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摘 要：利用1954—2017年阜阳地区地面气象观测站逐日最高气温，采用趋势分析法、M-K突变检验和小波分析等方法，从高温日数、年平均最高气温等方面分析了阜阳地区近64年高温的气候变化规律和周期性特征等。结果表明：高温日数呈现年代际波动特征，20世纪50～80年代下降，80年代后呈增加趋势;平均最高气温经历了升温、降温、缓慢升温、快速升温几个年代际变化阶段，总体呈增加趋势。
关键词：高温;气候特征;小波分析
中图分类号 P467 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）24-0113-4
Abstract：Using the climate diagnosis method of wavelet analysis，power spectrum analysis and climate trend coefficient，and climate tendency rate，the climate change law and periodic characteristics of high temperature over Fuyang in 64 years are analyzed from the aspects of the number of high temperature days，annual average maximum temperature.The results show that there are decadal fluctuation characteristics in the number of high-temperature days，a downtrend from 1950s to 1980s，but a rising trend after the 1980s.The average maximum temperature experienced several decadal change stages，including warming，cooling，slow warming，rapid warming and so on，but the overall trend was warming.temperature.
Key words：High-temperature;Climatic characteristic;Wavelet analysis
由于人類活动和自然变化的共同影响，近年来全球变暖问题日益受到人们的关注和研究。IPCC第五次评估报告于2013年指出，1880—2012年全球升温0.85℃，2002—2012年平均温度比1850-1990年上升了0.78℃[1]。国内研究表明，近百年来我国的年平均气温升高了0.5～0.8℃，预计21世纪我国气候将继续明显变暖[2]。在全球变暖的大背景下，我国一些地区夏季极端高温事件频发，给自然生态系统和人们生产生活带来严重影响[3-5]。
目前，许多专家学者对高温事件的变化特点、高温天气的成因机制、预报方法等进行了研究[3-5]。何彬方等[7]分析了合肥市近50年最高气温变化特征，结果表明合肥市近50年来平均最高气温呈“上升-下降-上升”的趋势，高温日数也呈“增多-减少-增多”的趋势。史军等[8]分析了华东地区夏季高温的气候特征及其变化规律，研究发现各级高温过程数都是以21世纪最初5年最多，平均持续天数以20世纪60年代最多。孙燕等[9]发现：江苏夏季气温在20世纪70～90年代前期基本上处在1个相对偏凉期，20世纪60年代、90年代中后期以后基本上处在一相对偏热期;江苏夏季气温异常存在显著的准6年、准9年的年际周期和以16年为中心的年代际周期。
阜阳市位于安徽省西北部，地处北暖温带南缘，属暖温带半湿润季风气候，高温天气同样属于频发灾害性天气。笔者利用1954—2017年阜阳地区6个地面气象观测站的最高气温资料，对阜阳地区最高气温的年代际、年际、月、周期变化特点以及变化趋势等进行了初步分析，对今后高温事件的防范工作提供一定的参考依据。
1 材料与方法
1.1 资料 选取1954—2017年阜阳地区6个地面气象观测站（阜阳、阜南、颍上、界首、临泉、太和）的逐日最高气温资料，多年平均值为1954—2017年64年平均值。根据中国气象局规定，高温日数是指日最高气温≥35℃的日数。
1.2 研究方法 基于线性趋势系数法分析了1954—2017年阜阳地区最高气温和高温日数的变化趋势，采用Mann-Kendall法（简称M-K法）对最高气温和高温日数序列进行突变检验，通过MORLET小波变换对最高气温和高温日数进行周期分析。
2 结果与分析
2.1 最高气温变化特征
2.1.1 平均最高气温月际变化 对1954—2017年阜阳地区月平均最高气温的分析结果显示，阜阳地区平均最高气温的月际变化呈现单峰型，如图1所示。一年之中7月平均最高气温最高（32.2℃），1月平均最高气温最低（6.6℃）。
