江西近50年气温变化特征分析

1、本科生毕业设计（论文）中文题目 江西省50年来气温变化特征分析 外文题目 Analysis on the characteristics of temperature change of 50 years in Jiangxi Province学号 6姓名 郭强华专业 地理科学指导老师 丁明军完成时间 2013年4月22日声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。其中除加以标注和致谢的地方，以及法律规定允许的之外，不包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。其他同志对本研究所

2、做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。本毕业设计（论文）成果是本人在江西师范大学读书期间在指导教师指导下取得的，成果归江西师范大学所有。特此声明。声明人（毕业设计（论文）作者）学号：声明人（毕业设计（论文）作者）签名：签名日期：年月日摘 要基于江西省1957-2011年15个气象站点的逐日平均气温、最高气温和最低气温序列，采用了滑动平均、对比分析、一元线性回归等方法对江西省年内和年际气温的变化特征进行了分析。主要结论如下：（1）江西地区气温呈冬季温和、夏季偏热、春秋季节暖和、四季很分明的特征，因为属于季风性气候。（2） 50多年来，江西各地区年均温及各季节气温均在上升中，且出现了冷暖

3、期交替的阶段性特点，20世纪80年代中期后相继进入暖期。（3）日最高气温总体反而在缓慢下降中，其他诸如平均气温、日最低气温等等绝大程度上都在上升。（4）赣北赣南气温均在波动中上升。（5）江西地区与全国乃至全球地区相似，到90年代末期以后，气温不同程度上升。关键词： 江西省；近50年；气温；变化特征 AbstractBased on Jiangxi Province, 1957-2011 15 meteorological stations in the daily mean temperature, maximum temperature and minimum temperature seq

4、uence, moving average, comparative analysis, a linear regression method of Jiangxi Province during the year and interannual changes in temperature characteristicsanalyzed. The main conclusions are as follows: (1) Jiangxi temperature was mild winters, partial heat in summer, warm spring and autumn se

5、asons very distinct characteristics, because they belong to a monsoon climate. (2) For over 50 years, the average annual temperature of Jiangxi and seasonal temperatures were on the rise, and the well-being of alternating stage features have entered the warm period after the mid-1980s. (3) the daily

6、 maximum temperature in general but in a slow decline, others, such as average temperature, minimum temperature largely on the rise. (4) north of Jiangxi and southern Jiangxi temperature fluctuations rise. (5) Jiangxi similar with the country and the world, after the late 1990s, the temperature incr

7、eased to varying degrees.Key words: Jiangxi Province; nearly 50 years; temperature; variation characteristics 目 录摘 要3Abstract41 引言62 资料与方法72.1研究区概况72.2数据及方法93、结果分析113.1年内变化分析113.2年际变化分析133.2.1.年平均气温变化分析133.2.2.气温季节变化分析14（1）夏季年平均气温变化分析14（2）冬季年平均气温变化分析15（3）春秋季平均气温变化分析163.2.3 日最高气温变化特征分析183.2.4日最低气温变化特

8、征分析194、结论21参考文献：221 引言近几十年，尤其是进入新世纪以来，全球变暖问题一直牵动着人们的神经。种种争论，都可归结到一点，就是全球气候在变化。主要为气温和降水等诸多要素在悄然发生变化。且先不谈全球气温究竟是在升高还是降低，全球气候的重大变化对全球的环境、生态会产生重大影响，可能威胁人类的生存环境，因此对全球气候变化的研究对保护地球生态与人类生存环境有着重大意义。90年代以后，人们认识到气候具有突变性，而且关于气候突变发生的时间尺度已经由千年缩小到10年之内1。对气候突变的普遍定义是:气候从一种稳定态跳跃式地转变到另一种稳定态(或稳定持续的变化趋势)。它表现为气候在时空上从一个统计

