吉林西部1951—2019年气候变化特征分析

秦何 王硕 崔红艳

摘 要：吉林西部位于农牧交错带边界，在东北地区具有特殊的地位，其气候要素具有显著特征。选取吉林西部6个观测站点1951—2019年共69年的气候要素数据，运用线性回归分析方法，对各站点气候要素的时间序列变化以及季节变化特征进行分析。结果表明：近70年来，吉林西部年平均气温总体呈现上升趋势，年降水量、年平均相对湿度、年平均风速以及年平均日照时数总体均呈现下降趋势;但在季节变化方面存在局部差异性，白城地区和松原地区夏秋季节降水量的下降速率相差较大，前者为后者的4倍。吉林西部地区气候变化与全球气候变化具有一致性，受全球范围内南方涛动的影响，1988年后各气候要素变化速率明显加快。

关键词：气候要素;变化特征;吉林西部

中图分类号 P467文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）18-0177-03

Analysis on the Characteristics of Climate Change in Western Jilin Province in 1951—2019

QIN He et al.

（College of Tourism and Geography Science， Baicheng Normal University， Baicheng 137000， China）

Abstract： The western of Jilin Province has a special position in Northeast China. It is located in the boundary of the ecotone between agriculture and animal husbandry， and its climate elements have remarkable characteristics. This paper selected a total of 69 climate data，1951—2019，of six representative stations in west Jilin. In this paper， linear regression analysis methods are used to analyze the time series change and seasonal change characteristics of climate elements at each site. The main conclusions are drawn in this paper： In the past 70 years， the average annual temperature in the western of Jilin presents an overall upward trend， while the annual precipitation， annual relative humidity， annual wind speed and annual sunshine hours all show a general downward trend. However， there are local differences in seasonal variation. The decrease rate of precipitation in summer and autumn in Baicheng and Songyuan is significantly different， and the former is four times that of the latter. it is found that the climate change in the western part of Jilin Province is consistent with the global climate change. Under the influence of the global Southern Oscillation， the change rate of various climate elements is obviously accelerated around 1988.

Key words： Climate elements; Variation characteristics; West Jilin

吉林省位于我国东北地区，地势呈现出东南高、西北低的特征。其西部属于农牧交错带，生态环境十分脆弱，历来受到专家学者的重视。在影响生态环境的若干因素中，气候要素变化显得尤为重要。满苏尔·沙比提等[1]采用回歸分析和趋势线分析方法，利用库车、沙雅、新和气象站的统计资料分析了渭干河-库车河三角洲地区的气象要素的变化趋势。陈碧珊等[2]采用线性估计方法和反距离权重方法分析了柴达木盆地的气温、降水、风速、日照等气候要素的变化趋势。翁文舜等[3]根据三明市主要气候要素和极值的年序列，通过趋势分析，研究了三明市气候要素和极值变化特征。张端梅等[4]采用线性拟合、Mann-Kendall等方法分析吉林省洮南市1961—2014年共54年的年风速、气温、降水特征。本研究通过整理归纳白城市和松原市1951—2019年共69年的气候要素统计数据，采用线性回归分析方法，分析了近69年来吉林西部气候要素变化特点，并对未来吉林西部气候要素的变化趋势进行了预测。

1 材料与方法

1.1 研究区概况 吉林省西部地区主要包括白城和松原2个地级市，位于松嫩平原的西南部，包括科尔沁草原东部和松嫩平原南部，共辖10个县（市、区），占地面积约为46879.7km2，是我国北方生态环境脆弱带，也是吉林省农业生态环境破坏比较严重的农牧交错带。吉林省西部地区属于温带半湿润、半干旱的大陆性气候区，四季变化显著，全年温差较大，年平均气温4～6℃;区内降水时空变化明显，降水量由东南向西北逐渐减少，降雨主要集中在7—8月，占全年降水量的80%左右;多年平均蒸发量为1500～1900mm。近年来，吉林西部年平均降水量有减少趋势，大部分区域年降水少于450mm，干旱时有发生;大风剥蚀土地，春旱频繁，伏天雨水不均，秋旱常有发生。区域地理环境特征使得松原和白城的气候具有一定特殊性。因此，通过分析吉林西部气候要素变化特征，可以掌握该地区自然环境的变化趋势。

