屠文芬¹，吳宜筱¹，胡楠²，黃通¹，姜啟成¹

（1.睢寧縣氣象局 江蘇睢寧 221200；2.徐州市氣象局 江蘇徐州221600）

摘  要：對睢寧縣1961-2020年的平均氣溫、降水、日照和相對濕度氣象觀測資料進行氣候變化特征統計分析。研究表明：睢寧縣氣溫上升趨勢明顯，尤其近5年增溫尤為顯著；降水量總體呈現平穩趨勢，變化不顯著，年際波動較大；日照時數顯著減少，年、夏、秋、冬季通過0.05顯著水平檢驗；相對濕度顯著降低，年、季變化均通過0.05顯著水平檢驗。

關鍵詞：氣候變化；氣溫；降水量；日照時數；相對濕度

1 引言

在全球氣候變化的大背景下，近百年來我國年季平均氣溫明顯升高，降水量波動大，并存在明顯的區域差異，日照時數呈明顯減少趨勢，氣候濕潤、干燥變化不均。睢寧縣位于江蘇西北部，徐州東南部，屬暖溫帶濕潤季風氣候，氣候特征也發生著明顯變化，通過分析氣候變化對農業的影響，提出應對措施，為當地農業生產提供氣候方面的依據。

睢寧縣氣候四季分明，光照充足，雨量適中，雨熱同期。春季天氣多變，夏季高溫多雨，秋季秋高氣爽，冬季多寒潮侵襲，雨雪量少，具有典型的南北過渡性氣候。本文通過對睢寧縣歷史氣象資料的分析研究，找出其氣候演變的特征，為充分利用和開發氣候資源，為睢寧縣經濟社會發展、城市安全、農業生產、旅游服務和防災減災等提供理論參考。

2 氣象資料的來源與研究方法

    采用睢寧縣國家基本氣象站1961～2020年平均氣溫、降水量、日照時數和相對濕度等氣象資料，運用線性傾向估計、累積距平、M-K（Mann-kendal的簡稱）突變檢驗等現代氣候學統計分析方法對以上各氣象要素的年、季變化規律作出分析。季節劃分標準：春季3～5月、夏季6～8月、秋季9～11月、冬季12月到次年2月。

3 氣候特征分析

3.1氣溫

3.1.1平均氣溫總體分析

表1  1961-2020年睢寧季、年平均氣溫 (℃)

 從表1可知，60年的年平均氣溫為14.5℃，最暖的年份為2020年，年平均氣溫為15.9℃，最冷的年份為1969年，年平均氣溫為12.9℃，60年的極端最高氣溫39.3℃，出現在1966年7月18日，極端最低氣溫-22.9℃，出現在1969年2月5日。60年春季平均氣溫為14.4℃、夏季平均氣溫為26.0℃、秋季平均氣溫為15.6℃、冬季平均氣溫為2.1℃。

由圖1圖2可以看出，睢寧縣年平均氣溫總體呈現出明顯的波動上升趨勢，1961-1993年有三年是正距平且數值較小（0.4、0.2、0.2），其余年份都是負距平且數值較大，最大值為-1.6℃,屬于相對偏冷的年份；1994-2020年只有兩年是負距平，負距平數值很小（-0.1℃、-0.2℃），正距平數值很大，最大值1.4℃，氣溫上升趨勢更加明顯，屬于相對偏暖的年份。四季平均氣溫均呈現波動上升趨勢且氣溫變化率不一致，線性傾向率分別為0.440/10b、0.112/10b、0.269/10b和0.432/10b。年和四季平均氣溫變化均通過α=0.05顯著水平檢驗。

3.1.2氣溫突變分析

從睢寧縣60年年平均氣溫M-K突變檢驗結果表明，在1961-1995年UF統計值都小于0，年平均氣溫呈下降趨勢，其中1970-1974、1986-1987年UF值超出置信區間臨界值為下降趨勢顯著的年份；1996-2020年UF統計值都大于0，年平均氣溫呈上升趨勢，2001-2020年UF值超出置信空間臨界值，為上升趨勢顯著的年份。UF曲線與UB曲線在置信區間內交點于1999年，說明年平均氣溫發生突變為1999年，尤其2001-2020年UF值超出置信區間，增溫趨勢顯著，進入一個相對變暖氣候狀態。春、夏、秋、冬四季UF曲線和UB曲線分別交匯于1999、2011（2015）、1996、1990年，說明該年各季節的平均氣溫突然發生變化，在其后的年份上升趨勢明顯，四季中只有春季的突變點在置信區間外，說明春季升溫尤為顯著。

3.2降水量

3.2.1降水量總體分析

表2  1961-2020年睢寧縣季、年降水量 (mm)

表2數據可知，60年來睢寧縣降水量多年平均值為908.8mm。年際差異較大，四季中夏季降雨量最多，為515.6 mm,占全年的56.7%；冬季最少，為61.8mm,僅占全年的6.8%；春季和秋季為162.4mm和161.8mm,分別占全年的17.8%和17.7%。

從圖4圖5看出，睢寧縣年降水量呈平穩上升趨勢、年際波動變化大，線性傾向率為1.858/10b，整體變化趨勢不顯著。其中，1961-1979多年平均值為929.0mm，1996-2008年多年平均值為1019.2mm，均高于60年平均值，屬于降水相對偏多年，1980-1995年，多年平均值為819.3mm，2009-2020年多年平均值為876.7mm，均低于60年平均值，屬于降水相對偏少年。1963、1965、1974、1996、2003、2007年的降水量距平為正距平且數值很大，說明這6年，每年的降水量都特別大，是暴雨、洪澇等氣象災害多發年。1978、1994、2019年的降水量距平為負距平且數值很大，說明這三年年雨量很少，是干旱氣象災害多發年。對春、夏、秋、冬四季降水量進行線性擬合，春季呈降水減少趨勢，夏、秋、冬季降水變化都呈現小幅增加趨勢，四季降水的線性傾向率分別為-7.329/10b、4.443/10b、1.477/10b、2.682/10b，年和季降水量均未通過α=0.05顯著性水平檢驗，說明降水量變化趨勢不顯著。

