全 文 ：书第 !" 卷 第 # 期
$ % & ’ 年 # 月
林 业 科 学
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0123!"!,13#
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718" &%6&&9%9:;6&%%&<9!##6$%&’%#%&
收稿日期" $%&’ =%& =$9# 修回日期" $%&’ =%> =$#$
基金项目" 林业公益性行业科研专项%$%%#%!%%&& # 国家重点基础研究发展计划项目%$%&’)?’%$$%& # 气候变化专项%))(@$%&’!!& $
!张称意为通讯作者$ 国家气候中心周江兴和唐进跃先生分别给予线性插补方法和计算编程方面的帮助!谨此致谢$
近 A% 年中国东部林区最高气温序列!
邬B宏&!$B张称意$B王立新&B池亚飞$
%&3内蒙古大学环境与资源学院B呼和浩特 %&%%$&# $3国家气候中心B北京 &%%%#&&
摘B要! B运用线性回归插补途径和 CDEFGE方法分别对 &">&’$%&% 年我国东部林区 #A’ 个站点的日最高气温资
料进行插补和均一化检验订正!建立完整且均一的日最高气温数据集$ 在此基础上!对比分析我国东部林区近 A%
年来最高气温订正前后的变化特征$ 结果表明" 订正后东部林区年及四季%春(夏(秋(冬&平均最高气温每 &% 年
分别增加 %3&9&!%3$’’! =%3%%$!%3$%& 和 %3$>’ H!订正后整个区域年平均最高气温均呈上升趋势!而订正前有部
分站点呈降温趋势# 春(秋(冬 ’ 季平均最高气温在整个林区几乎全部呈现上升趋势!夏季东部林区多数站点呈降
温趋势!尤其是长江和黄河流域之间的区域$
关键词" B日最高气温# 缺测值插补# 均一性订正# CDEFGE# 气候变化# 中国东部林区
中图分类号! (9&>" I!>9" J&!>BBB文献标识码! .BBB文章编号! &%%& =9!###$%&’$%# =%%%& =%"
!"#$%&%’(%)(*"+&*(,(*$(-$./"-+(*.01*(-+2(3$1.1456$." $.2(7(.+89 :("*-
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WOQ8W4WEFWUFTOE4TF7OEOGFE1S#A’ WFEF1T12158VO2GEOE81LG74T8L5&">& =$%&% 8L +OGEFTL @1TFGECF581L %+@C& 8L )N8LO
XOGFGEOY28GNF76?OGF7 1L ENF7OEOGFE! OL OLO2PG8G1L ENFVNOL5FVNOTOVEFT8GE8VG1SENFWOQ8W4WEFWUFTOE4TFUT81TE1OL7
OSEFTO7;4GEWFLEXOGVOTT8F7 14E6-NFTFG42EGGN1XF7 ENOEENFO7;4GEF7 WOQ8W4WEFWUFTOE4TF7OEOGFT8FGNO7 OL OZFTO5F
XOTW8L5ETFL7 1S%3&9&! %3$’’! =%3%%$! %3$%& OL7 %3$>’ H UFT&% PFOTG1L OLL4O2OL7 S14TGFOG1LO2%GUT8L5!
G4WWFT! O4E4WL OL7 X8LEFT& E8WFGVO2FG! TFGUFVE8ZF2P6[L OLL4O2GVO2F! ENFO7;4GEF7 OLL4O2WOQ8W4WEFWUFTOE4TFO2
FQN8Y8EF7 OXOTW8L5ETFL7! XN82FENFOLL4O2WOQ8W4WEFWUFTOE4TFUT81TE1O7;4GEWFLENO7 OV1128L5ETFL7 S1TGFZFTO2
WFEF1T12158VO2GEOE81LG6(UT8L5! O4E4WL OL7 X8LEFTGN1XF7 OXOTW8L5ETFL7 O2W1GEFZFTPXNFTF8L +@C! XN82FG4WWFTNO7
OV1128L5ETFL7 8L W1GEGEOE81LG! FGUFV8O2P8L ENFTF581LGYFEXFFL ROL5E\FC8ZFTOL7 RF21XC8ZFTX8EN8L ENF+@C6
=(> ?1*@-" B7O82PWOQ8W4WEFWUFTOE4TF# 8LEFTU12OE81L 1SW8GG8L5TFV1T7# N1W15FL8\OE81L O7;4GEWFLE# CDEFGE# V28WOEF
VNOL5F# FOGEFTL S1TFGETF581L%+@C& 1S)N8LO
BB东部林区是我国重要的经济用材林和水土涵养
林基地!气候变化可能会对林区的树木种植(林木抚
育(病虫害防治(林火控制等产生影响 %方修琦等!
