利用1951—2010年中國(guó)160站氣溫、降水資料,分析中國(guó)代表性臺(tái)站冬季和夏季氣溫、降水的氣候值及氣候變率在前后30 a的差異,并對(duì)結(jié)果使用不同方法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。結(jié)果表明,季氣溫氣候平均值的變化總體與全球增暖一致,以升溫為主,但夏季在秦嶺以南及長(zhǎng)江中游地區(qū)出現(xiàn)顯著局部變冷現(xiàn)象;季氣溫氣候變率的變化相對(duì)較小,冬季總體不顯著,夏季僅有少數(shù)臺(tái)站顯著。降水的氣候變化總體不明顯,季降水氣候值變化的空間分布復(fù)雜,冬季南方地區(qū)、夏季東部地區(qū)總體增加,冬、夏季降水氣候變率的變化均不顯著。理論檢驗(yàn)方法（t檢驗(yàn)、F檢驗(yàn)）與隨機(jī)模擬方法（EMC法）的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果,對(duì)氣溫的差別較小、對(duì)降水的差別較大,這與樣本距平序列是否服從正態(tài)分布有關(guān)。EMC法可在確保樣本統(tǒng)計(jì)特征不變的情況下,通過多次隨機(jī)模擬,無需考慮其理論統(tǒng)計(jì)分布特征,使檢驗(yàn)結(jié)果更為可靠。 

【文章來源】：大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,43(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

1951—2010年冬季(a)、夏季(b)中國(guó)160站降水前、后30 a總量的差值分布(等值線為后30 a均值減去前30 a均值的差值,單位:mm;黃色(綠色)區(qū)域表示通過0.05信度的t檢驗(yàn),紅色(藍(lán)色)圓點(diǎn)表示通過0.05信度的EMC檢驗(yàn))

表2 1951—2010年中國(guó)160站前、后30 a季降水總量和模方發(fā)生顯著變化的站數(shù)Table 2 The number of stations with significant changes in the mean and squared variance of seasonal total precipitation at 160 stations in China between the former and later 30 years from 1951 to 2010 季節(jié) 檢驗(yàn)方法 總量 模方 x ˉ 2 ? x ˉ 1 x ˉ 1 ? x ˉ 2 重合站 s2?s1 s1?s2 重合站 冬季 t檢驗(yàn)或F檢驗(yàn) 8 2 7/1 40 12 13/5 EMC法 7 2 13 5 夏季 t檢驗(yàn)或F檢驗(yàn) 6 10 6/10 13 15 8/1 EMC法 7 11 9 2 注:重合站指的是用兩種檢驗(yàn)方法得到的顯著變化站點(diǎn)中重合的站數(shù),斜線左側(cè)為后30 a顯著大于前30 a站數(shù),右側(cè)為后30 a顯著小于前30 a站數(shù).對(duì)于兩種顯著性檢驗(yàn)方法在降水分析結(jié)果顯著性檢驗(yàn)中的表現(xiàn),由于季降水總量樣本距平序列服從正態(tài)分布的站數(shù)占比在夏季不足50%,冬季僅為26%(謝瑤瑤等,2011),所以t檢驗(yàn)、F檢驗(yàn)等理論檢驗(yàn)方法并不適用,由表1可以看出,兩種方法對(duì)季降水總量的檢驗(yàn)結(jié)果差別不大,但對(duì)降水變率的檢驗(yàn)結(jié)果有明顯差異。但如果從重合站統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看,兩種方法得到的結(jié)果之間差別還是比較明顯的,這一點(diǎn)也可以從圖3、圖4的顯著變化站點(diǎn)分布可以看出。

