HOMOGENEITY STDUY OF THE SEA SURFACE TEMPERATURE DATA OVER THE SOUTH CHINA SEAS USING PMT METHOD
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摘要: 采用最大惩罚T检验（Penalized Maximum T Test，PMT）方法，结合海洋台站元数据信息，选取临近气象站做为参考站，对中国南海9个海洋观测台站月平均SST资料序列进行均一性检验，在充分考虑区域性气候变化因素的影响下，对检验结果进行气候合理性分析并对不连续点进行订正。结果表明：（1）通过多种数据的相关性比较和分析发现，临近气象站的气温资料序列是南海台站SST资料订正最优的参考序列；（2）平均每个海洋台站SST资料序列存在1~2个不连续点，其中站址变迁、仪器变更和环境变化对均一性的影响较大；（3）订正后的南海SST序列质量有大幅提高，表明南海SST具有更明显的增暖趋势。Abstract: Using Penalized Maximum T Test(PMT) combined with the marine station metadata information and the nearly meteorological stations as reference stations, monthly sea surface temperature (SST) series from nine marine observation stations in coastal zone ofthe South China Sea are chosen in the experimental homogeneity studies. In consideration of regional factors under the influence of climate change, the change points are synthesized and adjusted. The results show that:(1) Through relevant comparison and analysis of multiple data, the air temperature series from the nearly meteorological stationsdata is currently the best reference series; (2) The average marine station SST data has 1~2 change points, station relocation, instrumental changes and environmental change has great impact on the discontinuities; (3) Adjusted SST time series has show the larger warming trend during the past 52 years, and the result can be a good indication of SST variation of local area.
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Key words:
- PMT /
- South China Sea /
- marine station /
- homogeneity
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表 1 1960—2011年不同序列SSTA的相关系数对比
站名 气象站代码相关系数 HadISST1（1960—2011年）1 °×1 ° OISST（1981—2011年）1 °×1 ° OISST.v2（1981—2011年）1/4 °×1/4 ° 北海 59644 59647 59632 0.395 0.335 0.023 0.907 0.931 0.856 东山 59324 59134 59321 -0.124 0.058 -0.134 0.790 0.746 0.833 大万山 59488 59673 59493 0.022 -0.088 -0.120 0.568 0.569 0.544 海口 59758 59754 59855 0.420 0.492 0.613 0.776 0.788 0.765 硇洲 59658 59754 59664 0.370 0.558 0.704 0.840 0.810 0.830 清澜 59855 59845 59758 -0.022 -0.341 -0.381 0.856 0.836 0.784 涠洲 59647 59644 59754 0.528 0.471 0.654 0.819 0.761 0.772 南澳 59324 59321 59316 -0.130 -0.043 -0.186 0.768 0.810 0.720 遮浪 59493 59317 59501 0.681 0.506 0.582 0.674 0.748 0.759 闸坡 59663 59664 59673 0.378 0.409 0.665 0.876 0.890 0.898 平均 0.784 0.252 0.225 0.347 
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表 2 东山站温度测量仪器变更表
序号 观测时期 采用仪器 精度/℃ 执行规范状况 1 1959.9.1－1959.9.30 采海水提回站房观测 0.20 《海滨水文观测暂行规范(草案)》 2 1959.10.1－2002.6.30 SWL1-1型表层水温表 0.20 《海滨观测规范》GB/T 14914-94 3 2006.4.1－2006.12.31 SWL1-1型表层水温表 0.20 《海滨观测规范》GB/T 14914-94、GB/T 14914-2006 4 2007.1.1－2016.3.31 YSI-600-1温盐自动化系统 0.05 《海滨观测规范》GB/T 14914-94、GB/T 14914-2006
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表 3 南澳站间断点检验
序号 间断点(年.月) 显著检验 显著区间 气候信号 是否显著 合理性分析 1 2005.02 3.244 2 (-2.8389~3.2816) / 否 不合理 2 2006.05 2.496 2 (-2.5917~2.9981) / 否 不合理 3 2006.11 3.440 7 (-2.2759~2.6289) El Niño 是 不合理 4 2007.04 3.875 5 (-2.8369~3.2811) / 是 合理 5 2009.10 3.721 7 (-2.8469~3.2935) El Niño 是 不合理 6 2011.01 2.341 2 (-2.8172~3.2536) La Niña 否 不合理
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表 4 南海9个海洋站间断点统计
站点 间断点个数 原因(年月日) 站址变迁 仪器变更 局地环境变化 北海 1 / 200505 / 200207, 东山 4 196901, 200604, / 200701 海口 1 196601 / / 硇洲 3 199001, 200206 / 199606 清澜 1 / / 198307 涠洲 1 200301 / / 南澳 1 / / 200704 遮浪 1 / 200201 / 闸坡 2 / / 197912, 198803
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表 5 南海9个海洋站订正后SST距平序列与海洋再分析数据的相关系数
站点 HadISST1 OISST OISST.V2 北海 0.400 0.303 0.031 东山 0.608 0.432 0.732 海口 0.421 0.507 0.631 硇洲 0.366 0.575 0.713 清澜 0.458 0.632 0.527 涠洲 0.531 0.461 0.670 南澳 0.616 0.496 0.761 遮浪 0.652 0.521 0.602 闸坡 0.373 0.413 0.682 平均 0.492 0.482 0.594
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表 6 南海海洋站年平均SST序列订正前、后的气候变化趋势特征
站点 线性趋势比较/
(℃/百年)趋势显著性比较
（相关系数r0.05=0.262，r0.01=0.331）订正前 订正后 订正前 订正后 北海 0.94 1.45 0.45 0.67 东山 0.81 1.27 0.56 0.72 海口 0.96 1.44 0.44 0.77 硇洲 1.70 1.60 0.38 0.59 清澜 0.78 1.62 0.41 0.64 涠洲 0.84 1.01 0.48 0.78 南澳 0.85 1.14 0.51 0.65 遮浪 1.43 1.53 0.32 0.72 闸坡 1.28 1.57 0.52 0.69 平均 1.04 1.37 0.45 0.69
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