吳領(lǐng)弟 阿拉騰圖婭
摘 要:隨著全球氣候變暖的加劇,氣候變化所產(chǎn)生的影響日益嚴(yán)重,對(duì)氣候變化研究成為關(guān)注的焦點(diǎn)。從中國(guó)知網(wǎng)搜集錫林郭勒盟氣候變化研究的文獻(xiàn),使用文獻(xiàn)綜述方法,對(duì)檢索到的氣候變化文獻(xiàn),從氣候變化趨勢(shì)、氣候突變、極端天氣變化以及研究方法等方面分析錫林郭勒盟氣候變化研究現(xiàn)狀,可以得出以下結(jié)果: 年、季平均氣溫均呈上升趨勢(shì),與我國(guó)氣溫變化趨勢(shì)一致,增溫率高于全國(guó)平均增溫率(0.25℃/10a),以冬季升溫最明顯。年降水量總趨勢(shì)略有減少的跡象,與內(nèi)蒙古地區(qū)總降水量呈略增加趨勢(shì)的結(jié)論不一致,只有正藍(lán)旗降水量變化趨勢(shì)與內(nèi)蒙古降水量變化趨勢(shì)一致;各季節(jié)降水趨勢(shì)不同,夏季降水減少趨勢(shì)對(duì)全年降水減少的貢獻(xiàn)最大。年和四季的平均氣溫均存在突變現(xiàn)象,年平均氣溫變化的突變點(diǎn)在上世紀(jì) 80 年代中后期,驗(yàn)證了20世紀(jì)80年代全球氣溫突變?cè)鰷氐慕Y(jié)論,但是各季節(jié)的突變點(diǎn)并不一致。年平均最高、最低氣溫均呈增溫趨勢(shì),最低氣溫增溫比最高氣溫增溫顯著;不同區(qū)域的寒潮和暴雨次數(shù)增減趨勢(shì)不一致。對(duì)氣候變化趨勢(shì)研究方法很多,但對(duì)該區(qū)進(jìn)行研究時(shí)采用的方法相對(duì)較單一,采用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)方法的較多。
關(guān)鍵詞:錫林郭勒盟;氣候變化;研究綜述
中圖分類(lèi)號(hào):S162 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20161132191
氣候變化是指氣候平均狀態(tài)和離差(距平)兩者中的一個(gè)或兩者一起出現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)意義上的顯著變化[1],是當(dāng)今國(guó)際社會(huì)普遍關(guān)注的全球性問(wèn)題。平均值的升降,表明氣候平均狀態(tài)的變化。離差值增大,表明氣候狀態(tài)不穩(wěn)定性增加,氣候異常愈明顯。錫林郭勒盟位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中部, 屬中溫帶半干旱、 干旱大陸性季風(fēng)氣候,具有寒冷、風(fēng)大、干旱少雨的氣候特點(diǎn)[2],是全球環(huán)境敏感地區(qū)之一。為了了解錫林郭勒地區(qū)對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)程度,研究者們采用多種方法從不同的角度對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了探討,但結(jié)論缺乏系統(tǒng)性和整體性,甚至一些觀點(diǎn)相互矛盾。因此從氣候變化趨勢(shì)、氣候突變以及極端天氣變化研究等方面對(duì)錫林郭勒盟氣候變化研究做出總結(jié),指出目前研究的不足和未來(lái)研究的方向,為今后的引用與研究提供借鑒和參考是很有必要。
1 數(shù)據(jù)來(lái)源
鑒于中國(guó)知網(wǎng)電子數(shù)據(jù)庫(kù)檢索功能的強(qiáng)大與方便實(shí)用,本研究以中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)(中國(guó)知網(wǎng)CNKI)為文獻(xiàn)信息獲取平臺(tái),全面分析錫林郭勒盟氣候變化研究進(jìn)展。在制定檢索策略時(shí),充分考慮了錫林郭勒盟各旗縣及地區(qū)的情況,檢索了以“錫林郭勒、內(nèi)蒙古、典型草原、錫林浩特、二連浩特、多倫縣、正藍(lán)旗、鑲黃旗、正鑲白旗、阿巴嘎旗、太仆寺旗、蘇尼特、烏珠穆沁和烏拉蓋”并含“氣候變化、氣候突變、極端天氣、最高氣溫、最低氣溫、暴雨”為主題詞的文獻(xiàn)。
