罗立新 刘运辉 成少丽

摘 要：本文利用衡阳地区8个气象观测站（南岳站属于高山站，故不在统计范围之内）提供的2003—2017年极端最高气温、极端最低气温、降水、日照等资料，采用统计分析的方法对衡阳地区8个观测站极端最高气温和极端最低气温进行了研究分析，得出衡南站的低温极值天数明显多于其他站点，而高温极值天数相对来说，并不是很明显。由此通过相关分析法和线性回归分析法分析年降水量以及年日照总时长与年气温极值天数之间的相关性，找出影响极值的相关因子。

关键词：极端最高气温;极端最低气温;相关分析线性;回归分析;相关因子

中图分类号：S16       文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20190830060

引言

气温要素表征气候的热量指标，也是气候变化研究的最基本要素。衡南县气象局原址位于衡南县三塘镇将军岭。受城镇化建设的影响，原址探测环境已不能满足观测要求。于2009年搬迁到衡南县云集镇大皂山山顶，由原来的海拔高度70.4m到现在的137.0m，通过已观测到的数据发现，新址的极端气温与周边台站乃至湖南省其它测点差异十分明显。经常成为湖南省的气温高值中心或低值中心，其数据受到业务人员的关注。由此将通过综合分析衡阳地区8个观测站的数据和观测站周围环境的特点，找出可能造成本站气温差异的规律、原因，为今后分析气象要素随环境变化的规律提供科学依据和数据支撑，也为地方经济发展、科学决策提供有力的依据，更好地服务于公众。

1 资料与方法

本文选取衡阳地区衡阳市观测站、衡山县、衡东县、衡阳县、衡南县、祁东县、常宁市、耒阳市共8个县（市）气象站提供的2003—2017年日极端最高、最低气温、降水量、日照等资料，以衡南站为基准站点，采用相关分析法和线性回归分析法对8个气象站极端气温与降水量和日照进行相关性分析，初步得出衡南站极端气温出现异常的相关因子。

相关分析法是研究2个或2个以上处于同等地位的随机变量间的相关关系的统计分析方法[1]。

相关分析主要通过散点图和计算2个变量之间的相关系数来分析2个变量之间的关联程度。

在直角坐标系上，用自变量和因变量作为坐标横轴和纵轴，把相应的值在坐标系上通过点的方式描述，这就是“散点图”。

根据散点图，当自变量取某一值时，因变量对应为一概率分布，如果对于所有的自变量取值的概率分布都相同，则说明因变量和自变量是没有相关关系的。反之，如果，自变量的取值不同，因变量的分布也不同，则说明两者是存在相关关系的。

另外计算2个变量之间的相关系数，可以确定两个变量之间的相关程度。相关系数的值的范围在-1和1之间，如果相关系数值在0～1之间表示正相关，否则表示负相关。在散点图上，正相关则散点图是斜向上的，表示随着1个变量增加，另一个变量也会增加;而负相关则散点图是斜向下的，表示随着1个变量增加而另一个变量将减少。当相关系数越接近1，2个变量的相关程度越强，否则2变量的关联程度越弱。

2 统计分析

通过统计2003—2017年8个气象观测站高温低温统计对比，结果如图1和图2所示。

由此可以看出，从2011年以后，每年衡南站的低温极值天数明显多于其他站点，而高温极值天数相对来说，并不是很明显。

根据统计分析结果，本文主要分析2010年以后，主要分析衡南站低温极值天数明显异常的原因。

出现气温差异相关因素有很多，一方面是环境影响，原衡南站地址位于衡南县三塘镇将军岭，新地址位于衡南县云集镇大皂山山顶，海拔高度由70.4m提高到137.0m，几乎增加了1倍。而且由于衡南县云集镇为新建城市，人类活动影响也较小。

由于环境影响缺乏比较准确的数据支持，不太好通过科学手段研判。而其他主要气象要素比如降水、日照等，气象部门保留了比较长期的数据记录，本文中作者试图要通过相关分析法，分析降水和日照对衡南县观测站搬迁前后的气温极值变化情况进行研究。

3 衡南县气温极值异常影响要素分析

本文采取相关分析以及线性回归分析法，分析年降水量以及年日照总时长与年气温极值天数之间的相关性。

根据对2003—2017年的气温数据统计，衡南县气象站的气温极值异常主要体现为2011年及以后衡南县气温特别是低温，1a之中在衡阳地区的9个站中最低天数遥遥领先，而2010年及以前则处于中间位置。

考虑到这个现象主要是衡南县站跟本地区其他几个站的气温比较，所以本文分析了衡阳地区每个站特别是衡南县站年降水量和年日照总时长的距平分析。图3和图4是年降水量以及年日照总时长的距平分析曲线图，通过直观与图1的年低温极值天数对比，年日照总时长距平分析在2011年后有比较相同的趋势。

通过分析2011年以后的年降水量距平和年日照总时长距平与年低温极值天数散点图以及相关系数结果图5、图6、以及表1的结果。

根据分析结果年降水量距平与年低温极值天数的相关系数为0.3104312;而年日照总时长距平与年低温极值天数的相关系数为0.6683643。由此，年日照总时长对与温极值出现天数相关性更好。

4 總结与展望

本文对衡南县站出现气温极值异常从2个方面进行分析：

从环境影响做了定性分析，衡南县根据基本观测站搬迁前后环境变化比较大，搬迁后环境较以前老站人类活动干扰较小，也是出现低温极值天数较多的一个原因;试图通过相关系、线性回归分析等方法分析了衡南县站搬迁后年降水量以及年日照总时长2个要素与年低温极值天数相关性，从分析结果来看年日照总时长相关性较好。

本站有关气温极值搬迁前后出现异常情况，影响因素较多，其中环境因素方面由于缺乏详细的数据支持，本文只是做了一般性定性分析;如果有更加详细的数据应该能得到更为准确的分析结果。

参考文献

[1] 陆雄文.管理学大辞典[M].上海：上海辞书出版社，2013：56-58.

作者简介：罗立新（1975- ），女，本科，应用气象工程师。研究方向：气象防灾减灾。