1950—2014年沈陽市氣溫變化研究

齊文川　吉曹翔　李崇

摘要 據(jù)1950—2014年沈陽市氣溫觀測資料，采用線性回歸方程擬合氣候變量，全面分析研究了沈陽市平均氣溫、平均最高和最低氣溫、極端最高和最低氣溫等氣候變化特征。結(jié)果表明，近65年沈陽市年平均氣溫呈顯著上升趨勢；季平均氣溫呈上升趨勢，春、秋2季上升幅度最大；年平均最高、最低氣溫均呈上升趨勢，最低氣溫上升幅度略大于最高氣溫，導(dǎo)致平均氣溫日較差呈下降趨勢；年極端最高氣溫呈下降趨勢，而極端最低氣溫與年平均氣溫的變化趨勢相一致，呈現(xiàn)震蕩上揚。揭示了全球氣候變暖背景下沈陽市氣溫變化情況，以期為氣候變化基礎(chǔ)研究以及相關(guān)部門應(yīng)對氣候變化提供參考。

關(guān)鍵詞 氣溫變化；平均氣溫；極端氣溫；遼寧沈陽；1950—2014年

中圖分類號 P467 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2017）14-0213-04

Abstract Based on observations data of air temperature in Shenyang City from 1950 to 2014，linear regression equation was used to fit climate variables comprehensively，such as the evolution and characteristics of mean air temperature，mean maximum and minimum air temperature，as well as extreme maximum，minimum air temperature.The results showed that the annual mean air temperature in Shenyang City from 1950 to 2014 increased obviously.Seasonal mean air temperature also increased in Shenyang City，with the largest increasing rate in spring and autumn.The annual mean maximum air temperature and minimum air temperature also increased in Shenyang City.The increase of annual mean minimum air temperature was greater than that of the annual mean maximum air temperature，resulting in a decrease of diurnal variation of annual mean air temperature.The annual extreme maximum air temperature showed a downward trend，while the extreme minimum air temperature was consistent with the annual mean air temperature trends，showing a shock rise.Under the background of global warming，the air temperature changes in Shenyang City were revealed，which thus provided a reference for the basic research on climate change and corresponding departments to address climate change.

Key words air temperature variation；mean air temperature；extreme air temperature；Shengyang Liaoning；1950-2014

全球氣候變暖是當今氣候研究的熱點[1-6]。王紹武[1]分析了近100年中國及全球氣溫變化趨勢指出，20世紀20—40年代為中國暖期，50年代氣溫下降顯著，70年代末至80年代氣溫近平均水平，80年代末至90年代氣溫顯著回升。陳隆勛等[2]分析了近45年中國氣候變化指出，中國東北、華北地區(qū)氣溫上升最顯著，其中以1985年以后尤為突出。翟盤茂等[3]分析了近50年中國北方地區(qū)極端溫度和降水變化指出，近50年中國最低氣溫呈顯著上升趨勢，氣溫日較差顯著變小，尤以北方地區(qū)冬季氣溫上升更突出。張先恭等[7]研究了1980年前中國氣溫和降水等級變化，發(fā)現(xiàn)20世紀以來中國氣溫以40年代最高，隨后下降，70年代氣溫低于40年代；20世紀50年代以來，中國整體漸趨干旱。我國國土面積遼闊，氣候類型復(fù)雜，氣溫和降水量變化直接影響我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展，加強區(qū)域氣候變化研究尤為重要[8]。

沈陽系遼寧省省會，地處中國東北地區(qū)南部、遼寧省中部，屬溫帶半濕潤大陸性氣候，全年氣溫和降水的分布呈現(xiàn)由南向北、由東向西方向遞減的特點。近年來，在全球變暖大氣候背景下，沈陽平均氣溫上升。筆者據(jù)1950—2014年沈陽市氣溫觀測資料，全面分析了沈陽市平均氣溫、平均最高和最低氣溫、極端最高和最低氣溫等氣候變化特征，揭示了在全球氣候變暖背景下沈陽市小區(qū)域氣候的變化情況，以期為當?shù)貧夂蜃兓A(chǔ)研究及相關(guān)部門應(yīng)對氣候變化提供參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1950—2014年月平均氣溫、月平均最高和最低氣溫、極端最高和最低氣溫等數(shù)據(jù)來自沈陽觀象臺。采用線性回歸方程y（t）=a+bt（t=1，2，3，…，n）擬合氣候變量序列，最小二乘法求得線性回歸系數(shù)b，表示單位時間內(nèi)氣候變量上升、下降趨勢。b>0表明氣候變量隨時間t增加呈上升趨勢；b<0說明氣候變量隨時間t增加呈下降趨勢。b×10為趨勢傾向率，表示10年時間單位內(nèi)氣候變量變化趨勢。endprint