2 分析與結(jié)果
2.1 錫林郭勒盟氣溫降水變化趨勢(shì)研究
2.1.1 錫林郭勒盟氣溫變化趨勢(shì)的研究
年氣溫變化趨勢(shì)方面,一些研究[2-9]認(rèn)為近50a錫林郭勒盟的年平均氣溫呈明顯上升趨勢(shì)。董春艷[4],張捷鳳[5]研究得出,氣溫上升趨勢(shì)達(dá) 0.42℃/10a。史激光[6]、曹立國(guó)[7] 黃鳳茹[8]研究發(fā)現(xiàn),增溫速率為0.43℃/10a。包姝芬[2]認(rèn)為平均氣溫增溫率為 0. 45℃/10a。陳韶華[9]等研究發(fā)現(xiàn),平均上升了 0.49 ℃/10a。梁阿如娜[10]、王鵬飛[11][12]研究得出,錫林郭勒盟典型草原的年平均氣溫呈明顯上升趨勢(shì)。梁阿如娜[10]認(rèn)為上升速率達(dá) 0. 54℃/10a 。王鵬飛[11][12]研究發(fā)現(xiàn),平均增溫率為 0.54℃ /10a。師桂花[13]侯瓊[14] 云文麗[15]研究得出,錫林浩特典型草原地區(qū)的平均氣溫呈極顯著波動(dòng)增加趨勢(shì),師桂花[13]認(rèn)為平均每10a增加0.43℃(P<0.01)。侯瓊[14]等研究發(fā)現(xiàn),平均氣溫以0.472℃/10a的平均速度在增加。云文麗[15]認(rèn)為,近50a來(lái)氣溫累計(jì)上升了大約3.4℃。特別在最近20a年平均氣溫累計(jì)上升了4℃,氣溫上升較快。阿如旱[16]、楊麗萍[17][18]對(duì)多倫縣氣候變化進(jìn)行了分析,結(jié)果表明,多倫縣年均氣溫趨于上升趨勢(shì)。阿如旱[16]研究發(fā)現(xiàn),平均增溫率達(dá)0. 38℃/10a。楊麗萍[17][18]分析得出,年平均氣溫傾向率為0.39℃ /10a。孫喜明[19]等認(rèn)為近53a太仆寺旗年平均氣溫以 0.34 ℃/10a 的速度上升。孫淼[20]等研究得出,近30a來(lái),太仆寺旗年平均氣溫增溫趨勢(shì)明顯(0.62℃/10a)。其力格爾[21]研究發(fā)現(xiàn),烏拉蓋年平均氣溫傾向于變暖。洪園園[22]等認(rèn)為錫林浩特市和阿巴嘎旗平均氣溫均呈上升變化趨勢(shì)。劉志[23]分析了蘇尼特草原氣候變化趨勢(shì), 發(fā)現(xiàn)近 30a來(lái),蘇尼特左旗年平均氣溫呈明顯的上升趨勢(shì), 其中20世紀(jì) 90 年代末到本世紀(jì)初最為明顯,年平均氣溫上升 0.5℃。春亮[24]分析了錫林郭勒盟賽罕塔拉1960—2012年的氣溫變化,結(jié)果表明,這50多年間,該地區(qū)年均氣溫上升趨勢(shì)明顯,氣候傾向率為0.3℃/10a。李鵬[25]等分析正藍(lán)旗1970—2009年間氣候變化趨勢(shì),結(jié)果表明,氣溫為升高趨勢(shì), 氣溫變化傾向率為 0.57℃/10a。
季節(jié)氣溫變化趨勢(shì)方面,一些研究[2] [3][6] [8][9]發(fā)現(xiàn),錫林郭勒盟近50a四季平均氣溫呈上升趨勢(shì),升溫幅度最大的是冬季。王學(xué)強(qiáng)[3]認(rèn)為,冬季升溫幅度為0.49℃/l0a,夏季升溫幅度最小。包姝芬[2]分析得出,冬季平均增溫率為 0.53℃ /10a,秋、夏、春季氣溫升溫趨勢(shì)依次遞減。黃鳳茹[8]研究發(fā)現(xiàn),全盟冬季平均氣溫增溫速率為0.55℃ /10a。史激光[6]分析發(fā)現(xiàn),冬季增溫速率高達(dá)0.57℃/10a,秋季次之,夏季變化最小。陳韶華[9]等研究結(jié)果表明,冬季氣溫平均上升 0. 66 ℃ /10a,其余3個(gè)季度升溫趨勢(shì)不明顯。侯瓊[14]、云文麗[15]研究典型草原區(qū)氣候變化,發(fā)現(xiàn)4個(gè)季節(jié)的氣溫都在不同程度的升高,冬季增溫最顯著。