第四章 結果
4.4 FFD 與溫度距平序列的趨勢分析
4.4.2 榛子 FFD 的三十年移動平均
類別一中的測站 DE3866、DE4054、DE4495 與 DE3744 的 FFD 距平序列的 趨勢在分析時間皆顯著提前,是以懷疑它們的基底年序日和其他時段相比為最晚。
本研究依據 FFD 的 30 年移動平均圖,確認此一假說。圖 24 顯示,和其他時間點 的 30 年平均相比,前三個測站的確以 1961 至 1990 的 30 年平均為大,這個情形 在測站 DE3744 較不明顯。除了上述 4 個測站,其他測站的 FFD 距平序列的趨勢 在分析時間內不全小於零,這些測站最大的 30 年平均大約發生在 1950 年代初(類 別二的測站 DE4420 與類別三的測站 DE3824)與 1950 年代末(類別一的測站 DE2294、類別二的 DE4256、DE4239 和 DE3984)。另外,全測站的最大 30 年平 均發生在 1950 年代末(圖 25)。
圖 24、榛子 FFD 的 30 年移動平均(FFD 距平序列的趨勢於分析時間內均顯著低於零的測站) 橫軸為年,縱軸為 FFD(DOY)。垂直虛線與各測站 30 年移動平均相交的點為該測站 1961 至 1990 的平均 FFD(即該測站的基底年序日)。
圖 25、榛子 FFD 的 30 年移動平均(FFD 距平序列的趨勢於分析時間內不均顯著低於零的測站) 橫軸為年,縱軸為 FFD(DOY)。垂直虛線與各測站 30 年移動平均相交的點為該測站 1961 至 1990 的平均 FFD(即該測站的基底年序日)。
4.4.3 帚石楠
根據 FFD 距平序列的趨勢,帚石楠的測站可分為三種類別:類別一,FFD 距 平序列的估計等加速度為負。類別二,FFD 距平序列的估計等加速度為正,以及 類別三,FFD 距平序列不具趨勢。除此之外,全測站的趨勢分析結果不分類,其 FFD 距平序列不具趨勢。
4.4.3.2 類別一:FFD 距平序列的趨勢之估計等加速度為負
此類別有兩個測站:測站 DE2853 與 DE3744。測站 DE2853 的 FFD 距平序 列在 1953 年時較基底年序日提早了 37 天始花 (圖 26 e),在分析的其他時間點,
FFD 距平序列的變動則維持在一個月內。該趨勢在 1950 年代初的信賴區間因而 較分析的其他時期寬(圖 26 f)。此趨勢為逐年提前,並大約在 1980 至 1981 年後顯 著提前,其估計速度往始花提前的方向演變,並在 1978 年後顯著小於零,其估計 的等加速度為-0.0143 天/年/年,95%的逐點與全體信賴區間分別為
(-0.0203, -0.0059)與(-0.0233, -0.0032)。
測站 DE3744(圖 27 h)的 FFD 距平序列的趨勢是具有單一極大值的曲線,且 此趨勢同時具有提前與延後的始花時期。大約在 1983 至 2012 年間,FFD 距平序 列的趨勢顯著延後,在此時期之前與之後,此趨勢則為提前。在分析的時期內,
此趨勢最多延後始花 1.67 天(發生於 1993 年),其 95%的逐點與全體信賴區間分別 為(1.25, 2.45)和(1.02, 2.76)。此趨勢的估計速度往始花提前的方向演變,並在 1997 年後顯著小於零,其估計的等加速度為-0.0180 天/年/年,95%的逐點和全體信賴 區間分別為(-0.0212, -0.0167)與(-0.0238, -0.0149)。
測站 DE2853 與 DE3744 的 AMJ Tmean 距平序列的趨勢皆為上升,並分別在 1971 與 1978 年後顯著上升,其估計速度皆往溫度升高的方向演變,並分別在 1966 與 1968 年後顯著大於零,而其估計的等加速度分別為 0.0012 和 0.0010 ºC/年/年,
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) (h)
圖 26、帚石楠測站 DE2853 的 AMJ Tmean 和 FFD 兩距平序列的趨勢分析
