論文利用1961—2017年逐日氣象數(shù)據(jù)以及社會經(jīng)濟數(shù)據(jù),構建新的城市化指標,分析了城市化對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,國家站增溫速率明顯快于鄉(xiāng)村站;城市化對平均最低氣溫影響最顯著,平均氣溫次之,平均最高氣溫相對較弱;就四季而言,秋季城市化影響貢獻率最大,冬季和夏季次之,春季相對較小�？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,城市化對氣溫的影響不是單一的,對于多數(shù)地區(qū)尤其是沈陽、大連等經(jīng)濟發(fā)展水平較高的地區(qū),起到增溫作用,但也對少數(shù)臺站的升溫起到了抑制作用。氣溫指標中,城市化對年和四季平均氣溫的影響最顯著,對應模態(tài)均是第一模態(tài),方差貢獻率均在89%以上,空間相關性均通過顯著性檢驗,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于秋季和夏季明顯。降水指標基本對應第二模態(tài),方差貢獻率在9%～18%之間,城市化對氣溫的影響強于降水;結合時間系數(shù),城市化效應表現(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。城市化對降水的影響表現(xiàn)出兩面性,一方面使年降水和小量級降水減少,另... 

【文章來源】：地理科學進展. 2020,39(09)北大核心CSSCICSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【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年遼寧省國家站和鄉(xiāng)村站氣溫變化趨勢差異的空間分布，即遼寧省城市化影響空間分布�？梢园l(fā)現(xiàn)，城市化進程導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]在對全國685個國家站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)受城市化影響相對較小。其中鐵嶺的西豐、大連的莊河等地方為負值，即城市化使這些站點的平均氣溫和最低氣溫呈下降趨勢，但強度很弱；個別站點城市化影響出現(xiàn)負值，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的影響，鄉(xiāng)村站所受的影響越大，檢測的城市化影響也就越小，所以導致部分站點出現(xiàn)負值，不一定是城市化的負向影響。從圖2b可看出城市化對最高氣溫的影響相對較小，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，其中朝陽的建平、凌源、錦州的義縣、黑山等地區(qū)均是負值。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、遼陽等地是遼寧中部城市群，是遼寧經(jīng)濟發(fā)展帶，所以以沈陽和遼陽為輻射中心，會出現(xiàn)溢出效應。朝陽的城市化程度與增溫不吻合可能是因為該區(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。城市化對氣溫的影響不是單一的，對于多數(shù)地區(qū)起到增溫作用，尤其是沈陽、大連等經(jīng)濟發(fā)展水平較高的地區(qū)；也對少數(shù)臺站的升溫起到了抑制作用，而這些臺站地區(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]的研究結果相一致。2.2 EOF空間模態(tài)對比分析

圖3a為1985—2017年遼寧省標準化城市化因子第一模態(tài)特征向量空間分布，第一模態(tài)的方差貢獻率為88.1%，整個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，結合對應的時間系數(shù)變化曲線來看(圖4a),1985—2017年時間系數(shù)呈顯著上升趨勢，1995年之前為負值，之后為正值，說明從1995年以來，遼寧省城市化水平是不斷增加的；從空間上看，2個高值中心分別位于沈陽和大連地區(qū)，遼寧省中部和南部城市化效應比較明顯。結合遼寧省實際城市發(fā)展情況，可以發(fā)現(xiàn)標準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，因此遼寧省標準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。本文選用的氣候指標共25項，包括氣溫指標16項，降水指標9項，將氣候指標距平場逐一進行EOF分解，前10個模態(tài)的累積方差貢獻率均在95%以上，當氣候指標的某個模態(tài)的高(低)值區(qū)空間分布與標準化城市化因子的特征模態(tài)空間分布較一致，且空間相關性高，則認為該氣候指標受城市化影響。圖3給出了標準化城市化因子第一模態(tài)與幾個氣候指標典型模態(tài)的對比情況，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準化城市化因子的特征模態(tài)空間分布基本一致，高值中心位于沈陽和大連，高值區(qū)位于中部和南部，呈帶狀分布，從沈陽康平一直延伸到渤海海峽，低值中心位于朝陽、鐵嶺、丹東，整個遼寧省呈一致正值。結合時間系數(shù)(圖4b)來看，1985—2017年時間系數(shù)呈顯著上升趨勢，平均氣溫明顯升高。年平均氣溫第一模態(tài)對應的方差貢獻率為89.6%，與標準化城市化因子特征模態(tài)空間相關性高達0.79，通過0.001的顯著性檢驗，一致性較好，表明城市化發(fā)展導致遼寧省年平均氣溫增加。夏季平均最低氣溫第一模態(tài)的方差貢獻率為81.2%，與標準化城市因子特征模態(tài)空間相關性為0.54，其空間分布呈現(xiàn)沈陽、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，結合時間系數(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。夏季降水量與標準化城市化因子相關性較好的為第二模態(tài)，方差貢獻率為9.08%，空間相關性為0.59，空間分布上呈現(xiàn)多個高值中心，分別是沈陽、大連和遼寧西部地區(qū)，結合時間系數(shù)(圖4d)來看，1985—2017年時間系數(shù)上下波動，無明顯變化趨勢。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準化城市化因子的特征模態(tài)空間分布較一致，且空間相關性高，該指標受城市化影響，是城市化的對應模態(tài)。

【參考文獻】：
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