$%%$# ,FWOL8$-.#=! $%%’&!但目前东部林区的气候
变化事实尚无报道$ 摸清该区域的气候变化事实!
探讨其可能的演变趋势!极有利于该区域林业生产
的气候变化应对$
长时间序列(连续且均一性较好的历史气象数
据集是气候研究的基础$ 均一性时间序列被定义为
只包含天气和气候变化的序列 %)1LTO7 $-.#=!
&"A%&$ 但是!大多数长时间序列却受到很多非气
候因素的影响!以至于不能反映气候因素的真实变
化$ 这些影响均一性的非气候因素主要有站点迁
移(仪器及观测技术的变更(观测时间及计算均温方
法的改变和站点周围环境的改变%]8EVNF2! &"A’&$
这些因素可能会导致虚假的(不连续的变化趋势!以
至于得出模糊甚至是歪曲的气候变化事实% 1^LFG$-
.#=! &"#>&$ 因此!有必要进行非均一性检验和均一
性订正!去除由非气候因素引起的虚假气候变化信
号!使非气候因素对资料均一性的影响减少到最低!
林 业 科 学 !" 卷B
以达到揭示温度真实变化的目的$
针对温度资料的均一化问题!国外许多学者提
出过不少解决方案" .2FQOL7FTGG1L%&"#>&提了标准
正态均一化检验方法!目前被广泛应用# (121X
%&"#9&提出了二位相回归检验法!通过在双位相回
归中确定变点来检验时间序列的变化趋势# 匈牙利
气象局开发了序列均一性的多元分析%].(D&$ 国
内也有很多学者开展了均一性研究工作" /8等
%$%%"O&应用综合方法%结合元数据&建立了中国东
南部均一化历史气温资料数据库# /8等%$%%"Y&应
用].(D方法对中国 A!" 个站点气温数据进行了均
一化订正!对比分析了订正前后 &">%’$%%# 年温度
变化趋势$
KOL5%$%%’&对二位相回归检验法进行系列改
进之后!提出了惩罚最大 >检验方法%I]@-&!该方
法能够有效避免非均一的参考序列带来的检验误
差!提高了检验的准确性$ 本研究选取 CDEFGE方法
进行均一性检验和订正$ 该方法是基于惩罚最大 -
检验%I]-&%KOL5$-.#=! $%%9&和惩罚最大 >检验
%KOL5! $%%#O&的均一化方法!充分考虑了自相关(
误报警率和检测能力的非均匀分布问题 %KOL5!
$%%#Y&$ 通过应用经验的惩罚函数!可降低误报警
率和改善长时间数据序列的检测能力$
本研究在年和季节尺度上分析我国东部林区最
高气温变化趋势!针对观测序列中存在少量缺测记
录!应用线性回归模型对缺测日最高气温进行插补!
得到记录齐全的完整逐日最高气温序列$ 在此基础
上应用 CDEFGE方法对月平均高温序列进行均一性
检验和订正!最终建立了完整且均一的最高气温数
据集$ 旨在揭示我国东部林区的气候变化事实!进
而为东部林区的气候变化应对提供气候学背景
依据$
&B研究区概况
东部林区共包含 &" 个省%市(自治区&!分别为
内蒙古(陕西(山西(河北(北京(天津(山东(江苏(安
徽(河南(湖北(湖南(江西(上海(浙江(福建(广东(
广西和海南$ 其中内蒙古(陕西(山西(河北(北京及
广西仅为部分地区%池亚飞等! $%&’&$ 东部林区是
研究时段内我国气象站点最为密集的区域$
$B研究方法
ABCD气象数据来源
&">&’$%&% 年逐日最高气温资料来源于国家
气象信息中心资料室!并已经过初步质量控制$ 本
研究剔除了月值缺测的站点# 为了减少城市热岛效
应的影响!同时剔除了东部林区中省会城市内的站
点以及位于北京(上海(天津市市区内的站点$ 最终
选定了区域内 #A’ 个气象观测站点$
ABAD缺测日值插补
通过缺测站点和周围参考站点的气温序列建立
一元线性回归模型来插补缺测的日最高气温$ 具体
步骤为" && 将缺测站点定为 .站点!参考站点定为
?站点!缺测日期计为 O时间!O时间上下各 9 天共
&! 天计为 Y 天!此 O_Y 天计为 V时间!该 V天邻近
! 年相同时间段的每年 V天!共 !V天记为 7 时间!
