中国近40年极端气温和降水的分布特征及年代际差异

利用全国119（154）站1961-2000年逐日平均气温（降水）资料,采用世界气象组织（WMO）最近公布的极端气候指数,分析了中国近40a来极端气温和降水的分布及变化特征。结果表明：40a气温极端冷指数整体呈下降趋势,极端暖指数整体呈上升趋势,表现为气温变暖,与全球变暖一致,北方地区极端气温指数变化最大;比较了1961-1975年和1976-2000年2个子时段各极端气温指数的变化趋势,第一时段表现为气温变冷趋势,第二时段为气温变暖趋势。全国年降水量、中等雨日指数（R75％）、强降水日指数（R95％）和强降水比率指数（R95％tot）的整体线性变化为上升趋势,前2个指数地理差异明显,后2个指数地理差异不明显。在上述2个时段中,第二时段较第一时段的年雨日数减少,但强降水日数和平均降水强度增大,且极端降水正线性变化趋势范围比第一时段也增大。     

1961~2015年青藏高原极端气温事件的气候变化特征

利用1961~2015年CN05.1高分辨率的逐日最高、最低气温格点资料,计算6个极端气温指数（极端最高气温、极端最低气温、结冰日数、霜冻日数、暖日日数、冷夜日数）,通过趋势分析和Mann-Kendall突变检验,考察青藏高原极端气温事件的时空变化规律。结果表明：青藏高原极端最高气温、极端最低气温的总体分布呈现西冷东暖的特征,与地形西高东低一致;该地区极端最高气温、极端最低气温及暖日日数均呈上升趋势,倾向率分别为0.25℃/10a、0.42℃/10a、2.14d/10a,极端最低气温的线性增温趋势较极端最高气温更为明显;而结冰日数、霜冻日数及冷夜日数均呈下降趋势,倾向率分别为−3.09d/10a、−4.75d/10a、−2.31d/10a;从空间分布看,青海地区极端最高气温的增温趋势最为显著,柴达木盆地是明显的升温中心;在时间变化上,极端最高气温、结冰日数、暖日日数均在1997年发生了突变。     

1951—2009年天津市主要极端气候指数变化趋势

利用1951—2009年天津市逐日气温和降水量资料,计算了极端气候指数,并研讨了其中11个主要指数的变化特征。结果表明：天津市暖日、冷夜具有基本相反的变化趋势,暖日显著增加,冷夜显著减少,且冷夜的变化幅度远大于暖日。持续暖期、霜日呈显著增加趋势,持续冷期呈显著减少趋势。降水指数中连续干日呈增加趋势,最大连续5 d降水量...     

1951—2009年天津市主要极端气候指数变化趋势

利用1951—2009年天津市逐日气温和降水量资料,计算了极端气候指数,并研讨了其中11个主要指数的变化特征。结果表明：天津市暖日、冷夜具有基本相反的变化趋势,暖日显著增加,冷夜显著减少,且冷夜的变化幅度远大于暖日。持续暖期、霜日呈显著增加趋势,持续冷期呈显著减少趋势。降水指数中连续干日呈增加趋势,最大连续5 d降水量、日降水强度、强降水率和极强降水率及连续湿日均呈减少趋势,表明天津市干旱化倾向明显。与气温有关的极端指数大多在1993年前后出现突变,周期特征不明显。与降水有关的极端指数未现突变,但周期特征明显,大多出现10 a和4 a的周期。     

西南地区极端降水变化趋势

利用西南地区90个气象台站1970-2010年逐日降水量资料,依据世界气象组织(WMO)定义的连续5d最大降水量、总降水量、强降水比等6种极端降水指数,采用F检验、11a滑动平均等统计方法,研究了西南地区极端强降水变化趋势的时空变化特征。在时间上,西南地区近41年来冬、春、夏季连续5d最大降水量缓慢波动上升,秋季连续5d最大降水量呈下降趋势;强降水、降水强度及强降水比呈上升趋势,但总降水量和最长持续无降水日数呈减少趋势;另外,各极端降水指数还存在明显的年际、年代际变化。在空间上,西南地区极端降水变化趋势具有显著的地域差异,呈东西或西北东南向梯度变化特征。其中冬季连续5d最大降水量、降水强度、强降水比及最长持续无降水日数,在西南大部分地区呈增加趋势。秋季连续5d最大降水量与总降水量在西南大部分地区呈减少趋势。而春、夏季连续5d最大降水量和强降水的增减区域大致相当。     

