1958~2019年漠河市氣溫及降水突變分析
發(fā)布時間:2021-11-16 14:15
采用集合經(jīng)驗?zāi)7纸猓╡nsemble empirical mode decomposition, EEMD)以及滑動t檢驗方法,基于漠河市1958~2019年逐日氣溫及降水?dāng)?shù)據(jù),對其進(jìn)行了趨勢及突變分析。結(jié)果表明,漠河市日平均溫度年平均整體呈增溫趨勢,EEMD非線性增溫速率為0.43°C (10 a)-1,滑動t檢驗顯示漠河市近60年來年均溫突變時間點為20世紀(jì)80年代中后期;漠河市日最高溫度年平均呈增溫趨勢,EEMD非線性增溫速率為0.61°C (10 a)-1,滑動t檢驗顯示漠河市近60年來日最高溫年平均突變時間點為20世紀(jì)80年代中后期;漠河市日最低溫年平均變化趨勢為先增加后減小,整體呈增溫趨勢,EEMD非線性增溫速率為0.21°C (10 a)-1,滑動t檢驗顯示漠河市近60年來日最低溫年平均突變時間點為20世紀(jì)80年代前中期和20世紀(jì)90年代中后期。漠河市年降雨量、夜間年降雨量和白天年降雨量均呈先減后增的變化趨勢,且增加幅度遠(yuǎn)高于減小幅度,整體呈增加趨勢,EEMD非線性降雨量增加速率分別為14.05 mm (10 a)-1、7.71 mm (10 a)-1和5.12 mm (...
【文章來源】:氣候與環(huán)境研究. 2020,25(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
漠河市1958~2019年EEMD分解趨勢項變化趨勢(灰色曲線)與溫度線性趨勢變化(黑色直線)比較:(a)日平均溫度年平均;(b)日最高溫度年平均;(c)日最低溫度年平均。虛線為原始值
通過EEMD對漠河市的日平均溫度年平均、日最高溫年平均和日最低溫年平均從高頻到低頻分解后,共得到4個IMF分量和一個趨勢項。由圖1和表1可知,IMF1、IMF2與趨勢項對原始數(shù)據(jù)的方差貢獻(xiàn)率較高,累計貢獻(xiàn)分別為83.6%、85.7%和73.2%,即表明漠河市日平均溫度年平均、日最高溫年平均和日最低溫年平均主要由IMF1、IMF2以及趨勢項所決定,其中IMF1影響最為顯著,且IMF1和趨勢項均在0.01顯著性水平下與原始序列呈顯著相關(guān)性(圖1和表1)。此外,日最低溫年平均的趨勢項呈先增后減的變化趨勢,且其增加幅度遠(yuǎn)高于減小幅度,整體呈增溫,而日平均溫度年平均、日最高溫年平均趨勢項均呈增加趨勢(圖2)。線性趨勢與EEMD趨勢項的非線性趨勢均表明日平均溫度年平均、日最高溫年平均和日最低溫年平均整體均呈增溫趨勢,但后者增溫幅度均高于前者,如日最高溫年平均非線性增溫速率為0.61°C (10 a)-1,是其線性增加速率[0.35°C (10a)-1]的1.8倍左右(表2)。通過采取步長為10 a的滑動t檢驗進(jìn)行突變分析,在0.01顯著水平下結(jié)果表明:漠河市近60年來日平均溫度年平均和日最高溫年平均突變時間點均為20世紀(jì)80年代中后期(圖3a和3b),而日最低溫度年平均突變時間點為20世紀(jì)80年代前期和90年代中后期(圖3c)。3.2 降雨量變化特征
(1)漠河市近60年來日平均溫度年平均溫整體呈增溫趨勢,且突變時間點(20世紀(jì)80年代中后期)與祁連山地區(qū)突變時間點一致(尹憲志等,2009),雖晚于黑龍江省、東北地區(qū)氣溫突變時間點(周秀杰等,2013),但早于青藏高原的突變時間點1994年(徐麗嬌等,2019)。EEMD趨勢項非線性趨勢的增溫速率[0.43°C (10 a)-1)]遠(yuǎn)高于桂翰林等(2009)采用線性趨勢所得到的漠河市平均溫增溫速率[0.32°C (10 a)-1]。其次,漠河市增溫趨勢雖與東北地區(qū)年均溫變化趨勢保持一致,但其非線性增溫速率遠(yuǎn)高于東北地區(qū)及全國年均溫增溫速率(董滿宇和吳正方,2008;高鋒和王寶書,2008;馬沖亞等,2009;趙春雨等,2009)。與中國其他凍土區(qū)域相比,其非線性增溫速率高于青藏高原[0.28°C (10 a)-1]和祁連山[0.26°C (10 a)-1](尹憲志等,2009;徐麗嬌等,2019),這表明高緯度凍土地區(qū)的增溫趨勢更明顯。其原因可能是氣溫變化具有區(qū)域異質(zhì)性,通常而言,緯度高的區(qū)域極易受到氣候變暖的影響,而漠河市是東北地區(qū)乃至全國緯度最高的地區(qū);其次,漠河市是我國高緯度連續(xù)多年凍土的主要分布區(qū),而凍土熱穩(wěn)定性差,急劇增溫將加速凍土退化,導(dǎo)致凍土碳釋放,進(jìn)而加劇漠河市氣候變暖。