楊麗萍[18]發(fā)現(xiàn)多倫縣近60a季平均氣溫呈上升趨勢(shì),冬季增溫對(duì)年增溫貢獻(xiàn)率最大,傾向率達(dá) 0.57℃ /10a。孫喜明[19]、太仆寺旗四季平均氣溫均有上升趨勢(shì),以冬季升溫最明顯。孫喜明[19]認(rèn)為,冬季升溫對(duì)氣候變暖的貢獻(xiàn)率最大( 0.44℃/10a )。孫淼[20]等研究發(fā)現(xiàn),冬季氣溫以每10a0.84℃的速率在上升。其力格爾[21]研究發(fā)現(xiàn)烏拉蓋各個(gè)季節(jié)的平均氣溫均趨于變暖,其中冬季最明顯。春亮[24]分析了錫林郭勒盟賽罕塔拉1960—2012年的氣溫變化。結(jié)果表明:春、夏、秋和冬季平均溫度在年際間波動(dòng)情況各有不同,但整體上升趨勢(shì)均顯著,特別是秋、冬季表現(xiàn)更明顯。李鵬[25]研究發(fā)現(xiàn),正藍(lán)旗1970—2009年間四季氣溫均呈不同程度的升溫趨勢(shì),40 a 間冬季氣溫增加較明顯,氣溫變化傾向率為0.64 ℃/10a,其次為春季。劉志[23]分析了蘇尼特草原氣候變化趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)蘇尼特草原各季平均氣溫呈明顯的上升趨勢(shì),尤其是春、夏季升溫較明顯,秋冬季次之。
2.1.2 錫林郭勒盟降水變化趨勢(shì)的研究
年降水變化趨勢(shì)方面,包姝芬[2]、張捷鳳[5]、史激光[6]研究發(fā)現(xiàn),近50a錫林郭勒降水總體呈減少趨勢(shì)。史激光[6]研究發(fā)現(xiàn),降水變化速率為-3.5 mm/10a。張捷鳳[5]認(rèn)為年降水變化率為-3.11mm/10a。王學(xué)強(qiáng)[26] 陳韶華[9]等研究認(rèn)為,錫林郭勒盟降水量沒(méi)有明顯的增減變化趨勢(shì),但年際波動(dòng)特征明顯。梁阿如娜[10]、王鵬飛[11、12]分析得出,錫林郭勒草原降水量總體呈減少趨勢(shì)。王鵬飛[11][12]得出平均減少率為-23.3mm/10a。梁阿如娜[10]研究認(rèn)為,下降速率僅為 -10.352mm/10a。師桂花[13]研究得發(fā)現(xiàn),錫林浩特典型草原地區(qū)59a的降水量整體變化呈微弱下降趨勢(shì),降水量變化曲線(xiàn)線(xiàn)性擬合傾向率為-8.47 mm/10a。侯瓊[14]等認(rèn)為,錫林浩特典型草原區(qū)40a中年降水量線(xiàn)性增加趨勢(shì)不明顯。年降水量隨年代基本呈“少-多-少-多”變化,20世紀(jì)70和90年代降水量呈增加趨勢(shì),20世紀(jì)60和80年代呈減少趨勢(shì)。楊麗萍[17]研究得出多倫縣近60a年降水量呈下降趨勢(shì),傾向率為 -7.17mm/10a。阿如旱[16]分析1961—2005年多倫縣氣候變化,結(jié)果表明,近50a來(lái)降水量波動(dòng)較大,總趨勢(shì)略有減少的跡象,但不是很明顯。孫喜明[19] 孫淼[20]等研究近53a太仆寺旗氣候變化特征,得出年降水量有下降趨勢(shì)。孫喜明[19]得出,年降水量以 -2.1mm/10a的速度變化。孫淼[20]等研究得出, 年降水變化率為-5.3mm/10a。其力格爾[21]研究發(fā)現(xiàn)烏拉蓋年均降水量?jī)A向于減少,下降速率僅為-5.697 mm/10a。劉志[23]認(rèn)為蘇尼特草原降水總體趨勢(shì)是減少的。李建明[27]對(duì)二連浩特市50a的降水特征作統(tǒng)計(jì)分析。 結(jié)果表明,年降水量有逐年減少的趨勢(shì),尤其以 2000 年以后,降水量明顯不足。李鵬[25]研究發(fā)現(xiàn),正藍(lán)旗1970—2009年間降水量呈上升趨勢(shì),其變化傾向率為 4.85mm/10a。