9、特性到另一个统计特性的急剧变化2。在全球气候变暖的背景下，局部地区的异常高温和干旱等极端天气气候事件也频繁发生。因此，对局部某个地区的气温变化特征进行分析是非常有必要的。气候学家们普遍认为过去的100 a内,全球平均气温上升了约0.6。我国是地球上气候变化敏感区和脆弱区之一，气候变化对我国的影响表现在自然、社会、经济和政治等各个方面。因而我国近百年来的气候变化研究是气候学界非常关注 的重要问题,而气温和降水作为其中的关键要素更是受到高度重视3。任国玉等分析表明，最近54年来我国平均增温速率比全球或北半球同期高得多，从20世纪80年代后期开始，中国以冷季增暖为主要特点的变暖，有向全年性增暖过渡的

10、趋势4。气候变化对全世界的经济和自然体系具有深远的影响。目前科学界和世界各国政府对气候可能影响的研究越来越重视5。目前，研究江西省近代以来的气温变化的文章也不算多，尤其进入现代以来几十年的关于本区气温变化特征的论文发表得也少。本文在前人研究的基础上，利用1957-2011年的气温数据，对我们江西地区年气温变化特征进行整理分析。为江西的经济发展和生态建设提供参考依据。2 资料与方法2.1研究区概况图1 江西气温站点分布图 江西是我国一个山清水秀的省级行政区，地处于北纬247至299，东经11402至11828之间。政府驻地于南昌市。江西省境内除北部较为平坦外，东西南部三面环山，中部丘陵起伏，成为

11、一个整体向鄱阳湖倾斜而往北开口巨大盆地。全境有大小河流2400余条，赣江、抚河、信江、修河和饶河为江西五大河流。江西区位极为优越、交通非常便利。江西，东邻浙江、福建，南嵌广东，西靠湖南，北毗湖北、安徽而共接长江，是中国所有省市中毗邻省市最多的省，为长江三角洲、珠江三角洲和闽南三角洲经济发达地区的共同腹地，以上海、杭州、宁波、广州、苏州、厦门、南京、武汉、长沙、温州、福州、海口、三亚、香港、 澳门、台北等各经济重镇、港口为依托，江西高速公路网络极为发达，2011年9月境内高速公路达到4344公里，在全国排名第4位，主要出省通道全部高速立体化。江西铁路网络发达，区内昌九、昌赣城际铁路，沪昆、合福客

12、运专线，京九、浙赣线等铁路贯穿江西全境，构成了发达便捷的高铁网络。航空发展迅速、水运交通便捷。江西属于亚热带季风气候，气候春季回暖较早，但天气易变，乍暖乍寒，雨量偏多，直至夏初；盛夏至中秋前晴热干燥；冬季阴冷但霜冻期短，尤其是近年，暖冬气候明显。由于江西地势狭长，南北气候差异较大，但总体来看是春秋季短而夏冬季长。到目前，江西共有南昌、上饶、九江、景德镇、萍乡、新余、鹰潭、赣州、宜春、吉安、抚州等11个地级市。2.2数据及方法所用数据采自江西省（修水、宜春、吉安、遂川、赣州、庐山、鄱阳、景德镇、南昌、樟树、贵溪、玉山、南城、广昌、寻乌）15个气象台站1957年-2012年（上半年）逐日平均气温、

13、最高气温、最低气温，数据来源可靠，准确无误。首先，将15个站点的气温资料按月份、年份进行处理，其次，经整理得到年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温。将一年划分为春夏秋冬四季：3-5月为春季；6-8月为夏季；9-11月为秋季；12-翌年2月为冬季。分别求出各季的平均气温。再次，对整理后所得的年平均值和季节平均值进行距平化处理。 本文采用3年趋势滑动平均和一次线性倾向估计来描述气温的年际变化趋势，通过Excel绘制出气温相关的变化图，并添加相关的趋势线对江西地区的气温空间差异进行分析。以下是除距平外其他方法的简单介绍：滑动平均法：，其中为点的滑动平均值，为单侧平滑时距（点数）。滑动平均法是一