(2)漠河市近60年來日最高溫度年平均整體呈增溫趨勢,EEMD趨勢項非線性趨勢的結(jié)果表明漠河市日最高溫度年平均增溫速率[0.61°C (10 a)-1]高于黑龍江省年均最高溫的增溫速率(陳莉等,2001),但低于東北地區(qū)極端最高溫的增溫速率(嚴(yán)曉瑜等,2012)。此外,與中國其他凍土區(qū)域相比,其非線性增溫速率遠(yuǎn)高于青藏高原[0.25°C(10 a)-1]和祁連山[0.20°C (10 a)-1](尹憲志等,2009;徐麗嬌等,2019)。漠河市近60年來日最高溫度年平均突變時間點為20世紀(jì)80年代中后期與黑龍江省及東北地區(qū)年均最高溫和極端最高溫的突變年份基本吻合(陳莉等,2001;朱紅蕊和劉赫男,2011),但早于青藏高原的突變時間點1997年(徐麗嬌等,2019)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]松花江流域氣溫時空變化規(guī)律[J]. 汪飛,洪林,吐尼亞孜·亞森,熊繼東,江洪珊. 水土保持研究. 2020(01)
[2]1961—2010年青藏高原氣候變化特征分析[J]. 徐麗嬌,胡澤勇,趙亞楠,洪瀟宇. 高原氣象. 2019(05)
[3]1960-2015年青海三江源地區(qū)降水時空特征[J]. 劉曉瓊,吳澤洲,劉彥隨,趙新正,芮旸,張健. 地理學(xué)報. 2019(09)
[4]近50年淮河流域氣溫時空變化及其與PDO的關(guān)系[J]. 田立鑫,韓美,徐澤華,孔祥倫,朱繼前. 水土保持研究. 2019(06)
[5]1951—2016年中國沿海地區(qū)氣溫與降水量的時空特征[J]. 高弋斌,路春燕,鐘連秀,林曉晴,蘇穎. 森林與環(huán)境學(xué)報. 2019(05)
[6]21世紀(jì)初瀾滄江流域夏季降水的突變及相應(yīng)的大氣環(huán)流異常特征[J]. 高慧,肖子牛,趙亮. 氣候與環(huán)境研究. 2019(04)
[7]巴音布魯克近58a氣候變化特征分析[J]. 劉濛濛,隆永蘭. 干旱區(qū)地理. 2019(04)
[8]大興安嶺地區(qū)降水量和氣溫變化趨勢分析[J]. 張可揚(yáng),李天權(quán),曲延浩,高峰,林婧文,姜立春. 森林工程. 2018(05)
[9]東北多年凍土退化及環(huán)境效應(yīng)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳珊珊,臧淑英,孫麗. 冰川凍土. 2018(02)
[10]中國北方干旱半干旱區(qū)降水的多年代際變化特征及其與太平洋年代際振蕩的關(guān)系[J]. 從靖,趙天保,馬玉霞. 氣候與環(huán)境研究. 2017(06)
本文編號:3499047
【文章來源】:氣候與環(huán)境研究. 2020,25(06)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:10 頁
【部分圖文】:
漠河市1958~2019年EEMD分解趨勢項變化趨勢(灰色曲線)與溫度線性趨勢變化(黑色直線)比較:(a)日平均溫度年平均;(b)日最高溫度年平均;(c)日最低溫度年平均。虛線為原始值
通過EEMD對漠河市的日平均溫度年平均、日最高溫年平均和日最低溫年平均從高頻到低頻分解后,共得到4個IMF分量和一個趨勢項。由圖1和表1可知,IMF1、IMF2與趨勢項對原始數(shù)據(jù)的方差貢獻(xiàn)率較高,累計貢獻(xiàn)分別為83.6%、85.7%和73.2%,即表明漠河市日平均溫度年平均、日最高溫年平均和日最低溫年平均主要由IMF1、IMF2以及趨勢項所決定,其中IMF1影響最為顯著,且IMF1和趨勢項均在0.01顯著性水平下與原始序列呈顯著相關(guān)性(圖1和表1)。此外,日最低溫年平均的趨勢項呈先增后減的變化趨勢,且其增加幅度遠(yuǎn)高于減小幅度,整體呈增溫,而日平均溫度年平均、日最高溫年平均趨勢項均呈增加趨勢(圖2)。線性趨勢與EEMD趨勢項的非線性趨勢均表明日平均溫度年平均、日最高溫年平均和日最低溫年平均整體均呈增溫趨勢,但后者增溫幅度均高于前者,如日最高溫年平均非線性增溫速率為0.61°C (10 a)-1,是其線性增加速率[0.35°C (10a)-1]的1.8倍左右(表2)。通過采取步長為10 a的滑動t檢驗進(jìn)行突變分析,在0.01顯著水平下結(jié)果表明:漠河市近60年來日平均溫度年平均和日最高溫年平均突變時間點均為20世紀(jì)80年代中后期(圖3a和3b),而日最低溫度年平均突變時間點為20世紀(jì)80年代前期和90年代中后期(圖3c)。3.2 降雨量變化特征
