1. 引言
近百年来气候异常的变化使气候变化研究对人类生存和发展具有重要的研究意义。IPCC第四次评估报告指出,过去一百年(1906~2005),全球地表平均气温升高了0.74℃[1] 。在全球气候变化的背景下中国的气候变化响应尤为显著,有不少学者利用气温和降水等资料,对中国以气候区域划分[2] 、各个省市和地区划分[3] -[6] ,进行过气候变化分析,研究表明中国不同时间序列的气候变化总体呈显著的增温趋势,冬季气温的增温趋势最显著,降水量的变化有地区差异。本文以正蓝旗为研究区,以气温和降水作为指标,进行了气候变化分析。正蓝旗位于内蒙古锡林郭勒盟南部,属中温带大陆性气候,气温变化剧烈,近年来干旱灾害的频繁发生,严重制约着本地区生态和经济的发展。此外,由于大兴安岭与阴山山脉在正蓝旗南部形成一个弧形边坡带,冬春季节本地区处于蒙古高压的东南边缘[7] 。研究正蓝旗气候变化特征,不仅对了解正蓝旗的气候变化情况,为正蓝旗抗灾减灾政策提供理论参考,同时也为进一步深入研究随着全球变暖的大背景下大气环流变化轨迹提供参考依据。
2. 数据与方法
选用正蓝旗气象站点1960~2011年52年月平均气温、月降水量资料,计算得出年平均气温(降水量)、多年平均气温(降水量)、按照气象学标准[7] 统计春(3~5月)、夏(6~8月)、秋(9~11月)、冬(12月~次年2月)四季年平均气温(降水量)等处理数据。
方法选用了线性趋势分析、5年滑动平均法,距平法等[8] 方法。
3. 结果与分析
3.1. 气温变化特征
3.1.1. 年平均气温
对正蓝旗1960~2011年的年平均气温进行了线性趋势和5年滑动平均分析,如图1所示,正蓝旗近50年平均气温有明显的增温趋势,增温速率为0.46℃/10年,通过了0.001信度的显著性检验。多年平均气温为2.09℃。最高气温出现在2007年,为4℃,最低气温出现在1985年,为0.51℃,两者相差3.49℃。从5年滑动平均曲线可以看出气温在60年代有下降趋势,到70年代中期气温有所回升,到80年代中期又呈缓慢下降状态,从90年代初开始气温呈明显的升温趋势,超过了多年平均气温。年平均气温距平值(图2)呈现“前低后高”的变化,即1987年前气温距平多数为负值,1987后气温距平多数为正值,可以看出气温以1987年为分界点,之前为偏冷时期,之后为偏暖时期。
3.1.2. 四季平均气温
图3表示正蓝旗1960~2011年各季平均气温变化趋势,表明各季平均气温均呈明显的增温趋势,增温速率如表1所示,其中冬季增温速率最大为0.601℃/10年,其次是夏季和秋季,春季增温速率最弱,四季气温倾向率均通过了0.001的显著性检验。从表1中可以看出对正蓝旗气温增温趋势贡献最大的是冬季。
3.2. 降水量变化特征
3.2.1. 年降水量
正蓝旗1960~2011年52年降水量变化趋势如图4所示,可以看出降水量在过去的近50年中呈现微弱的下降趋势,但趋势不显著,没有通过信度检验,气候倾向率为−4.78 mm/10年。降水量最高值出现在1992年,为562.8 mm,最低降水量出现在2009年,为207 mm,两者相差355.8 mm。5年滑动平均曲线显示,

Figure 1.The annual average temperature change curve in Zhenglan Banner during 1960-2011
图1. 正蓝旗1960~2011年年平均气温变化曲线

Figure 2. The annual average temperature anomaly curve in Zhenglan Banner during 1960-2011
图2. 正蓝旗1960~2011年气温距平曲线

Figure 3. The seasonal average temperature curve in Zhenglan Banner during 1960-2011 ((a) spring; (b) summer; (c) autumn; (d) winter)
图3. 正蓝旗1960~2011年四季平均气温变化曲线((a) 春季;(b) 夏季;(c) 秋季;(d) 冬季)

Table 1. The seasonal average temperature changes in Zhenglan Banner during 1960-2011 (℃/10a)
表1. 正蓝旗1960~2011年四季平均气温变化(℃/10a)

Figure 4. The annual precipitation changes in Zhenglan Banner during 1960-2011
图4. 正蓝旗1960~2011年年降水量变化曲线
降水量在60年代、70年代、80年代没有太大变化,90年代初期达到最大,此后直到21世纪初持续降低。
3.2.2. 四季降水量
正蓝旗近50年的降水量季节变化如图5所示,可以看出降水量在各个季节的变化特征不同,其中夏季降水量有降低的趋势,春季、秋季和冬季有增加的趋势。表2为四季降水量变化倾向率,夏季和秋季降水量变化通过了α = 0.05的信度检验,秋季和冬季没有通过信度检验。
4. 结论与讨论
1) 正蓝旗近50年的气温呈显著的增温趋势,气温倾向率为0.46℃/10a。接近内蒙古同期气温变暖速率[9] 。其中1987年前为相对偏冷时期,气温低于多年平均气温,1987年后为偏暖时期,气温大于多年平均气温,1987年左右为气温从低温转向高温的突变时期,与锡林郭勒盟气温突变时间1989年前后较为一致[10] 。四季气温均有显著的增温趋势,但增温速率不同,增温速率最大的是冬季,为0.601℃/10年,对年平均气温增温趋势贡献最大的是冬季。
2) 正蓝旗近50年降水量变化显示,降水量以−4.78 mm/10a的降水量倾向率呈降低趋势,但没有通

Figure 5. The seasonal precipitation curve in Zhenglan Banner during 1960-2011 ((a) spring; (b) summer; (c) autumn; (d) winter)
图5. 正蓝旗1960~2011年四季降水量变化曲线((a) 春季;(b) 夏季;(c) 秋季;(d) 冬季)

Table 2.The seasonal precipitation changes in Zhenglan Banner during 1960-2011(mm/10a)
表2. 正蓝旗1960~2011年四季降水量变化(mm/10a)
过信度检验,表明降水量变化趋势不显著,这与内蒙古降水量的变化趋势一致[8] 。在90年代降水量达到了最大,21世纪呈降低趋势。四季降水量变化中夏季呈降低趋势,并通过了α = 0.05的信度检验。春、秋、冬季降水量有增加的趋势,但只有春季通过了α = 0.05的信度检验。表明夏季降水量的减少对年降水量的减少起了主要的作用。
致 谢
国家自然基金项目41261099,国家十二五科技支撑项目(2013DAK05B01)。