14、种平滑和滤波的数据处理方法,通过滑动平均后,可滤掉数据中频繁随机起伏,显示出平滑的变化趋势。滑动平均又可分为3点滑动平均、5点滑动平均和7点滑动平均等，例如：使用7日滑动平均对数据进行处理,其原理如下: Yi= i =4n -3 ,其中n为系列个数6。不过，本文为避免繁琐，还是采用3点滑动平均。一元线性回归法：使用气候学比较常用的求气候倾向率法对气温变化进行分析,即采用一元线性回归方程,求其线性趋势变化率,并分析江西省气温变化趋势。气候倾向率大于零表示气候要素随时间序列变化是逐渐上升的趋势；小于零表示其变化随时间序列变化呈下降趋势7。同时采用3年滑动的方法对其进行辅助分析,进一步分析该地区气温

15、的趋势变化。一次线性倾向估计公式： Y=a0+a1t,式中Y为气温、t为时间（本文为1957年-2011年）、a0为回归常数、a1为回归系数。其中，a1反映了气温的变化速率，并且a1*10表示气温每10年的变化趋势。实际上，在文中所添加的趋势线也是气温随时间变化的趋势，体现的是在时间序列中，气温随时间变化的一种趋势或说是气温随时间变化的一种自相关。3、结果分析图2 气温年内变化特征3.1年内变化分析表 1 1957-2012年月平均气温与距平（单位: ）春季夏季月均温平均距平3月4月5月平均6月7月8月平均11.7717.6922.1817.2225.4128.6928.0327.38-5.9

16、3-0.014.48-0.487.7110.9910.339.68秋季冬季月均温平均距平9月10月11月平均12月1月2月平均24.4419.1413.3918.997.905.687.587.056.741.44-4.311.29-9.80-12.02-10.11-10.65春季：气温开始上升，是一年中气温第二低的季节，季平均值为17.22。3月份是春季月平均气温最低的月份，为11.77。夏季:增温迅速，是一年中气温最高的季节，季平均气温为27.38。多有极端高温天气的出现。月平均最高气温出现在7月份，为28.69，也是一年中月平均气温最高的月份。秋季：气温由夏季的峰值开始下降，秋高气爽。秋

17、季是一年中气温第二高的季节，季平均气温为18.99。11月份是秋季月平均气温最低的月份，为13.39。冬季：气温下降迅速，是一年中最寒冷的季节，季气温平均值为7.05。1月份是冬季月均温最低的月份，也是一年中气温最低的月份，为5.68。由上述可知:江西地区年内气温变化为：气候较为温和，年平均气温为17.699。春秋季节气温比较温和分别为17.22和18.99；夏季气温最热，平均气温为27.38，其中2个月气温都超过27，7月份气温更是达到28.69；冬季气温最为寒冷，平均气温为7.05，其中1月的气温不足6，为5.68。夏热冬冷春秋温和，四季分明。月最高气温为7月，月最低气温在1月，气温相差2

18、3.01，冷热变化显著。3.2年际变化分析3.2.1.年平均气温变化分析江西地区平均温度距平图3的直线回归方程为：y=0.015x-31.15,斜率为0.015，是正值，表明江西年平均温度呈上升趋势。其中的直线即为回归直线。根据回归方程计算,1957-2011年气温升幅为0.825。从温度距平三年滑动平均曲线来看，1957-2011年江西的年平均气温变化总体上升。1957-1997年的41年间出现了3个为正值的峰值分别为1961-1963年的0.21、1977-1979年的0.04和1990-1992年的0.04；还有三个谷值，分别为-0.51、-0.49、-0.47，最小值就是-0.51，处

19、于1970-1972年间。故1957-1997年为偏冷阶段。而1998-2011年为偏暖阶段，都为正值，最大值出现在2007-2009年间，为0.77。图3 年平均气温距平变化根据年平均气温距平变化曲线可以看到1957-1996共40年的时间里，距平负值的年份有30年，只有10年为正值，且1963年最大，为0.40，其余都在0.4以下。负值在-0.5以下的有4年，最小值出现在1984年，为-0.89。1997-2011年距平值皆为正，在0.5以上年数有7年，最大值为1.03，出现在2007年。图4 江西部分地区50多年平均气温变化状况上图为选中的15个站点中除去庐山的14个站点的多年平均气温变

