Page 25 - ⑨环境与发展第6期

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生物多样性与自然保护 ߌ࣢აؿᅚ࿐ඌ௹़
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序列平稳为前提，不需要样本遵从一定的分 线出现交点，则交点对应的是时刻便可能是发
布，也不受少数异常值的干扰 以及正态分布 生突变的时间，当交点位置位于置信区间之内，
[21]
[22]
特征的限制 ，从而可以检测出某一要素长期 那么交点对应的时刻即是突变发生时间。
变化趋势和突变情况。 1. 2. 4 气候长期的演变趋势及持续性变化分析 ߌ࣢აؿᅚ࿐ඌ௹़

其 基 本 原 理 [19] 为 ：设 气 候 序 列 为 累计距平是一种常用的、由曲线直观判断
x( x ,x ,…,x )，构造一秩序列如下： 变化趋势的方法 。对于序列 x，其某一时刻 t
[23]
1 2 n
k i - 1 的累积距平表示为：
S = m (2 ≤ k ≤ n ) （6）
k ∑∑
ij
1,…,1)， UB = 0。ߌ࣢აؿᅚ࿐ඌ௹़
i = 1 j t ( x - x ˉ ) ( t = 1,2,…,n ) （12）
ij { 1x > x j x = i
t ∑
i
m = （7） i = 1
0 x < x j 1 n
i
x
式中：x ˉ = ∑ i
在原序列的随机独立等假定下， S 的均 n i = 1
k
值、方差分别为： 将 n 个时刻的累计距平值全部算出，即可
S
E( ) = k( k - 1) /4 （8） 绘出累积距平曲线进行趋势分析。累积距平
k
Var( S ) = k( k - 1)( 2k + 5 ) /72 （9） 曲线比较直观，可以从曲线明显的上下起伏来
k
[21]
将S 标准化 ，有： 判断其长期显著的演变趋势及持续性变化，甚
k
[24]
[ s - E( ) ] 至还可以诊断出发生突变的大致时间 。
s
k
k
)
UF = (k = 1,2,…,n（10） 2 结果与分析
K
Var( ) 2.1 近60年毛乌素沙地多年平均气温的变化
s
k
UF = 0 （11） 特征
1
UF 为标准正态分布 ，是按照时间序列 1961-2020年乌审召镇年平均气温变化在
K
x ,x ,…,x 计算出的统计量序列，其概率可以 5.4～8.2 ℃之间，60年的年均气温为6.8 ℃，20
n
1
2
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通过计算或查表获得 ，给定显著性水平 α = 世纪90年代之前，年代平均气温低于年均气温
0.05，置信区间 U 0.05 = ±1.96。若 |UF | > U ，则 值 0.4～0.5 ℃，之后较年均气温值偏高 0.2～
α
1
表明序列存在明显的变化趋势。 0.4 ℃。通过线性回归、曼—肯德尔趋势检验
按时间序列x的逆序x ,x n - 1 ,…,x ，再重复 对平均气温变化分析表明（图 2），气温倾向率
n
1
0.187 ℃/10 a，气温单调倾斜度指标β=0.0195>
上 述 过 程 ，便 得 到 UB = -UF ( k = n,n - ߌ࣢აؿᅚ࿐ඌ௹़
k
K
0，相当于 0.2 ℃/10 a 左右的增温，与线性回归
1
绘制出 UB 和 UF 两条曲线，通过综合分 结果较为一致，即年平均气温在波动中呈缓慢
k
K
析统计序列UB 和UF ，可以进一步分析序列x 上升趋势，略低于全国平均增暖速率 0.22 ℃/
k
K
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[25]
的变化趋势，而且可以明确突变的时间，指出突 10 a 的变化趋势 ，且相较全国近百年的气温
变区域。若UB 或UF 值大于0，表明序列呈上 变暖趋势0.2～0.8 ℃/100 a的变化速率要高许
K
k
升趋势，小于0则表明呈下降趋势，当超过置信 多，但与近50年0.6～1.1 ℃/50 a的变化趋势则
[26]
水平时，表明上升（下降）趋势显著。若两条曲 相差无几 。累积距平气温曲线呈现“凹”型
HUANJINGYUFAZHAN 19
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