以上,空間相關(guān)性均通過(guò)顯著性檢驗(yàn),其次是平均最低氣溫和日較差;季節(jié)變化特征上,冬季和春季的增溫相對(duì)于秋季和夏季明顯。降水指標(biāo)基本對(duì)應(yīng)第二模態(tài),方差貢獻(xiàn)率在9%～18%之間,城市化對(duì)氣溫的影響強(qiáng)于降水;結(jié)合時(shí)間系數(shù),城市化效應(yīng)表現(xiàn)為春季和冬季降水、大雨和暴雨日數(shù)略有增加,年、夏季、秋季降水、小雨、中雨日數(shù)減少。城市化對(duì)降水的影響表現(xiàn)出兩面性,一方面使年降水和小量級(jí)降水減少,另... 

【文章來(lái)源】：地理科學(xué)進(jìn)展. 2020,39(09)北大核心CSSCICSCD

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【部分圖文】：

遼寧省鄉(xiāng)村站和人口密度空間分布

圖2為1961—2017年遼寧省國(guó)家站和鄉(xiāng)村站氣溫變化趨勢(shì)差異的空間分布，即遼寧省城市化影響空間分布�？梢园l(fā)現(xiàn)，城市化進(jìn)程導(dǎo)致平均氣溫和最低氣溫升高，且增加幅度高于最高氣溫，平均氣溫和最低氣溫的城市化影響介于-0.05℃/10 a～0.25℃/10 a和-0.09℃/10 a～0.50℃/10 a之間，溫康民等[31]在對(duì)全國(guó)685個(gè)國(guó)家站1961—2015年平均氣溫序列中的城市化影響研究中指出，城市化影響明顯存在于國(guó)家站地面氣溫資料中，華北地區(qū)、東北地區(qū)城市化影響較大，其值介于0.1℃/10 a～0.3℃/10 a之間，與本文研究結(jié)果比較接近。平均氣溫和平均最低氣溫的空間分布基本一致，城市化影響高值區(qū)位于遼寧中部和西部地區(qū)，南部和東部地區(qū)受城市化影響相對(duì)較小。其中鐵嶺的西豐、大連的莊河等地方為負(fù)值，即城市化使這些站點(diǎn)的平均氣溫和最低氣溫呈下降趨勢(shì)，但強(qiáng)度很弱；個(gè)別站點(diǎn)城市化影響出現(xiàn)負(fù)值，可能是由于本文選取的參考站仍不一定是真正鄉(xiāng)村站，并且鄉(xiāng)村站本身不能完全排除人類活動(dòng)的影響，鄉(xiāng)村站所受的影響越大，檢測(cè)的城市化影響也就越小，所以導(dǎo)致部分站點(diǎn)出現(xiàn)負(fù)值，不一定是城市化的負(fù)向影響。從圖2b可看出城市化對(duì)最高氣溫的影響相對(duì)較小，高值區(qū)集中在南部和東部地區(qū)，和平均氣溫以及最低氣溫空間分布剛好相反，城市化影響介于-0.06℃/10 a～0.09℃/10 a之間，其中朝陽(yáng)的建平、凌源、錦州的義縣、黑山等地區(qū)均是負(fù)值。上述分析表明，遼寧省城市化影響空間分布與遼寧省城市化發(fā)展水平基本吻合，其中大連一直都是遼寧省GDP最高、城市化發(fā)展迅速的地區(qū)；沈陽(yáng)、遼陽(yáng)等地是遼寧中部城市群，是遼寧經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶，所以以沈陽(yáng)和遼陽(yáng)為輻射中心，會(huì)出現(xiàn)溢出效應(yīng)。朝陽(yáng)的城市化程度與增溫不吻合可能是因?yàn)樵搮^(qū)是干旱和半干旱地區(qū)，濕度低、水體少、綠化少，所以增溫迅速，氣候變率的影響大于城市化的影響。城市化對(duì)氣溫的影響不是單一的，對(duì)于多數(shù)地區(qū)起到增溫作用，尤其是沈陽(yáng)、大連等經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的地區(qū)；也對(duì)少數(shù)臺(tái)站的升溫起到了抑制作用，而這些臺(tái)站地區(qū)多是鄉(xiāng)村站和夜間燈光灰度低值區(qū)，這與鄭有飛等[32]和高靜等[33]的研究結(jié)果相一致。2.2 EOF空間模態(tài)對(duì)比分析