2.1.2 平均最高气温年代际变化 从1954—2017年阜阳地区年平均最高气温的变化（表1）来看，阜阳地区在20世纪50～60年代处在升温阶段，平均最高气温由50年代的20.1℃升至60年代的20.7℃，升高了0.6℃;到20世纪70年代平均最高气温的变化出现了转折，由上升转为下降，到80年代平均最高气温降至20.0℃，相对60年代下降了0.7℃;90年代以后阜阳地区平均最高气温则快速上升，进入21世纪00年代平均最高气温上升至20.9℃。由此可见，从20世纪50年代至21世纪00年代，阜阳地区年平均最高气温的变化趋势为升温—降温—快速升温，在总体上呈现增高的趋势。
2.1.3 平均最高气温年际变化 由图2阜阳地区平均最高气温年际变化可知，1954—2017年阜阳地区平均最高气温总体呈现出上升的趋势（通过0.05显著性检验）。其中，与多年平均最高气温平均值20.5℃相比较，有6年（1958、1960、1977、1988、2000、2005）持平;距平值为负的有27年，主要出现在1969—1993年（19年，76%），这一时期为相对偏凉期;距平值为正的有31年，主要出现在1958—1968年（8年，73%）和1994—2017年（18年，75%），为相对偏热期。 2.1.4 平均最高气温的突变检验 为了进一步研究阜阳地区平均最高气温的年际变化趋势，对阜阳地区年平均最高气温进行Mann—Kendall突变检测，并给定显著性水平α=0.05，临界值u0.05=1.96。检验结果见图3，由UF曲线可知阜阳地区的平均最高气温在1957年开始上升，1967年开始下降，随后上升，然后在20世纪70年代末下降，最后在1994年开始大幅上升。
2.1.5 平均最高气温的周期性变化 对1954—2017年阜阳地区平均最高气温进行了Morlet小波分析，得到阜阳地区平均最高气温周期变化特征。由图4可知，阜阳地区年平均最高气温存在准8年、16年、40年左右的周期振荡信号。40年左右的周期震荡比较稳定，16年左右的震荡周期在80年代以前比较稳定，8年的周期信号主要表现在70年代以前，在70年代后逐渐变为4～6年，周期信号强度明显减弱;2010年后4-8年的震荡周期有增强趋势。
2.2 高温日数变化特征
2.2.1 高温日数月际变化特征 对1964—2017年阜阳地区高温日数进行统计得出，阜阳地区4～10月均有高温日出现，其他月份都没有高温日出现，其中7月出现的次数最多，占43.5%;6月份次之，占25.7%;8月份占25.3%;其他月份只占5.5%。4月份高温日只在2011年出现过，10月份高温日只在界首市出现过（表2）。
2.2.2 高温日数年代际变化 表3给出了1954—2017年阜阳地区高温日数年代际变化，由表3可知阜阳地区在20世纪60年代高温日数最多，其次是20世纪50年代、20世纪70年代，最少的是20世纪80年代。从高温日数的年代际变化趋势来看，20世纪50～80年代呈下降趋势;而20世纪80年代至21世纪00年代呈逐渐增加的趋势。
2.2.3 高温日数年际变化特征 对1954—2017年阜阳地区高温日数年际变化及变化趋势进行分析，结果表明阜阳地区高温日数多年平均值为16.8d。阜阳地区高温日数总体变化趋势不明显，从1954年开始是先增加后减少再增加：在20世纪80年代达到最小值，50年代后期至70年代后期，90年代初期以后大于多年平均值，而其他时期小于多年平均值。高温日的最高值出现在1967年，为50d;最低值出现在2008年，仅1d。
2.2.4 最高气温的突变检验 采用Mann—Kendall检验法对1954—2017年阜阳地区年高温日数时间序列进行突变分析，给定显著性水平α=0.05，临界值u0.05=1.96。检验结果见图6，由UF曲线可见高温日数从1954年开始上升，1959年开始下降，随后上升，然后在1968年以后大幅下降，最后在2000年开始上升。UF和UB曲线的交点位置，确定1972年的下降是一突变和2009年后开始的上升是突变。
2.2.5 最高气温的周期性变化 为了研究阜阳地区1954—2017年高温日数的周期变化特征，对1954—2017年平均最高气温进行了Morlet小波分析。由图7可知，阜阳地区高温日数存在准8～10年、40年左右的周期振荡信号。40年左右的周期震荡比较稳定，8～10年的震荡周期在90年代以前比较稳定，90年代以后周期信号强度明显减弱，2010年后震荡周期逐渐加强。
3 小结
（1）阜阳地区平均最高气温的月际变化呈单峰型。
（2）从年平均最高气温年代际变化来看，年平均最高气温平均值20.5℃，20世纪50～60年代是一个升温阶段，20世纪70年代出现了转折，平均最高气温明显下降;进入90年代气温则快速上升。20世纪60年代的上升是一突变和1994年开始的上升是一突变。阜阳地区年平均最高气温存在准8年、16年、40年左右的周期振荡信号。
（3）阜陽地区4～10月都有高温日出现，其中7月出现的次数最多。年高温日数平均值16.8d;高温日数是先增加后减少再增加，80年代达到最小值，50年代后期至70年代后期，90年代初期以后大于多年平均值。高温日的最高值出现在1967年，为50d;最低值出现在2008年，为1d。1972年的下降是一突变和2000年后开始的上升是突变。阜阳地区高温日数存在准8～10年、40年左右的周期振荡信号。
参考文献
[1]王绍武，罗勇，赵宗慈，等.IPCC第5次评估报告问世[J].气候变化研究进展，2013，9（6）：436-439.