2 結(jié)果與分析

2.1 平均氣溫演變規(guī)律分析

2.1.1 年變化。分析1950—2014年沈陽市氣溫變化，結(jié)果表明，沈陽平均氣溫呈明顯上升的趨勢，趨勢傾向率為0.174 ℃/10年，與中國以及全球平均氣溫變化趨勢相同，如圖1所示。其中橫坐標為年份，縱坐標則為年平均氣溫。

由圖1可以明顯觀察到，沈陽市氣溫增幅明顯，每10年增溫約0.17 ℃。20世紀50年代氣溫較低，氣溫總體呈現(xiàn)下降趨勢，為偏冷期，其中1956年氣溫最低，年平均氣溫約為6.2 ℃；到1958年，氣溫明顯回升；進入60年代，氣溫基本穩(wěn)定在8 ℃左右；從70年代開始到80年代，沈陽市年平均氣溫呈明顯穩(wěn)定增溫趨勢；90年代到21世紀初期，氣溫較高，為偏暖期，其中1998年氣溫最高，年平均氣溫約為9.7 ℃；2005年以后，氣溫略有下降?？梢娚蜿柺袣夂蜃兣厔莶⒉皇蔷鶆虻模钦鹗幍?。

2.1.2 季變化。沈陽市四季分明，冬季漫長，春季回暖快，日照充足；夏季炎熱多雨，空氣濕潤；秋季短促，涼爽宜人。為進一步分析沈陽市的氣溫變化情況，將一年氣溫按春（3—5月）、夏（6—8月）、秋（9—11月）、冬（12月至次年2月）4季進行分析，如圖2所示。其中圖2（a）（b）（c）（d）分別描述了春、夏、秋、冬4季平均氣溫變化。1950—2014年沈陽市春、秋2季平均氣溫變暖趨勢比較明顯，其次為冬季，而夏季的增溫趨勢最弱，趨勢傾向率僅為0.08 ℃/10年，表明沈陽市氣溫變暖主要由春、秋2季氣溫變化引起的，而夏季平均氣溫變化不大。

2.1.3 月變化。沈陽市1950—2014年1—12月的月平均氣溫變化趨勢如圖3所示，其變化軌跡與年平均氣溫變化軌跡相似，呈現(xiàn)震蕩上升趨勢。各月的趨勢傾向率如表1所示，其中2月的增幅最明顯，3—6月的增幅較明顯，9—11月增幅次之，7—8月無明顯變化，12月出現(xiàn)負增長情況。這與季平均氣溫變化規(guī)律相一致，即春季增溫最明顯，秋季次之，夏季最弱，對于冬季，2月的增幅最明顯，但是12月出現(xiàn)負增長的情況，冬季整體增長趨勢變?nèi)酢?/p>

2.2 平均最高和最低氣溫演變規(guī)律分析

2.2.1 年變化。1950—2014年沈陽市年平均最高氣溫和最低氣溫變化趨勢如圖4所示，其中圖4（a）描述了平均最高氣溫變化，圖4（b）描述了平均最低氣溫變化?？梢娖骄罡邭鉁睾妥畹蜌鉁刈兓厔菹嗨?，均表現(xiàn)為明顯增溫趨勢，趨勢傾向率分別為0.126 ℃/10年和0.127 ℃/10年，與年平均氣溫變化趨勢一致，表明沈陽市氣溫變暖是由平均最高氣溫和最低氣溫升高共同造成的。

2.2.2 季變化。1950—2014年沈陽市四季平均最高氣溫變化情況如圖5所示，其中圖5（a）（b）（c）（d）分別描述了春、夏、秋、冬4季變化趨勢?？梢姶骸⑶?、冬3季的平均最高氣溫均有明顯的上升，而夏季平均最高氣溫則出現(xiàn)了負增長，表明氣溫變暖趨勢并非對所有季節(jié)都適用，雖然整體氣溫呈變暖趨勢，但四季氣溫呈波動變化。

1950—2014年沈陽市四季平均最低氣溫變化情況如圖6所示，其中圖6（a）（b）（c）（d）分別描述了春、夏、秋、冬4季變化?？梢娝募酒骄畹蜌鉁鼐猩?，其中升溫最明顯的是春季，趨勢傾向率為0.24 ℃/10年，其次為冬季，趨勢傾向率為0.16 ℃/10年，而夏、秋2季則不明顯。

2.2.3 月變化。1950—2014年沈陽市月平均最高、最低氣溫變化趨勢如表2所示?？梢?月升溫趨勢最明顯，平均最高氣溫、最低氣溫均有顯著提升；其次為1月、3月、4月、5月、9月的平均最高氣溫略有提升，而平均最低氣溫則不夠明顯；6月的平均最低氣溫升溫較顯著，而平均最高氣溫上升則不明顯；11月的平均最高氣溫和平均最低氣溫均略有上升，而7月、8月、12月氣溫變化不夠明顯，尤其12月略有下降趨勢。

