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为探究气候变化对沿海城市的影响，研究人员基于伊斯坦布尔 1960-2019 年地面气象站数据、2000-2019 年 IMERG 降水数据及 1980-2019 年 MERRA-2 气温再分析数据，运用 MK 检验等方法分析温降水趋势，发现气温上升、降水趋势分时段变化，为气候研究提供新视角。
气候变化深刻影响着全球生态与人类生活，沿海城市因其独特的地理区位和密集的人口分布，更是首当其冲。近年来，极端天气事件频发，如洪水、干旱等，与全球变暖的关联日益显著。然而，传统的气候趋势分析多依赖地面气象站数据，在海洋和内陆部分区域，由于气象站覆盖不足或设备维护问题，难以获取全面准确的数据，这给气候变化的研究和应对带来了挑战。同时，不同研究方法、分析尺度的差异也可能导致结果的偏差，使得制定针对性的气候适应策略变得复杂。因此，如何整合多源数据、运用多元方法准确揭示气候变量的趋势，成为亟待解决的科学问题。
为了填补这一研究空白，相关研究人员开展了伊斯坦布尔气温和降水趋势的深入研究。伊斯坦布尔作为土耳其西北部人口超 1500 万的沿海大都市，其气候演变对区域生态和城市规划具有重要意义。研究成果发表在《HydroResearch》，为全球沿海城市的气候研究提供了典型案例和参考依据。
研究人员综合运用了多种关键技术方法。首先，获取了伊斯坦布尔 Sar?yer 站（Station ID: 17061）1960-2019 年的地面气象站数据，包括每日降水和平均气温，作为基础参考数据。同时，引入了 GPM IMERG（全球降水测量计划的综合多卫星反演）的 2000-2019 年降水估算数据，以及 MERRA-2（现代研究与应用回顾分析）的 1980-2019 年气温再分析数据，以拓展数据的时间和空间覆盖范围。在数据分析层面，采用了 Pettitt 检验评估时间序列的同质性，运用 Mann-Kendall（MK）检验、Sen's 斜率 estimator、Innovative Trend Analysis（ITA）方法等非参数统计方法，对气温和降水的趋势进行多时段（单一时段和 20 年重叠时段）分析，通过这些方法的结合，有效避免了数据分布假设的限制，提高了趋势检测的准确性和鲁棒性。
3.1 温度趋势分析
3.1.1 单一时段分析
基于地面气象站数据的单一时段分析显示，伊斯坦布尔各季节及年平均气温均呈显著上升趋势。MK 检验结果表明，夏季和春季的 Z 值较高，说明这两个季节气温上升更为显著。Sen's 斜率和 ITA 方法也一致支持气温的上升趋势，其中夏季数据点与 1:1 趋势线的距离最远，表明夏季气温升高对年际变化贡献最大。Pettitt 检验发现地面站和 MERRA-2 的气温时间序列均存在非均质性，突变年份为 1997 年，反映了气候变暖的实际影响。
3.1.2 多时段分析
通过将 1960-1979 年作为参考期，对比后续 20 年重叠时段的多时段分析发现，1980-1999 年气温整体呈下降趋势（冬季尤为明显），而 2000-2019 年则显著上升。MERRA-2 数据在 2000-2019 年与地面站数据高度吻合，尤其在夏季和年平均气温趋势上表现出良好的一致性，说明该再分析数据在近年的准确性较高。然而，在 1980-1999 年的春季和秋季，MERRA-2 与地面站数据趋势存在不一致，可能与该时期数据同化技术的局限性有关。
3.2 降水趋势分析
3.2.1 单一时段分析
单一时段的降水趋势呈现季节性差异。冬季和春季的 MK 检验 Z 值为负，显示微弱下降趋势，但春季的 ITA 方法 D 值为正，提示存在非单调变化。夏季和秋季及年降水则呈现显著上升趋势，其中秋季的 Sen's 斜率和 ITA 的 D 值较高，表明秋季降水增加最为明显。Pettitt 检验显示降水时间序列具有同质性，但地面站和 IMERG 数据的突变年份不同（1995 年和 2014 年），反映了不同数据源的时间特性差异。
3.2.2 多时段分析
多时段分析表明，1980-1999 年冬季降水显著减少，而夏季和秋季呈增加趋势；2000-2019 年冬季降水转为增加，但春季降水在地面站数据中减少，在 IMERG 数据中增加，二者存在矛盾。夏季和秋季降水在两个时段均呈上升趋势，且 IMERG 与地面站数据在夏季趋势一致，但秋季高值数据存在差异，可能与 IMERG 在复杂地形下的估算误差有关。年降水在 2000-2019 年显著增加，两种数据源在趋势方向和幅度上基本一致。
3.3 讨论
研究结果与其他区域研究具有一致性，如东南欧夏季变暖趋势显著。MERRA-2 在 2000 年后的气温数据表现出更高的可靠性，而 IMERG 降水数据在春季和秋季的局限性提示需谨慎应用于复杂气候区域。此外，单一时段分析中未显著的趋势，在多时段分析中揭示出阶段性变化，强调了多尺度分析的重要性。降水趋势的季节性和年际变化与区域大气环流、城市化等因素的关联，值得进一步深入探讨。
4. 结论
本研究通过多方法和多源数据整合，系统揭示了伊斯坦布尔气温和降水的趋势特征。气温呈现显著上升，且具有明显的时段性变化；降水趋势则表现出季节性差异和数据源依赖性。MERRA-2 气温数据与地面站的高一致性，使其在气候趋势分析中具有重要应用价值，而 IMERG 降水数据在部分季节的局限性需结合地面验证使用。研究结果为沿海城市的气候变化适应策略提供了科学依据，强调了多时段、多方法分析在气候研究中的必要性，有助于更全面地理解区域气候演变机制，为水资源管理、城市规划等提供决策支持。