20、化特征，江西省各地50多年来均温高低变化复杂，不同程度剧烈，但有一个规律：进入90年代后均温都有所提高。再结合图1各地的地理坐标，从空间尺度来看，赣北、赣中、赣南的变化不尽相同，寻乌温度最高，但温度曲线曲折度不大，而温度偏低的修水、鄱阳等却振荡得厉害即年际间忽高忽低。值得一提的是，1998年各地气温都呈现出峰值状态。总之，江西11个地级市中县的代表都包含在内，各地的年均温都在曲折中上升。而且，赣南赣北温差不算大，呈3上下。不过，庐山由于海拔高，冬冷夏凉，加上处于江西省的北部，纬度也偏高，所以温度较低，很特殊，故在此不作为重点。3.2.2.气温季节变化分析（1）夏季年平均气温变化分析 从图5可知

21、夏季直线回归方程的斜率为0.0053，升幅较小，根据回归方程计算，1957-2011年的升幅为0.2915。夏季的3年滑动平均曲线来看，其正负距平波动频繁，且振幅较小，正负绝对值大小相近，大部分在+0.6之间。2002年以后正值逐渐增多和增大，都在0以上，有增温的趋势。 夏季的温度距平变化的总体幅度小，呈现出冷暖交替且数值沿零值大致对称分布的特点，大部分在1。正距平最大值在2003年为1.25。负距平最图5 年平均夏季气温距平大值在1997年为-1.22。（2）冬季年平均气温变化分析 从江西地区的冬季平均温度距平变化曲线可以看到，回归直线也是呈上升趋势。冬季温度距平的直线回归方程为：y=0.0

22、22x-0.632，斜率为0.022，此值大于年平均气温距平回归方程的斜率，即冬季温度的升温幅度大于年平均温度的升幅。根据回归方程计算，冬季的升幅为1.21。 从冬季的3年滑动平均曲线来看，1957-1986年只有2个在0以上的峰值，最大出现在1978-1980年，值为0.66。所以1957-1986年为冷期。而紧接着的1987-2011年为暖期，呈明显对比。因为几乎所以值都在0以上，另外，在1以上的值有3个，最大值1.33。 图6 年平均冬季气温距平根据冬季距平变化曲线可以看到：1957-1989年总共33年间，距平值为负值的有22年，正值只11年，而且负值的绝对值较正值的绝对值大。正值最大

23、值出现在1979年，为1.99，与此对应，绝对值最大的负值已达-2.80，是出现在1984年。负值在-1以下的有6个。1990-2011年共22年间，有16个正值和6个负值，可见，此段时期气温回暖明显，最大值为2002年的2.06，最小值为2005年的-1.53。（3）春秋季平均气温变化分析 江西地区春、秋季年平均气温距平的直线回归方程分别为：y=0.015x-0.436和y=0.019x-0.547,斜率分别为0.015和0.019，都为正值，表明江西地区春秋季年平均温度均呈上升趋势。根据回归方程计算，1957-2011年的升幅分别为0.825和1.045。 从温度距平3年滑动平均曲线来看，

24、江西地区1957-2011年春秋季平均气温变化总体在上升的趋势下，大致亦呈现出暖-冷-暖的变化特征。尤其是在1994-1996年是为转折点，之前大部分为负值，之后绝大部分正值。对比发现，春秋季节共有的峰值所在年份时间段有1965年（春0.39 秋0.45）和2006年（春0.85 秋0.98） 根据距平变化曲线可以看到，1957-2011年间春季和秋季的年均温曲线变化大致走向呈一致。单纯从数值来看，秋季的气温振荡幅度显得稍大。而且同样，1994年亦是一个明显界点，之前的1957-1993年多为负值，1994-2011年则大部分为正值。由此可知，1993年后江西春秋两季增温迅速。 图7 春、秋两