[2]《气候变化国家评估报告》编写委员会.气候变化国家评估报告[R].北京：科学出版社，2007.
[3]张尚印， 王守栄. 我国东部主要城市夏季高温气候特征及预测[J].热带气象学报， 2004， 20（6）： 750-760.
[4]郑有飞，丁雪松，吴荣军，等. 近50年江苏省夏季高温热浪的时空分布特征分析[J].自然灾害学报，2012， 21（2）： 43-50.
[5]戴泽军，李易芝，刘志雄，等.1961-2013年湖南夏季高温气候特征[J].干旱气象，2014，32（5）：706-711.
[6]刘学锋，李元华，秦莉，等.河北省近50年最高气温及高温日数变化特征[J].气象科技，2007，35（1）：31-35.
[7]何彬方，冯妍，戴娟，等.合肥市近50年最高气温变化特征[J].气象科技，2008，36（6）：764-767.
[8]史军，丁一汇，崔林丽，等.华东地区夏季高温期的气候特征及其变化规律[J].地理学报，2008，63（3）：237-246.
[9]孙燕，张秀丽，唐红昇，等.江苏夏季气温异常的时空变化特征[J].气象科学，2009，29（1）：133-137.
[10]刘汉华，张子涵，彭霞云.1951—2013年浙江省高温气候特征[J].科技通报，2016，32（1）：59-64.
（责编：徐世红）
关键词：高温;气候特征;小波分析
中图分类号 P467 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）24-0113-4
Abstract：Using the climate diagnosis method of wavelet analysis，power spectrum analysis and climate trend coefficient，and climate tendency rate，the climate change law and periodic characteristics of high temperature over Fuyang in 64 years are analyzed from the aspects of the number of high temperature days，annual average maximum temperature.The results show that there are decadal fluctuation characteristics in the number of high-temperature days，a downtrend from 1950s to 1980s，but a rising trend after the 1980s.The average maximum temperature experienced several decadal change stages，including warming，cooling，slow warming，rapid warming and so on，but the overall trend was warming.temperature.
