武汉市10个主要极端天气气候指数变化趋势分析

根据武汉市1951—2007年逐日气温、降水量计算分析了10个极端天气气候指数的变化特征。结果表明:1)4个气温指数中,年及四季高、低温阈值均为上升趋势,并造成最长热浪天数的延长和霜冻日数的减少;低温阈值升速明显快于高温阈值,高温阈值仅在春季变化显著,最长热浪天数仅在冬季变化显著;低温阈值则为极显著上升趋势,尤其是年和冬季,造成"热春"、"暖冬"频繁;暖夜、闷热、傍晚至夜间的强对流等显著增多,暖日、高温热浪增加,霜冻日大幅减少。2)6个极端降水指数以增趋势为主,其中强降水阈值、比例、日数以及最大5日降水量在冬季增趋势最明显,仅夏季强降水阈值、比例略有减小,冬季日降水强度的增大趋势、夏季持续干期的缩短趋势显著性水平分别可达0.1、0.01。3)一些气温指数在1980—1990年代发生突变,而降水指数未现突变。     

不同升温阈值下中国地区极端气候事件变化预估

本文基于耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的18个全球气候模式的模拟结果,预估了全球平均气温在不同典型浓度路径(RCPs)下达到2℃、3℃和4℃阈值时,中国地区气温和降水的变化,并采用了具有稳定统计意义的27个极端气候指标定量评估了全球平均气温达到不同阈值时,中国地区极端气候事件的可能变化。结果表明,未来我国平均气温增幅将高于全球平均增暖,极端暖事件(如暖夜、暖昼、热带夜)明显增多,达到4℃阈值时,暖夜指数相比参考时段增加约49.9%。极端冷事件(如冷夜、冷昼、霜冻)减少。随全球气温升高,中国北方平均降水增多。在不同升温阈值下,中国地区降水的极端性都体现出增强的趋势,强降水事件发生频率(如中雨日数、大雨日数)和强度(如五日最大降水量、极端强降水量)都明显增加。随升温阈值的升高,这些变化幅度更大,在 RCP8.5 情景下全球升温 3℃和4℃时,中国平均五日最大降水分别增加 12.5mm和17.0mm。我国西南地区极端降水强度的增幅高于其他地区。     

近51年海南岛极端气温事件分析

利用1970—2020年海南岛18个气象站点逐日气温资料和数字高程数据,选取12个适用于研究区的极端气温指数,结合气候倾向率、相关分析等方法,分析了海南岛近51 a极端气温事件时空分布特征,并探讨极端气温事件与海拔、区域的关系。结果表明：近51 a海南岛极端气温冷事件(霜日日数、冷夜日数、冷昼日数、冷持续日数)呈减少趋势,极端气温暖事件(夏日日数、暖夜日数、暖昼日数、热持续日数)呈增加趋势,且增加幅度明显大于冷事件减少的幅度,极端低温阈值和高温阈值、日最高温极小值和极大值以及日最低温极小值和极大值均存在升温倾向,升温幅度在0.25～0.47℃/(10 a)之间;极端气温冷事件的变化趋势与海拔存在显著负相关关系,极端气温暖事件的变化趋势与海拔相关性较小;各极端气温指数在海南岛不同地区变化趋势的方向一致,但变化幅度的空间差异性较大,大部分极端气温指数在中部山区变化最明显,极端低温、高温阈值、霜日日数和夏日日数在南部地区变化幅度小于其他地区。     

1960年以来藏东南地区气温和降水的变化特征

利用1960年以来藏东南地区27个气象站逐日的气温和降水数据,采用线性倾向率法、 Mann-Kendall检验、小波分析、极端气候指数等方法,研究藏东南地区气候变化特征。结果表明：(1)藏东南地区年平均气温、年最低气温和年最高气温均呈明显的增加趋势,升幅为0.29～0.43℃·(10a)^-1。季节尺度上冬季增温最为明显。年降水量整体上呈增加趋势,线性趋势为6.66 mm·(10a)^-1,其中夏、秋季呈减少态势,冬、春季呈增加态势。(2)气温和降水存在多个周期变化特征,在大时间尺度上均存在28年变化周期。(3)平均气温、最高气温和最低气温分别在1994年、 2001年和1992年发生突变,降水量在1979年发生突变。(4)表征极端气温增暖的指数(极端最高气温TXx、极端最低气温TNn、最高气温极小值TNx、最低气温极大值TXn)均呈增加趋势,高温事件频率指数(暖昼日数TX90p、暖夜日数TN90p)呈上升趋势,低温事件频率指数(冷昼日数TX10p、冷夜日数TN10p)呈减小趋势。高温事件持续性指数WSDI呈增大趋势,低温事件持续性指数CSDI呈...     

