周璞　徐相明　黄文娟

摘 要：利用1959—2012年长三角地区20个台站观测的年平均温度，采用线性倾向估计、M-K突变检验和累积距平等方法研究了该地区温度的变化特征，结果表明，与全球变暖停滞一致，长三角地区的温度也存在变暖趋缓的现象。其中北部沿江台站温度在1997—1999年发生突变，南部内陆台站突变偏晚2～3年，在2000—2001年发生突变，沿海台站均在1997年发生突变。受城市化效应的影响，徐家汇和杭州站年平均温度发生突变的时间相比于周边台站偏早3～4年，并没有呈现出明显的变暖停滞的现象。

关键词：全球变暖停滞；长三角地区；温度；变化特征

中图分类号 P467 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）19-0116-05

Characteristics of Average Temperature and Response to the Global Warming Hiatus in Yangtze River Delta Region

Zhou Pu et al.

（Fengxian Meteorological Bureau，Shanghai 201416，China）

Abstract：Based on the observed temperature data of 20 stations in Yangtze River Delta region，we analyzed the characteristics of average temperature using linear trend estimate，Mann-Kendall test and cumulative anomaly test.Warming hiatus did exist in Yangtze River Delta region，which was consistent with global warming hiatus.The temperature of the stations along the Yangtze River in the north was abruptly changed from 1997 to 1999.And the temperature of the stations along the Yangtze River in the south was 2 to 3 years later，from 2000-2001.The temperature of the coastal stations were all abruptly changed in 1997.Due to the urbanization effect，the change of average temperature of Xujiahui and Hangzhou stations were 3 to 4 years earlier than the surrounding stations，and there was no obvious warming hiatus in both stations.

Key words：Hiatus；Yangtze River Delta region；Temperature；Characteristics

1 引言

2014年，Nature杂志将有关全球气候变暖停滞的研究评选为当年十大科学事件之一[1]。全球气候变暖停滞是指工业革命至1998年全球地表气温急剧增加，1998年全球平均地表气温达到历史最高，而从1998年至今，全球气温并未出现明显的上升趋势，甚至出现微弱的下降趋势[2]。IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change，政府间气候变化专门委员会）第5次评估报告指出，1998—2012年全球平均地表温度上升趋势为0.05℃/10a（-0.05℃±0.15），仅为1951—2012年上升趋势0.12℃/10a（0.08±0.14）的1/3～1/2，而报告中科学家们并未能利用模式正确地模拟出此停滞事件[3]。国内外很多学者对变暖停滞的现象及其产生机制进行了研究。例如，Kosaka和Xie发现全球变暖停滞在北半球冬季比夏季更为明显，1998年以来全球地表气温在冬季呈下降趋势，在夏季则呈上升趋势[4]。目前有关变暖停滞的机制有2种观点：一种观点认为全球变暖停滞是由于外强迫（太阳活动、温室气体、火山爆發）造成的，另一种则认为是自然变率（PDO，ENSO，AMO等）产生的[5-8]。

众所周知，21世纪人类面临的最大挑战是全球气候变化，全球变暖是近100年来区域气候变化的最主要特征。IPCC第4次评估报告（AR4）指出，全球平均地表气温近100年（1906—2005）线性变暖趋势为0.74±0.18℃/100a，近50年（1956—2005）线性变暖趋势为1.3±0.3℃/100a，近50年的变化趋势基本是近100年的2倍[9]。近100年（1905—2001年）中国平均地表温度升高了0.5～0.8℃[10]，而最近50年（1952—2001年），中国年平均地表温度则以0.22℃/10a的增温速度升高了1.1℃[11]，温度升高使高温、干旱和暴雨洪涝等极端事件的频率与强度加剧[9]，给国民经济和人民生命财产造成了严重的损失，带来了一系列重大环境和社会问题。

长三角地区处于东亚季风区，是我国三大经济区之一，该地区经济发达，城市高度集中，人口密集。随着城市的快速发展，该地区的气候和生态环境都发生了明显变化，气候变化造成的经济损失呈增加的趋势[12]。一般经济越发达的地区，气象灾害造成的财产损失越大[13]，研究长三角地区的温度变化，可以为提高该地区防灾减灾能力、制定应对气候变化的策略和措施提供科学参考依据。