與季氣溫的氣候變化相比,前、后30 a氣候變率(模方)的變化要小得多。總體而言,可認(rèn)為冬季氣候變率的變化(圖2a)并不顯著,通過EMC法檢驗(yàn)的臺(tái)站僅有7個(gè),其中4個(gè)變率顯著增大,3個(gè)變率顯著減小(表1),且從圖2a可以看出這些臺(tái)站的分布并不集中。相對(duì)而言,通過F檢驗(yàn)的臺(tái)站較多,達(dá)到18個(gè)(其中變率顯著增大臺(tái)站7個(gè),顯著減小臺(tái)站11個(gè)),主要位于青藏高原東南部、新疆南部和內(nèi)蒙古中部區(qū)域。根據(jù)相關(guān)研究(Livezey and Chen,1983;Lu et al.,2009),當(dāng)信度為0.05時(shí),通過隨機(jī)模擬顯著性檢驗(yàn)方法的站點(diǎn)總數(shù)必須大于或等于13時(shí),通過顯著性檢驗(yàn)的測(cè)站所采用的樣本母體才可認(rèn)為是服從正態(tài)分布的。這里根據(jù)EMC法的檢驗(yàn)結(jié)果(7站通過顯著性檢驗(yàn)),冬季氣溫是不滿足正態(tài)分布的。此外還可以看出,通過F檢驗(yàn)和EMC法檢驗(yàn)臺(tái)站差異較大,統(tǒng)計(jì)表明僅有6個(gè)臺(tái)站在兩種檢驗(yàn)方法下均是顯著的(表1),根據(jù)1.2節(jié)的討論,這也從另一個(gè)側(cè)面印證了上述冬季氣溫正態(tài)分布特征的結(jié)論,反過來也說明在這種情況下使用F檢驗(yàn)方法得到的結(jié)果很可能是不可靠的。結(jié)合前面的氣候值差異分析結(jié)果可以看出,整體而言我國(guó)冬季氣溫平均值增加,但氣候變率變化不大。夏季的氣溫變率相對(duì)于冬季整體增大,前、后30 a的差異也更為明顯,以變率增大為主,增幅大值區(qū)位于東北大部、華北西北部,以及青藏高原地區(qū),呈東北-西南走向,其兩側(cè)區(qū)域的增幅相對(duì)較小(圖2b)。與冬季相同,夏季氣溫的氣候變率增幅最大的是西藏拉薩站,模方比r達(dá)到了4.08。夏季氣溫變率差異通過F檢驗(yàn)的站數(shù)共有38個(gè)(占比23.8%),其中32個(gè)顯著增大,6個(gè)顯著減小;通過EMC法檢驗(yàn)的站數(shù)共有20個(gè)(占比12.5%),其中18個(gè)顯著增大,2個(gè)顯著減小,分別為新疆烏魯木齊站(模方比為0.22)和貴州興仁站(模方比為0.42)。結(jié)合夏季氣溫氣候值的變化可知,在我國(guó)東北、華北區(qū)域主要表現(xiàn)為氣溫平均值增高的同時(shí),還伴隨著年際振蕩增大,而在秦嶺以南及長(zhǎng)江中游地區(qū),以及新疆地區(qū),則出現(xiàn)了氣溫平均值降低,變率減小的情況。表1 1951—2010年中國(guó)160站前、后30 a季氣溫的均值和模方發(fā)生顯著變化的站數(shù)Table 1 The number of stations with significant changes in the mean and squared variance of seasonal temperature at 160 stations in China between the former and later 30 years from 1951 to 2010 季節(jié) 檢驗(yàn)方法 均值 模方 x ˉ 2 ? x ˉ 1 x ˉ 1 ? x ˉ 2 重合站 s2?s1 s1?s2 重合站 冬季 t檢驗(yàn)或F檢驗(yàn) 118 0 115/0 7 11 3/3 EMC法 115 0 4 3 夏季 t檢驗(yàn)或F檢驗(yàn) 75 9 75/9 32 6 18/2 EMC法 76 9 18 2 注:重合站指的是用兩種檢驗(yàn)方法得到的顯著變化站點(diǎn)中重合的站數(shù),斜線左(右)側(cè)為后30 a顯著大于(小于)前30 a的站數(shù).

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3487970