1.2 数据来源 数据主要来自中国气象数据网（http：//data.cma.cn/site/index.html），白城、通榆、扶余、前郭、乾安以及长岭6个观测站1951—2019年共69年的气候观测数据，具体包括月平均气温、月平均降水、平均湿度、平均风速、日照时数。

1.3 研究方法 采用趋势检验法分析气候要素，利用线性倾斜率进行检验。线性倾斜率可以利用一元线性回归方程表示，以时间t为自变量，风速y为因变量，建立y与t的一元线性回归方程：y（t）=a0+a1t，其中，a1为线性倾向率，其线性倾向系数可由最小二乘法求得。

2 结果与分析

2.1 多年平均气温及降水变化特征 由图1可知，吉林西部地区多年平均气温为5.16℃，其中通榆最高（5.68℃），扶余最低（4.37℃），白城略低于平均值，而前郭、乾安、长岭三地均略高于平均值;吉林西部多年平均降水量为431.96mm，通榆最低（387.38mm），白城次之（396.84mm），扶余最高（520.5mm），前郭、乾安、长岭均超400mm。由表1可知，前郭年平均气温线性拟合方程系数最大，达到了0.04，表明前郭年平均气温在6个观测站中上升趋势最大;通榆年平均气温变化幅度相对较小，其线性拟合方程系数为0.026，为6个观测站中的最小值。近70年来，白城、通榆、扶余、前郭、乾安、长岭年平均气温分别上升了2.45、1.64、1.91、2.64、2.36、2.37℃。另外，吉林西部气温变化以1988年为界呈现明显的分界特点，从1988年开始进入相对高温阶段，且各观测站点记录的年平均最低温均位于前一阶段，年平均最高温均位于后一阶段。

近70年来，吉林西部各观测站点年平均降水均呈现下降趋势，下降速率略有不同。由表1可知，通榆年平均降水量线性拟合方程系数最小，仅为-1.55，表明通榆年平均降水量在6个观测站中变化趋势最大;乾安年平均降水量变化幅度相对较小，其线性拟合方程系数为-0.19，为6个观测站中的最大值，表明乾安年平均降水量变化趋势较为稳定。

2.2 季节平均气温及降水变化特征

2.2.1 白城地区 根据白城及通榆气温数据绘制图2，并计算春季、夏季、秋季、冬季均温线性回归方程，其系数依次为0.0504、0.023、0.0277、0.034，表明白城地区春夏秋冬各季节平均气温均呈上升趋势。由图2可知，近70年来冬季平均气温最为不稳定，起伏较大;夏季平均气温较为稳定。但近70年来增温最快的季节并非冬季，而是春季，春季平均气温线性回归方程系数达到0.0504，表明春季平均气温以0.504℃/10a的速度上升。这表明白城地区冬季均温虽然起伏较大，但增温不明显，而春季均温波动上升趋势十分明显。

根据白城市及通榆县降水数据绘制图3，并计算春季、夏季、秋季、冬季平均降水线性回归方程，其系数依次为0.1254、-0.4016、-0.056、0.0036，表明白城地区春夏秋冬各季节平均降水极不稳定，其中春季和冬季降水呈现上升趋势，夏季和秋季呈现下降趋势。由图3可知，除冬季外，春夏秋三季平均降水变化起伏均很大;夏季平均降水最不稳定，波动最大，且下降速率也最快，达到了0.4mm/a，表明白城地区夏季正呈现明显的迅速干旱化现象;秋季平均降水虽有下降，但下降趋势并不明显;春季和冬季平均降水虽呈现上升趋势，但由于基数较小，近70年分别约上升9mm和0.25mm，上升幅度并不明显，无法改变白城地区冬春季节气候干旱的现状。再加上夏秋季节气候逐渐干旱化，白城地区全年干旱程度愈发严重。

2.2.2 松原地区 根据前郭县、长岭县、乾安县及扶余市气温数据绘制图4，并计算春季、夏季、秋季、冬季平均气温线性回归方程，其系数依次为0.0524、0.0222、0.0267、0.0346，表明松原地区春夏秋冬各季节平均气温均呈上升趋势。由图4可知，近70年来，松原地区冬季均温相较于其他3个季节而言起伏较大，但其线性回归方程系数为0.0346，低于春季的0.0524，表明松原地区冬季升温不如春季明显，春季为4个季节中升温最为明显的季节，约以0.524℃/10a的速度上升。

