干热河谷区气候变化及其对太阳黑子活动的响应——以西昌为例

摘要

基于西昌市1952-2014年逐日地面平均气温、降水量和日照时数的观测资料，以及同时段的太阳黑子数的实测数据，运用Morlet小波分析法、Mann-Kendall突变检验法、相关分析法，对西昌市的年际气候变化、四季气候变化、太阳黑子数变化，以及多时间尺度下气候变化对太阳黑子数变化的响应进行了分析，得出如下结论:
　　(1)平均气温变化特征分析。研究区年际平均气温和四季平均气温，都具有明显的变暖趋势。年际平均气温时间序列具有3a、8a、26a三个主周期;春季平均气温时间序列具有3a、8a、28a三个振荡主周期;夏季平均气温时间序列有2a、6a、8a、25a四个振荡主周期;秋季平均气温时间序列有3a、7a、11a、16a、23a、39a的振荡主周期;冬季平均气温时间序列则具有3a、7a、16a、25a、57a的振荡主周期。年际平均气温具有突变特征，四个突变点分别发生在2002年、2004年、2007年和2008年;春季、夏季、秋季平均气温也具有突变性，且都只有一个突变点，分别发生在2013年、2010年、2003年，而冬季平均气温则有1989年、1992年两个突变点。年际平均气温和四季平均气温变化均通过了显著性水平为0.05的显著性检验。
　　(2)降水量变化特征分析。研究区降水量除冬季有明显减少趋势外，其他季节并无明显变化。年降水量长时间序列具有2a、7a、15a、23a、40a的振荡主周期。春季降水量长时间序列有4a、12a、29a的变化周期;夏季降水量长时间序列有2a、7a、14a、21a、46a的振荡周期;秋季降水量长时间序列具有2a、6a、7a、12a、16a、37a的振荡周期;冬季降水量长时间序列有3a、5a、9a、10a、20a的振荡周期。西昌市年际降水量长时间序列有9个突变点，分别出现在1954年、1990年、1991年、1993年、1995年、2002年、2011年、2012年和2014年。春季降水量长时间序列具有突变特征，突变发生在1952-1965年、1970-1988年、2010年和2011年。其中发生在1970-1988年之间的突变点最多，表明这个时期春季降水量十分不稳定;夏季降水量长时间序列也具有突变性，突变发生在1953年、1958年、1990-1993年、2005-2013年。其中发生在2005-2013年内的突变点最多;秋季降水量长时间序列分别在1953年、1954年、1998年、2000年发生了突变;冬季降水量长时间序列具有三个突变点，分别出现在2008年、2009年、2010年。年际降水量和四季降水量变化均通过了显著性水平为0.05的显著性检验。
　　(3)日照时数变化特征分析。研究区年际日照时数和四季日照时数长时间序列均呈现出明显下降趋势。年日照时数长时间序列具有4a、19a、29a的振荡周期。春季日照时数长时间序列有3a、7a、8a、12a、18a、27a、56a的振荡主周期;夏季日照时数长时间序列呈现出6a、12a、53a的振荡主周期;秋季日照时数长时间序列具有3a、7a、14a、18a、56a的振荡主周期;冬季日照时数长时间序列具有4a、6a、14a、30a的振荡主周期。年日照时数长时间序列在1989年出现了1个突变点。春季日照时数长时间序列出现了2个突变点，分别为1992年和1994年;夏季日照时数长时间序列只有发生在1995年的1个突变点;秋季日照时数长时间序列也只有出现在1986年的1个突变点;冬季日照时数长时间序列出现了8个突变点，分别发生在1972-1980年、1982年、1984年、1987年。年际日照时数和四季日照时数变化均通过了显著性水平为0.05的显著性检验。
　　(4)太阳黑子数变化特征分析。研究区年太阳黑子数长时间序列波动幅度较大，太阳黑子数较多和太阳黑子数较少的时期交替频繁。年太阳黑子数长时间序列有11a、20a、33a的振荡主周期;年太阳黑子数有两个突变点，分别出现在1996年和2002年。年太阳黑子数变化通过了显著性水平为0.05的显著性检验。
　　(5)气候因子对太阳黑子数的响应。在4a、8a、16a、32a、63a的时间尺度下，西昌年平均气温与太阳黑子数存在负低度相关，但两者不存在滞后性。在4a、16a、63a的时间尺度下西昌年降水量与太阳黑子数之间呈正弱相关，在8a的时间尺度下两者呈负弱相关，并且存在着3a、4a的滞后性。在8a的时间尺度时，西昌日照时数与太阳黑子数呈正显著相关，在2a、4a、16a、32a、64a时间尺度下，两者均呈正低度相关。并且日照时数与年太阳黑子数存在1a的滞后性。