将该 7 _Y 时间记为 F时间# $& 以缺测站点为圆
心(半径 A% ‘W范围内的站点均作为候补参考站点#
’& 若 ?站点相应的 V时间无缺测!则将 ?站点定为
准参考站点!否则将其剔除出候补参考站点依次检
查所有的 ?站点!确定所有的准参考站点# !& 将所
有的准参考站点的 F时间序列取平均得到参考站点
序列# A& .站点的 F时间序列和对应的参考站点序
列通过最小二乘法建立一元线性回归方程# >& 代
入所有准参考站点 O时间平均得到的日平均最高气
温!求得插补日最高气温$
选用交叉验证法对日最高气温缺测记录的插补
结果进行检验%.2FL $-.#=! $%%&&$ 即假设某个站
某天记录缺测!利用插补模型法插补出所缺测的日
最高气温!然后对插补值与实际观测值进行对比分
析$ 用平均误差%WFOL FTT1T! ]+&和平均绝对误差
%WFOL OYG124EFFTT1T! ].+&来检验插补精度"
]+?&
:"
:
*?&
%@"*A@$*&#
].+?&
:"
:
*?&
@"*A@$* $
式中" @"*和 @$*分别为第 *天实际观测值和插补值#
:为插补天数$
ABED2F+(-+均一性检验和订正
CDEFGE方法是基于 I]-%KOL5$-.#=! $%%9&和
I@]-%KOL5! $%%#O&的均一化方法$ 它经验性地
考虑了时间序列的 2O5<& 自相关!并嵌入递归检验算
法%KOL5! $%%#Y&$ 基于 CDEFGE的 CDEFGE0$ 软件!
能够用于检验(订正包含一阶自回归误差的数据序
列的多个突变点%平均突变&$
对于存在线性趋势的时间序列)B-*!如果有一
间断点且出现在序列 C处%&#C#(&!则最可能的
间断点服从以下分布"
I@WOQ ?WOQ&#C#:A&+D%C&>3%C&,$
式中" D%C&是建立的经验性惩罚因子!其建立方法
$
B第 # 期 邬B宏等" 近 A% 年中国东部林区最高气温序列
见 KOL5%$%%#O&# >3%C&&的计算方法如下"
>3%C& ?
%((+% A((+a&
((+aE%:A’&
!
((+a?"
C
*?&
%B-AF!& A"a-&
$ G"
:
-?CG&
%BHAF!$ A"a-&
$!
((+% ?"
:
-A&
%B-AF!% A"a%-&
$!
!? !& A!$ $
式中" -b&! $!-!:# :为序列中的变量个数# B-为
变量值# !& 和 !$ 分别为间断点 C前后 $ 个序列的
回归常数!且 !&$!$# F!% 和 "a% 是在 !& b!$ b!时的
估计值$
通过回归检验算法来检验出突变点!并将突变
点按照统计值 I@WOQ由大到小排列!形成列表$ 根据
列表中的 I@WOQ值及其相应的 "Ac不确定区间判断
最小的突变点是否显著$ 若 I@WOQ统计值大于相应
的 "Ac不确定区间上限!则可以确定为显著!若小
于下限则不显著$ 然而!如果I@WOQ统计值位于 "Ac
不确定性区间!就只能主观确定这个突变点是否显
著!这是由估计序列未知的 2O5<& 自相关内在的不确
定性引起的$ 确定为不显著时剔除该突变点!调用
函数再次评估剩余突变点的显著性水平$ 重复整个
评估过程进行再评估!直到检测出的每个突变点都
被确定为显著$ 如果至此没有统计显著的突变点!
