./本科生畢業(yè)設(shè)計〔論文〕中文題目XX省50年來氣溫變化特征分析外文題目Analysisonthecharacteristicsoftemperaturechangeof50yearsinJiangxiProvince學(xué)號200807070016XX郭強(qiáng)華專業(yè)地理科學(xué)指導(dǎo)老師丁明軍完成時間20xx4月22日聲明本人X重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計〔論文〕是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作與取得的研究成果。其中除加以標(biāo)注和致謝的地方,以與法律規(guī)定允許的之外,不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫完成并以某種方式公開過的研究成果,也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而作的材料。其他同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在文中作了明確的說明并表示謝意。本畢業(yè)設(shè)計〔論文〕成果是本人在XX師X大學(xué)讀書期間在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下取得的,成果歸XX師X大學(xué)所有。特此聲明。聲明人〔畢業(yè)設(shè)計〔論文〕作者〕__聲明人〔畢業(yè)設(shè)計〔論文〕作者〕簽名：簽名日期：年月日摘要基于XX省1957-20xx15個氣象站點的逐日平均氣溫、最高氣溫和最低氣溫序列,采用了滑動平均、對比分析、一元線性回歸等方法對XX省年內(nèi)和年際氣溫的變化特征進(jìn)行了分析。主要結(jié)論如下：〔1〕XX地區(qū)氣溫呈冬季溫和、夏季偏熱、春秋季節(jié)暖和、四季很分明的特征,因為屬于季風(fēng)性氣候?！?〕50多年來,XX各地區(qū)年均溫與各季節(jié)氣溫均在上升中,且出現(xiàn)了冷暖期交替的階段性特點,20世紀(jì)80年代中期后相繼進(jìn)入暖期?！?〕日最高氣溫總體反而在緩慢下降中,其他諸如平均氣溫、日最低氣溫等等絕大程度上都在上升?！?〕贛北贛南氣溫均在波動中上升。〔5〕XX地區(qū)與全國乃至全球地區(qū)相似,到90年代末期以后,氣溫不同程度上升。關(guān)鍵詞：XX??；近50年；氣溫；變化特征AbstractBasedonJiangxiProvince,1957-201115meteorologicalstationsinthedailymeantemperature,maximumtemperatureandminimumtemperaturesequence,movingaverage,comparativeanalysis,alinearregressionmethodofJiangxiProvinceduringtheyearandinterannualchangesintemperaturecharacteristicsanalyzed.Themainconclusionsareasfollows:<1>Jiangxitemperaturewasmildwinters,partialheatinsummer,warmspringandautumnseasonsverydistinctcharacteristics,becausetheybelongtoamonsoonclimate.<2>Forover50years,theaverageannualtemperatureofJiangxiandseasonaltemperatureswereontherise,andthewell-beingofalternatingstagefeatureshaveenteredthewarmperiodafterthemid-1980s.