季節(jié)降水變化趨勢(shì)方面,包姝芬[2]認(rèn)為,錫林郭勒盟地區(qū)春季降水呈增加趨勢(shì),夏季降水呈減少趨勢(shì), 冬、 秋季降水變化不明顯。張璐[28]認(rèn)為,錫林郭勒盟各季節(jié)降水量標(biāo)準(zhǔn)化距平值波動(dòng)起伏較大,除夏季外,其他季節(jié)都有降水增加的趨勢(shì)。侯瓊[14]等認(rèn)為,近40a錫林浩特典型草原區(qū)夏季降水變化幅度最大,其次春季與秋季,冬季最小。楊麗萍[17],阿如旱[16]研究多倫縣近60a的氣候變化趨勢(shì),認(rèn)為夏季降水量對(duì)全年降水下降的貢獻(xiàn)最大。孫喜明[19]等研究發(fā)現(xiàn),近53a太仆寺旗夏秋季降水量減少較明顯。其力格爾[21]研究發(fā)現(xiàn)烏拉蓋春季、冬季降水量增多,其他季節(jié)趨于減少。劉志[23]研究發(fā)現(xiàn),蘇尼特草原在降水的季節(jié)變化上, 春、 夏季降水量減少的更加明顯。李鵬[25]研究發(fā)現(xiàn),正藍(lán)旗秋、冬兩季增加趨勢(shì)較全年偏低,夏季降水呈減少趨勢(shì),主要貢獻(xiàn)在春季,變化傾向率為7.71 mm/ 10a, 呈明顯增加趨勢(shì)。
2.2 錫林郭勒盟氣溫降水突變研究
2.2.1 錫林郭勒盟氣溫突變研究
張捷鳳[5]研究發(fā)現(xiàn),1985—1989年錫林郭勒盟增溫幅度達(dá)到5.630 ℃/10a,說(shuō)明存在突變。王鵬飛[11]認(rèn)為,1986—1989年錫林郭勒草原增溫幅度達(dá)到 5.76℃ /10a,說(shuō)明存在突變。王學(xué)強(qiáng)[3]等研究發(fā)現(xiàn),近 49a錫林郭勒盟年季平均氣溫均存在年代際變化的突變現(xiàn)象。年平均氣溫突變點(diǎn)在 1989 年前后。冬季突變發(fā)生的時(shí)間較其他季節(jié)早,冬季和年平均氣溫變化的突變點(diǎn)在20世紀(jì) 80 年代中后期, 其他季節(jié)的突變點(diǎn)推遲到1990 年。李春蘭[29]研究發(fā)現(xiàn),錫林浩特市近57a平均最高氣溫的突變性不明顯,平均最低氣溫存在3個(gè)較為明顯的變化階段,且1987年出現(xiàn)突變。孫喜明[19]等研究得出,近53a太仆寺旗年平均最低氣溫在 1983 年發(fā)生突變,平均最高氣溫在 1989 年后發(fā)生突變。春亮[24]研究發(fā)現(xiàn),錫林郭勒盟賽罕塔拉氣溫變化存在突變, 突變點(diǎn)為1987年。而對(duì)春夏秋冬四季的年均溫突變分析得出,四季的突變點(diǎn)并不一致, 只有秋季的突變點(diǎn)(1988年)和年均溫變化突變點(diǎn)接近。其他3個(gè)季節(jié)的年均溫突變點(diǎn)中,春季和夏季的相對(duì)較晚, 而冬季的年均溫突變點(diǎn)較靠前。
2.2.2 錫林郭勒盟降水突變研究
孫喜明[19]研究發(fā)現(xiàn),近 53 a ,太仆寺旗降水量沒(méi)有發(fā)生突變現(xiàn)象。所檢索到的文獻(xiàn)當(dāng)中除此之外沒(méi)有降水突變的論文。
2.3 錫林郭勒盟極端天氣氣候事件變化研究
2.3.1 錫林郭勒盟極端氣溫變化研究
極端高溫變化方面,董春艷[4] 黃鳳茹[8] 陳韶華[9]研究發(fā)現(xiàn),錫林郭勒盟年平均最高氣溫呈增溫趨勢(shì),各季的增溫幅度卻大不相同。董春艷[4]認(rèn)為,冬季的增溫趨勢(shì)尤為明顯,增溫幅度達(dá) 0.38℃/10a ,其次是秋季。陳韶華[9]認(rèn)為,冬季最高氣溫平均每10a上升 0. 54 ℃。黃鳳茹[8]研究發(fā)現(xiàn),春季的最高氣溫增溫速率最小,而秋季的最高氣溫增溫速率最大。楊麗萍[17]認(rèn)為近60a來(lái)多倫縣平均最高氣溫均以冬季增溫速率最快。董春艷[4]韓峰林[30]研究發(fā)現(xiàn),錫林郭勒盟高溫日數(shù)呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)。孫喜明等[19]認(rèn)為太仆寺旗年平均最高氣溫呈波動(dòng)上升趨勢(shì)。