根据前郭县、长岭县、乾安县及扶余市降水数据绘制图5，并计算春季、夏季、秋季、冬季平均降水线性回归方程，其系数依次为0.138、-0.2861、-0.1214、0.0135，表明松原地区春夏秋冬各季节平均降水极不稳定，其中春季和冬季降水呈现上升趋势，夏季和秋季呈现下降趋势。由图5可知，夏季平均降水最不稳定，波动最大，且下降速率也最快，达到了0.287mm/a，表明松原地区夏季正呈现明显的迅速干旱化现象;秋季平均降水有所下降，降幅虽较夏季缓慢，但下降速率（0.121mm/a）较白城地区秋季下降速率更快，表明松原地区夏秋2季降水下降速率较为接近，降幅较白城地区偏低;春季和冬季平均降水虽呈现上升趋势，但由于基数较小，近70年来分别约上升9.66mm和0.945mm，上升幅度并不明显，无法改变松原地区冬春季节气候干旱的现状。整体而言，松原地区降水呈现逐年减少的趋势，气候环境区域干旱化，但较白城地区而言相对缓慢。

2.3 多年平均日照及相对湿度变化特征 由图6可知，吉林西部多年平均湿度和多年平均日照时数大致呈负相关，即湿度越低，日照时数越长。以1988年为界，1951—1987年吉林西部年平均日照时数高于平均值的有28年，而1988—2019年仅有7年;1951—1987年吉林西部年平均湿度高于平均值的有24年，而1988—2019年仅有8年，且近70年来年平均湿度、年平均日照时数最高值均出现在前一阶段，最低值均出现在后一阶段。6个观测站中，年平均日照时数最长的是白城和通榆，年平均湿度最低的也是通榆和白城，而年平均湿度最高和年平均日照最低的都是扶余。

3 结论与讨论

（1）近70年来，吉林西部各气候要素，除年平均气温处于波动上升阶段，年总降水量、年平均风速、年平均相对湿度、年总日照时数均呈现波动下降趋势;尤其是1988年以后，变化特征愈加明显，说明吉林西部年平均气温和其他各要素之间均呈现负相关，吉林西部干旱化趋势日益明显，因此要采取相应措施应对干旱化现象的发生。

（2）在季节平均气温方面，白城和松原均呈现升温趋势，且各季节升温速率较为一致;在季节平均降水方面，白城与松原在整体上均呈现夏秋两季降水速率明显下降、冬春两季降水速率上升的趋势，但具体而言，白城夏秋两季降水速率差异较大，夏季降水下降速率约为秋季的8倍，而松原夏季降水下降速率仅为秋季的2倍。

（3）近70年来，东北大部分地区生长季日照时数和年总日照时数出现减少趋势，其中最为明显的是松嫩平原东部、辽河平原西部以及吉林省中西部平原。东北地区气温普遍呈现明显上升趋势，平均风速和年降水量也总体呈现下降趋势[5]。吉林西部以1988年为界，前后发生了较为明显的转变，表现为年平均气温显著升高，年平均湿度、年平均日照以及年平均风速均呈下降趋势，年平均降水的变化相对较大，呈现不稳定状态。这一变化与全球气候变化特征一致。据此可判定，吉林西部气候变化特征是全球气候变化的一个局部典型特征[6-7]，且与东北地区整体气候变化保持一定的相关性。

参考文献

[1]满苏尔·沙比提，胡江玲，迪里夏提·司马义.近40年来渭干河-库车河三角洲绿洲气候变化特征分析[J].地理科学，2008（04）：518-524.

[2]陈碧珊，潘安定，杨木壮.近50年柴达木盆地气候要素分布特征及变化趋势分析[J].干旱区资源与环境，2010，24（05）：117-123.

[3]翁文舜，陈雪芹，沈永生，等.三明市气候要素及极值变化特征分析[J].广东气象，2011，33（06）：16-18.

[4]張端梅，李钦伟.洮南市54年气候变化特征分析[J].吉林水利，2016（12）：1-3，7.

[5]朱灵珊.东北地区气候对农业的影响[J].才智，2013（03）：258，281.

[6]李磊.全球增暖背景下吉林省西部气候变化特征[D].兰州：兰州大学，2017.

[7]徐群.1986年夏—1988年秋全球气候主要特点[J].气象，1990（06）：3-8. （责编：徐世红）