对临沂市1951—2016年最高气温、最低气温、年平均气温数据资料进行了数理统计和Morlet小波分析,研究了临沂市气温变化多时间尺度的周期性变化规律,并对临沂市未来气温变化趋势进行了预测。结果表明,最高气温及最低气温波动较大,年平均气温则较为平缓;最低气温及年平均气温有缓慢增加的趋势,增加幅度分别为0.048℃/a和0.023℃/a,最高气温则没有明显的上升及下降趋势;最高气温、最低气温及年平均气温的概率分布均符合正态分布;最高气温、最低气温及年平均气温分别在29a和40a、22a和40a、28a和40a周期震荡剧烈明显,有明显的规律;最高气温、年平均气温偏高的趋势将结束,而最低气温偏低的趋势将结束;40a时间尺度的小波系数的模方值和方差系数最大,能量最强、周期最显著,为气温变化的第一主周期。