2.3 極端氣溫演變規(guī)律分析

全球氣候變暖是不可逆的趨勢，但也會出現(xiàn)特殊年份某一時段極熱或極寒情況，因此需要分析各年極端最高、最低氣溫。1950—2014年沈陽市歷年極端最高氣溫和最低氣溫變化情況如圖7所示?？梢?950—2014年年極端最高氣溫呈下降趨勢，趨勢傾向率為-0.14 ℃/10年，而極端最低氣溫則與年度平均氣溫的變化趨勢相一致，呈現(xiàn)震蕩上升趨勢，趨勢傾向率為0.27 ℃/10年。從圖7可見，近65年中1950年出現(xiàn)極端最低氣溫，為-33.1 ℃，1988年為暖冬，最低氣溫為-20.6 ℃。1952年出現(xiàn)極端最高氣溫，為38.3 ℃。這種氣候波動與總趨勢交織在一起，往往還加劇了氣候波動。

分析各月極端最高、最低氣溫趨勢傾向率如表3所示，2月變化最明顯，極端最高氣溫增溫顯著，而極端最低氣溫也明顯上升，從而導(dǎo)致2月平均最高、最低氣溫升溫顯著，最終導(dǎo)致2月平均氣溫提升明顯；其次為3月，極端最高、最低氣溫均有明顯提升；1月、5月、6月、11月極端最低氣溫升溫明顯，而極端最高氣溫變化不大；4月和9月極端最高氣溫升溫明顯，而極端最低氣溫變化不大；7月、8月、12月極端最高、最低氣溫均為負增長，但是7月和12月極端最高氣溫負增長明顯，而極端最低氣溫負增長較弱；8月極端最低氣溫負增長明顯，而極端最高氣溫負增長較弱；10月極端最高、最低氣溫變化均不明顯。

2.4 氣溫日較差演變規(guī)律分析

1950—2014年沈陽市年平均氣溫日較差變化情況如圖8所示，可以看出，年平均日較差呈現(xiàn)微弱的下降趨勢，其中1950—2004年年平均日較差下降趨勢明顯，80年代中后期最低，不足10 ℃，1985年和1987年最低，僅為9.6 ℃；2005—2014年年平均日較差則微弱上揚，2014年年平均日較差最大，達到了12.8 ℃。日較差變化是由最高氣溫和最低氣溫變化引起，平均最低氣溫增幅大于平均最高氣溫，從而導(dǎo)致了日較差變小，呈現(xiàn)下降趨勢。endprint

日較差變化與年平均氣溫變化相呼應(yīng)，1950—2004年年平均氣溫呈明顯上升趨勢，而2005年以后，沈陽市平均氣溫略有下降。由此可見，日較差變化引起了平均氣溫震蕩。

3 結(jié)論

1950—2014年沈陽市平均氣溫呈明顯上升趨勢，趨勢傾向率為0.174 ℃/10年，四季平均氣溫均有上升，其中春、秋2季平均氣溫上升趨勢比較明顯，其次為冬季，而夏季的增溫趨勢最弱，趨勢傾向率僅為0.08 ℃/10年。年平均最高氣溫、最低氣溫均呈明顯上升趨勢，但是年平均最高氣溫上升趨勢略低于年平均最低氣溫，從而導(dǎo)致了年平均日較差呈下降趨勢。年極端最高氣溫呈下降趨勢，而極端最低氣溫則與年平均氣溫變化趨勢相一致，表現(xiàn)為震蕩上升趨勢。

總體來說，近65年來沈陽市增溫趨勢明顯。全球氣候變暖對氣候帶、降水量、海平面以及生態(tài)系統(tǒng)的影響是極其復(fù)雜的，必須給予重視。沈陽市政府采取了積極應(yīng)對措施，并已卓見成效，自2005年以后，沈陽市氣溫略有下降。積極應(yīng)對全球氣候變暖，使用清潔能源，節(jié)能減排，同時提高植被覆蓋率，保護人類賴以生存的地球。

4 參考文獻

[1] 王紹武.近百年中國氣候變化的研究[J].中國科學基金，1998，12（3）：167-170.

[2] 陳隆勛，朱文琴，王文，等.中國近45年來氣候變化的研究[J].氣象學報，1998，56（3）：257-271.

[3] 翟盤茂，潘曉華.中國北方近50年溫度和降水極端事件變化[J].地理學報，2003，58（增刊1）：1-10.

[4] 繆啟龍，許遐禎，潘文卓.南京56年來冬季氣溫變化特征[J].應(yīng)用氣象學報，2008，19（5）：620-626.

[5] 陳隆勛，邵永寧，張清芬.近四十年我國氣候變化的初步分析[J].應(yīng)用氣象學報，1991，2（2）：164-174.

[6] 劉波，馮錦明，馬柱國，等.1960—2005年新疆氣候變化的基本特征[J].氣候與環(huán)境研究，2009，14（4）：414-426.

[7] 張先恭，李小泉.本世紀我國氣溫變化的某些特征[J].氣象學報，1982，40（2）：198-208.

[8] 張文興.沈陽地區(qū)近500年旱澇演變規(guī)律分析和氣候預(yù)測[J].遼寧氣象，2001（4）：16-19.endprint