1961—2008年淮河流域气温和降水变化趋势

利用淮河流域170个地面气象观测站观测数据,统计分析了淮河流域1961—2008年间气温和降水的时空变化趋势。结果表明:48 a间淮河流域年平均气温呈显著上升趋势,冬季平均气温的增温幅度最大,春、秋次之;年极端最低气温亦呈显著上升趋势,年极端低温日数(满足该站极端低温阈值)则呈明显下降趋势;流域西北部年极端最高气温呈显著下降趋势,流域西部年极端高温日数(满足该站极端高温阈值)呈显著下降趋势;降水量总体变化趋势未通过统计检验,但1990s开始,秋季降水量呈下降趋势,2000年之后年降水量明显增加,夏季降水量亦增加;春季和秋季降水日数呈显著下降趋势,夏季和冬季无明显变化。     

1975—2016年秦巴山区极端气温事件的空间差异性分析

利用秦巴山区88个气象站1975—2016年的逐日气温数据,结合16个极端气温指数分析了秦巴山区极端气温阈值的空间分布及极端气温事件变化趋势的海拔依赖性。结果表明：极端气温阈值存在明显的空间分布差异,表现为极端低温阈值与极端高温阈值由西北向东南均有增温趋势;总体来看,极端气温暖事件（SU25、TR20、TX90P、TN90P、WSDI）增加幅度大于冷事件（FD0、ID0、TX10P、TN10P、CSDI）减少幅度,且变化趋势较冷事件更显著;全区霜冻日数、夏日日数、冷夜日数、暖昼日数及高温极值（TXx、TXn）变化均比较显著;区域作物生长期西部增长趋势较东部显著,多数站点变化幅度在3~6 d/10a之间;海拔越高发生极端低温事件的气温越低,极端低温阈值变化趋势为-0.36℃/100m;海拔越低发生极端高温事件的气温越高,极端高温变化趋势达0.5℃/100m,且均通过99%的信度检验;区域极端气温极值指数的变化趋势与海拔呈显著正相关,具有明显的海拔依赖性,表现为海拔越高,极值指数增加趋势越明显。     

1951-2006年包头气温极端事件变化分析

利用包头气象站1951-2006年逐日平均气温资料,建立了高温和低温极端气候事件的阈值,检测了56年来包头逐日气温的极端事件出现频率,分析了极端事件的年、季、月变率。统计了逐日平均气温的各级别出现频数。结果显示：该地区56年里气温显著升高,平均每10年升高0．42℃;在56年时间尺度上平均气温有明显的由冷变暖的突变特征,突变点为1987年;气候变暖后,高温事件明显增多,低温事件明显减少。     

近60年商洛市气温变化特征分析

利用商洛市7个国家气象站1961—2020年近60 a的日平均气温、月平均气温、月最高气温、月最低气温等资料,选取10种极端气温指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendall非参数检验、累积距平法,对商洛平均气温、最高气温、最低气温的年际、年代际、季节变化特征,异常性及极端性进行了分析。结果表明：近60 a来商洛年平均气温、平均最高气温、平均最低气温的年际变化呈上升趋势,其中平均最高气温的线性倾向率最大;除平均最低气温冬季线性倾向率呈下降趋势外,平均最低气温的春季、夏季、秋季和年平均气温、平均最高气温四季变化均呈上升趋势,年平均气温、平均最高气温春季线性倾向率最大,平均最低气温夏季线性倾向率最大;季节气温的年代际变化特点为20世纪60—90年代为相对偏冷期,21世纪为相对偏暖期;通过M-K突变检验和累积距平法得出商洛年平均气温发生了由低温到高温的突变,突变时间在1987—1988年;分析平均气温异常性得出偏暖年份多出现在21世纪之后,偏冷年份多出现在20世纪90年代以前,尤其集中在60年代中期左右,秋季偏暖年份最多,春季偏冷年份最多;近60 a极端最高气温有显著的年际变化,暖夜日数呈增多趋势,冷夜日数呈减少趋势,暖昼日数较冷昼日数增多明显,昼指数变化较夜指数变化明显,热指数呈上升趋势,冷指数呈下降趋势,进一步说明商洛呈增温趋势。     

