摘要為研究滕州市季節變化對氣候變暖的響應，特按照候平均氣溫劃分四季，使用數理統計方法分析滕州市近54年四季開始時間及持續期的變化特征。結果表明：春夏兩季開始時間及冬季持續期年代間顯著差異均為20世紀50年代與90年代后，夏季持續期年代間顯著差異為50年代與90年代后及70年代與90年代后2組。秋冬季開始時間及春秋季持續期年代間無顯著差異；近54年來，滕州市春夏兩季開始時間提前趨勢顯著，秋冬季開始時間變化趨勢不顯著。四季持續期夏季變長，冬季變短趨勢顯著，春秋季持續期變化趨勢不顯著。20世紀80年代中期以后，冬季持續期、春季開始時間、秋季開始時間、夏季持續期和開始時間陸續發生明顯突變。

關鍵詞季節變化；相關系數；K-W檢驗；滑動t檢驗；山東滕州

氣候變化是全球變化研究的核心問題和主要內容。科學研究表明，近百年來，地球氣候正經歷一次以變暖為主要特征的顯著變化。近50年（1951~2000年）中國氣候變化的顯著特點是大范圍的明顯變暖，尤以我國北方變暖明顯。全國年平均氣溫增暖0.84℃/50年，最低氣溫增暖1.41℃/50年，最高氣溫增暖0.45℃/50年。因此，相應寒冷期縮短，炎熱期延長[1]。于是我們按照候平均氣溫劃分四季，以候平均氣溫穩定＜10℃為冬季，＞22℃為夏季，在10～22℃之間為春秋兩季，來研究滕州市季節變化對氣候變暖的響應。

1資料與方法

本文使用滕州市1952～2005年的逐候平均氣溫資料，按照候平均氣溫劃分四季的標準，以候平均氣溫穩定＜10℃為冬季，＞22℃為夏季，在10～22℃之間為春秋兩季，統計滕州市近54年四季開始時間及持續期。使用相關分析、K-W檢驗[2]、線性趨勢分析、累積偏差量檢定（C-D）、滑動t檢驗[3]等方法分析了四季開始時間及持續期的變化特征。

2結果與分析

2.1季節變化的基本特征和相關性

2.1.1季節變化的基本特征（見表1）。表1給出了滕州市1952~2005年季節變化基本統計量。從表1可以看出，滕州市四季開始時間的平均值分別為春季17候、夏季30.5候、秋季50.7候、冬季63.2候，標準差以春季最大，秋季最小。四季持續期平均值冬季最長為25.7候，其次是夏季為20.2候，春季第三為13.5候，秋季最短為12.5候，標準差以冬季最大，秋季最小。冬季持續期平均值是秋季的2倍多。

2.1.2季節變化相關分析（見表2）。表2為滕州市1952～2005年各季節變化相關系數或落后交叉相關系數。從表2可以看出，通過顯著性檢驗的相關系數開始時間與持續期之間有11組，其中最顯著的是夏季開始時間與持續期具有極顯著負相關，冬季持續期與落后1年的春季開始時間具有極顯著負相關；開始時間之間有2組：春夏兩季具有顯著的正相關，夏冬季具有顯著的負相關；持續期之間有4組，其中最顯著的是冬季與落后1年的春季持續期具有極顯著的負相關。

2.2四季開始時間與持續期的年代際變化

將資料按年代分為5組，其中A至E依次代表20世紀50年代（1952～1960年）至90年代后（1991～2005年）。用K-W檢定方法分析5組樣本是否存在顯著差異，如有差異，并進一步檢定差異年代，結果見表3。從表3可以看出，春夏兩季開始時間及冬季持續期年代間顯著差異均為50年代與90年代后，夏季持續期年代間顯著差異為50年代與90年代后及70年代與90年代后2組。秋冬兩季開始時間及春秋兩季持續期年代間無顯著差異。

2.3氣候變暖的反映

2.3.1四季開始時間與持續期變化線性趨勢分析（見表4）。表4給出了滕州市1952~2005年季節變化氣候傾向率、趨勢系數及顯著水平。從表4可以看出，春夏季開始時間提前趨勢均超過0.05的顯著水平，而秋冬季開始時間變化趨勢均不顯著。四季持續期夏季變長、冬季變短趨勢均超過0.05的顯著水平，而春秋季持續期變化趨勢均不顯著。

通過四季開始時間和持續期變化趨勢對比分析發現，夏季持續期變長主要原因是夏季開始時間變早，結束期（即秋季開始時間的前1候）并無顯著變化。冬季變短主要是因為冬天結束期（即春季開始時間的前1候）變早，冬季開始時間并無顯著變化。

2.3.2四季開始時間與持續期突變分析。用C-D累積偏差量檢定季節開始時間及持續期變化是否存在均一性，若為非均一性，則找出前后發生顯著變化的改變點，并用滑動t檢驗（取n1=n2=10）進一步確定改變點的位置。利用K-W檢定法來檢定前后樣本是否具有顯著差異，結果見表5。從表5可以看出，四季開始時間春夏秋三季均有突變點：春季于1988年、夏季于1993年發生由偏遲向偏早的突變，秋季于1989年發生由偏早向偏遲的突變，冬季開始時間無突變點。四季持續期夏冬兩季均有突變點；夏季于1991年發生由偏短向偏長的突變，冬季于1986年發生由偏長向偏短的突變，春秋兩季持續期無突變點。突變點前后樣本均有顯著差異。

3結語

在全球增暖的大背景下，滕州市季節變化呈現如下特點：

（1）一年之中，冬季最為漫長，夏季次之，秋季最短。冬季持續期平均值是秋季的2倍多。四季開始時間以春季波動幅度最大，而持續期以冬季波動幅度最大。夏季開始時間與持續期相關性最好，其次是冬季持續期與落后1年的春季開始時間，相關系數均達0.80以上。

（2）春夏季開始時間及冬季持續期年代間顯著差異均為20世紀50年代與90年代后，50年代春夏兩季開始時間最遲、冬季最長，而90年代后，春夏開始時間最早、冬季最短；夏季持續期年代間顯著差異為20世紀50年代與90年代后及70年代與90年代后2組，70年代夏季最短，其次是50年代，而90年代夏季最長。秋冬兩季開始時間及春秋兩季持續期年代間無顯著差異。

（3）近54年來，滕州市四季開始時間春夏兩季提前趨勢顯著，秋冬兩季變化趨勢不顯著。四季持續期夏季變長、冬季變短趨勢顯著，春秋兩季變化趨勢不顯著。夏季變長是由于夏季開始時間提前，冬季變短是由于冬天結束期提前。20世紀80年代中期以后，冬季持續期、春季開始時間、秋季開始時間、夏季持續期和開始時間陸續發生明顯突變：冬季變短、春季開始時間變早、秋季開始時間變遲、夏季變長開始時間變早。

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[1] 王馥棠，趙宗慈，王石立，等.氣候變化對農業生態的影響[M].北京：氣象出版社，2005.

[2] 王星.非參數統計[M].北京：中國人民大學出版社，2005.

[3] 丁裕國，江志紅.氣象數據時間序列信號處理[M].北京：氣象出版社，1998.