本文利用1959—2012年长三角地区21个台站观测的年平均温度，采用线性倾向估计、M-K突变检验和累积距平等方法研究温度的变化特征，分别对突变年份前后的温度变化进行分析，尝试从台站观测资料的角度，研究长三角地区是否也存在变暖趋缓的现象，检验突变发生的时间，分析其是否与全球变暖趋缓的起始年份1998年一致，并研究长三角不同区域对全球变暖趋缓的响应。

2 资料与方法

2.1 资料 利用奉贤站1959—2015年的年平均气温以及中国气象局国家气象信息中心气象资料室提供的753站1950—2012年逐日观测资料，研究区域为长三角地区（118～122°E，28～33°N），选择该区域的20个台站，其台站分布如图1所示。年平均气温由台站的逐日气温计算得到。

2.2 方法 本文主要采用的统计方法有滑动平均、线性倾向估计、累积距平和M-K检验等[14]。采用滑动平均计算时间序列的平滑值来显示变化趋势。对样本量为n的序列x，其滑动平均序列表示为[xj=1ki=1kxi+j-1]，j=1，2，…，n-k+1，式中k为滑动长度，研究中k取5。

3 奉贤站年平均温度变化特征

图2a给出奉贤站1959—2015年年平均温度的时间序列，由图2a可见，从1959年开始奉贤站的温度先降低然后逐步升高。利用M-K检测年平均温度序列的突变，其结果见图2b，由UF曲线可见，从1959年开始UF为负，其中1965—1985年下降的趋势超过0.05显著性水平，说明这段时间变冷是十分显著的。对该时间段进行线性倾向估计（图2a），得到气候倾向率为-0.084，表明该时间段内温度线性降低，处于偏冷期。根据UF和UB曲线交点的位置，确定年平均温度在1999年发生突变。对突变年前后进行线性倾向估计，发现1986—1998年的气候倾向率为0.524，表明1986年以后奉贤的温度处于上升的趋势。而1999—2015年气候倾向率为0.034，仅为1981—1990年的6.5%，表明温度变暖趋势趋缓。图2c给出了突变年份前后的累积距平序列（1959—1998年和1999—2015年温度序列分别求累积距平）。由图2c可见，1965—1985年温度呈下降趋势，1986年累积距平达到最大值-3.66。1986年后温度逐渐升高，但1999年以后累积距平整体变化不大，一直在0℃上下波动，表明奉贤温度从1999年以后处于变暖停滞的状态。

综上所述，奉贤站的年平均气温从建站开始呈现了先下降后上升的趋势，1959—1985年处于偏冷期，1986年以后温度逐渐升高。与全球温度变化一致，奉贤站的温度也存在变暖趋缓的现象，具体在1999年突变，1999年后气候倾向率明显减小。

4 长三角区域年平均温度变化特征

对长三角区域其他20个站的年平均温度进行M-K突变检测，给出不同测站突变年份的分布图（图3）。由图3可见，30.5°N以北的观测站都在1999年以前发生突变，以南的观测站在2000年以后发生突变，浙江沿海的3个海岛站均在1997年发生突变。其中上海徐家汇站和浙江杭州站突变年份相对周边地区都偏早，后文有具体讨论。基于突变年份，将长三角分为3个地区，30.5°N以北为沿江地区，30.5°N以南为内陆地区以及沿海地区。

4.1 沿江地区温度变化 图4为沿江地区9个代表台站年平均温度在突变年份前后的累积距平序列。由图4可见，这些台站的累积距平变化与奉贤站相似。20世纪60年中期以前，累积距平成增长趋势，表明温度上升。20世纪60年代中期到80年代后期，累积距平下降，表明这段时期内温度下降，处于偏冷期，但所有台站在20纪世70年代中期到80年代初期的几年中，累积距平呈小幅度上升的趋势，说明这段时间温度升高，偏冷期中也存在温度的波动。20世纪80年代后期到突变年份前，温度开始显著上升。突变年后，累积距平整体变化不大，基本在±1℃间波动。但滁县在2005—2009年，温度上升的幅度明显大于其他台站，2010—2012年，温度则快速下降。综上所述，沿江地区台站的累计距平变化具有相似性，年平均温度在20世纪60年代中期到80年代初期下降，随后开始升高，温度在1999年以前发生突变，突变年后，温度上升趋势趋缓，个别台站还出现小幅度的降温。