<3>thedailymaximumtemperatureingeneralbutinaslowdecline,others,suchasaveragetemperature,minimumtemperaturelargelyontherise.<4>northofJiangxiandsouthernJiangxitemperaturefluctuationsrise.<5>Jiangxisimilarwiththecountryandtheworld,afterthelate1990s,thetemperatureincreasedtovaryingdegrees.Keywords:JiangxiProvince;nearly50years;temperature;variationcharacteristics目錄TOC\o"1-4"\h\z\u摘要3Abstract41引言62資料與方法72.1研究區(qū)概況72.2數(shù)據(jù)與方法93、結(jié)果分析113.1年內(nèi)變化分析113.2年際變化分析133.2.1.年平均氣溫變化分析133.2.2.氣溫季節(jié)變化分析14〔1〕夏季年平均氣溫變化分析14〔2〕冬季年平均氣溫變化分析15〔3〕春秋季平均氣溫變化分析163.2.3日最高氣溫變化特征分析18日最低氣溫變化特征分析194、結(jié)論21參考文獻(xiàn)：221引言近幾十年,尤其是進(jìn)入新世紀(jì)以來,全球變暖問題一直牽動著人們的神經(jīng)。種種爭論,都可歸結(jié)到一點,就是全球氣候在變化。主要為氣溫和降水等諸多要素在悄然發(fā)生變化。且先不談全球氣溫究竟是在升高還是降低,全球氣候的重大變化對全球的環(huán)境、生態(tài)會產(chǎn)生重大影響,可能威脅人類的生存環(huán)境,因此對全球氣候變化的研究對保護(hù)地球生態(tài)與人類生存環(huán)境有著重大意義。90年代以后,人們認(rèn)識到氣候具有突變性,而且關(guān)于氣候突變發(fā)生的時間尺度已經(jīng)由千年縮小到10年之內(nèi)[1]。對氣候突變的普遍定義是:氣候從一種穩(wěn)定態(tài)跳躍式地轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)定態(tài)<或穩(wěn)定持續(xù)的變化趨勢>。它表現(xiàn)為氣候在時空上從一個統(tǒng)計特性到另一個統(tǒng)計特性的急劇變化[2]。在全球氣候變暖的背景下,局部地區(qū)的異常高溫和干旱等極端天氣氣候事件也頻繁發(fā)生。因此,對局部某個地區(qū)的氣溫變化特征進(jìn)行分析是非常有必要的。氣候?qū)W家們普遍認(rèn)為過去的100a內(nèi),全球平均氣溫上升了約0.6℃。我國是地球上氣候變化敏感區(qū)和脆弱區(qū)之一,氣候變化對我國的影響表現(xiàn)在自然、社會、經(jīng)濟(jì)和政治等各個方面。因而我國近百年來的氣候變化研究是氣候?qū)W界非常關(guān)注的重要問題,而氣溫和降水作為其中的關(guān)鍵要素更是受到高度重視[3]。任國玉等分析表明,最近54年來我國平均增溫速率比全球或北半球同期高得多,從20世紀(jì)80年代后期開始,中國以冷季增暖為主要特點的變暖,有向全年性增暖過渡的趨勢[4]。氣候變化對全世界的經(jīng)濟(jì)和自然體系具有深遠(yuǎn)的影響。目前科學(xué)界和世界各國政府對氣候可能影響的研究越來越重視[5]。目前,研究XX省近代以來的氣溫變化的文章也不算多,尤其進(jìn)入現(xiàn)代以來幾十年的關(guān)于本區(qū)氣溫變化特征的論文發(fā)表得也少。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,利用1957-20xx的氣溫數(shù)據(jù),對我們XX地區(qū)年氣溫變化特征進(jìn)行整理分析。