检验的时间序列被认为是均一的!不再需要进行该
序列的订正$
订正时!待订正序列与参考序列%均一性序列&
的差值序列被用来识别突变点的位置和显著性!最
后用一个有普遍趋势的多相回归模式来拟合差值序
列的距平%相对于平均年循环&!获得突变值的最终
估计!依据这个由差值序列估计的突变大小 !!将突
变点前的差值序列订正到突变点后的差值序列上!
即为订正差值序列!所以订正差值序列加上参考序
列即为订正序列$ 本研究依据此原理开展 #A’ 个站
点日最高温度序列的订正$
ABGD气候倾向率
采用气候倾向率对年和季节尺度的最高气温进
行分析$ 该方法把最高气温表示为时间的线性函数!
即 F7b#% _#&-!运用最小二乘法得到回归系数 .&!.&
d&% 为气温变化速率!也称为气温变化趋势或气候
倾向率$ 采用 %3%A 和 %3%& 的 -检验法对最高气温变
化趋势进行显著性检验!即当相关系数的绝对值分别
%%3$#% 和%%3’>$ 时!表示相关显著和极显著!认为
气温变化不是随机振动而是明显的气候趋势$
采用非参数检验 ]OLL&"""&对东部林区近 A% 年平均最高气温序列进行突
变检验$
最高气温变化趋势空间分布图采用地理信息系
统%.TVf*(&的反距离插值%*gK&法进行空间插值$
AB8D四季的划分
分别将 ’’A!>’#!"’&& 和 &$ 月至翌年 $ 月
划定为春(夏(秋(冬四季$
’B结果与分析
EBCD插补结果与检验
本研究随机选取位于本区域内偏南(中间(偏北
部位的 ’ 个站点进行插补验证$ ’ 个站点共随机选
取了 ’9& 个最高气温日值!人为将其去除!视为.缺
测/!用插补模型进行插补!得到插补值$ 然后用观
测值减去插补值!得到插补误差$ 其直方图如图 &
所示!插补误差集中在 % H 附近!误差范围为
=&3A h&39 H!插补误差平均值即 ]+为 %3%& H!
标准正态曲线围绕在平均值 %3%& H周围$ 统计得
到 ].+为 %3’# H$ 可见!插补误差较小$
为了验证插补是否会对东部林区年平均最高气
温序列产生影响!计算林区插补差值序列 %图 $&$
林区插补后!&">&’$%&% 年最高温度序列减去原始
序 列 即 为 插 补 差 值 序 列$ 插 补 差 值 范 围 为
=%3%%% ’ h%3%%% & H!其绝对平均值为 %3%%% %9
H$ 因而!插补对东部林区的最高温度序列无明显
影响$ 需要指出的是!经过插补!补全了研究时段内
缺测的记录!建立了东部林区 #A’ 站 &">&’$%&% 年
完整的逐日最高气温数据集$
图 &B日最高气温插补误差
@853&BD8GE15TOW1SFTT1TGYFXFFL 1YGFTZF7 OL7
8LEFTU12OEF7 7O82PWOQ8W4WEFWUFTOE4TFG
EBAD均一化订正
’3$3&B均一化订正对林区最高温度年变化的影响
东部林区 &">&’$%&% 年均一化前后平均最高气温
’
林 业 科 学 !" 卷B
增温速率分别为每 &% 年 %3&9" 和 %3&9& H!订正后
较订正前降低了 %3%%# H$ 东部林区订正差值序列
见图 ’!即订正后各年的最高温度减去订正前的对
应值所得序列$ &">A’&""" 年及 $%&% 年订正值为
正值!其余年份为负值# &"9" 年订正差值最大
%%3%>A H&!$%%9 年最小% =%3%&9 H&# 订正差值
绝对平均值为 %3%’A H$ 东部林区订正后的年平均
最高温度变化趋势与订正前差值很小%表 &&!表明
订正对整个林区最高温的年增温速率影响不
明显$
图 $B东部林区平均最高气温插补前序列%即原始序列&及插补后的差值序列
@853$B[T8581LO2OLL4O2WOQ8W4WEFWUFTOE4TFGFT8FGOL7 78SFTFLVFYFEXFFL ENF
8LEFTU12OEF7 OL7 1T858LO21LFG8L ENFFOGEFTL S1TFGETF581L 1S)N8LO