山西近40年极端降水特征分析

利用山西108个国家级地面气象观测站1979—2018年日降水量资料,采用百分位法定义极端降水事件,应用气候趋势系数、Mann-Kendall (M-K)检验等方法,研究山西极端降水特征及其变化规律。结果表明:(1)山西极端降水出现在3—10月之间,发生频次呈现“山区多、盆地少”的特点,平均强度表现为“北中部小、南部大”的空间分布特征。(2)山西极端降水持续时间以1 d为主,局地性特征明显,发生大范围极端降水事件的概率较低。(3)近40年,山西极端降水事件呈明显增多趋势,影响范围不断扩大,强度略有增强,没有突变发生。各区域极端降水的长期变化差异较大;北部强度显著增强,范围明显扩大且在1986年发生突变;中部极端降水日数和强度显著增多增强,并分别在2001、1992年发生突变;南部极端降水变化趋势微弱。     

北京地区城郊极端温度事件的变化趋势及差异分析

利用北京地区城郊16个气象观测站1979～2008年逐日平均、最高和最低温度的均一化资料,分析了近30年北京地区城、郊区极端温度事件发生频次(强度)的变化趋势,并对比了城郊差异以及城市热岛强度对城郊差异的影响.研究结果显示:从发生频次来看,近30年城区极端低温事件的减小幅度[5.94 d (10 a)-1]高于郊区的减小幅度[-5.28 d (10 a)-1],而极端高温事件的增加幅度在城区[4.33 d (10 a)-1]和郊区[4.42 d (10 a)-1]之间差别不大,定量化的诊断结果进一步证明了城区和郊区在极端温度事件发生频次上的差别很小.从发生强度来看,近30年城区极端温度事件的年平均发生强度明显高于郊区,但在变化趋势上,城区极端低温事件的减弱幅度略高于极端高温事件的增强幅度,相差0.042℃(10 a)-1,而在郊区极端低温事件的减弱幅度却略低于极端高温事件的增强幅度,相差0.052℃(10 a)-1.城郊差异的定量化分析结果表明,极端温度事件在城区强度一般大于郊区强度,城区与郊区强度差值均为正值(除1982年和1985年极端高温事件强度差值为负).热岛强度与极端温度事件城郊差异的相关性统计发现,极端温度事件发生频次和发生强度在城郊之间的差别与热岛强度均没有明显的相关特征,该结果说明城市热岛效应对北京超大城市市区和郊区影响基本一致,其差异性是有限的.     

基于ETCCDI指数2017年中国极端温度和降水特征分析

利用中国1961—2017年2419站均一化逐日气候数据,计算了气候变化检测和指数联合专家组定义的26个极端气候指数,分析2017年中国极端温度和降水特征。结果表明：2017年中国区域平均的所有极端高温指数均高于1961—1990年30年平均,所有极端低温指数均低于1961—1990年30年平均。中国区域平均的多个极端温度指数达到或者接近历史极值,其中年最小日最高气温(TXn)和年最小日最低气温(TNn)均达到历史最高值,冷夜(TN10p)、冷昼(TX10p)和持续冷日日数(CSDI)达到历史最低值。年最大日最高气温(TXx)、年最大日最低气温(TNx)、暖夜(TN90p)、霜冻(FD)、冰冻(ID)、热夜(TR)、生长期长度(GSL)排在1961年以来的第2或第3位,其余极端温度指数全部排在了1961年以来前10位。2017年中国区域平均的10个极端降水指数中,有7个指数值处于1961—2017年1个标准差范围内,指示2017年的极端降水接近正常年。     

