水利职称论文发表和林格尔气温和降水量时间变化特征

　　摘要：利用内蒙古和林格尔县气象站1959年-2010年的气温和降水量数据，对和林格尔地区气温和降水的时间变化进行了分析。气温和降水量的距平分析、趋势分析、相关性分析、突变性分析和Hurst指数分析的结果显示，随着时间的推移，该地区气温在未来将保持持续上升的趋势（0.36℃/（10a））而且或将更明显，微弱的年降水量下降趋势（-8.4mm/（10a））极有可能改变；气温和降水量之间不具有明显的相关性；冬季气温和夏季降水分别是影响年平均气温和年降水量的最重要因素；年平均气温在1986年-1988年间发生了突变，年降水量则未发生。分析该地区气温和降水量等气候因素演变特征，对全面了解并合理利用当地气候资源，以及对水资源的可持续利用和加强生态环境保护等方面具有重要意义。

　　关键词：水利职称论文发表,和林格尔,气温,降水量,趋势,相关性,突变,Hurst

　　降水量的大小决定着水资源量，降水量的变化与气温变化密切相关，与生态环境及生态安全密切相关。研究降水量与气温气候因子的变化特征可为水资源可持续发展决策的制定提供科学依据[5]。

　　随着社会发展、人口增长和生活水平的提高，人类活动已经影响气候环境的变化，并导致地区性气温和降水量等因子时空上的不均匀性[6]。总的来讲，全球气候变暖导致大气水循环加快，从而使全球总降水量增加。区域上气候因子的变化导致降水量时空分布的变化，将对水资源、生态系统和社会经济发展等产生影响。

　　和林格尔县位于内蒙古呼和浩特市东南，地处土默特平原向黄土高原和蛮汗山山脉的过渡地带，地势自东南向西北倾斜；气候类型属于中温带半干旱大陆性季风气候，主要特点是光资源丰富，热量充足，年降水量少，雨量集中，蒸发量大，气候干燥。为了解地区性气候因子在全球气候变化背景下的演变特征[7]，本文利用和林格尔县气象站1959年-2010年的监测数据，分别建立和林格尔县降水量和气温的年际和年内序列，进行气温和降水量的年际变化特征分析，并对气温和降水的的季节性变化特征、相关性、突变特征和Hurst指数进行分析，以探讨该地近52年来的水文循环要素变化基本事实及初步规律。该研究可为分析气候变化对水资源的影响奠定基础，从而为区域水资源的规划管理等方面提供科学依据，且对于了解该地的水资源和气候特征及未来演变趋势有重要意义。

　　1数据和分析方法

　　1.1数据来源

　　数据来源于和林格尔县气象站1959年-2010年的逐月降水和气温记录。-年和四季的划分：3月-5月为春季，6月-8月为夏季，9月-11月为秋季，12月至翌年2月为冬季。

　　1.2研究方法

　　（1）线性回归。利用气象因素的时间序列，以时间为自变量，要素为因变量，建立一元回归方程。设y为某一气象变量，t为时间（年份或序号），建立y与t之间的一元线性回归方程：y（t）=b0+b1t；其趋势变化率为b1。把b1×10称为气候倾向率，b1<0表示在计算时段内呈下降趋势，b1>0表示呈上升趋势。b1的绝对值大小可以度量其演变趋势上升或下降的程度。

　　（2）相关性分析。目前最常用的趋势检验法为非参数方法，其中又以Kendall检验最为常用，与参数统计检验法相比，非参数检验法更适用于非正态分布或经过删检的时间序列分析，本文基于SPSS软件中的Kendall的tau-b（K）方法对变量之间进行相关性分析，非参数相关系数为正负值表示变量之间相关性的性质。

　　（3）突变检验。气候突变是指在较短时期内，由一种相对稳定的气候状态过渡到另一种气候状态的变化，它是气候系统非线性性质的一种表现[8]。Mann-Kendall检验法是世界气象组织[9]推荐的一种非参数检验方法，常用来分析降水、气温等气象水文要素序列的趋势显著变化，其优点是不需要样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，计算简便，适合于水文、气象等非正态分布的时间序列，并已得到广泛应用[10-11]。通过分析顺序统计值和逆序统计值序列曲线（UF和UB）可以进一步分析序列x的趋势变化，当它们之间有交点且超过临界直线（±1.96）时，表明上升或下降趋势显著，则交点就是突变的开端。

　　（4）Hurst指数。Hurst指数（H）是用来定量表征时间序列的持续性或相依性。根据H值可以判断一定时间序列是完全随机的或是存在趋势性成分，在趋势性成分中表现为持续性或反持续性，一般02年际变化

　　2.1气温

　　2.1.1线性回归分析

　　通过对和林格尔地区年平均温度距平分析和趋势分析（图1），结果表明研究区近52年来年气温呈明显上升趋势，年平均气温倾向率为0.36℃/（10a）。SPSS软件中的Kendall分析表明，年平均气温与年份的非参数相关系数为0.47，通过了α=0.01置信度的显著性水平检验，说明近52年来年平均气温的增温趋势明显。近52年来，年平均气温在1998年出现1次最高值，年平均气温是8.15℃，比52年平均值（6.12℃）偏高2.03℃；最低年平均气温出现在1968年（4.79℃），比52年平均气温偏低1.59℃。在1987年以前有85.7%的年份年平均气温值在52年平均气温值以下，1987年以后有87.5%的年份的年平均气温值在52年平均气温值以上，表明1987年是年平均气温变化的一个转折点。1987年-2010年24年气温平均值6.76℃，较1959年-1986年28年的平均值5.57℃偏高1.19℃。