大興安嶺林區生長季氣溫的變化分析

田寶星，翟 墨，楊 帆，陳 晶，張 洋，張恒翀

（1.黑龍江省氣象科學研究所，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省氣象局機關服務中心，黑龍江 哈爾濱 150030；3.呼蘭區氣象局，黑龍江 哈爾濱 150500；4.黑龍江省氣象數據中心，黑龍江 哈爾濱 150030）

1 引言

氣候變化向來是學者們關注的焦點問題之一，研究氣候變化對生態系統的影響具有重要的意義。IPCC 數據表明，1906-2005 年全球地表溫度增加了0.74 ℃，近50 a 全球地表溫度增加了0.85 ℃[1],其中以北方地區和青藏高原最為顯著[2]。 大興安嶺林區是氣候脆弱區和對氣候變暖最敏感地區[3-4]，帶來的威脅和影響也很明顯，降水減少，可燃物的積累加上氣溫上升，更容易造成林火的發生[5]；氣溫升高，蒸散加劇，土壤水分減少且濕度下降，將導致作物緩慢生長甚至引起旱災[6]。 因此對大興安嶺林區生長季平均氣溫變化特點及規律的研究尤為重要。 本文基于大興安嶺林區8 個氣象站點1980-2018 年日資料進行研究，期望為當地經濟發展提供參考材料。

2 資料與方法

2.1 資料

基于黑龍江省大興安嶺林區1980-2018 年漠河、 北極村、 塔河、 呼中、 新林、 呼瑪、 加格達奇和愛輝8 個氣象觀測站生長季5-9 月逐日平均氣溫數據資料。

2.2 方法

利用氣候統計方法， 將研究區域各站點逐日平均氣溫根據研究需要進行相關統計， 采用線性氣候傾向率[7]分析生長季氣溫時間演變規律，EOF 分析[8]得到生長季氣溫空間分布特征，小波分析[9]得出生長季氣溫周期變化。

3 結果與分析

3.1 生長季氣溫時間變化

由圖1 可見，1980-2018 年生長季平均氣溫呈增加趨勢，變化速率為0.38 ℃/10a。 39 a 生長季平均氣溫為14.6 ℃，1981 年生長季平均氣溫為13.2 ℃，是研究時段最小值；2000 年生長季平均氣溫為15.7 ℃，是研究時段最大值，極差為2.5 ℃左右。由表1 可見，研究區域20 世紀80 年代生長季平均氣溫為14.0℃，20 世紀90 年代比80 年代生長季平均氣溫增加0.4 ℃，21 世紀00 年代比20 世紀90 年代生長季平均氣溫增加0.4 ℃，21 世紀10 年代比21 世紀00 年代生長季平均氣溫增加0.4 ℃。大興安嶺林區年代際變化明顯， 自20 世紀80 年代以來生長季平均氣溫明顯增加。

表1 大興安嶺林區生長季平均氣溫年代際變化

圖1 大興安嶺林區1980-2018 年生長季平均氣溫變化趨勢

3.2 生長季氣溫空間變化

在EOF 分析中， 研究區域生長季平均氣溫第1特征向量的方差貢獻率為87.75%， 可體現其生長季平均氣溫的顯著空間分布。 由圖2a 可見，第1 特征向量呈現一致正變化， 區內低值中心在北極村附近且等值線相對密集， 高值中心在呼瑪附近且等值線稀疏，其振幅以西北向東南逐漸遞減，受地理位置影響較大，區域特征明顯。 由圖2b 可見，第1 特征向量所對應的時間系數絕對值最大， 這一時刻空間分布型式最典型，但時間系數正、負相間，生長季平均氣溫年際變化相反。

圖2 大興安嶺林區生長季平均氣溫第1 特征向量（a）空間模態和（b）時間系數

3.3 生長季氣溫周期變化

小波方差圖（圖3）中，研究區域生長季平均氣溫有3 個明顯的峰值，依次對應8 a，22 a 和28 a。 最大峰值為28 a 其周期振蕩最強，為第一主周期；第二主周期為22 a；第三主周期為8 a。 說明此3 個周期控制著大興安嶺林區生長季平均氣溫在整個時間域的變化特征。

圖3 大興安嶺林區生長季平均氣溫小波方差

4 結論與討論

（1）大興安嶺林區生長季平均氣溫呈增加趨勢，年代際特征明顯， 自20 世紀80 年代以來生長季平均氣溫明顯增加。

（2）大興安嶺林區生長季平均氣溫空間分布第1特征向量呈一致變化趨勢，區內高值中心在呼瑪附近且等值線稀疏，低值中心在北極村附近且等值線相對密集，其振幅自西北向東南逐漸遞減，研究區域生長季平均氣溫受地理因素影響較大，區域特征明顯。

（3）大興安嶺林區生長季平均氣溫存在3 種明顯的周期變化，即28 a 周期振蕩最強，22 a、8 a 周期為第二、第三主周期。

（4）氣候變化背景下，大興安嶺地區做為敏感區域之一[3-4]，氣候在變暖，生長季在延長，氣候變化將對農牧業和生態植被產生嚴重影響，同時，對季節、積溫、降水量的影響還有待于進一步研究。