圖3a為1985—2017年遼寧省標(biāo)準(zhǔn)化城市化因子第一模態(tài)特征向量空間分布，第一模態(tài)的方差貢獻(xiàn)率為88.1%，整個(gè)遼寧省除了丹東和鐵嶺外呈一致正值，均表現(xiàn)出正向城市化趨勢(shì)，結(jié)合對(duì)應(yīng)的時(shí)間系數(shù)變化曲線來(lái)看(圖4a),1985—2017年時(shí)間系數(shù)呈顯著上升趨勢(shì)，1995年之前為負(fù)值，之后為正值，說(shuō)明從1995年以來(lái)，遼寧省城市化水平是不斷增加的；從空間上看，2個(gè)高值中心分別位于沈陽(yáng)和大連地區(qū)，遼寧省中部和南部城市化效應(yīng)比較明顯。結(jié)合遼寧省實(shí)際城市發(fā)展情況，可以發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化城市化因子第一模態(tài)的高值中心與遼寧省城市密集地帶較一致，高值中心與遼寧省經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快、城市化水平最高的城市基本吻合，因此遼寧省標(biāo)準(zhǔn)化城市化因子第一模態(tài)能較好的表征城市化發(fā)展的空間變化形勢(shì)。本文選用的氣候指標(biāo)共25項(xiàng)，包括氣溫指標(biāo)16項(xiàng)，降水指標(biāo)9項(xiàng)，將氣候指標(biāo)距平場(chǎng)逐一進(jìn)行EOF分解，前10個(gè)模態(tài)的累積方差貢獻(xiàn)率均在95%以上，當(dāng)氣候指標(biāo)的某個(gè)模態(tài)的高(低)值區(qū)空間分布與標(biāo)準(zhǔn)化城市化因子的特征模態(tài)空間分布較一致，且空間相關(guān)性高，則認(rèn)為該氣候指標(biāo)受城市化影響。圖3給出了標(biāo)準(zhǔn)化城市化因子第一模態(tài)與幾個(gè)氣候指標(biāo)典型模態(tài)的對(duì)比情況，可以發(fā)現(xiàn)，年平均氣溫第一模態(tài)特征向量空間分布與標(biāo)準(zhǔn)化城市化因子的特征模態(tài)空間分布基本一致，高值中心位于沈陽(yáng)和大連，高值區(qū)位于中部和南部，呈帶狀分布，從沈陽(yáng)康平一直延伸到渤海海峽，低值中心位于朝陽(yáng)、鐵嶺、丹東，整個(gè)遼寧省呈一致正值。結(jié)合時(shí)間系數(shù)(圖4b)來(lái)看，1985—2017年時(shí)間系數(shù)呈顯著上升趨勢(shì)，平均氣溫明顯升高。年平均氣溫第一模態(tài)對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為89.6%，與標(biāo)準(zhǔn)化城市化因子特征模態(tài)空間相關(guān)性高達(dá)0.79，通過(guò)0.001的顯著性檢驗(yàn)，一致性較好，表明城市化發(fā)展導(dǎo)致遼寧省年平均氣溫增加。夏季平均最低氣溫第一模態(tài)的方差貢獻(xiàn)率為81.2%，與標(biāo)準(zhǔn)化城市因子特征模態(tài)空間相關(guān)性為0.54，其空間分布呈現(xiàn)沈陽(yáng)、大連地區(qū)為高值中心，鐵嶺和葫蘆島為低值中心，區(qū)域內(nèi)為一致正值，結(jié)合時(shí)間系數(shù)(圖4c)可以發(fā)現(xiàn)，受城市化影響夏季平均最低氣溫呈顯著增加趨勢(shì)。夏季降水量與標(biāo)準(zhǔn)化城市化因子相關(guān)性較好的為第二模態(tài)，方差貢獻(xiàn)率為9.08%，空間相關(guān)性為0.59，空間分布上呈現(xiàn)多個(gè)高值中心，分別是沈陽(yáng)、大連和遼寧西部地區(qū)，結(jié)合時(shí)間系數(shù)(圖4d)來(lái)看，1985—2017年時(shí)間系數(shù)上下波動(dòng)，無(wú)明顯變化趨勢(shì)。平均氣溫和夏季平均最低氣溫第一模態(tài)和夏季降水量的第二模態(tài)特征向量空間分布與標(biāo)準(zhǔn)化城市化因子的特征模態(tài)空間分布較一致，且空間相關(guān)性高，該指標(biāo)受城市化影響，是城市化的對(duì)應(yīng)模態(tài)。

【參考文獻(xiàn)】：
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