4.2 内陆地区温度变化 图5为内陆地区7个代表台站年平均温度在突变年份前后的累积距平序列。由图可见，内陆地区台站的年平均温度同样先经历了先升温后降温再升温然后升温趋缓的过程。20世纪60年代中期以前，温度升高。随后到20世纪90年代初期，温度下降，20世纪90年代以后温度升高。内陆地区温度均在2000—2002年发生突变，比沿江台站偏晚2～4年。突變年后，温度变化较平稳，累积距平基本在±1℃之间波动，说明内陆地区同样存在变暖趋缓的现象。

4.3 沿海地区的温度变化 图6为浙江3个沿海台站年平均温度的累积距平序列。由图6可见，沿海台站的累积距平整体变化幅度小于沿江和内陆的台站，基本在±1℃之间变化，同样在20世纪60年代中期以前，温度升高。随后到20世纪80年代末期，温度下降，20世纪90年代以后温度升高。3个台站均在1997年发生突变，1997—2004年温度变化不大，2005—2008年温度升高，随后温度下降。

4.4 徐家汇站和杭州站的温度变化 杭州站和徐家汇站的平均温度分别于1997年和1995年发生突变（图7）。2站的累积距平序列比较相似，1966—1977年，2站的温度呈下降趋势，1978—1979年经历了短暂的升温后温度继续下降直到1990年，温度开始快速上升。值得注意的是，突变年后，2站的温度均先经历了明显的下降随后上升，杭州站1998—2002年温度下降，随后2003—2009年温度上升而徐家汇站1995—2000年温度下降，2001—2009年温度上升。2010年以后，2站的温度小幅度下降。2站并没有呈现明显的变暖停滞现象，突变年以后累积距平值相对周边其他台站变化较大，可能与2站所处地区的城市化效应有关。徐家汇站一直位于市中心，探测环境极易受到城市下垫面因素的影响。

总的来说，与全球变暖趋缓一致的，长三角地区在1998年以后也出现了变暖停滞的现象。其中，沿江台站均在1997—1999年发生突变，内陆台均在站在2000—2001年发生突变，沿海台站均在1997年发生突变。突变年份后，温度变化幅度比突变年份前减小。上海徐家汇站和浙江杭州站并未出现明显的变暖趋缓的现象。

5 结论与讨论

本文采用线性倾向估计、M-K突变检验和累积距平等方法，研究了1959—2012年长三角地区21个台站年平均温度的变化特征，发现该地区存在变暖停滞的现象，并检验了不同台站温度突变的发生时间，具体结论如下：

（1）奉贤站自1959年開始，温度先降低后逐步升高。1965—1985处于偏冷期。年平均温度在1999年发生突变，突变年前1986—1998年的气候倾向率为0.524，突变年后1999—2015年气候倾向率为0.034，表明温度变暖趋势趋缓。1999年以后累积距平整体一直在0℃上下波动，变化不大，表明奉贤站年平均温度从1999年以后处于变暖停滞的状态。

（2）沿江台站年平均温度均在1997—1999年发生突变，内陆台均在站在2000—2001年发生突变，比沿江台站偏晚2～3年，沿海台站均在1997年发生突变。受城市化效应的影响，徐家汇和杭州站年平均温度并未出现明显的变暖趋缓的现象。

（3）尽管相对于突变之前温度的迅速增暖，变暖的速度变缓，但从更长时间尺度来看，气温仍将继续升高，且出现极端值的可能性也在增大。比如奉贤站2016年和2017年的年平均温度都为17.3℃，达到了奉贤建站以来的最高值；2017年7月21日，徐家汇站的日最高气温达到40.9℃，打破了徐家汇站1873年以来的历史记录。研究变暖趋缓，有助于全面了解温度的变化特征，为研究气候变化提供了一定的参考信息。

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（责编：张宏民）