為XX的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)建設(shè)提供參考依據(jù)。2資料與方法2.1研究區(qū)概況圖1XX氣溫站點分布圖XX是我國一個山清水秀的省級行政區(qū),地處于北緯24°7′至29°9′,東經(jīng)114°02′至118°28′之間。政府駐地于XX市。XX省境內(nèi)除北部較為平坦外,東西南部三面環(huán)山,中部丘陵起伏,成為一個整體向鄱陽湖傾斜而往北開口巨大盆地。全境有大小河流2400余條,贛江、撫河、信江、修河和饒河為XX五大河流。XX區(qū)位極為優(yōu)越、交通非常便利。XX,東鄰XX、XX,南嵌XX,西靠XX,北毗XX、XX而共接長江,是中國所有省市中毗鄰省市最多的省,為長江三角洲、珠江三角洲和閩南三角洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的共同腹地,以XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、澳門、臺北等各經(jīng)濟(jì)重鎮(zhèn)、港口為依托,XX高速公路網(wǎng)絡(luò)極為發(fā)達(dá),20xx9月境內(nèi)高速公路達(dá)到4344公里,在全國排名第4位,主要出省通道全部高速立體化。XX鐵路網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá),區(qū)內(nèi)昌九、昌贛城際鐵路,滬昆、合?？瓦\專線,京九、浙贛線等鐵路貫穿XX全境,構(gòu)成了發(fā)達(dá)便捷的高鐵網(wǎng)絡(luò)。航空發(fā)展迅速、水運交通便捷。XX屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,氣候春季回暖較早,但天氣易變,乍暖乍寒,雨量偏多,直至夏初；盛夏至中秋前晴熱干燥；冬季陰冷但霜凍期短,尤其是近年,暖冬氣候明顯。由于XX地勢狹長,南北氣候差異較大,但總體來看是春秋季短而夏冬季長。到目前,XX共有XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、XX、撫州等11個地級市。圖1XX氣溫站點分布圖2.2數(shù)據(jù)與方法所用數(shù)據(jù)采自XX省〔修水、XX、XX、遂川、XX、廬山、鄱陽、XX、XX、樟樹、貴溪、玉山、南城、廣昌、尋烏〕15個氣象臺站1957年-20xx〔上半年〕逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫,數(shù)據(jù)來源可靠,準(zhǔn)確無誤。首先,將15個站點的氣溫資料按月份、年份進(jìn)行處理,其次,經(jīng)整理得到年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫。將一年劃分為春夏秋冬四季：3-5月為春季；6-8月為夏季；9-11月為秋季；12-翌年2月為冬季。分別求出各季的平均氣溫。再次,對整理后所得的年平均值和季節(jié)平均值進(jìn)行距平化處理。本文采用3年趨勢滑動平均和一次線性傾向估計來描述氣溫的年際變化趨勢,通過Excel繪制出氣溫相關(guān)的變化圖,并添加相關(guān)的趨勢線對XX地區(qū)的氣溫空間差異進(jìn)行分析。以下是除距平外其他方法的簡單介紹：滑動平均法：,其中為點的滑動平均值,為單側(cè)平滑時距〔點數(shù)〕。滑動平均法是一種平滑和濾波的數(shù)據(jù)處理方法,通過滑動平均后,可濾掉數(shù)據(jù)中頻繁隨機(jī)起伏,顯示出平滑的變化趨勢?；瑒悠骄挚煞譃?點滑動平均、5點滑動平均和7點滑動平均等,例如：使用7日滑動平均對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,其原理如下:Yi=eq\f<xi-3+xi-2+xi-1+xi+xi+1+xi+2+xi+3,7>i=4……n-3,其中n為系列個數(shù)[6]。