極端低溫變化方面,包姝芬[2]董春艷[4]黃鳳茹[8]陳韶華[9]研究發(fā)現(xiàn),錫林郭勒盟年平均最低氣溫呈增溫趨勢(shì),且最低氣溫增溫比最高增溫顯著。董春艷[4]研究發(fā)現(xiàn),增長(zhǎng)幅度最明顯的是秋季和冬季,趨勢(shì)系數(shù)分別為 0.59℃/10a 與 0.58℃/10a。陳韶華[9]認(rèn)為,冬季平均最低氣溫平均每 10a上升了 0.86 ℃。黃鳳茹[8] 研究發(fā)現(xiàn),春季的最低氣溫增溫速率最大。楊麗萍[17]分析得出,近60a來(lái)多倫縣年、季極端最低氣溫升溫趨勢(shì)明顯,季極端最低氣溫增溫顯著,年增溫貢獻(xiàn)率依次為春季 > 秋季> 冬季 > 夏季。孫喜明等[19]認(rèn)為太仆寺旗年平均最低氣溫呈顯著上升趨勢(shì)。
2.3.2 錫林郭勒盟極端降水變化研究
馬志憲[32]研究發(fā)現(xiàn),錫林郭勒地區(qū)暴雨次數(shù)呈逐年遞增的趨勢(shì)。閆愛(ài)霞[31]等對(duì)正鑲白旗 1970—2007 年的雷暴進(jìn)行了研究,研究表明,70 、80 、90 年代至本世紀(jì)初雷暴逐年代減少。正鑲白旗雷暴只發(fā)生在春、夏、秋3個(gè)季節(jié),冬季無(wú)雷暴,季節(jié)性明顯。
2.4 錫林郭勒盟氣候變化研究方法
2.4.1 線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)
線(xiàn)性趨勢(shì)法是假設(shè)所要預(yù)測(cè)的氣候變量與時(shí)間之間成線(xiàn)性函數(shù)關(guān)系,并以此為基礎(chǔ)預(yù)測(cè)未來(lái)。因此,用這種方法時(shí),應(yīng)先計(jì)算相關(guān)系數(shù),以判別變量與時(shí)間之間是否基本上存在線(xiàn)性聯(lián)系。只有存在線(xiàn)性聯(lián)系時(shí),才能采用這種方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。
包姝芬[2]、董春艷[4]、張捷鳳[5]、陳韶華[9]等采用線(xiàn)性趨勢(shì)分析方法,分析了錫林郭勒地區(qū)的氣候變化特征。梁阿如娜[10]、王鵬飛[11] 、張璐[28]運(yùn)用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)方法, 得出了錫林郭勒盟典型草原的氣候變化特征和規(guī)律。師桂花[13] 、侯瓊[14] 、云文麗[15]利用線(xiàn)性趨勢(shì)方法,分析了錫林浩特典型草原區(qū)氣候變化趨勢(shì)。李鵬[25]采用氣候傾向率法,對(duì)正藍(lán)旗氣候變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。楊麗萍[17]利用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)方法分析了多倫縣平均氣溫的變化特征及趨勢(shì)。孫淼[20]采用氣候傾向率方法,對(duì)太仆寺旗氣候變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。王學(xué)強(qiáng)[3] 、史激光[6]采用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)方法對(duì)錫林郭勒盟平均氣溫變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。洪園園[22]使用線(xiàn)性?xún)A向率對(duì)錫林浩特和阿巴嘎旗氣溫的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。孫喜明[19]使用氣候傾向率分析太仆寺旗氣溫趨勢(shì)變化;史激光[6]采用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)方法, 分析錫林郭勒地區(qū)降水變化特征。董春艷[4]、黃鳳茹[8]、陳韶華[9]采用線(xiàn)性趨勢(shì)分析方法,分析了錫林郭勒盟最低氣溫及最高氣溫變化規(guī)律和特點(diǎn)。李春蘭[29]采用線(xiàn)性?xún)A向率分析錫林浩特平均最高、最低氣溫進(jìn)的變化趨勢(shì)。楊麗萍[18]利用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)、方法分析了多倫縣極端氣溫和平均最高(最低)氣溫的變化特征及趨勢(shì)。