观测序列的不均一性对估算北京和上海的平均温度与极端温度变化趋势的影响

根据北京和上海气象观测站的详细历史资料，修正了两站逐日温度序列的不均一性，并分析这种不均一性对长期气候变化趋势估计的影响。对北京序列，不同时期的主要修正幅度在－０．３３－０．６℃；对上海序列则为－０．３３－０．３℃。从逐日序列计算出年平均温度和年极端温度序列，并把修正之前和修正之后的序列趋势进行比较，修正之后的两站年平均温度序列自２０世纪初起呈现出０．５℃／百年的变暖趋势，自２０世纪６０年代起这一趋势增强为２．０℃／百年。相比之下，上海的未修正资料显示出两倍于此的趋势；北京的未修正资料几乎没有长期趋势，而对近期的变暖趋势则高估了５０％－３０％。北京温度序列在２０世纪４０年代至７０年代呈变冷趋势，极端事件的频率降低；此后又呈变暖趋势，极端事件的频率增加。上海温度极端事件的变化趋势基本呈相反趋。这意味着即使区域性平均温度变化一致，区域性强天气波动的变化趋势也会有所不同。     

潍坊近40年寒潮特征与变化趋势

利用1961—2000年潍坊地区气象资料，分析了寒潮天气的气候特征，结果表明，近40年寒潮天气逐年减少，60和90年代寒潮过程较强，降温过程为平均11．68℃／次，70和80年代较弱，平均降温11．08℃／次；影响系统主要有：低槽型，占52．7％，并以4．5次／10a的趋势减少；小槽发展型占19．4％，以1．3次／10a的趋势增加。不同地形区的寒潮次数和降温幅度有一定差异。     

Changes in Seasonal Cycle and Extremes in China during the Period 1960–2008

Recent trends in seasonal cycles in China are analyzed, based on a homogenized dataset of daily temperatures at 541 stations during the period 1960–2008. Several indices are defined for describing the key features of a seasonal cycle, including local winter/summer (LW/LS) periods and local spring/autumn phase (LSP/LAP). The Ensemble Empirical Mode Decomposition method is applied to determine the indices for each year. The LW period was found to have shortened by 2–6 d (10 yr)-1, mainly due to an earlier end to winter conditions, with the LW mean temperature having increased by 0.2°C–0.4°C (10 yr)?1, over almost all of China. Records of the most severe climate extremes changed less than more typical winter conditions did. The LS period was found to have lengthened by 2–4 d (10 yr)?1, due to progressively earlier onsets and delayed end dates of the locally defined hot period. The LS mean temperature increased by 0.1°C–0.2°C (10 yr)-1 in most of China, except for a region in southern China centered on the mid-lower reaches of the Yangtze River. In contrast to the winter cases, the warming trend in summer was more prominent in the most extreme records than in those of more typical summer conditions. The LSP was found to have advanced significantly by about 2 d (10 yr)-1 in most of China. Changes in the autumn phase were less prominent. Relatively rapid changes happened in the 1980s for most of the regional mean indices dealing with winter and in the 1990s for those dealing with summer.     

齐齐哈尔地区近40年气温变化特征

运用统计诊断方法分析了齐齐哈尔地区近 4 0年平均气温的年、季变化特征。结果表明 ,齐齐哈尔地区的年平均气温呈上升趋势 ,上升率为每 10年 0 4 4℃ ;齐齐哈尔的增暖幅度远远大于我国的气温增暖幅度 ;四季气温增暖幅度在不同年代差异很大。通过分析齐齐哈尔地区气温变化规律 ,为短期气候预测和农业生产提供了一定的理论依据。     

Changing Trends of Daily Temperature Extremes with Different Intensities in China