不過,本文為避免繁瑣,還是采用3點滑動平均。一元線性回歸法：使用氣候?qū)W比較常用的求氣候傾向率法對氣溫變化進(jìn)行分析,即采用一元線性回歸方程,求其線性趨勢變化率,并分析XX省氣溫變化趨勢。氣候傾向率大于零表示氣候要素隨時間序列變化是逐漸上升的趨勢；小于零表示其變化隨時間序列變化呈下降趨勢[7]。同時采用3年滑動的方法對其進(jìn)行輔助分析,進(jìn)一步分析該地區(qū)氣溫的趨勢變化。一次線性傾向估計公式：Y=a0+a1t,式中Y為氣溫、t為時間〔本文為1957年-20xx〕、a0為回歸常數(shù)、a1為回歸系數(shù)。其中,a1反映了氣溫的變化速率,并且a1*10表示氣溫每10年的變化趨勢。實際上,在文中所添加的趨勢線也是氣溫隨時間變化的趨勢,體現(xiàn)的是在時間序列中,氣溫隨時間變化的一種趨勢或說是氣溫隨時間變化的一種自相關(guān)。3、結(jié)果分析圖2氣溫年內(nèi)變化特征3.1年內(nèi)變化分析圖2氣溫年內(nèi)變化特征表SEQ圖表\*ARABIC11957-20xx月平均氣溫與距平〔單位:℃〕春季夏季月均溫平均距平3月4月5月平均6月7月8月平均11.7717.6922.1817.2225.4128.6928.0327.38-5.93-0.014.48-0.487.7110.9910.339.68秋季冬季月均溫平均距平9月10月11月平均12月1月2月平均24.4419.1413.3918.997.905.687.587.056.741.44-4.311.29-9.80-12.02-10.11-10.65春季：氣溫開始上升,是一年中氣溫第二低的季節(jié),季平均值為17.22℃。3月份是春季月平均氣溫最低的月份,為11.77℃。夏季:增溫迅速,是一年中氣溫最高的季節(jié),季平均氣溫為27.38℃。多有極端高溫天氣的出現(xiàn)。月平均最高氣溫出現(xiàn)在7月份,為28.69℃,也是一年中月平均氣溫最高的月份。秋季：氣溫由夏季的峰值開始下降,秋高氣爽。秋季是一年中氣溫第二高的季節(jié),季平均氣溫為18.99℃。11月份是秋季月平均氣溫最低的月份,為13.39℃。冬季：氣溫下降迅速,是一年中最寒冷的季節(jié),季氣溫平均值為7.05℃。1月份是冬季月均溫最低的月份,也是一年中氣溫最低的月份,為5.68℃。由上述可知:XX地區(qū)年內(nèi)氣溫變化為：氣候較為溫和,年平均氣溫為17.699℃。春秋季節(jié)氣溫比較溫和分別為17.22℃和18.99℃；夏季氣溫最熱,平均氣溫為27.38℃,其中2個月氣溫都超過27℃,7月份氣溫更是達(dá)到28.69℃；冬季氣溫最為寒冷,平均氣溫為7.05℃,其中1月的氣溫不足6℃,為5.68℃。夏熱冬冷春秋溫和,四季分明。月最高氣溫為7月,月最低氣溫在1月,氣溫相差23.01℃,冷熱變化顯著。3.2年際變化分析.年平均氣溫變化分析XX地區(qū)平均溫度距平圖3的直線回歸方程為：y=0.015x-31.15,斜率為0.015,是正值,表明XX年平均溫度呈上升趨勢。其中的直線即為回歸直線。根據(jù)回歸方程計算,1957-20xx氣溫升幅為0.825℃。從溫度距平三年滑動平均曲線來看,1957-20xxXX的年平均氣溫變化總體上升。1957-1997年的41年間出現(xiàn)了3個為正值的峰值分別為1961-1963年的0.21℃、1977-1979年的0.04℃和1990-1992年的0.04℃；還有三個谷值,分別為-0.51℃、-0.49℃、-0.47℃,最小值就是-0.51℃,處于1970-1972年間。故1957-1997年為偏冷階段。而1998-20xx為偏暖階段,都為正值,最大值出現(xiàn)在2007-20xx間,為0.77℃。圖3年平均氣溫距平變化根據(jù)年平均氣溫距平變化曲線可以看到1957-1996共40年的時間里,距平負(fù)值的年份有30年,只有10年為正值,且1963年最大,為0.40℃,其余都在0.4℃以下。負(fù)值在-0.5℃以下的有4年,最小值出現(xiàn)在1984年,為-0.89℃。