3.2.2降水量突變分析 

從60年降水量M-K突變檢驗結果表明，1961-1966、1971-1972、1974-1975、2008和2018年UF統計值大于0，年降水量呈上升趨勢，其余各年UF值均小于0，為降水量下降趨勢，所有年份UF和UB值均在置信區間范圍內，說明降水量年際間波動變化不顯著；1965、2015、2017、2018年為UF曲線與UB曲線的多點相交，說明降水量發生突變在這四年，降水量波動變化不穩定。春、夏、秋、冬四季UF和UB曲線值基本都在置信區間的，四季降水量變化趨勢和年際降水量變化趨勢基本一致，年季、降水量變化均未通過α=0.05顯著水平檢驗，故降水量年、季變化不顯著。

3.3日照時數

3.3.1日照時數總體分析

表3  1961-2020年睢寧縣季、年日照時數 (小時)

 從表3可知，睢寧縣60年日照時數多年平均值為2181.9h，年際間日照時數波動較大，最大值1962年為2719.4h,最小值2003年為1676.6h，兩者相差1042.8h；春季占比最多為602.3h，占全年的27.6%，冬季最少，為452.6h，占全年的20.8%。

 從圖7圖8可看出，睢寧縣近60年日照時數呈波動減少趨勢，線性傾向率為-96.434/10b，減少趨勢顯著。1961-1997年37年中只有1971、1981、1985、1990年距平值為負值，日照時數低于60年均值，即1961-1997年為日照時數偏多年（平均日照時數為2320.5小時）；而1998-2020年23年中只有2017年距平值為正值，日照時數高于60年均值，即1998-2020年為日照時數偏少年（平均日照時數為1958.9小時）。四季中夏、秋、冬日照呈明顯下降趨勢，線性傾向率為-42.15/10a、-24.48/10a，-24.19/10b，春季日照時數減少趨勢緩慢，線性傾向率為-5.15/10a，四季日照時數變化只有春季未通過α=0.05顯著性水平檢驗。

3.3.2日照時數突變分析

 圖9睢寧縣1961-2020年年日照時數M-K突變檢驗結果表明，在1961-1962、1966-1968年UF統計值大于0，年日照時數呈上升趨勢，其余各年UF值都小于0,說明年日照時數呈下降趨勢，其中1972-1975、1977和1984-2020年UF值超出置信區間臨界值為下降趨勢顯著的年份。UF曲線與UB曲線在置信區間存在交點于1984年，可知年日照時數發生突變為1984年，此后年日照時數減少趨勢更加明顯，且1984-2020年UF值超出置信區間說明日照時數減少趨勢顯著。春、夏、秋、冬四季UF曲線和UB曲線分別交匯于1983、1984、1998、1997年，說明各季節的日照時數在其后的年份減少趨勢明顯，春季波動下降趨勢平穩，秋、冬季次之，夏季減少趨勢顯著。

3.4相對濕度

3.4.1相對濕度總體分析

表4  1961-2020年睢寧縣季、年相對濕度（%）

表4可知，60年來睢寧縣相對濕度多年平均值為73%，多年平均最大值為79%，最小值為65% 。四季中夏季相對濕度多年平均最大為84%，冬季相對濕度最低為53%。圖10、圖11可看出，睢寧縣近60年相對濕度總體呈波動減少趨勢，減少趨勢顯著，年線性傾向率為-0.858/10b，2004-2012年、2019-2020年期間的相對濕度距平為連續的負距平且負距平值在-2到-8之間，說明這幾年的相對濕度減少變化趨勢顯著。春、夏、秋、冬四季相對濕度

呈明顯下降趨勢，線性傾向率為-0.927/10b、-1.487/10b、-0.469/10b和-0.751/10b，相對濕度年、季變化均通過α=0.05顯著性水平檢驗。

3.4.2相對濕度突變分析

圖12睢寧縣60年相對濕度M-K突變檢驗結果表明，在1961-1993年（除1962、1964-1969年）UF統計值大于0，年相對濕度呈平穩略上升趨勢，其余各年日照時數呈明顯下降趨勢，其中2002-2020年UF值超出置信空間臨界值為下降趨勢顯著的年份。UF曲線與UB曲線在置信區間存在交點于1993年，可知年相對濕度發生突變為1993年，此后年份相對濕度減少趨勢更加顯著。春、夏、秋、冬四季UF曲線和UB曲線分別交匯于1993、2001、1989（1990）、1993年，說明相對濕度在其后的年份減少趨勢明顯，春、秋、冬的UF曲線值超過置信區間的年份都在2004年前后，和年的UF曲線超出置信區間時間基本一致，這就說明進入21世紀以來相對濕度下降趨勢顯著。

3.5氣象要素線性傾向估計分析

線性傾向估計：用來解釋某氣象要素多年的變化趨勢，建立年及四季平均氣溫、降水量、日照時數、平均相對濕度隨時間變化的一元回歸方程：

Y(t)=a+b(t)

上式中，Y為氣象要素序列（氣溫、降水，日照，濕度），t為時間序列（1961-2020年），a為常數項，b為回歸系數（線性趨勢項），10b表征每10年各氣象要素隨時間變化的傾向率，如果b?0,表示呈上升趨勢，b<0，則表示氣象要素呈下降趨勢。

表5  1961-2020年睢寧縣各氣象要素季、年氣候變化傾向率