喀什市极端气温指数长期变化及突变特征分析

利用喀什市1961—2012年逐日最高、最低、平均气温资料,采用回归分析、R/S分析、Morlet小波分析及Mann-kendall突变检验等方法,分析了喀什市极端气温长期变化趋势、持续性、周期变化及突变特征。结果表明:喀什市年平均气温呈显著上升趋势,升温率高于全球及全国水平且主要变暖从20世纪90年代开始,较全国同期增温时间滞后;极端高温、夏季日数呈显著增加趋势,极端低温、霜冻日数呈减少趋势,经R/S分析,极端气温指数及年平均气温序列具有较好的连续性,未来喀什市气温保持升高,极端高温、夏季日数增加,极端低温、霜冻日数减少;喀什市极端气温指数在时间域上包含了多个尺度的周期变化,各类极端气温指数具有不同强度的周期变化特征;近52a极端高温日数在1995年发生突变,夏季日数、极端低温、霜冻日数的突变均发生在2001年左右。     

1960~2018年成都地区极端气温变化及城市化贡献分析

基于1960~2018年成都地区地面气象站气温数据,分别使用绝对阈值法和百分比阈值法定义了极端气温事件,分析了温度的空间分布特征、线性倾向以及城市化对极端气温指数的贡献。结果表明:成都地区气温分布具有明显的空间差异,东部金堂平均气温最高,其次为新津,西北部由于海拔高度较高,气温低;1960~2018年成都地区霜冻日数逐渐减少,高温日数逐渐增多,整体气温呈现上升趋势;近20 a来,成都地区极端高温事件显著增多,冷日指数以及冷夜指数均呈下降趋势,暖日指数以及暖夜指数均呈上升趋势;城市化对最低气温、冷夜指数和暖夜指数的贡献率分别为34.00%、45.81%和26.88%,与最低气温相关的指数对城市化的响应更为敏感。      

1961~2010年西北地区极端气候事件变化特征

利用1961~2010年西北地区131个气象站的逐日平均气温、最高和最低气温及逐日降水资料,分析了西北地区极端气候事件的变化趋势及空间分布特征。结果表明:气候变暖背景下,西北地区近50 a来气温整体呈增加趋势,极端高温事件增多,极端低温事件减少;降水量呈微弱的增加趋势,极端降水事件增多;极端高温日数分别在1982年和1996年发生转折,95%、99%极端低温日数均在1980年前后发生突变,95%、99%极端降水日数分别在2000年和1980年出现转折,这与气温和降水的变化趋势一致。极端低温日数减少的幅度大于极端高温日数增加的幅度,表明气温日较差呈减小趋势,存在非对称性增温特征。空间上,增温率大的区域其极端高温日数增加,极端低温日数显著减少;95%、99%极端降水日数增率大的区域多位于降水量倾向率较高的地区。     

基于均一化资料的中国极端地面气温变化分析

利用经过质量控制和均一化处理的中国693个气象站点1961-2014年逐日最高气温、最低气温和平均气温资料,对极端气温的空间变化进行了分区划分,并分析了11个极端气温指数的变化特征。结果表明:极端高温指数(极端最高气温、夏季日数、暖夜日数、暖昼日数、持续暖期和生长日)在各区呈增加趋势,而极端低温指数(极端最低气温、霜冻日数、冷夜日数、冷昼日数、持续冷期)在各区呈减小趋势(极端最低气温除外,呈增加趋势),其中夜间极端气温指数变化程度最大(暖夜日数增加和冷夜日数减小最显著);每个指数在大部分区域均有明显的趋势转折,极端高温指数的转折时间基本在1995-1998年之间,而极端低温指数的转折时间在1985-1986年和1995年前后。极端高温指数转折前/后有减小/增加趋势,而极端低温指数正好相反(但极端最低气温除外,转折前/后有减小/增加趋势)。几乎所有区域的极端气温指数均与平均气温呈显著的相关,其中阈值指数与平均气温的相关性最好。     