上行與下行分別描述 AMJ Tmean 與帚石楠 FFD 距平序列。(a)與(e)為原始資料的距平序列(黑色實線)與 MEB 產生的 999 筆重複取樣(疊加的灰色部分)。(b) 與(f)為 EEMD 自原始資料萃取出的趨勢(黑色實線),與根據 MEB 重複取樣所建立趨勢的 95%的逐點(圓點藍色虛線)和全體(長條紅色虛線)的信賴區間。(c) 與(g)估計趨勢的速度與信賴區間。(d)與(h)估計趨勢的等加速度與信賴區間。小圖中的年份代表該曲線或直線顯著異於零的時刻,黑色水平虛線表縱軸數值 為零。此測站的 FFD 距平序列在初期有明顯的提前,由 MEB 方法所建立的信賴區間在趨勢與趨勢的估計速度的初期較其他時期寬。
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) (h)
圖 27、帚石楠測站 DE3744 的 AMJ Tmean 和 FFD 兩距平序列的趨勢分析 圖說如圖 26。
4.4.3.3 類別二:FFD 距平序列的趨勢之估計等加速度為正
其 95%的逐點與全體信賴區間分別為(0.78, 2.77)與(0.43, 3.32)。此趨勢的估計速度 往延後始花的方向演變,並在 1987 年後顯著大於零,其估計的等加速度為 0.0241 天/年/年,其 95%的逐點與全體信賴區間分別為(0.0183, 0.0310)與(0.0182, 0.0311)。
測站 DE4239 的 FFD 距平序列的趨勢(圖 29 f)在分析的初期與末期顯著延後(大 約在 1959 至 1960 年以前,和大約 1991 至 1992 年以後)。在分析時間的中期,此 趨勢和零無顯著區別。其估計速度往延後始花的方向演變,並在 1983 年後顯著大 於零,其估計的等加速度為 0.0091 天/年/年,95%的逐點與全體信賴區間分別為 (0.0047, 0.0138)和(0.0028, 0.0182)。
測站 DE3876 的 AMJ Tmean 距平序列的趨勢逐年增加,此趨勢大約於 1974 至 1975 年後顯著升高。測站 DE4239 的 AMJ Tmean 距平序列的趨勢在分析時期皆 顯著大於零,是具單一極小值的曲線,此極小值發生在 1969 年,為 0.24 ºC,其 95%的逐點與全體信賴區間分別為(0.12, 0.32)與(0.090, 0.35)。測站 DE3876 與 DE4239 的 AMJ Tmean 距平序列的趨勢之估計速度皆往溫度升高的方向演變,並 分別在 1967 與 1973 年後顯著大於零。前者的估計等加速度為 0.0012 ºC/年/年,其 95%的信賴區間為(0.0011, 0.0015);後者的則為 0.0017 ºC/年/年,其 95%的逐點與 全體信賴區間分別為(0.0016, 0.0021)與(0.0015, 0.0024)。
類別一與類別二的 AMJ Tmean 與 FFD 距平序列的趨勢分析結果顯示,儘管暖 化確實在發生,帚石楠的 FFD 距平序列之變化可能和暖化不相關,因為其 FFD 距 平序列的趨勢可能提前,或可能延後。不僅如此,類別一中的 FFD 距平序列雖具 提前的趨勢,但其在兩測站的趨勢曲線之變化不同,這表示暖化與提前的 FFD 趨 勢之關係並不是這麼明確。
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) (h)
圖 28、帚石楠測站 DE3876 的 AMJ Tmean 和 FFD 兩距平序列的趨勢分析
圖說如圖 26。此測站的 FFD 距平序列在分析初期的變動較其他時期大,其趨勢與趨勢的估計速度之信賴區間在初期較其他時期寬。
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) (h)
圖 29、帚石楠測站 DE4239 的 AMJ Tmean 和 FFD 兩距平序列的趨勢分析 圖說如圖 26。
4.4.3.1 類別三:FFD 距平序列不具趨勢