(1)漠河市近60年來日平均溫度年平均溫整體呈增溫趨勢,且突變時間點(20世紀(jì)80年代中后期)與祁連山地區(qū)突變時間點一致(尹憲志等,2009),雖晚于黑龍江省、東北地區(qū)氣溫突變時間點(周秀杰等,2013),但早于青藏高原的突變時間點1994年(徐麗嬌等,2019)。EEMD趨勢項非線性趨勢的增溫速率[0.43°C (10 a)-1)]遠(yuǎn)高于桂翰林等(2009)采用線性趨勢所得到的漠河市平均溫增溫速率[0.32°C (10 a)-1]。其次,漠河市增溫趨勢雖與東北地區(qū)年均溫變化趨勢保持一致,但其非線性增溫速率遠(yuǎn)高于東北地區(qū)及全國年均溫增溫速率(董滿宇和吳正方,2008;高鋒和王寶書,2008;馬沖亞等,2009;趙春雨等,2009)。與中國其他凍土區(qū)域相比,其非線性增溫速率高于青藏高原[0.28°C (10 a)-1]和祁連山[0.26°C (10 a)-1](尹憲志等,2009;徐麗嬌等,2019),這表明高緯度凍土地區(qū)的增溫趨勢更明顯。其原因可能是氣溫變化具有區(qū)域異質(zhì)性,通常而言,緯度高的區(qū)域極易受到氣候變暖的影響,而漠河市是東北地區(qū)乃至全國緯度最高的地區(qū);其次,漠河市是我國高緯度連續(xù)多年凍土的主要分布區(qū),而凍土熱穩(wěn)定性差,急劇增溫將加速凍土退化,導(dǎo)致凍土碳釋放,進(jìn)而加劇漠河市氣候變暖。(2)漠河市近60年來日最高溫度年平均整體呈增溫趨勢,EEMD趨勢項非線性趨勢的結(jié)果表明漠河市日最高溫度年平均增溫速率[0.61°C (10 a)-1]高于黑龍江省年均最高溫的增溫速率(陳莉等,2001),但低于東北地區(qū)極端最高溫的增溫速率(嚴(yán)曉瑜等,2012)。此外,與中國其他凍土區(qū)域相比,其非線性增溫速率遠(yuǎn)高于青藏高原[0.25°C(10 a)-1]和祁連山[0.20°C (10 a)-1](尹憲志等,2009;徐麗嬌等,2019)。漠河市近60年來日最高溫度年平均突變時間點為20世紀(jì)80年代中后期與黑龍江省及東北地區(qū)年均最高溫和極端最高溫的突變年份基本吻合(陳莉等,2001;朱紅蕊和劉赫男,2011),但早于青藏高原的突變時間點1997年(徐麗嬌等,2019)。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]松花江流域氣溫時空變化規(guī)律[J]. 汪飛,洪林,吐尼亞孜·亞森,熊繼東,江洪珊. 水土保持研究. 2020(01)
[2]1961—2010年青藏高原氣候變化特征分析[J]. 徐麗嬌,胡澤勇,趙亞楠,洪瀟宇. 高原氣象. 2019(05)
[3]1960-2015年青海三江源地區(qū)降水時空特征[J]. 劉曉瓊,吳澤洲,劉彥隨,趙新正,芮旸,張健. 地理學(xué)報. 2019(09)
[4]近50年淮河流域氣溫時空變化及其與PDO的關(guān)系[J]. 田立鑫,韓美,徐澤華,孔祥倫,朱繼前. 水土保持研究. 2019(06)
[5]1951—2016年中國沿海地區(qū)氣溫與降水量的時空特征[J]. 高弋斌,路春燕,鐘連秀,林曉晴,蘇穎. 森林與環(huán)境學(xué)報. 2019(05)
[6]21世紀(jì)初瀾滄江流域夏季降水的突變及相應(yīng)的大氣環(huán)流異常特征[J]. 高慧,肖子牛,趙亮. 氣候與環(huán)境研究. 2019(04)
[7]巴音布魯克近58a氣候變化特征分析[J]. 劉濛濛,隆永蘭. 干旱區(qū)地理. 2019(04)
[8]大興安嶺地區(qū)降水量和氣溫變化趨勢分析[J]. 張可揚(yáng),李天權(quán),曲延浩,高峰,林婧文,姜立春. 森林工程. 2018(05)
[9]東北多年凍土退化及環(huán)境效應(yīng)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳珊珊,臧淑英,孫麗. 冰川凍土. 2018(02)
[10]中國北方干旱半干旱區(qū)降水的多年代際變化特征及其與太平洋年代際振蕩的關(guān)系[J]. 從靖,趙天保,馬玉霞. 氣候與環(huán)境研究. 2017(06)
本文編號:3499047
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