引言

气候变化已成为社会发展中被公众广泛关注的问题，而气候变化研究和气候预测研究的基础是能准确反映气候实际变化的均一性气候序列。均一性的气候资料是指测站得到的气象资料序列仅仅是气候实际变化的反映，它只反映了大气环境变化的信息。但在气候资料观测过程中，由于测站位置的迁移、周围环境的变化、观测仪器的变动、观测时次的改变等，都可能使观测得到的气候资料发生改变，破坏了资料序列的均一性^[1]。

国外许多学者对气候资料的均一性问题做了研究^[2-5]，取得了十分重要的进展。国内气象学者对气候资料的均一性研究起步较晚，许多气候变化和气候预测研究没有对使用的气候资料均一性进行说明^[6-14]，只是近年来才加强气候资料的均一性研究，刘小宁等^[15]采用比值法研究了年降水量序列的均一性检验方法；宋超辉等^[16]采用距平累加法和连续t检验法研究了平均温度序列的均一性检验方法；刘小宁^[17]采用SNHT方法对我国部分台站的年平均风速资料进行了均一性检验；鞠晓慧等^[18]采用Potter方法对我国部分台站的月总辐射资料进行了均一性检验，这些研究均取得了有益的经验和结论。

1949年以来，宁夏先后建立了20多个气象台站，已积累了长时期的气温观测数据。但随着社会经济的发展，大多数气象站的观测环境发生了明显的变化，部分站曾迁移过站址，这些变化是否造成宁夏气温资料的非均一性，至今尚未开展过系统的研究。因此，开展宁夏气温资料的均一性检验研究，不仅能给宁夏气温要素做出质量评估，也将为宁夏气象业务研究工作提供准确的气温资料序列。

1 资料与方法

选取宁夏24个气象站从建站到2006年年平均气温资料，全部资料取自宁夏气象档案馆。年气温序列经正态分布检验^[1]服从正态分布，采用连续t检验法^[16]对各站气温序列进行均一性检验，但序列的间断点均不真实。在此采用Potter检验法^{[2, 16, 18]}构造参照序列并进行均一性检验。

首先对每一个被检验站的气温序列计算其与邻近5个以上台站序列的相关系数，从中选出5个相关系数最高的站，要求相关系数均通过α=0.001的显著性检验；再计算这5个站同一年的平均值作为参照序列；对被检验序列进行检验，当检验统计量超出临界值水平时(显著性水平α=0.01)，则认为该序列为非均一，对应的间断点即为间断年份；根据间断年份，查阅台站历史档案，判断产生间断的原因及间断的真实性。

2 检验结果

用Potter检验法对宁夏24个气象站气温序列进行均一性检验，从检验的结果(表 1)可以看到，宁夏有9个测站的气温序列存在间断点，占总站数的37.5%；有15个测站的气温序列没有出现间断点，占总站数的62.5%，亦即这15个测站的气温资料是均一性的。从间断点出现的年份看，间断点主要集中在2001—2006年，共有7次，占总数的77.8%；1999年和2000年分别出现1次，分别占总数的11.1%。

根据文献[19]的研究，明显影响平均气温均一性的主要因素是站址迁移和统计方法不同。宁夏年气温序列严格按照《地面气象观测规范》^[20]统计，统计方法统一。经查存在间断点的9个测站台站历史档案中有关观测场地变动情况登记表，以及地面气象记录月报表(气表-1)和年报表(气表-21)中备注栏的有关记录信息，2000年以后由于各地城镇化的快速发展，部分测站的观测环境遭到破坏，大武口、贺兰、青铜峡、中宁、盐池和同心6个测站均在间断点的次年进行了迁移，因此，可以确定这6个测站气温序列的非均一性是由于迁站造成的；而陶乐、灵武和固原3个测站查找不到引起非均一性的原因，也没有充分的理由能够确定这3个测站气温序列的非均一性。

图 1为存在间断点的盐池站与不存在间断点的银川站年平均气温距平变化图。从图中可以看到，间断年以前(1954—2002年)两站距平符号变化基本一致，只有2年距平符号相反，两站距平只相差0.2~0.3℃；间断年次年(2003年)起，两站距平符号变化基本相反，盐池站以负距平为主，两站距平相差1.0~1.6℃。说明盐池站年平均气温序列在间断年前后存在明显的差异。