1997-20xx距平值皆為正,在0.5℃以上年數(shù)有7年,最大值為1.03℃,出現(xiàn)在20xx。圖4XX部分地區(qū)50多年平均氣溫變化狀況上圖為選中的15個站點中除去廬山的14個站點的多年平均氣溫變化特征,XX省各地50多年來均溫高低變化復(fù)雜,不同程度劇烈,但有一個規(guī)律：進(jìn)入90年代后均溫都有所提高。再結(jié)合圖1各地的地理坐標(biāo),從空間尺度來看,贛北、贛中、贛南的變化不盡相同,尋烏溫度最高,但溫度曲線曲折度不大,而溫度偏低的修水、鄱陽等卻振蕩得厲害即年際間忽高忽低。值得一提的是,1998年各地氣溫都呈現(xiàn)出峰值狀態(tài)?？傊?XX11個地級市中縣的代表都包含在內(nèi),各地的年均溫都在曲折中上升。而且,贛南贛北溫差不算大,呈3℃上下。不過,廬山由于海拔高,冬冷夏涼,加上處于XX省的北部,緯度也偏高,所以溫度較低,很特殊,故在此不作為重點。3.2.2.氣溫季節(jié)變化分析〔1〕夏季年平均氣溫變化分析從圖5可知夏季直線回歸方程的斜率為0.0053,升幅較小,根據(jù)回歸方程計算,1957-20xx的升幅為0.2915℃。夏季的3年滑動平均曲線來看,其正負(fù)距平波動頻繁,且振幅較小,正負(fù)絕對值大小相近,大部分在+0.6℃之間。20xx以后正值逐漸增多和增大,都在0℃以上,有增溫的趨勢。夏季的溫度距平變化的總體幅度小,呈現(xiàn)出冷暖交替且數(shù)值沿零值大致對稱分布的特點,大部分在±1℃。正距平最大值在20xx為1.25℃。負(fù)距平最圖5年平均夏季氣溫距平大值在1997年為-1.22℃?！?〕冬季年平均氣溫變化分析從XX地區(qū)的冬季平均溫度距平變化曲線可以看到,回歸直線也是呈上升趨勢。冬季溫度距平的直線回歸方程為：y=0.022x-0.632,斜率為0.022,此值大于年平均氣溫距平回歸方程的斜率,即冬季溫度的升溫幅度大于年平均溫度的升幅。根據(jù)回歸方程計算,冬季的升幅為1.21℃。從冬季的3年滑動平均曲線來看,1957-1986年只有2個在0℃以上的峰值,最大出現(xiàn)在1978-1980年,值為0.66℃。所以1957-1986年為冷期。而緊接著的1987-20xx為暖期,呈明顯對比。因為幾乎所以值都在0℃以上,另外,在1℃以上的值有3個,最大值1.33℃。圖6年平均冬季氣溫距平根據(jù)冬季距平變化曲線可以看到：1957-1989年總共33年間,距平值為負(fù)值的有22年,正值只11年,而且負(fù)值的絕對值較正值的絕對值大。正值最大值出現(xiàn)在1979年,為1.99℃,與此對應(yīng),絕對值最大的負(fù)值已達(dá)-2.80℃,是出現(xiàn)在1984年。負(fù)值在-1℃以下的有6個。1990-20xx共22年間,有16個正值和6個負(fù)值,可見,此段時期氣溫回暖明顯,最大值為20xx的2.06℃,最小值為20xx的-1.53℃?！?〕春秋季平均氣溫變化分析XX地區(qū)春、秋季年平均氣溫距平的直線回歸方程分別為：,斜率分別為0.015和0.019,都為正值,表明XX地區(qū)春秋季年平均溫度均呈上升趨勢。根據(jù)回歸方程計算,1957-20xx的升幅分別為0.825℃和1.045℃。從溫度距平3年滑動平均曲線來看,XX地區(qū)1957-20xx春秋季平均氣溫變化總體在上升的趨勢下,大致亦呈現(xiàn)出暖-冷-暖的變化特征。尤其是在1994-1996年是為轉(zhuǎn)折點,之前大部分為負(fù)值,之后絕大部分正值。對比發(fā)現(xiàn),春秋季節(jié)共有的峰值所在年份時間段有1965年〔春0.39℃秋0.45℃〕和20xx〔春0.85℃秋0.98℃〕根據(jù)距平變化曲線可以看到,1957-20xx間春季和秋季的年均溫曲線變化大致走向呈一致。單純從數(shù)值來看,秋季的氣溫振蕩幅度顯得稍大。而且同樣,1994年亦是一個明顯界點,之前的1957-1993年多為負(fù)值,1994-20xx則大部分為正值。由此可知,1993年后XX春秋兩季增溫迅速。