Key words：High-temperature;Climatic characteristic;Wavelet analysis
由于人類活动和自然变化的共同影响，近年来全球变暖问题日益受到人们的关注和研究。IPCC第五次评估报告于2013年指出，1880—2012年全球升温0.85℃，2002—2012年平均温度比1850-1990年上升了0.78℃[1]。国内研究表明，近百年来我国的年平均气温升高了0.5～0.8℃，预计21世纪我国气候将继续明显变暖[2]。在全球变暖的大背景下，我国一些地区夏季极端高温事件频发，给自然生态系统和人们生产生活带来严重影响[3-5]。
目前，许多专家学者对高温事件的变化特点、高温天气的成因机制、预报方法等进行了研究[3-5]。何彬方等[7]分析了合肥市近50年最高气温变化特征，结果表明合肥市近50年来平均最高气温呈“上升-下降-上升”的趋势，高温日数也呈“增多-减少-增多”的趋势。史军等[8]分析了华东地区夏季高温的气候特征及其变化规律，研究发现各级高温过程数都是以21世纪最初5年最多，平均持续天数以20世纪60年代最多。孙燕等[9]发现：江苏夏季气温在20世纪70～90年代前期基本上处在1个相对偏凉期，20世纪60年代、90年代中后期以后基本上处在一相对偏热期;江苏夏季气温异常存在显著的准6年、准9年的年际周期和以16年为中心的年代际周期。
阜阳市位于安徽省西北部，地处北暖温带南缘，属暖温带半湿润季风气候，高温天气同样属于频发灾害性天气。笔者利用1954—2017年阜阳地区6个地面气象观测站的最高气温资料，对阜阳地区最高气温的年代际、年际、月、周期变化特点以及变化趋势等进行了初步分析，对今后高温事件的防范工作提供一定的参考依据。
1 材料与方法
1.1 资料 选取1954—2017年阜阳地区6个地面气象观测站（阜阳、阜南、颍上、界首、临泉、太和）的逐日最高气温资料，多年平均值为1954—2017年64年平均值。根据中国气象局规定，高温日数是指日最高气温≥35℃的日数。
1.2 研究方法 基于线性趋势系数法分析了1954—2017年阜阳地区最高气温和高温日数的变化趋势，采用Mann-Kendall法（简称M-K法）对最高气温和高温日数序列进行突变检验，通过MORLET小波变换对最高气温和高温日数进行周期分析。
2 结果与分析
2.1 最高气温变化特征
2.1.1 平均最高气温月际变化 对1954—2017年阜阳地区月平均最高气温的分析结果显示，阜阳地区平均最高气温的月际变化呈现单峰型，如图1所示。一年之中7月平均最高气温最高（32.2℃），1月平均最高气温最低（6.6℃）。
2.1.2 平均最高气温年代际变化 从1954—2017年阜阳地区年平均最高气温的变化（表1）来看，阜阳地区在20世纪50～60年代处在升温阶段，平均最高气温由50年代的20.1℃升至60年代的20.7℃，升高了0.6℃;到20世纪70年代平均最高气温的变化出现了转折，由上升转为下降，到80年代平均最高气温降至20.0℃，相对60年代下降了0.7℃;90年代以后阜阳地区平均最高气温则快速上升，进入21世纪00年代平均最高气温上升至20.9℃。由此可见，从20世纪50年代至21世纪00年代，阜阳地区年平均最高气温的变化趋势为升温—降温—快速升温，在总体上呈现增高的趋势。
2.1.3 平均最高气温年际变化 由图2阜阳地区平均最高气温年际变化可知，1954—2017年阜阳地区平均最高气温总体呈现出上升的趋势（通过0.05显著性检验）。其中，与多年平均最高气温平均值20.5℃相比较，有6年（1958、1960、1977、1988、2000、2005）持平;距平值为负的有27年，主要出现在1969—1993年（19年，76%），这一时期为相对偏凉期;距平值为正的有31年，主要出现在1958—1968年（8年，73%）和1994—2017年（18年，75%），为相对偏热期。 2.1.4 平均最高气温的突变检验 为了进一步研究阜阳地区平均最高气温的年际变化趋势，对阜阳地区年平均最高气温进行Mann—Kendall突变检测，并给定显著性水平α=0.05，临界值u0.05=1.96。检验结果见图3，由UF曲线可知阜阳地区的平均最高气温在1957年开始上升，1967年开始下降，随后上升，然后在20世纪70年代末下降，最后在1994年开始大幅上升。
2.1.5 平均最高气温的周期性变化 对1954—2017年阜阳地区平均最高气温进行了Morlet小波分析，得到阜阳地区平均最高气温周期变化特征。由图4可知，阜阳地区年平均最高气温存在准8年、16年、40年左右的周期振荡信号。40年左右的周期震荡比较稳定，16年左右的震荡周期在80年代以前比较稳定，8年的周期信号主要表现在70年代以前，在70年代后逐渐变为4～6年，周期信号强度明显减弱;2010年后4-8年的震荡周期有增强趋势。