By comparing two sets of quality-controlled daily temperature observation data with and without the inhomogeneity test and adjustment from 654 stations in China during 1956-2004 and 1956-2010, impacts of inhomogeneity on changing trends of four percentile temperature extreme indices, including occurrences of cold days, cold nights, warm days, and warm nights with varying intensities, were discussed. It is found that the inhomogeneity affected the long-term trends averaged over extensive regions limitedly. In order to minimize the inhomogeneity impact, the 83 stations identified with obvious inhomogeneity impacts were removed, and an updated analysis of changing trends of the four temperature extreme indices with varying intensities during 1956-2010 was conducted. The results show that annual occurrences of both cold nights and cold days decreased greatly while those of warm nights and warm days increased significantly during the recent 20 years. The more extreme the event is, the greater the magnitude of changing trends for the temperature extreme index is. An obvious increasing trend was observed in annual occurrences of cold days and cold nights in the recent four years. The magnitude of changing trends of warm extreme indices was greater than that of cold extreme indices, and it was greater in northern China than in southern China. Trends for summer occurrence of cold days were not significant. Decreasing trends of occurrences of both cold nights and cold days were the greatest in December, January, and February (DJF) but the least in June, July, and August (JJA), while increasing trends of warm nights were the greatest in JJA. Cold nights significantly decreased from 1956 to 1990, and then the decreasing trend considerably weakened. The decreasing trend also showed an obvious slowdown in recent years for occurrence of cold days. However, increasing trends of warm nights and warm days both have been accelerated continuously since the recent decades. Further analysis presents that the evolution of the trends for occurrences of the four temperature extreme indices was dominated by the changes in northern China.     

近55年中国大陆气温突变的区域特征和季节特征

以中国大陆1951—2003年160站的月平均气温资料为基础，利用Mann-Kendall突变检验法和滑动t检验法重点对中国大陆地区气温突变的区域特征和季节特征进行了探讨。得到以下结论：近55a来，中国大陆地区变冷区域显著缩小，变冷区域的变冷趋势明显减弱；东北、华北区域年平均气温在20世纪80年代中后期发生突变，西北、中南区域年气温在20世纪90年代前期发生了突变；同一区域气温发生突变时，冬季气温突变时间较春、夏、秋季节均偏早。     

近50年我国日平均气温的气候变化

应用近50年我国234个测站的日平均温度资料，研究了最高(低)日平均温度、各种界限温度日数、生长季节长度及有效积温的变化趋势。结果表明:近50年，夏季最高日平均温度以上升为主，新疆南部和黄淮的部分地区为下降趋势；最低日平均温度北方大部地区有较明显的升温趋势，新疆南部及长江流域则有下降趋势；在冬季，无论是最高日平均温度还是最低日平均温度的变化趋势均以上升为主，北方尤为明显；日平均温度高于30℃的炎热日数近50年来基本上没有什么变化，但日平均温度为20~30℃的温暖日数却有增加。低于5℃的冷日日数基本上也是减少的。日平均温度低于-10℃的严寒日数，在40o~45 o N的新疆、内蒙古西部、东北中南部地区减少得更为明显。除西南东部等少数地方外，我国大部分地区近50年来生长季节延长，有效积温增加。     

中国1951-1997年气候变化趋势的季节特征

基于中国160个测站1951－1997年的月降水和平均气温资料，对不同季节气温和降水的变化趋势及其季节差异进行了分析，并对逐年的变化趋势进行了显著性检验。结果表明，气温和降水的季节性差异很大，增温主要发生在冬，春季，夏季大部分地区以降温为主；秋季降温的强度和范围均小于夏季，增温幅度也小，最后，检验了气温和降水的年变化趋势并与以前的结果进行了对比分析。     

Changes in Daily Climate Extremes of Observed Temperature and Precipitation in China

