基于时空分异的中国1961—2018年不同极端气温指数演变特征Spatial-temporal differentiation-based evolution characteristics of different extreme air temperature indexes in China from 1961 to 2018
孔锋
摘要(Abstract):
为诊断变化环境下中国极端气温事件的动态演变特征,基于中国气象局国家气象信息中心的《中国地面气象要素年值数据集》的545个气象站点观测数据,考虑平均气温、气温年较差、极端最高气温和极端最低气温4项指标,采用距平分析、线性趋势、变异系数等多种统计方法,从多属性角度诊断1961—2018年中国极端气温指数时空分异特征。结果表明:(1)在气候态上,1961—2018年中国不同极端气温指数表现出多种时空分异特征,首先是纬度主导下的南北分异,其次是经度主导下的东西分异,最后是海拔主导下的高低分异。(2)在年代距平上,中国平均气温距平随年代发展逐渐由负距平为主演变为以正距平为主。气温年较差距平在东西地区具有年代差异特征。极端最高气温距平在西藏地区演变特征与平均气温距平相一致。极端最低气温距平在1960年代和1970年代以负距平为主,而在1980—2010年代以正距平为主,且具有东西和南北分异特征。(3)在变化趋势上,中国平均气温和极端最低气温在1961—2018年均以增加趋势为主,且多数地区增加趋势速率分别超过了0.8℃/10 a和0.4℃/10 a。气温年较差和极端最高气温在西藏地区以减少趋势为主,且多数地区的减少趋势速率超过了0.4℃/10 a。中国整体趋于增暖的背景下,东部地区的高温事件在区域增多增强。(4)在年际变异上,1961—2018年中国平均气温年际变异最大,极端最低气温次之,气温年较差再次之,极端最高气温最小。上述结果表明中国气温在朝着极端化方向发展,需要高度关注极端气温事件风险及其引发的工程灾害事件。
关键词(KeyWords): 气候变暖;极端气温指数;时空格局;年代距平;变化趋势;年际变异
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(41801064,71790611);; 北京市社科基金研究基地项目(19JDGLA008);; 中国博士后科学基金资助(2019T120114,2019M650756);; 中亚大气科学研究基金(CAAS201804)
作者(Author): 孔锋
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2020.04.008
参考文献(References):
- [1] IPCC AR5.Intergovernmental panel on climate change 2013 fifth assessment report (AR5) [R].London:Cambridge University Press,2013.
- [2] IPCC SREX.Managing the risks of extreme events and disasters to advance climate change adaptation[R].London:Cambridge University Press,2012.
- [3] IPCC SR1.5.Global warming of 1.5℃:An IPCC special report on the impacts of global warming of 1.5℃ above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways,in the context of strengthening the global response to the threat of climate change,sustainable development,and efforts to eradicate poverty [R].London:Cambridge University Press,2018.
- [4] 孔锋,史培军,方建,等.全球变化背景下极端降水时空格局变化及其影响因素研究进展和展望[J].灾害学,2017,32(2):165-174.
- [5] 曹祥会,龙怀玉,张继宗,等.河北省主要极端气候指数的时空变化特征[J].中国农业气象,2015,36(3):245-253.
- [6] 李洋,王玉辉,吕晓敏,等.1961—2013年东北三省极端气候事件时空格局及变化[J].资源科学,2015,37(12):2501-2513.
- [7] OU T,CHEN D,LINDERHOLM H W,et al.Evaluation of global climate models in simulating extreme precipitation in China[J].Tellus Series Adynamic Meteorology & Oceanography,2013,65(5):1393-1399.
- [8] CHEN H,SUN J.Changes in climate extreme events in China associated with warming[J].International Journal of Climatology,2015,35(10):2735-2751.
- [9] LENG G,TANG Q,HUANG S,et al.Extreme hot summers in China in the CMIP5 climate models[J].Climatic Change,2016,135(3-4):669-681.
- [10] LENG G,TANG Q,HUANG S,et al.Assessments of joint hydrological extreme risks in a warming climate in China[J].International Journal of Climatology,2016,36(4):1632-1642.
- [11] DAI J,KESTERNICH M,L?SCHEL A,et al.Extreme weather experiences and climate change beliefs in China:An econometric analysis[J].Ecological Economics,2015,116(2):310-321.
- [12] LI J,CHEN Y,PAN S.Modelling of extreme wave climate in China seas[J].Journal of Coastal Research,2016,75(S1):522-526.
- [13] TANG X,LV X,OUYANG Y.Spatial and temporal variations of extreme climate events in Xinjiang,China during 1961-2010[J].American Journal of Climate Change,2016,5(3):360-372.