城市化对山东省极端气温事件的影响

根据山东省气温观测资料,综合利用人口格网、土地利用和夜晚灯光数据划分了城市站和乡村站,采用基于观测资料的对比分析法研究山东省极端气温事件的城市化影响。结果表明:①除暖夜日数,暖(冷)事件在城市化的推动下会增加(减少);其中,暖指数的城市化影响贡献率分别是40.66%(高温)、19.32%(暖昼)、1.02%(暖夜),冷指数的城市化影响贡献率分别是2.31%(低温)、5.72%(冷昼)、5.55%(冷夜),可见暖事件(除暖夜日数)的城市化影响贡献率与冷事件相比更显著,且由最高气温计算得出的极端气温指数的城市化影响贡献率更大。②城市化会促使极端气温暖事件平均场的强度变大,同等强度暖事件的发生范围较之前更广,而冷事件受城市化发展的影响在强度和范围的表现却与暖事件的表现刚好相反;相同的是城市化促使极端气温冷暖事件平均场分布的空间差异性较之前均变大。③极端气温冷暖事件的突变时间会受城市化发展的影响,使其突变时间提前1～3年。④冷暖事件的持续时间会随着城市的不断发展而变化,其中由最高气温计算得出的指数受影响更大。⑤极端气温冷暖指数之间的城市化非对称性影响具有复杂的差异性。     

内蒙古地区极端降水事件分布特征

基于内蒙古地区94个气象站1961—2007年逐日降水量资料,利用累积频率法,分析了极端降水事件变化特征。结果表明:(1)近50年内蒙古地区极端降水事件和极端强降水事件发生的强度和出现的频次均呈现出增多趋势,尤其在1977年降水发生突变之后,增加趋势更为明显。(2)近50年内蒙古地区最长连续无降水日数和最长连续降水日数持续时间缩短,表明连续性干旱和降水的持续性减弱,尤其是进入本世纪后,最长连续无降水日数陡升和最长连续降水日数陡降,气候湿润程度下降,加之全球气候变暖,使内蒙古地区进入本世纪后暖而干的气候特征更为明显,这对农牧业生产和生态环境保护极为不利。(3)内蒙古地区近50年小雨和暴雨日数的减少,降水强度的加大,使全区降水不稳定性增加,降水有极端化发展趋势,尤其是在1987年气温发生突变之后,降水强度变化更大。     

新旧气候态的差异及其对江西气候业务的影响

利用1961—2022年江西74个气象站平均气温、最高气温、最低气温、降水量、相对湿度、平均风速和日照时数资料,对比分析了1991—2020年和1981—2010年新、旧气候态下气象要素差异,探讨气候平均值改变对气候影响评价和预测业务的影响。结果表明：新气候态下,江西省三类气温的年和季节平均值均上升,年降水量总体增加将弱化气温偏高、降水偏多的变化特征。年和季节平均风速距平山区减小而平原地区增大;年日照时数距平总体增加。极端高温年份减少,极端低温年份增多,其中平均气温和最低气温的极端高（低）温年发生概率的降幅（增幅）比最高气温更大。极端强降水年发生概率在赣西北、赣中大部、赣南西北部等地区夏季减少,赣南中南部地区冬季增大。全省历年极端日高温、低温和强降水事件发生站次总体减少。新、旧气候态的更替会对气候业务产生影响,如冬季气温偏冷的年份增加,偏暖的年份减少,需对冷、暖冬事件进行重新评估,夏季降水增多的变化特征减弱,将导致夏季降水预测量级和趋势发生改变。     

石家庄极端冷暖天气气候事件及其与气候变暖

用石家庄市1955～2002年逐日气温资料，取其第95个和第5个百分位值作为确定极端高(低)温日的阈值来检测极端冷暖事件。对发生在2002年的极端冷暖事件进行检测分析证明，上述方法能比较有效地检测极端冷暖事件的发生。计算气温趋势变率表明，石家庄气候有明显的增暖趋势，随气候变暖夏季持续性强高温和破记录高温事件的出现频次增加；寒冷期趋于缩短；极端冷日趋于减少，极端暖日趋于增加。用季极端冷(暖)日数与气温求取相关的方法，分析各季极端冷暖事件与气候变暖的联系发现，气候变暖对冬季极端冷日减少的影响最甚。城市化效应使城市变暖趋势速率高于郊区，尤以最低气温表现明显；暖事件增多、冷事件减少的趋势速率也是城市高于郊区，且冷事件减少速率高于暖事件增多速率。在气候变暖背景下应特别重视冬季冷事件减少给人类带来的潜在影响。     