25、季年距平变化尤卫红等的研究表明，近100年来全球气温增暖的突变点是1979年，而中国气温增暖的突变点在1987年，从1987年开始才出现明显的增暖突变 8。这和我们现在的研究结果不谋而合。总结上述几段，江西地区55年来气温年际变化为： 1）年平均气温、春季年平均气温、秋季年平均气温都在波动中呈上升趋势。都分为冷暖两个阶段，20世纪50年代末至20世纪90年代中期为冷期，20世纪90年代之后为暖期。暖期气温上升比较明显。而且很巧合的是，年均温和春季年均温的趋势（线性）值都相同，斜率都为0.015，说明在某方面二者存在相似性。2）夏季年平均气温上升不明显，趋势线斜率接近0，几乎没有增长。都在围绕0

26、上下震荡。但进入21世纪有增温的趋势。3）冬季年平均气温也在波动中上升，却上升幅度最为明显。分为冷暖两个阶段，20世纪50年代后期至20世纪80年代中期为冷期，20世纪80年代后期以后为暖期，上升势头迅猛。4）各季气温除均呈上升趋势，但升幅不同，冬季最大，秋季次之，春季最小，夏季几乎无增长。秋冬两季上升幅度大于年平均气温，夏季上升幅度小于年平均气温。3.2.3 日最高气温变化特征分析事实上,平均气温的变化与最高、最低气温的变化是紧密相关的。进一步分析其最高、最低气温的变化有助于全面了解长江流域气候变化的特征和进行气候 图8 年平均最高气温变化 变化因子的讨论,有助于气候灾害的预测,对防灾减灾有

27、重要意义9。我们主要分析55年来日最高气温的年平均气温值的变化状况，来对它加以分析。如图8所示，江西地区的日最高温的年平均值变化图，倾向率为0.011，R2=0.104。于是可知，第一：倾向率大于零，说明日最高温的年平均值也是在增加的；第二：数值尽管大于零，却比前面折线图中的值还显小，这就说明最大值虽上升，但速率较慢。图9 最高气温7月气温变化图9的变化系数为-0.003，这很独特，说明最高气温在最热月反而呈下降趋势，2006年7月日最高气温的平均值最高，已经超过36。总之，由图分析，最热月和夏季的增温都不是很明显，可以说增温主要由其他季节贡献。3.2.4日最低气温变化特征分析 江西地区近55

28、年来的日最低气温同样是上升的。图10、图11、图12则分别是对日最低气温的年平均值、最冷月的平均值、最热月平均值进行分析。首先，如图10所示，为其年平均气温变化状况，可从图中获悉: 年平均气温变化倾向率为0.020，R2=0.474，这说明日最低气温的年平均气温仍然是呈上升的变化，而且增温速率高达0.20C/10a。其次，分析图11和图12，日最低气温在最冷月（1月）和最热月（7月）的变化:江西地区的日最低温，在1月和7月均呈上升的趋势，其倾向率分别为0.026和0.012，R2值分别为0.085和0.099。于是比较一下，二者增温速率都是较大的，且最冷月的增温速率大于最热月（前者差不多是后者

29、2倍）。我们知道，分析各年代气温变化特征是了解气温变化最直接和最基本的方法10。于是总结出，就最低气温来分析，江西地区的气温增长明显较快。图10 年平均最低气温变化图11 最低气温7月气温变化图12 最低气温1月气温变化王翠花等研究表明：长江中下游日最低气温在这50年中的演变可分4个阶段。20世纪60年代中期前是一个波动阶段，到70年代初期是持续降温阶段，70年代初到80年代末是稳定少动阶段，80年代末期后进入持续升温阶段11。4、结论 综上所述，我们采用资料统计、作图、制表、对比分析等数理统计方法,以不同时间段为单位,分析年、季、月平均气温12,得出江西地区50多来年的温度变化特征为：1）由气温年内变化的分析，可知：春寒夏热，秋燥冬冷，春秋季短，夏冬季长；符合季风显著、四季分明的亚热带季风气候特征。春季开始升温，气温波动大；夏季升温迅速，气温最高；秋季气温适中，秋高气爽；冬季温和，气温最低。2）50多年来年平