Daily precipitation for 1960–2011 and maximum/minimum temperature extremes for 1960–2008 recorded at 549 stations in China are utilized to investigate climate extreme variations.A set of indices is derived and analyzed with a main focus on the trends and variabilities of daily extreme occurrences.Results show significant increases in daily extreme warm temperatures and decreases in daily extreme cold temperatures,defined as the number of days in which daily maximum temperature(Tmax)and daily minimum temperature(Tmin)are greater than the 90th percentile and less than the10th percentile,respectively.Generally,the trend magnitudes are larger in indices derived from Tmin than those from Tmax.Trends of percentile-based precipitation indices show distinct spatial patterns with increases in heavy precipitation events,defined as the top 95th percentile of daily precipitation,in western and northeastern China and in the low reaches of the Yangtze River basin region,and slight decreases in other areas.Light precipitation,defined as the tail of the5th percentile of daily precipitation,however,decreases in most areas.The annual maximum consecutive dry days(CDD)show an increasing trend in southern China and the middle-low reach of the Yellow River basin,while the annual maximum consecutive wet days(CWD)displays a downtrend over most regions except western China.These indices vary significantly with regions and seasons.Overall,occurrences of extreme events in China are more frequent,particularly the night time extreme temperature,and landmasses in China become warmer and wetter.     

天山山区近40年冬季温度变化特征

利用新疆1959～1998年的冬季温度资料,分析天山山区近40年来冬季温度变化的基本特征,并与新疆南部、新疆北部进行比较,所得主要结果如下：(1)天山山区冬季平均温度在冷暖变化阶段上与新疆北部的相似性强于新疆南部。(2)冬季平均温度空间分布的同步变化性以新疆北部为较好,新疆南部和天山山区较差,而冬季平均温度空间分布的反向变化性,以天山山区和新疆南部较大,新疆北部较小。(3)三大区域冬季平均温度20世纪60～70年代的变化趋势是不同的,但70～90年代均表现为持续升温,90年代为最暖。(4)就近40年的显著线性增温趋势的空间分布范围看,以最低温度表现得空间范围最广,最高温度最差,平均温度居中。冬季最低温度增温率以新疆北部最大,新疆南部居中,天山山区最小。新疆南部和新疆北部冬季平均温度存在长度分别为27及29年的相近的最佳增温时段,增温率新疆北部大于新疆南部。(5)新疆北部和新疆南部冬季平均温度均在1979年发生了由低温向高温的突变。     

近50年石家庄地-气温差变化特征

利用石家庄17个国家气象站1972—2021年逐日地面气温、0 cm地温资料,分析了石家庄地-气温差的变化特征,结果表明：(1)石家庄地-气温差从1月开始逐渐增加,5月达到最大值5.0℃,然后开始减小,12月达到最小值-0.8℃;地-气温差在11月到次年1月为负值;春、夏、秋季均为正值,夏季最大,春季大于秋季,冬季以负值为主;(2)石家庄多年平均地-气温差在1.6～2.6℃之间,平均为2.1℃;整体上东部大于西部。(3)近50年石家庄年平均地-气温差呈显著的减小趋势,变化速率为-0.14℃/10a;夏、秋、冬三季的减小趋势均非常显著,夏季的减小趋势最强;石家庄市区和近郊站点年和四季地-气温差的减少趋势更显著。本文结论对科学认识石家庄城市生态环境的变化具有参考意义。     

Quantile Trends in Temperature Extremes in China

A number of recent studies have examined trends in extreme temperature indices using a linear regression model based on ordinary least-squares. In this study, quantile regression was, for the first time, applied to examine the trends not only in the mean but also in all parts of the distribution of several extreme temperature indices in China for the period 1960-2008. For China as a whole, the slopes in almost all the quantiles of the distribution showed a notable increase in the numbers of warm days and warm nights, and a significant decrease in the number of cool nights. These changes became much fas- ter as the quantile increased. However, although the number of cool days exhibited a significant decrease in the mean trend estimated by classical linear regression, there was no obvious trend in the upper and lower quantiles. This finding suggests that examining the trends in different parts of the distribution of the time-series is of great importance. The spatial distribution of the trend in the 90th quantile indicated that there was a pronounced increase in the numbers of warm days and warm nights, and a decrease in the number of cool nights for most of China, but especially in the northern and western parts of China, while there was no significant change for the number of cool days at almost all the stations.