- [14] 张照玺,胡彩虹,李世豪,等.黄河流域1961—2010年极端气温指数的时空变化特征[J].气象与环境科学,2015,38(2):48-53.
- [15] 丁裕国,郑春雨,申红艳.极端气候变化的研究进展[J].沙漠与绿洲气象,2008,2(6):1-5.
- [16] 严中伟,杨赤.近几十年中国极端气候变化格局[J].气候与环境研究,2000,5(3):267-272.
- [17] 李红梅,李林.2℃全球变暖背景下青藏高原平均气候和极端气候事件变化[J].气候变化研究进展,2015,11(3):157-164.
- [18] 孔锋,吕丽莉,方建,等.中国不同时段气候变暖速率的时空分异研究(1961—2014)[J].北京师范大学学报(自然科学版),2017,53(4):426-435.
- [19] 陈晓晨,徐影,姚遥.不同升温阈值下中国地区极端气候事件变化预估[J].大气科学,2015,40(6):1123-1135.
- [20] 孔锋.1961—2017年中国年代际桑拿天日数空间演变特征[J].干旱区资源与环境,2019,33(11):163-170.
- [21] 孔锋.透视中国不同强度桑拿天日数的时空分异特征(1961—2017年)[J].灾害学,2019,34(3):85-92.
- [22] 王钰,冯起.陕北地区1960—2013年极端气温指数[J].中国沙漠,2016,36(4):1097-1105.
- [23] 吴灿,赵景波,王格慧.黄河流域极端气温指数的气候演变特征分析[J].中国农业气象,2015,36(5):525-535.
- [24] 陈成全,袁野,叶凤珍,等.1960—2012年陕西汉中地区极端气温指数变化特征[J].安徽农业科学,2017,45(9):186-190.
- [25] 曹永旺,延军平.1961—2013年山西省极端气候事件时空演变特征[J].资源科学,2015,37(10):2086-2098.
- [26] 齐月,陈海燕,房世波,等.1961—2010年西北地区极端气候事件变化特征[J].干旱气象,2015,33(6):963-969.
- [27] 孔锋,薛澜,孙劭,王品.1.5℃温控目标下地球工程对中国气温影响的区域差异预估[J].科学技术与工程,2019,19(6):285-297.
- [28] 任国玉,陈峪,邹旭恺,等.综合极端气候指数的定义和趋势分析[J].气候与环境研究,2010,15(4):354-364.
- [29] 刘琳,徐宗学.西南5省市极端气候指数时空分布规律研究[J].长江流域资源与环境,2014,23(2):294-301.
- [30] 杨艳娟,任雨,郭军.1951—2009年天津市主要极端气候指数变化趋势[J].气象与环境学报,2011,27(5):21-26.
- [31] 徐影.中国未来极端气候事件变化预估图集[M].北京:气象出版社,2015.
- [32] 闫慧敏,陈伟娜,杨方兴,等.过去50年内蒙古极端气候事件时空格局特征[J].地理研究,2014,33(1):13-22.
- [33] 王颖.1955—2004年极端气候事件的时空变化特征研究[D].南京:南京信息工程大学,2006.
- [34] 孔锋.1.5 ℃ 温控目标下地球工程对全球陆地气候的潜在影响及区域差异[J/OL].水利水电技术:1-13[2019-09-23].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.1757.TV.20190905.1743.006.html.
- [35] 陈威霖,江志红,黄强.基于统计降尺度模型的江淮流域极端气候的模拟与预估[J].大气科学学报,2012,35(5):578-590.
- [36] 任国玉,封国林,严中伟.中国极端气候变化观测研究回顾与展望[J].气候与环境研究,2010,15(4):337-353.
- [37] 史培军,孙劭,汪明,等.中国气候变化区划(1961—2010年)[J].中国科学:地球科学,2014,44(10):2294-2306.
- [38] 吴绍洪,潘韬,刘燕华,等.中国综合气候变化风险区划[J].地理学报,2017,72(1):3-17.
- [39] 齐庆华,蔡榕硕,郭海峡.中国东部气温极端特性及其气候特征[J].地理科学,2019,39(8):1340-1350.
- [40] 吴菲菲.东北地区极端气温事件时空分布特征研究[J].测绘与空间地理信息,2019,42(6):157-160.
- [41] 苗正伟,李娜,路梅,等.1961—2017年京津冀地区极端气温指数时空变化分析[J].北京师范大学学报(自然科学版),2019,55(3):369-380.