此類別僅有測站 DE2075。FFD 距平序列經由 EEMD 分解後,其餘數僅在 1961 至 1973 年間顯著大於零(圖 30 f),由於此時期短,且其信賴區間之下界貼近零,此距平序 列可視為不具趨勢。進一步估計此 FFD 距平序列的餘數之速度和加速度,亦皆顯示兩 估計值和零無顯著區別(圖 30 g 與 h)。AMJ Tmean 距平序列的趨勢逐年上升,並大約在 1975 至 1976 年間顯著升高。此趨勢的估計速度往上升的方向演變,並在 1971 年後顯著 大於零,此趨勢的估計等加速度為 0.0011 ºC/年/年,95%的信賴區間為(0.0010, 0.0015)。
此測站的 FFD 距平序列不具趨勢,突顯了帚石楠 FFD 距平序列可能和暖化無關的想法。
全測站的 FFD 距平序列不具趨勢(圖 31),此 FFD 距平序列的餘數之估計速度往始 花提前的方向演變,且在 1990 年後與零無顯著區別,儘管如此,在此之前,此趨勢的 估計速度之信賴區間接近零,我們視此估計速度與零無顯著區別。此餘數的估計等加速 度為-0.0021 天/年/年,95%的逐點與全體信賴區間分別為(-0.0033, -0.0008)與(-0.0041, 0.0003),全體信賴區間顯示此趨勢之估計等加速度和零無顯著區別。全測站的 AMJ Tmean 距平序列具上升的趨勢,並大約在 1971 至 1972 年後顯著上升,其估計速度往溫 度升高的方向演變,並大約在 1972 年後顯著大於零,而其估計的等加速度為 0.0012 ºC/
年/年,95%的信賴區間為(0.0011, 0.0015)。各測站與全測站的趨勢與趨勢之估計速度和 加速度摘要於表 11。
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) (h)
圖 30、帚石楠測站 DE2075 的 AMJ Tmean 和 FFD 兩距平序列的趨勢分析
圖說如圖 26。此測站的 FFD 距平序列的趨勢在 1961 至 1973 年間顯著大於零,但是此時該趨勢的信賴區間的下界和零相距甚微。
(a) (b) (c) (d)
(e) (f) (g) (h)
圖 31、帚石楠全測站的 AMJ Tmean 和 FFD 兩距平序列的趨勢分析 圖說如圖 26。
表 11、帚石楠各測站與全測站的 FFD 和 AMJ Tmean 距平序列的趨勢分析摘要
(0.0010, 0.0015)
-0.0143
(-0.0203, -0.0059) (-0.0233, -0.0032) DE3744 1978 1983/2012 1968 19970.0010
(0.0010, 0.0013)
-0.0180
(-0.0212, -0.0167) (-0.0238, -0.0149)類別二
DE3876 1975 * 1967 1987
0.0012
(0.0011, 0.0015)
0.0241
(0.0183, 0.0310) (0.0182, 0.0311)DE4239 * 1960/1992 1973 1983
0.0017
(0.0016, 0.0021) (0.0015, 0.0024)0.0091
(0.0047, 0.0138) (0.0028, 0.0182)類別三 DE2075 1976 1961/1973 1971 *
0.0011
(0.0010, 0.0015)
-0.0005 (-0.0034, 0.0037) (-0.0060, 0.0050)
全測站 1972 * 1972 1990
0.0012
(0.0011, 0.0015)
-0.0021 (-0.0033, -0.0008)
(-0.0041, 0.0003)
註:類別一測站 DE3744 的 FFD 距平序列之趨勢在 1983 至 2012 間顯著大於零,其餘分析時段則顯著小於零,此測站的 AMJ Tmean 距平序列之估計等加速 度和其 95%的信賴區間下界的估計值相同(至小數點後四位數)。類別二的測站 DE4239 的 FFD 距平序列之趨勢在 1960 至 1992 年間與零無顯著區別,其他 分析時段則顯著大於零。類別三的測站 DE2075 的 FFD 距平序列之趨勢在 1961 至 1973 年間顯著大於零,’其他分析時段則與零無顯著區別。
第五章 討論