图 ’B东部林区年平均最高气温订正序列(线性拟合及订正差值序列
@853’B.7;4GEF7 OLL4O2WOQ8W4WEFWUFTOE4TFGFT8FG! 8EG28LFOTS8E! OL7 78SFTFLVFYFEXFFL O7;4GEF7
OL7 4LO7;4GEF7 1LFG8L ENFFOGEFTL S1TFGETF581L 1S)N8LO
表 CD东部林区和 E 个特例站点订正前后年平均
最高气温每 C9 年的变化趋势
’"("*-14
/02".@+6*((7"-(-+"+$1.-L%"#$%&%+(%)(*"+&*(-(*$(-
".@+6(@$44(*(.+$"K<(+?((."@I&-+(@".@&."@I&-+(@+*(.@-
H
项目
*EFW
东部林区
+@C
五台山
K4EO8
]14LEO8L
三亚
(OLPO
五峰
K4SFL5
订正前 iLO7;4GEF7 %3&9" &3>&A %3%’& %39"A
订正后 .7;4GEF7 %3&9& %3’’" %3$A9 %3&>#
差值 g8SFTFLE8O2 =%3%%# =&3$9> %3$$> =%3>$9
BB订正后的最高温度序列 %图 ’&显示" &">&’
$%&% 年东部林区年平均最高气温呈显著的增暖趋
势$ A% 年间!最高温度呈波动式上升$ $% 世纪
>%’#% 年代!东部林区平均最高气温呈波动式下
降!&"#! 年温度达最低!为 &"3# H# 之后呈波动上
升!$%%9 年最高!为 $&3" H$
’3$3$B单站点最高温度非均一性大小和订正对其
年变化趋势的影响B表 $ 列出了订正前后年及 ! 季
平均最高气温变化趋势的站点个数$ 订正后!整个
林区在年尺度上均呈现出增温态势!而订正前甚至
有部分站点%# 个&呈降温趋势$ 订正后!年尺度上
极显著增温%%3%& 显著水平&的站点数量较订正前
!
B第 # 期 邬B宏等" 近 A% 年中国东部林区最高气温序列
明显多# 但在季节尺度上!春(秋季极显著增温的站
点较订正前多!夏(冬季则减少!夏季显著和极显著
降温的站点数量订正后均比订正前少!但降温的站
点数有所增加$
本研究从趋势差值和平均绝对偏差 $ 个方面衡
量了非均一性大小和订正对气候趋势的影响 %图
!&$ 趋势差值是指订正后站点气候倾向率和订正
前的气候倾向率的差值$ 平均绝对偏差是指平均绝
对非均一性!定义为 &">&’$%&% 年间所有的非零日
偏差%订正日值与非订正日值的差&的算术平均绝
对值$ 如图 ! 所示!东部林区单站的趋势差值为每
&% 年 j%3’ H$ 趋势差值超过每 &% 年 =%3! H的
有 $ 个站!分别是五台山站点%趋势差值最小!为每
&% 年 =&3$# H&和五峰站点 %每 &% 年 =%3>’ H&
%表 &&$ 平均绝对偏差为 % 的站点有 ’>9 个%占总
数 #A’ 的 !’c&! % h& H 的站点有 !9$ 个 %占
AAc&!超过 & H的站点有 &! 个%$c&$ 平均绝对
偏差超 过 $3% 的 站 点 仅 ’ 个! 依 次 为 五 台 山
%A3A H&(三亚%!3" H&和五峰%$3’ H&$ 因此!本
研究收集了这 ’ 个站点的元数据!分析订正对这 ’
个特例站点的影响$
CDEFGE均一性检验发现五台山站点月最高气温
序列突变点为 &""9 年 &$ 月$ 该站点在 &""# 年 &
月 & 日进行了迁站!使得台站海拔下降了 9%% W!水
平距离达到 $% ‘W%高晓容等! $%%#&$ 迁站导致该
站点突变点后最高温度突然抬升!整体比迁站前的
高%图 A&$ 由此可见迁址对最高温度序列产生了非
常大的影响$ 订正不仅辨识出了迁站的突变点!而
且订正后该站点最高气温的增温速率有明显下降
%图 A&$
三亚站在均一化后最高气温增温速率明显增
大%图 A& $ 元数据表明" $%%" 年 & 月 & 日该站从
原海南岛崖县三亚镇榕根坡搬迁到六道岭山顶!