2.2 高温日数变化特征
2.2.1 高温日数月际变化特征 对1964—2017年阜阳地区高温日数进行统计得出，阜阳地区4～10月均有高温日出现，其他月份都没有高温日出现，其中7月出现的次数最多，占43.5%;6月份次之，占25.7%;8月份占25.3%;其他月份只占5.5%。4月份高温日只在2011年出现过，10月份高温日只在界首市出现过（表2）。
2.2.2 高温日数年代际变化 表3给出了1954—2017年阜阳地区高温日数年代际变化，由表3可知阜阳地区在20世纪60年代高温日数最多，其次是20世纪50年代、20世纪70年代，最少的是20世纪80年代。从高温日数的年代际变化趋势来看，20世纪50～80年代呈下降趋势;而20世纪80年代至21世纪00年代呈逐渐增加的趋势。
2.2.3 高温日数年际变化特征 对1954—2017年阜阳地区高温日数年际变化及变化趋势进行分析，结果表明阜阳地区高温日数多年平均值为16.8d。阜阳地区高温日数总体变化趋势不明显，从1954年开始是先增加后减少再增加：在20世纪80年代达到最小值，50年代后期至70年代后期，90年代初期以后大于多年平均值，而其他时期小于多年平均值。高温日的最高值出现在1967年，为50d;最低值出现在2008年，仅1d。
2.2.4 最高气温的突变检验 采用Mann—Kendall检验法对1954—2017年阜阳地区年高温日数时间序列进行突变分析，给定显著性水平α=0.05，临界值u0.05=1.96。检验结果见图6，由UF曲线可见高温日数从1954年开始上升，1959年开始下降，随后上升，然后在1968年以后大幅下降，最后在2000年开始上升。UF和UB曲线的交点位置，确定1972年的下降是一突变和2009年后开始的上升是突变。
2.2.5 最高气温的周期性变化 为了研究阜阳地区1954—2017年高温日数的周期变化特征，对1954—2017年平均最高气温进行了Morlet小波分析。由图7可知，阜阳地区高温日数存在准8～10年、40年左右的周期振荡信号。40年左右的周期震荡比较稳定，8～10年的震荡周期在90年代以前比较稳定，90年代以后周期信号强度明显减弱，2010年后震荡周期逐渐加强。
3 小结
（1）阜阳地区平均最高气温的月际变化呈单峰型。
（2）从年平均最高气温年代际变化来看，年平均最高气温平均值20.5℃，20世纪50～60年代是一个升温阶段，20世纪70年代出现了转折，平均最高气温明显下降;进入90年代气温则快速上升。20世纪60年代的上升是一突变和1994年开始的上升是一突变。阜阳地区年平均最高气温存在准8年、16年、40年左右的周期振荡信号。
（3）阜陽地区4～10月都有高温日出现，其中7月出现的次数最多。年高温日数平均值16.8d;高温日数是先增加后减少再增加，80年代达到最小值，50年代后期至70年代后期，90年代初期以后大于多年平均值。高温日的最高值出现在1967年，为50d;最低值出现在2008年，为1d。1972年的下降是一突变和2000年后开始的上升是突变。阜阳地区高温日数存在准8～10年、40年左右的周期振荡信号。
参考文献
[1]王绍武，罗勇，赵宗慈，等.IPCC第5次评估报告问世[J].气候变化研究进展，2013，9（6）：436-439.
[2]《气候变化国家评估报告》编写委员会.气候变化国家评估报告[R].北京：科学出版社，2007.
[3]张尚印， 王守栄. 我国东部主要城市夏季高温气候特征及预测[J].热带气象学报， 2004， 20（6）： 750-760.
[4]郑有飞，丁雪松，吴荣军，等. 近50年江苏省夏季高温热浪的时空分布特征分析[J].自然灾害学报，2012， 21（2）： 43-50.
[5]戴泽军，李易芝，刘志雄，等.1961-2013年湖南夏季高温气候特征[J].干旱气象，2014，32（5）：706-711.
[6]刘学锋，李元华，秦莉，等.河北省近50年最高气温及高温日数变化特征[J].气象科技，2007，35（1）：31-35.
[7]何彬方，冯妍，戴娟，等.合肥市近50年最高气温变化特征[J].气象科技，2008，36（6）：764-767.
[8]史军，丁一汇，崔林丽，等.华东地区夏季高温期的气候特征及其变化规律[J].地理学报，2008，63（3）：237-246.
[9]孙燕，张秀丽，唐红昇，等.江苏夏季气温异常的时空变化特征[J].气象科学，2009，29（1）：133-137.
[10]刘汉华，张子涵，彭霞云.1951—2013年浙江省高温气候特征[J].科技通报，2016，32（1）：59-64.
（责编：徐世红）