阿城区近50年极端气温特征分析

张春媚

【摘 要】本文利用统计分析方法对阿城区1961～2005年阿城近50年温度的气候资料按不同时段进行对比分析，探讨变化规律，得到以下结论：阿城区45年平均气温变暖，年平均最高和年平均最低气温也呈增暖的气候变化趋势。

【关键词】对比分析；气温变化

1.阿城区近50a气温变化的规律

对1961～2005年年平均气温、年最高、最低平均气温；1月平均气温、最高、最低平均气温；7月平均气温、最高、最低平均气温进行距平分析，得出阿城地区近50年来的气温变化有如下特点：

1.1年气温的变化规律

阿城区受温带大陆性季风气候影响，年平均气温变化具有明显的季节特点。一般春季回暖快，多大风、易干旱，每年3月末到4月初气温开始逐步回暖；夏季：受西太平洋副热带高压影响，气温温和湿润，季节短促而炎热，是一年的高温集中期。平均气温为21.3℃，极端最高气温为39.2℃，（出现在2001年4月6日，≥ 32.0℃，平均日数为15天；秋季多雨、降温急剧，容易出现早霜，平均气温为10.0℃；平均初霜期在9月24日左右，平均终霜期在5月3日。冬季在极地大陆冷气团控制下，气候寒冷、干燥，年内极端最低气温容易出现在一月。平均温度为-13.7℃，极端最低温度为-40.0℃，出现在1970年1月4日。

图1 季平均温度分布图

图1 阿城冬季气温距平与标准差比值的变化

60年代至今，全区气温呈变暖趋势。1961～2005年的45年中气温年变率为0.0387℃/年变暖的趋势缓慢。

年最高平均气温化变化与年平均的变化相似。45年中，最高平均气温的年变化率为0.0136/年；最低平均气温的年变化随年平均温度、冬季温度的升高呈减少趋势，以每10年-1.8的变率增长。年最低平均气温的年变化率大于最高平均气温的年变化率，温差变小了，气候变得温和。

1.2 1月气温变化规律

冬季1月的平均气温明显变暖趋势， 45年中，1月份最冷时期出现在1961～1970年，最暖期出现在1988～2003年，气温呈明显变暖趋势，1月平均气温的年变化率为0.0464℃/年，气候变暖明显。冬季1月最高平均气温呈现显著的周期变化，45年气温距平呈正→负 →正→负的变化，同期距平值的变化还有一个特点：正距平呈减小趋势，负距平震幅增大，即1月最高平均气温呈下降的趋势，而1月最低平均气温呈前低后高的阶梯变化，因此1月最高、最低平均气温变化趋势相反，说明冬季的温差减小了。

图2 1月份最高平均气温趋势 1月份最低平均气温

1.3 7月气温变化规律

阿城7月平均气温最高期为1984～2002年， 1976～1983年这八年是夏季降温较明显时期。7月最高、最低平均气温变化不同，最高平均气温呈缓慢增长的势头；在1972～1982年十一年间最高平均气温比距平值偏高0.8～0.9℃后，1983～1993年最高平均气温比距平值偏低0.9～1.0℃，最低平均气温呈缓慢上升的趋势，温差也随着变化变小。

图3 7月份最高平均气温趋势 7月份最低平均气温

2.气温分析方法

气温有自身的变化-周期性的变化，也受环境变化的影响，如二氧化碳的排放量、烟尘等环境因素对温度的影响可以看成是一个随时间变化的函数，建立方程Y（t）=∑f（x）+p（t） （1）

式中Y（t）为气温序列；f（x）为周期函数；

f（x）=a0+a1x1+a2x2+… akxk，k为周期个数；

p（t）为随时间变化的多项式p（t）=b1t+b2t2+…bntn本文将多项式取至5次项。

利用逐步回归同时提取隐含周期和多项式次项，确定其系数ai和bi，同时我们还发现，长周期的均值生成函数由2～3个数平均求得，通常情况下它与原序列的相关系数要比短序列周期多个数据平均求得均值生成函数要高，方差贡献大，因此被选入方程的机会比短周期多，同时在试报过程中还出现一种情况；当方差相近时长周期因子的预报效果不如短周期因子的效果好，为了避免长周期因子过多的选入方程，对长周期因子引入限制系数β即：

F*=Fβ （2）

其中：β= ；N为序列长度；T周期长度；

由此可见周期长度T越长β值就越小；F*值也小，这样就可以避免总是长周期入选，对于多项式各项则T=0。使用上述方法，对我区建立年平均气温中冬季1月、夏季7月平均气温回代，结果来看，拟合曲线与实际气温变化基本一致。

3.高温热浪（日最高气温≥30℃）

近50年来，阿城年平均高温日数为17天，阿城的高温日数最多的年份是1982年多达40天，最少的年份是1971年只有3天。高温日数随温度的升高保持一致性也呈增高趋势，以每10年0.136的变率增长。60年代高温日数趋于正常，进入70年代开始增长， 1994年～2001年增长尤其明显。可见年平均气温的增长导致了高温热浪对阿城的席卷。

图4 阿城年平均高温日数累积距平曲线图 图5 阿城年平均低寒累积距平曲线图

3.1年际变化

从1961～2000年≥30℃或≥32℃的高温日数年际分布数值统计看： 1963～1972年为高温日数较少期；1973～1982年为高温日数较多期；1983～1993年为高温日数较少期；1994年至今为高温日数较多期。≥30℃分布范围在5～43，最多年份（1982年43天）比最低年份（1993年）多38天，平均日数为18天；≥32℃分布范围在0～21天，最多年份（2000年）比最低年份多21天，平均日数为5.9天。

3.2月际变化

由表一得知，7月份高温日数最多，其次6月，8月较少，5月更少，9月份发生高温天气的机率基本为零。

表1 1961～2000年四十年高温日数平均值月际分布情况

4.低温严寒（日最低气温≤—30℃）

如图5 阿城区年平均低寒日数为6天。阿城的低寒日数最多的年份是1975～1977年多达35天，最少的年份没有低寒，尤其进入2000年后有连续三年没有出现低寒。低寒日数随年平均温度、冬季温度的升高呈减少趋势，以每10年-1.8的变率增长。60年代低寒日数相对较多平均为9天，进入70年代开始减少变为平均8天，80年代趋于正常，90年代减少为平均4天。2000年后减少尤其明显。可见年平均气温的增长、冬季温度的升高是造成阿城低寒天数减少的主要原因。

5.小结

通过以上对阿城气侯资料的统计分析，可以得出以下结论：

从60年代至今，全区气温呈变暖趋势。从1961～2005年的45年中气温年变率为0.0387℃/年变暖的趋势缓慢。其中冬季的变暖最为突出，夏季气温变化不明显。年极端平均气温化变化与年平均的变化相似。平均最低气温的变暖比平均最高气温明显。由于气候变暖趋势，近20年异常冷冬明显减少。