滕州市季节变化对气候变暖的响应.doc

1、滕州市季节变化对气候变暖的响应摘要为研究滕州市季节变化对气候变暖的响应，特按照候平均气温划分四季，使用数理统计方法分析滕州市近 54 年四季开始时间及持续期的变化特征。结果表明：春夏两季开始时间及冬季持续期年代间显著差异均为 20 世纪 50 年代与 90 年代后，夏季持续期年代间显著差异为 50年代与 90 年代后及 70 年代与 90 年代后 2 组。秋冬季开始时间及春秋季持续期年代间无显著差异；近 54 年来，滕州市春夏两季开始时间提前趋势显著，秋冬季开始时间变化趋势不显著。四季持续期夏季变长，冬季变短趋势显著，春秋季持续期变化趋势不显著。20 世纪 80 年代中期以后，冬季持续期、春季

2、开始时间、秋季开始时间、夏季持续期和开始时间陆续发生明显突变。 关键词季节变化；相关系数；K-W 检验；滑动 t 检验；山东滕州 气候变化是全球变化研究的核心问题和主要内容。科学研究表明，近百年来，地球气候正经历一次以变暖为主要特征的显著变化。近 50 年（19512000 年）中国气候变化的显著特点是大范围的明显变暖，尤以我国北方变暖明显。全国年平均气温增暖 0.84/50 年，最低气温增暖1.41/50 年，最高气温增暖 0.45/50 年。因此，相应寒冷期缩短，炎热期延长1。于是我们按照候平均气温划分四季，以候平均气温稳定10为冬季，22为夏季，在 1022之间为春秋两季，来研究滕州市季

3、节变化对气候变暖的响应。 1 资料与方法 本文使用滕州市 19522005 年的逐候平均气温资料，按照候平均气温划分四季的标准，以候平均气温稳定10为冬季，22为夏季，在 1022之间为春秋两季，统计滕州市近 54 年四季开始时间及持续期。使用相关分析、K-W 检验2、线性趋势分析、累积偏差量检定（C-D） 、滑动 t 检验3等方法分析了四季开始时间及持续期的变化特征。 2 结果与分析 2.1 季节变化的基本特征和相关性 2.1.1 季节变化的基本特征（见表 1） 。表 1 给出了滕州市 19522005年季节变化基本统计量。从表 1 可以看出，滕州市四季开始时间的平均值分别为春季 17 候、

4、夏季 30.5 候、秋季 50.7 候、冬季 63.2 候，标准差以春季最大，秋季最小。四季持续期平均值冬季最长为 25.7 候，其次是夏季为 20.2 候，春季第三为 13.5 候，秋季最短为 12.5 候，标准差以冬季最大，秋季最小。冬季持续期平均值是秋季的 2 倍多。 2.1.2 季节变化相关分析（见表 2） 。表 2 为滕州市 19522005 年各季节变化相关系数或落后交叉相关系数。从表 2 可以看出，通过显著性检验的相关系数开始时间与持续期之间有 11 组，其中最显著的是夏季开始时间与持续期具有极显著负相关，冬季持续期与落后 1 年的春季开始时间具有极显著负相关；开始时间之间有 2

5、 组：春夏两季具有显著的正相关，夏冬季具有显著的负相关；持续期之间有 4 组，其中最显著的是冬季与落后 1 年的春季持续期具有极显著的负相关。 2.2 四季开始时间与持续期的年代际变化 将资料按年代分为 5 组，其中 A 至 E 依次代表 20 世纪 50 年代（19521960 年）至 90 年代后（19912005 年） 。用 K-W 检定方法分析5 组样本是否存在显著差异，如有差异，并进一步检定差异年代，结果见表 3。从表 3 可以看出，春夏两季开始时间及冬季持续期年代间显著差异均为 50 年代与 90 年代后，夏季持续期年代间显著差异为 50 年代与 90年代后及 70 年代与 90

6、年代后 2 组。秋冬两季开始时间及春秋两季持续期年代间无显著差异。 2.3 气候变暖的反映 2.3.1 四季开始时间与持续期变化线性趋势分析（见表 4） 。表 4 给出了滕州市 19522005 年季节变化气候倾向率、趋势系数及显著水平。从表 4 可以看出，春夏季开始时间提前趋势均超过 0.05 的显著水平，而秋冬季开始时间变化趋势均不显著。四季持续期夏季变长、冬季变短趋势均超过 0.05 的显著水平，而春秋季持续期变化趋势均不显著。 通过四季开始时间和持续期变化趋势对比分析发现，夏季持续期变长主要原因是夏季开始时间变早，结束期（即秋季开始时间的前 1 候）并无显著变化。冬季变短主要是因为冬天

7、结束期（即春季开始时间的前1 候）变早，冬季开始时间并无显著变化。 2.3.2 四季开始时间与持续期突变分析。用 C-D 累积偏差量检定季节开始时间及持续期变化是否存在均一性，若为非均一性，则找出前后发生显著变化的改变点，并用滑动 t 检验（取 n1=n2=10）进一步确定改变点的位置。利用 K-W 检定法来检定前后样本是否具有显著差异，结果见表 5。从表 5 可以看出，四季开始时间春夏秋三季均有突变点：春季于1988 年、夏季于 1993 年发生由偏迟向偏早的突变，秋季于 1989 年发生由偏早向偏迟的突变，冬季开始时间无突变点。四季持续期夏冬两季均有突变点；夏季于 1991 年发生由偏短向

8、偏长的突变，冬季于 1986 年发生由偏长向偏短的突变，春秋两季持续期无突变点。突变点前后样本均有显著差异。 3 结语 在全球增暖的大背景下，滕州市季节变化呈现如下特点： （1）一年之中，冬季最为漫长，夏季次之，秋季最短。冬季持续期平均值是秋季的 2 倍多。四季开始时间以春季波动幅度最大，而持续期以冬季波动幅度最大。夏季开始时间与持续期相关性最好，其次是冬季持续期与落后 1 年的春季开始时间，相关系数均达 0.80 以上。 （2）春夏季开始时间及冬季持续期年代间显著差异均为 20 世纪 50年代与 90 年代后，50 年代春夏两季开始时间最迟、冬季最长，而 90 年代后，春夏开始时间最早、冬季

9、最短；夏季持续期年代间显著差异为 20世纪 50 年代与 90 年代后及 70 年代与 90 年代后 2 组，70 年代夏季最短，其次是 50 年代，而 90 年代夏季最长。秋冬两季开始时间及春秋两季持续期年代间无显著差异。 （3）近 54 年来，滕州市四季开始时间春夏两季提前趋势显著，秋冬两季变化趋势不显著。四季持续期夏季变长、冬季变短趋势显著，春秋两季变化趋势不显著。夏季变长是由于夏季开始时间提前，冬季变短是由于冬天结束期提前。20 世纪 80 年代中期以后，冬季持续期、春季开始时间、秋季开始时间、夏季持续期和开始时间陆续发生明显突变：冬季变短、春季开始时间变早、秋季开始时间变迟、夏季变长开始时间变早。 4 参考文献 1 王馥棠，赵宗慈，王石立，等.气候变化对农业生态的影响M.北京：气象出版社，2005. 2 王星.非参数统计M.北京：中国人民大学出版社，2005. 3 丁裕国，江志红.气象数据时间序列信号处理M.北京：气象出版社，1998.