2.4.2 滑動(dòng)平均
滑動(dòng)平均法是利用時(shí)間序列的平滑值顯示趨勢(shì)變化?;瑒?dòng)平均法是因其他因素而引起的變動(dòng)影響被消弱了,對(duì)原序列起到了修勻的作用,從而更清晰地呈現(xiàn)出現(xiàn)象的變動(dòng)趨勢(shì)?;瑒?dòng)平均法又存在一定的主觀性和任意性。因?yàn)槠鋺?yīng)用效果很大程度上取決于各種算法參數(shù)的選定。通常依據(jù)動(dòng)態(tài)測(cè)試過(guò)程本身變化的機(jī)理,以及實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)的具體變化狀態(tài),而靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)盡量合理地選定滑動(dòng)平均算法的參數(shù)。
梁阿如娜[10]、王鵬飛[11]采用滑動(dòng)平均等統(tǒng)計(jì)方法, 得出了錫林郭勒盟典型草原的氣候變化特征和規(guī)律。阿如旱[16] 、楊麗萍[17]采用年滑動(dòng)平均法分析多倫縣氣候變化趨勢(shì)。春亮[24]采用滑動(dòng)平均法對(duì)錫林郭勒盟賽罕塔拉氣候變化進(jìn)行趨勢(shì)分析。董春艷[4]采用滑動(dòng)平均方法,分析了錫林郭勒盟年平均氣溫的變化規(guī)律和特點(diǎn)。洪園園[22]運(yùn)用滑動(dòng)平均法對(duì)錫林浩特和阿巴嘎旗氣溫的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析。董春艷[4]采用滑動(dòng)平均方法,分析了錫林郭勒盟平均最高、最低氣溫以及的變化規(guī)律和特點(diǎn)。李春蘭[29]采用滑動(dòng)平均法分析錫林浩特平均最高、 最低氣溫進(jìn)的變化趨勢(shì)。
2.4.3 累計(jì)距平法
累計(jì)距平也是一種常用的、由曲線(xiàn)直觀判斷變化趨勢(shì)的方法。從曲線(xiàn)明顯的上下起伏,可以判斷其長(zhǎng)期顯著地演變趨勢(shì)及持續(xù)性變化,甚至還可以診斷出發(fā)生突變的大致時(shí)間。從曲線(xiàn)小的波動(dòng)變化可以考察其短期的距平值變化。
法是利用曲線(xiàn)直觀判斷變化趨勢(shì)及發(fā)生轉(zhuǎn)折或突變的大致時(shí)間。
李春蘭[29]采用累積距平法,對(duì)錫林浩特進(jìn)行平均最高、 最低氣溫的突變和階段性分析。阿如旱[16]采用累積距平法,對(duì)多倫縣氣溫降水進(jìn)行了年均和季度變化的時(shí)間序列分析。
2.4.4 小波分析法
小波分析是對(duì)大氣變量的一種時(shí)域和頻域結(jié)合分析方法。小波變換對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)處理十分有用,它具有分辨不同尺度的“顯微鏡”作用和分離信號(hào)在不同角度的貢獻(xiàn)的“偏振鏡”作用。小波分析具有多分辨性,可以對(duì)大氣變量是與結(jié)構(gòu)做細(xì)致的分析,提取有價(jià)值的信息。小波變換比快速,比Fourier變換還要快一個(gè)數(shù)量級(jí)。
洪園園[22]使用morlet分析了錫林浩特和阿巴嘎旗氣溫的周期性。李春蘭[29]運(yùn)用morlet小波分析法分析了錫林浩特市1953—2009年平均最高、 最低氣溫的周期性特征分析。
