2。2。2 Mann-Kendall方法
Mann-Kendall方法是一种常用的非参数统计检验方法[10~12]。M-K方法具有计算简单,对样本要求低的优点。因此,在趋势分析中得到广泛的应用[13]。
在时间序列随机的假定下,定义统计量:
UFk是按时间序列X1、X2、…、Xn 计算出的统计量序列。给定显著性水平α后,若|UFk|>α,表明序列存在明显趋势变化。
3 基于回归分析法和Mann-Kendall方法的气温时间变化
3。1 年平均气温的时间变化
从图1给出的1960-2014年淮河流域年平均气温的时间序列可以明显看出,淮河流域年平均气温呈明显的上升态势,上升速率为0。236℃/10a,平均每10年气温上升0。24℃。由5年滑动平均曲线可以看出,淮河流域近55年来气温明显是呈波动上升,20世纪90年代之前,气温保持小幅度波动且气温上升趋势较小,基本维持在平均值。根据图1,年平均气温从20世纪60年代开始小幅下降,70年代至80年代末90年代初时,开始上升,进入21世纪后上升速率明显放缓,波动幅度也明显变小。论文网
表2为淮河流域每10年的年平均气温的平均值,用来作为分析年代际变化的数据。从表2中则可看出,20世纪90年代开始气温普遍上升,上升速度较快并有持续上升的趋势。这一结论与其他学者研究所得出的“近百年中,20世纪40年代和80年代中期以后为两段温暖时期”[14]相似。
图1淮河流域1960-2014年平均气温变化
表2淮河流域年平均气温的年代际变化
年份 1960-1969 1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2009
平均温度 14。16 14。24 14。14 14。77 15。1
3。2 年平均最高气温和年平均最低气温的时间变化
根据图2可以看出,淮河流域年平均最高温(a)和年平均最低温(b)的5年滑动平均曲线,淮河流域年平均最高温和年平均最低温都呈现出波动上升的趋势。从两条5年滑动平均曲线可以看出,年平均最高温的变化幅度大于年平均最低温的变化幅度。但是,其中年平均最高气温的上升速率为0。109℃/10a,平均每10年气温上升约0。11℃;年平均最低气温的上升速率为0。416℃/10a,平均每10年气温上升约0。42℃。年平均最低气温的变化率明显大于年平均最高气温的变化率,前者是后者的3。8倍。这一现象与“中国平均最低气温的增幅明显高于平均最高气温的增幅”结论一致[15]。年平均最高气温在进入21世纪后波动幅度略有增加,而年平均最低气温在进入21世纪后,波动幅度变缓。
根据表3可知,年平均最高气温在20世纪80年代与20世纪90年代之间差值最大,这与年平均气温的年代际变化大致相同,而年平均最低气温则是不间断的逐年上升,在60年代后年平均最低气温约以0。5℃/10a的速度增长,90年代开始增长速率略有下降。
图2淮河流域1960-2014年平均最高温(a)和年平均最低温变化(b)
表3淮河流域年平均最高温和年平均最低温的年代际变化
年份 1960-1969 1970-1979 1980-1989 1990-1999 2000-2009
平均最高气温