海拔由原来的 > W提高到现在的 !&# W!新旧站址
间的直线距离达&% %%% W$ 经 CDEFGE检验!突变
点为 $%%# 年 &$ 月$ 由于台站迁移的影响!该站气
温序列非常不均一!迁站后 $%%" 年最高温度显著
降低%图 A& $
五峰站在订正后增温速率明显下降%图 A&$ 该
站 CDEFGE检验的突变点为 &""’ 年 &$ 月$ &""! 年 &
月 & 日该站从海拔为 "%# W的山上搬迁到附近海拔
>$% W处!海拔降低 $"% W%/8$-.#=! $%%"O# $%%"Y&$
此站的迁址使得高温序列在迁站后明显抬升 %图
A&$
订正后!五台山(三亚及五峰这 ’ 个站点均与周
围站点的增温趋势一致$ 这 ’ 个特例站点的订正结
果表明" CDEFGE均一化的数据资料能够降低台站迁
移等造成的非均一性$ 主要的非均一性能够通过
CDEFGE检验出来并加以订正!而且检测出的突变点
时间与迁站时间一致$ 所以!可以将 CDEFGE方法在
没有元数据支持的情况下用于均一性检验和订正!
使非气候因素对资料的均一性影响降到最低$
表 AD订正前后年和四季平均最高气温增加或降低的站点个数!
’"CMNC OA9C9 41*+6("..&"K".@-("-1."K-(*$(-
季节 (FOG1L
降温 )1128L5 增温 KOTW8L5
订正前 iLO7;4GEF7 订正后 .7;4GEF7 订正前 iLO7;4GEF7 订正后 .7;4GEF7
年 .LL4O2 #%% :%& %%% :%& #!A%!AA :A#"& #A’%!>> :>$%&
春 (UT8L5 ’9%% :%& ’A%% :%& #&>%’!$ :!>A& #&#%’!& :!#&&
夏 (4WWFT !!!%A’ :"9& !A&%!> :"A& !%"%&%’ :&A>& !%$%"% :&!’&
秋 .4E4WL 9%% :%& >%% :%& #!>%$"& :A$#& #!9%$9> :A’A&
冬 K8LEFT $%% :%& $%% :%& #A&%$A# :!&%& #A&%$’9 :’#>&
BB" 括号中数值为达到极显著:显著水平 %#b%3%&:#b%3%A &的站点个数$ ?TOV‘FEF7 L4WYFTWFOL ENFGEOE81LGX8EN OZFTPG85L8S8VOLE:
G85L8S8VOLEETFL7 %#b%3%&:#b%3%A& $
BB这样!经过均一化检验和订正!建立了 &">&’
$%&% 年东部林区 #A’ 个站点均一化的最高气温
序列$
’3$3’B林区最高气温年变化的突变与空间变化B
采用 ]OLL列的突变检验显示!近 A% 年东部林区年平均最高气
温在 $% 世纪 #% 年代中期开始呈上升趋势!$%%’ 年
开始气候显著变暖$ 在 ]OLL现为 i@曲线呈明显上升趋势!超过了 %3%& 的显著
水平$ i@曲线和 i?曲线相交于 &""9 年左右!出
现明显突变%图 >&$
从订正后东部林区年平均最高气温增暖趋势的
A
林 业 科 学 !" 卷B
图 !B订正前后东部林区 &">&’$%&% 年 #A’ 个站点的平均绝对偏差及趋势差值
@853!B-NFWFOL 1SOYG124EFZO24FG1S8LN1W15FLF8E8FGOL7 ENF78SFTFLVF1S28LFOTETFL7GYFEXFFL ENF
O7;4GEF7 OL7 4LO7;4GEF7 OLL4O2WOQ8W4WEFWUFTOE4TFGFT8FG8L &">&’$%&% OEFOVN 1SENF#A’ GEOE81LG
图 AB’ 个特例站点订正前后年平均最高序列
@853AB.7;4GEF7 OL7 4LO7;4GEF7 OLL4O2WOQ8W4WEFWUFTOE4TFGFT8FGS1TENTFFVOGFGEOE81LG
空间格局%图 9&来看!整个林区均呈现增温趋势$
显著增温的站点主要集中在林区西北部(长江流
域(东南沿海及海南省!林区西北部和浙江省东部