2.4.5 Mann-Kendall統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法
Mann-Kendall檢驗(yàn)簡(jiǎn)稱(chēng)為M-K法,它是一種檢驗(yàn)序列是否存在突變的常用方法。其優(yōu)點(diǎn)在于避開(kāi)了序列分布的假定。Mann-Kendall檢驗(yàn)不需要樣本遵從一定的分布,也不受少數(shù)異常值的干擾。如果說(shuō)M-K法對(duì)均值突變的檢測(cè)十分有把握,那么對(duì)轉(zhuǎn)折突變、翹翹板突變、變率突變的檢測(cè)就不那么靈驗(yàn)。
王學(xué)強(qiáng)[3]對(duì)錫林郭勒盟近 49a來(lái)的年平均氣溫用 M-K方法作突變檢驗(yàn)。孫喜明[19]等使用 Mann-Kendall 方法對(duì)太仆寺旗氣候要素進(jìn)行突變性檢測(cè)。春亮[24]通過(guò)Mann-Kendall法對(duì)錫林郭勒盟賽罕塔拉近53a的氣溫上升趨勢(shì)進(jìn)行突變檢驗(yàn)。
2.4.6 滑動(dòng)t-檢驗(yàn)法
滑動(dòng)t-檢驗(yàn)是考察一氣候序列2組樣本平均值是否存在顯著性差異來(lái)檢驗(yàn)突變。這一方法的缺點(diǎn)是子序列時(shí)段的選擇帶有人為性。
春亮[24]通過(guò)滑動(dòng) t 檢驗(yàn)法分析近 50a錫林郭勒盟平均最高氣溫的突變特征。
2.4.7 Yamamoto法
Yamamoto方法是從氣候信息與氣候噪聲2個(gè)部分來(lái)討論突變問(wèn)題的。也就是利用信噪比檢測(cè)突變。從形式上它比t-檢驗(yàn)更簡(jiǎn)單了,但它也存在與t-檢驗(yàn)相同的缺點(diǎn),由于人為設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn),子序列長(zhǎng)度的不同可能引起突變點(diǎn)的漂移。
李春蘭[29]應(yīng)用Yamamoto法,對(duì)錫林浩特平均最高、 最低氣溫進(jìn)行突變檢驗(yàn)。
3 結(jié)論與討論
3.1 結(jié)論
通過(guò)基于CNKI文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的文獻(xiàn)進(jìn)行綜述,總結(jié)了錫林郭勒盟的氣候變化趨勢(shì)、氣候突變、極端天氣氣候事件及其氣候變化研究方法等,可以得出以下結(jié)論。
3.1.1 錫林郭勒盟是全球氣候變化敏感地區(qū)之一
從年和季兩個(gè)時(shí)間尺度方面論述了錫林郭勒盟地區(qū)氣溫和降水變化研究方面的主要成就,得出:年平均氣溫呈顯著上升趨勢(shì),由于所使用數(shù)據(jù)的年限、站點(diǎn)和研究方法的不同而上升速率不同;4個(gè)季節(jié)的氣溫變化趨勢(shì)與年平均氣溫變化趨勢(shì)一致,整體上都呈上升趨勢(shì),但各季節(jié)增溫速率有所不同,其中冬季升溫最明顯,但研究者們所得上升速率也不相等,只有蘇尼特草原春、夏季升溫較明顯;年降水變化趨勢(shì)不一致,但大部分研究證明降水量總趨勢(shì)略有減少的跡象,只有正藍(lán)旗降水量呈上升趨勢(shì);各季節(jié)降水趨勢(shì)不同,夏季降水呈減少趨勢(shì)對(duì)全年降水減少的貢獻(xiàn)最大。正藍(lán)旗降水量呈上升趨勢(shì)的主要貢獻(xiàn)在春季,呈明顯增加趨勢(shì)。
3.1.2 錫林郭勒盟年平均氣溫變化的突變點(diǎn)
在20世紀(jì) 80 年代中后期,各季突變點(diǎn)不一致。降水量沒(méi)有發(fā)生突變現(xiàn)象。
3.1.3 錫林郭勒盟年、季平均最高、最低氣溫均呈增溫趨勢(shì)
各季的增溫幅度卻大不相同。大部分研究發(fā)現(xiàn)最高氣溫以冬季增溫速率最快,增溫幅度不同。最低氣溫增溫比最高氣溫增溫顯著。對(duì)不同區(qū)域的暴雨趨勢(shì)進(jìn)行研究,結(jié)論具有不一致性。