安徽省近40a极端温度事件的气候特征分析

利用1975—2014年安徽省77个观测站的日最高温度、最低温度和平均气温资料,对近40 a极端温度事件的时空分布特征进行分析。结果表明:安徽省冬季极端低温事件的发生频次分布,总体呈北多南少,地区差异较大,极端低温事件发生次数最多的是宿州萧县。近40 a间冬季的极端低温事件发生减少趋势显著,与冬季平均温度的显著上升相对应。年极端最低温度年际变化趋势不明显,且极端低温的发生频次与强度并不对应。夏季极端高温事件发生频次较多区域为江南。1975—2014年,夏季极端高温事件发生呈整体增多趋势,但趋势不显著。年极端最高温度的时间序列,与极端高温事件发生频次的时间序列是相对应的,呈现明显的正相关。从MK突变上看,年极端低温和高温事件发生均存在突变。分析合成环流场发现,冬季极端冷事件发生时,亚洲中高纬度环流的经向度明显增强;夏季极端暖事件的发生与副高的明显西伸增强维持有关。     

三江源地区气候变化特征及其影响评估

利用三江源区1961-2020年逐日气象数据、2006-2020年EOS/MODS监测资料,基于概率密度分布函数、线性趋势分析等方法,分析了气温、降水、极端气候指数变化趋势。结果表明：（1）1961-2020年三江源区气温明显向高温方向漂移,年平均、最高和最低气温升温率分别为0.38℃·（10a）^-1、0.28℃·（10a）^-1和0.45℃·（10a）^-1（P<0.01）,最高和最低气温升温幅度存在不对称现象。同时极端气温暖事件（暖昼日数、暖夜日数）明显增多,极端气温冷事件（冷昼日数、冷夜日数）迅速减少。（2）与前一气候态（1961-1990年）相比,1991-2020年平均、最高和最低气温分别上升了1.28℃、1.12℃和1.60℃,且概率密度分布更加扁平,说明气温离散程度更大,气候不稳定性增强。（3）近60年来,三江源区降水量总体呈增多趋势,增加率为10.3 mm·（10a）^-1,且随着降水量级的增加,降水量变化趋势越来越明显。进入21世纪以来,降水增多趋强表现更加明显。（4）在气温显著升...     

伊犁河谷春夏季极端天气气候的变化分析

利用1961-2005年降水、气温、冰雹、大风资料,分析了伊犁河谷春夏季极端天气气候事件的长期变化趋势.结果发现暴雨(日降水>24mm)频次20世纪90年代以后明显增加,分析最大日降水量发现,降水强度也明显增大,这和伊犁河谷降水变化趋势是一致的;春夏季极端温度的变化不显著,夏季极端高温频次和强度有微弱的减小,春季极端低温频次和强度也有微弱的减小;春夏季伊犁河谷冰雹和大风极端天气显著减少.     

基于气象台站的澜沧江上游极端气温与极端降水变化特性研究

基于流域内的3个气象站点1960-2020年逐日最高气温、最低气温和降水量等基础资料,采用线性倾向回归分析法、Mann-Kendall突变检验法和小波分析等方法进行研究,分析和揭示了澜沧江上游流域在时间尺度上的变化。研究结果表明：(1)在1960-2020年,澜沧江上游流域的极端气温暖昼日数(TX90P)和暖夜日数(TN90P)呈显著上升趋势,速率分别为1.6d/10a和2.7d/10a;冷昼日数(TX10P)和冷夜日数(TN10P)呈显著下降趋势,速率分别为1.2d/10a和2.7d/10a,而极端降水变化只有持续湿润指数(CWD)的变化趋势不显著,其余三个降水指标降水总量(PRCPTOT)、1日最大降水量(RX1day)、5日最大降水量(RX5day)都呈显著上升趋势,速率分别为18.8mm/10a、0.5mm/10a和0.8mm/10a。(2)澜沧江上游流域极端气温指数冷昼日数(TX10P)在1992年出现突变点,冷夜日数(TN10P)在1978-1993年间出先了连续突变现象,极端气温指数降水总量(PRCPTOT)在2000年以后发生突变,这也说明了在时间尺度上的变化明显。(3)在1960-2020年,澜沧江上游流域的极端气温和极端降水周期特征变化显著,均存在多时间尺度的特征,第一主周期主要在10-15a、15-20a和25-30a三个时间尺度范围内。