圖7春、秋兩季年距平變化尤衛(wèi)紅等的研究表明,近100年來全球氣溫增暖的突變點是1979年,而中國氣溫增暖的突變點在1987年,從1987年開始才出現(xiàn)明顯的增暖突變[8]。這和我們現(xiàn)在的研究結(jié)果不謀而合?？偨Y(jié)上述幾段,XX地區(qū)55年來氣溫年際變化為：1〕年平均氣溫、春季年平均氣溫、秋季年平均氣溫都在波動中呈上升趨勢。都分為冷暖兩個階段,20世紀(jì)50年代末至20世紀(jì)90年代中期為冷期,20世紀(jì)90年代之后為暖期。暖期氣溫上升比較明顯。而且很巧合的是,年均溫和春季年均溫的趨勢〔線性〕值都相同,斜率都為0.015,說明在某方面二者存在相似性。2〕夏季年平均氣溫上升不明顯,趨勢線斜率接近0,幾乎沒有增長。都在圍繞0℃上下震蕩。但進(jìn)入21世紀(jì)有增溫的趨勢。3〕冬季年平均氣溫也在波動中上升,卻上升幅度最為明顯。分為冷暖兩個階段,20世紀(jì)50年代后期至20世紀(jì)80年代中期為冷期,20世紀(jì)80年代后期以后為暖期,上升勢頭迅猛。4〕各季氣溫除均呈上升趨勢,但升幅不同,冬季最大,秋季次之,春季最小,夏季幾乎無增長。秋冬兩季上升幅度大于年平均氣溫,夏季上升幅度小于年平均氣溫。3.2.3日最高氣溫變化特征分析事實上,平均氣溫的變化與最高、最低氣溫的變化是緊密相關(guān)的。進(jìn)一步分析其最高、最低氣溫的變化有助于全面了解長江流域氣候變化的特征和進(jìn)行氣候圖8年平均最高氣溫變化變化因子的討論,有助于氣候災(zāi)害的預(yù)測,對防災(zāi)減災(zāi)有重要意義[9]。我們主要分析55年來日最高氣溫的年平均氣溫值的變化狀況,來對它加以分析。圖8年平均最高氣溫變化如圖8所示,XX地區(qū)的日最高溫的年平均值變化圖,傾向率為0.011,R2=0.104。于是可知,第一：傾向率大于零,說明日最高溫的年平均值也是在增加的；第二：數(shù)值盡管大于零,卻比前面折線圖中的值還顯小,這就說明最大值雖上升,但速率較慢。圖9圖9最高氣溫7月氣溫變化圖9的變化系數(shù)為-0.003,這很獨特,說明最高氣溫在最熱月反而呈下降趨勢,20xx7月日最高氣溫的平均值最高,已經(jīng)超過36℃?？傊?由圖分析,最熱月和夏季的增溫都不是很明顯,可以說增溫主要由其他季節(jié)貢獻(xiàn)。3.2.4日最低氣溫變化特征分析XX地區(qū)近55年來的日最低氣溫同樣是上升的。圖10、圖11、圖12則分別是對日最低氣溫的年平均值、最冷月的平均值、最熱月平均值進(jìn)行分析。首先,如圖10所示,為其年平均氣溫變化狀況,可從圖中獲悉:年平均氣溫變化傾向率為0.020,R2=0.474,這說明日最低氣溫的年平均氣溫仍然是呈上升的變化,而且增溫速率高達(dá)0.20C/10a。其次,分析圖11和圖12,日最低氣溫在最冷月〔1月〕和最熱月〔7月〕的變化:XX地區(qū)的日最低溫,在1月和7月均呈上升的趨勢,其傾向率分別為0.026和0.012,R2值分別為0.085和0.099。于是比較一下,二者增溫速率都是較大的,且最冷月的增溫速率大于最熱月〔前者差不多是后者2倍〕。我們知道,分析各年代氣溫變化特征是了解氣溫變化最直接和最基本的方法[10]。于是總結(jié)出,就最低氣溫來分析,XX地區(qū)的氣溫增長明顯較快。圖10圖10年平均最低氣溫變化圖11圖11最低氣溫7月氣溫變化圖12最低氣溫1月氣溫變化圖12最低氣溫1月氣溫變化4、結(jié)論綜上所述,我們采用資料統(tǒng)計、作圖、制表、對比分析等數(shù)理統(tǒng)計方法,以不同時間段為單位,分析年、季、月平均氣溫[12],得出XX地區(qū)50多來年的溫度變化特征為：1〕由氣溫年內(nèi)變化的分析,可知：春寒夏熱,秋燥冬冷,春秋季短,夏冬季長；符合季風(fēng)顯著、四季分明的亞熱帶季風(fēng)氣候特征。春季開始升溫,氣溫波動大；夏季升溫迅速,氣溫最高；秋季氣溫適中,秋高氣爽；冬季溫和,氣溫最低。2〕50多年來年平均氣溫、年平均各季氣溫、年平均