3.1.4 氣候變化趨勢(shì)分析主要采用了線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)、滑動(dòng)平均和累計(jì)距平方法
但其中使用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)法進(jìn)行氣候變化趨勢(shì)研究的最多,主要對(duì)氣溫、降水和最高、最低氣溫進(jìn)行了趨勢(shì)分析。采用小波分析法進(jìn)行周期性分析,突變檢驗(yàn)法主要運(yùn)用了Mann-Kendall統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法、滑動(dòng)t檢驗(yàn)法和Yamamoto法對(duì)氣溫突變進(jìn)行了檢驗(yàn)。主要采用的是Mann-Kendall 統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)法。
3.2 討論
全球氣候變暖的背景下,氣候變化給生態(tài)脆弱和環(huán)境變化敏感的錫林郭勒地區(qū)帶來(lái)了嚴(yán)重影響。因此,氣候變化的研究一直受到高度重視,并圍繞氣候變化趨勢(shì)、 氣候突變和極端天氣等方面開(kāi)展了一系列的研究, 并取得了大量的研究成果。本文將氣候變化研究現(xiàn)狀及演變趨勢(shì)表達(dá)出來(lái)對(duì)氣候監(jiān)測(cè)有一定的參考意義。
各項(xiàng)研究成果表明,錫林郭勒盟年平均氣溫變化趨勢(shì)與我國(guó)氣溫變化趨勢(shì)一致,增溫速率在0.3~0.62℃/10a之間,這一值高于全國(guó)平均增溫率(0.25℃/10a)[33]。年降水變化趨勢(shì)研究中所得結(jié)論不同,但是大部分研究認(rèn)為,年降水略減少趨勢(shì)與內(nèi)蒙古地區(qū)總降水量呈略增加趨勢(shì)的結(jié)論不一致。只有正藍(lán)旗降水量變化趨勢(shì)與內(nèi)蒙古地區(qū)總降水量變化趨勢(shì)一致。氣候突變的研究主要集中在氣溫研究方面,年平均氣溫變化的突變出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代,這驗(yàn)證了20世紀(jì)80年代全球氣溫突變?cè)鰷氐慕Y(jié)論。降水突變的研究較少。極端氣候的研究主要是最高氣溫、最低氣溫和暴雨方面。不同區(qū)域的暴雨次數(shù)變化趨勢(shì)不一致,甚至相互矛盾。總的來(lái)說(shuō),降水突變和極端天氣變化方面的研究成果較少,表明著今后的研究應(yīng)在降水方面需要加強(qiáng)。
對(duì)氣候變化趨勢(shì)進(jìn)行研究時(shí)采用線(xiàn)性?xún)A向估計(jì)方法的較多,說(shuō)明該方法可以較為科學(xué)和準(zhǔn)確地計(jì)算氣候變化趨勢(shì),并得到廣泛應(yīng)用和認(rèn)可。周期分析主要采用了小波分析法,氣候突變檢驗(yàn)采用M-K法進(jìn)行檢驗(yàn)的較多,每個(gè)研究方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),因此在作氣候變化趨勢(shì)分析、周期性分析和突變檢測(cè)時(shí),能配合其它方法同時(shí)使用會(huì)防止錯(cuò)誤的產(chǎn)生。采用氣候?qū)W研究中常有的累計(jì)距平法、滑動(dòng)t-檢驗(yàn)法和Yamamoto法的成果都較少,甚至采用最優(yōu)分割法、功率譜和最大熵譜等方法的成果還處于空向。
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作者簡(jiǎn)介:吳領(lǐng)弟(1990-),女,內(nèi)蒙古人,碩士研究生,研究方向:地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)、資源環(huán)境遙感;阿拉騰圖婭(1969-),女,教授,從事資源環(huán)境遙感研究。