沿海有不少站点的增温速率甚至大于每 &% 年
%3!% H$ 不显著增温站点集中在长江流域以北的
区域和林区南部部分区域!增温速率为每 &% 年
%3%% h%3&" H$ 其中!长江以北的不显著增温区
域包括河南省(河北省南部和山东省东部!林区南
部的部分区域为广西(广东(福建与以北的湖南(
江西的交界区域$
’3$3!B平均最高气温度四季变化B东部林区近 A%
年订正后平均最高气温四季%春(夏(秋(冬&变化特
征分别为增温(降温(增温和增温%图 #&$ 春(秋(冬
’ 季平均最高气温都显著增加!都对年平均最高气
温的上升贡献大!其中冬季贡献最大!春季次之$ 而
夏季呈微弱的降温趋势$
>
书!第 " 期 邬!宏等! 近 #$ 年中国东部林区最高气温序列
图 %!东部林区年平均最高气温 &’(()*+(,’-检验结果
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图 >!订正后 ?@%?"A$?$ 年东部林区年平均
最高气温增暖趋势的空间格局
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5+:<+9’549+769?@%?"A$?$ /( 58++’35+9( 769+359+0/6( 67=8/(’
D!结论与讨论
东部林区是我国气象观测站点最为密集的区
域#本研究利用这一有利条件#采用线性插补模型#
对该林区 ?@%?"A$?$ 年无月值缺测记录的 "#E 站
点缺测日资料进行了插补$ 插补检验得出平均误差
&F为 $1$? G#平均绝对误差 &HF为 $1E" G$ 王
海军等%A$$"&应用线性回归模型对缺测的日气温
数据进行插补试验#得出逐日最高气温的平均绝对
误差为 $1EA G#因此#本研究插补具有较小的插补
误差$ 通过对缺测值的补插#最终建立了该时段日
最高气温的完整日值数据集$
运用 2I5+35方法对 ?@%?"A$?$ 年东部林区最
高气温进行均一性检验和订正$ 结果表明! 均一性
订正对整个林区的最高气温变化趋势影响很小#但
对个别站点的影响却非常大#这与 J/等%A$$@K&的
研究结果一致$ J/等%A$$@K&得出均一化后最高气
温增速较订正前每 ?$ 年降低了 $1$$@ G#本研究得
出最高气温增速订正后较订正前每 ?$ 年降低了
$1$$" G$ 特例站点的订正结果显示! 2I5+35方法
能够准确检出非气候因素的突变点时间#且检验的
突变点时间与迁站时间一致’ 2I5+35方法能够用于
均一性订正$ 曹丽娟等 %A$??&在回顾近年来国内
外地面气候资料均一性研究进展(研究技术及发展
趋势的基础上#总结出目前国内广泛应用的 A 种较
为成熟的均一化方法为 285+35和 &HBI方法$ 曹
丽娟等%A$?$&利用 L&.M方法结合台站元数据信息
对我国 >$? 个气象观测台站年平均风速资料进行均
一性检验#结果表明该检验方法在对风速资料进行
均一性检验时能够检出非均一的突变点$ 尽管气候
序列的非均一性很难彻底移除#但均一性订正无疑
能使非气候因素对资料的影响大大减少$ 对东部林
区最高温序列进行均一性订正#最终形成了均一化
的最高气温数据集$
!!订正后年及 D 季%春(夏(秋(冬&平均最高气温
增温速率分别为每 ?$ 年 $1?>?#$1AEE# N$1$$A#
$1A$? 和 $1A%E G$ J/等 %A$$@K&研究得出#我国
?@%$"A$$" 均一化年及 D 季最高气温增温速率分
别为每 ?$ 年 $1?@E#$1A$@#$1$@A#$1AA@ 和 $1ADD
>
林 业 科 学 !" 卷B
图 #B东部林区春(夏(秋和冬季平均最高气温序列及其线性拟合
@853#B-NFWOQ8W4WEFWUFTOE4TFGFT8FG8L GUT8L5! G4WWFT! O4E4WL! OL7 X8LEFTOL7 ENFV1TTFGU1L78L528LFOTS8E
8L ENFFOGEFTL S1TFGETF581L 1S)N8LO