3 迁站次数分布

图 2为宁夏各年代平均迁站次数分布图。从图中可以看到，20世纪50年代是迁站最频繁的时期，14个测站中有9个测站迁移了18次，平均每个测站迁移了1.4次；60年代20个测站中有6个测站迁移了7次，平均每个测站迁移了0.4次；70年代23个测站中有11个测站迁移了13次，平均每个测站迁移了0.6次；80年代24个测站中有6个测站迁移了6次，平均每个测站迁移了0.3次；90年代24个测站均未迁移；2001—2006年24个测站中有10个测站迁移了10次，平均每个测站迁移了0.4次。

从上述分析可以看到，宁夏各测站迁移主要集中在20世纪50—70年代和2001—2006年，虽然各测站在50—70年代迁移的次数较多，但气温序列均未出现间断点；而2001—2006年各测站虽然平均只迁移了0.4次，但有7个测站的气温序列出现了间断点，说明2001—2006年期间迁移前后的测站环境与50—70年代迁移前后的测站环境相差较大。

4 均一性的影响因素

经查阅宁夏24个测站的台站历史档案，发现有19个测站曾迁移过，其中最少的迁移1次，最多的迁移7次；而石炭井、中卫、兴仁、麻黄山、海原、六盘山6个测站未迁移，其年气温序列也未出现间断，亦即测站的迁移对年气温序列均一性影响各不相同。

表 2为宁夏10个迁移测站气温序列无间断点的站址环境变化情况。从表中可以看到，10个测站迁移的次数和距离各不相同，其中惠农站迁移次数最多，迁移了7次、迁移距离超过12000m，韦州、隆德、泾源站只迁移1次，泾源站迁移距离不到40m，但各站迁移前后的站址环境变化均较小，拔海高度变化也不大，站址周边均比较空旷，说明这些测站的迁移没有影响到气温序列的均一性。

表 3为宁夏6个迁移测站气温序列间断点的站址环境变化情况。从表中可以看到，各测站最多迁移了3次、最少迁移了1次，但各测站最后一次迁移的站址环境发生了显著改变，均从建筑物和人口密集的“城区”迁移到比较空旷的“郊外”，亦即测站迁移后环境的显著变化造成了气温序列的非均一性。

陶乐、灵武、固原3个测站20世纪70年代以后再未进行50m以上的迁移，但这3个测站气温序列分别在2003、2000、1999年出现间断点(表 1)，且出现间断点的前后几年均未迁移；陶乐站2003年开始使用自动站观测，经对比2003、2004年人工与自动站气温观测资料，2003年人工与自动站年平均气温均为9.3℃，2004年均为9.4℃，因此，陶乐站气温序列2003年出现间断与使用自动站无关。

从陶乐、灵武、固原3个测站的环境演变中可以看到(表 4)，随着经济发展和城镇的建设，20世纪90年代开始测站的环境逐渐发生变化，测站周边建筑物逐渐增多，各测站已从“郊外”逐步发展为“城郊”或“城镇”，亦即城镇化发展造成的测站环境恶化是气温序列产生非均一性的因素之一。

由以上分析可知，测站的迁移次数不是造成年气温序列非均一性的直接原因，测站迁移前后站址环境的显著改变是造成年气温序列非均一性的主要因素，测站未迁移但周边环境城镇化变化也是年气温序列产生非均一性的因素之一。

5 小结

(1) 用Potter检验法对宁夏24个测站气温序列进行均一性检验，检验的结果为：有9个测站出现了间断点，有15个测站无间断点，这15个测站的气温序列是均一性的。

(2) 从间断点出现的年份上看，间断点主要集中在2001—2006年，共有7个，占总数的77.8%；1999年和2000年分别出现1个间断点。由于2000年以后各地城镇化的快速发展，测站的观测环境遭到破坏，大武口、贺兰、青铜峡、中宁、盐池和同心6个测站均在间断点的次年进行了迁移。

(3) 20世纪50年代迁站最频繁，平均每个测站迁移了1.4次，60、70、80、90年代和2001—2006年平均每个测站迁移了0.4次、0.5次、0.3次、0.0次、0.4次，但测站的迁移次数并不是造成年气温序列非均一性的直接原因。

(4) 测站迁移前后站址环境的显著改变是造成气温序列非均一性的主要因素；测站未迁移但周边环境城镇化变化也是年气温序列产生非均一性的因素之一。

(5) 非均一性气温序列已不能准确反映气候的实际变化，应订正后才能用于气候变化研究工作。由于影响气温序列均一性的因素较多^[19]，订正时应充分考虑测站的区域性气候变化规律，尽可能收集完整的台站历史档案，并采取一定的数学方法进行统计分析，采取主、客观相结合的方法，使均一性订正的结果更加可靠和合理。

致谢：感谢刘小宁、李庆祥、鞠晓慧同志的技术指导。