H$ 对比 /8等%$%%"Y&的研究结果!在年尺度!东部
林区平均最高气温增温速率小于我国平均水平$ 陈
隆勋等%&""#&对中国近 !A 年来气候变化的研究表
明" &"#A 年以前!我国最高气温略有变冷!最低气温
变暖!但最低气温变暖趋势大于最高气温变冷趋势$
这一点与全球气温变化特征一致!亦即最高气温变
化不大而最低气温增暖明显$ 但自 &"#A 年以来!最
高最低气温都是变暖的!即 &"#A 年以后中国变暖并
不是完全以最低气温变暖为主的!最高气温的升高
也对中国气候变暖做出了贡献$ 四季中!春(秋(冬
’ 季升温显著!冬季升温最大!其次是春季$ /8等
%$%%"Y&研究表明夏季最高气温降温主要是由于 #
月份降温引起的!这可能与该区域 # 月份雨季中期
的云量大有关$ 然而在全球气候变暖(水循环增强
的大背景下!该区域云量的变化特征与演变趋势!需
要进一步探索$
李庆祥等%$%%>&对我国约 9’& 个基准(基本站
气温资料进行了均一性检验与订正!于 $%%> 年发布
了中国第一版均一化历史气温数据%&"A&’$%%!&$
之后 /8等%$%%"Y&应用 ].(D方法对我国 A!" 个基
准(基本站 &">%’$%%# 年逐日平均(最高和最低温
度序列进行了检验与订正$ 近几年!我国观测系统
发生了一些诸如自动化仪器的引入!城市发展下的
台站迁址!业务调整等新的变化!使得资料序列出现
了一些新的影响其均一性的因素$ 在此背景下!本
研究对东部林区内 #A’ 个观测站的最高气温日缺测
值进行插补!随之进行了均一化订正!首次建立了该
林区均一化的完整最高温数据集$ 无疑!气候变化
对森林产生着影响# 森林的可持续经营与管理!需
要适应气候变化%朱建华等! $%%9&$ 本研究所建立
的均一化完整数据集!必将为进一步探讨该区域气
候变化对森林的影响奠定基础$
参 考 文 献
曹丽娟! 鞠晓慧! 刘小宁6$%&%6I]@-方法对我国年平均风速的均
一性检验6气象! ’>%&%& " A$ =A>6
曹丽娟! 严中伟6$%&&6地面气候资料均一性研究进展6气候变化
研究进展! 9%$& " &$" =&’A6
陈隆勋! 朱文琴! 王B文! 等6&""#6中国近 !A 年来气候变化的研
究6气象学报! A>%’& " $ =&>6
池亚飞! 张称意! 梁存柱! 等6$%&’3&">&’$%&% 年中国东部林区降
水的完整日值序列建立与变化特征6应用生态学报! $! %! & "
&%!9 =&%A!6
方修琦! 余卫红6$%%$6物候对全球变暖响应的研究综述6地球科
学进展! &9%A& " 9&! =9&"6
高晓容! 李庆祥! 董文杰6$%%#6五台山站历史气候资料的均一性
分析6气象科技! ’>%&& " &&$ =&
李庆祥! 张洪政! 刘小宁! 等6$%%>6中国均一化历史气温数据集
#
B第 # 期 邬B宏等" 近 A% 年中国东部林区最高气温序列
%&"A&’$%%!& " &3% 版6北京" 国家气象信息中心气象资料室6
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与误差分析6气象! ’! %9& " #’ ="&6
魏凤英6&"""6现代气候统计诊断与预测技术6北京" 气象出版社!
>’ =>>6
朱建华! 侯振宏! 张治军! 等6$%%96气候变化与森林生态系统" 影
响(脆弱性与适应性6林业科学! !’%&&& " &’# =&!A6
.2FQOL7FTGG1L D6&"#>6. N1W15FLF8EPEFGEOUU28F7 E1UTFV8U8EOE81L
7OEO6 1^4TLO21S)28WOE1215P! > %>& " >>& =>9A6
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!责任编辑B于静娴"
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