引言

由于全球“温室效应”的加剧，近百年全球气温有明显的上升趋势。近年来的研究表明，全球变暖主要发生在夜间，即最低气温增加远比最高气温增加得快。对1951~1990年陆地气温研究表明，北半球大部分陆地日最低气温上升的幅度是日最高气温的3倍。现在北半球夜间平均增暖0.84℃，而白天平均增暖仅0.28℃，且在所有陆地和所有季节看都有这种趋势^[1]。

对中国44个站的1951~1988年温度资料统计研究表明，冬季和夏季气温日较差分别下降了3.0℃和2.0℃，全年减少了2.0℃^[1，2]，这也证明了这种最高和最低气温的非对称变化在中国也是存在的。1999年马晓波^[3]也发现中国西北地区最高、最低气温普遍存在非对称现象，气温日较差的变化幅度比华北地区大1~4倍，也大于北半球的变化幅度。

由于青藏高原的巨大地形和抬高的热源作用，它对临近地区乃至全球气候变化都有明显的影响，它的热状况一直是气象界关心的问题。张顺利^[4]用西藏18个站1961~1990年月平均气温资料，分析了西藏30年温度变化的气候特征，发现西藏各地年平均气温20世纪60年代最低，80年代最高。周顺武等^[5]利用1957~1998年西藏自治区雅鲁藏布江中游4个测站6~8月的月平均气温，通过线性趋势估计和多项式函数拟合等方法，发现在过去42年里，该流域夏季气温有明显的上升趋势，1980年突变增暖非常明显。1961~2000年西藏大部分地区的年平均气温呈升温趋势，拉萨市、山南地区大部、那曲地区中西部、阿里地区西部增温最为明显，升温率每10年在0.20℃以上; 西藏高原年平均气温以每10年0.26℃的增长率上升，明显高于全国和全球气温的增长率^{[6] [7]}。

为了进一步揭示西藏高原气温的变化特征，本文选取西藏25个站点1971~2000年30年的月平均最高、最低气温资料，运用气候学统计分析方法，以证明在气候变暖的背景下，西藏高原存在最高、最低气温的非对称变化现象。

1.   资料和分析方法

西藏高原地势高亢，地形较为复杂，气象观测站点稀少，大部分站点观测年限较短，为了全面分析西藏高原近30年最高、最低气温的变化趋势，选择了25个站1971~2000年月平均最高气温、最低气温及气温日较差资料，按12月至翌年2月为冬季，3~5月为春季，6~8月为夏季，9~11月为秋季生成逐季序列。

最高、最低气温和气温日较差的气候变化趋势用下式进行估计:

其中T_i为气象要素，t_i为时间 (本文为1971~2000年)，a₁为线性趋势项，把a₁ ×10年作为气候变化趋势，单位为:℃/10a。

2.   分析结果

2.1   近30年T_max、T_min和ΔT的气候变化趋势的空间分布

2.1.1   T_max的气候变化趋势的空间分布

在年平均情况下 (图 1a)，大部分台站的T_max为普遍增暖，在雅鲁藏布江上中游、阿里地区、波密表现为每10年0.10~0.36℃的明显增温趋势，以拉萨、泽当、日喀则增温最大，每10年在0.30℃以上，且达到0.01以上的信度水平; 安多、帕里呈现为显著的降温趋势，每10年分别降温0.17℃和0.20℃，索县、当雄、察隅为弱的降温; 其它各地增温幅度不大，为每10年0.01~0.10℃。

图  1  西藏近30年平均最高气温的变化趋势分布 (单位：℃/10a)

(a) 年平均，(b) 夏季，(c) 冬季 (灰色区域为降温趋势)

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从T_max变化趋势的季节分布来看，春季 (图略) 大部分地区表现为增温趋势，增幅为每10年0.10~0.55℃，尤其在拉萨、日喀则增温最为明显，达到了0.001的极显著水平; 察隅、帕里表现为降温趋势，平均每10年降温0.2℃左右。夏季 (图 1b) 增温区位于雅鲁藏布江中游、那曲地区、阿里地区，增幅为每10年0.10~0.40℃，以拉萨和索县增暖最为显著; 昌都地区北部、林芝地区大部、帕里为降温趋势，降温幅度每10年0.05~0.25℃，以林芝最为明显。秋季 (图略) 那曲地区西部、昌都地区北部、帕里、察隅表现为降温趋势，降温幅度为每10年0.02~0.20℃，以安多最为明显; 其它各地表现为一致的增温趋势，增幅为每10年0.10~0.36℃，以拉萨、泽当、日喀则增暖最为显著，增幅每10年在0.30℃以上。冬季 (图 1c) 那曲地区、帕里、聂拉木、当雄、改则为降温趋势，幅度为每10年0.05~0.50℃，以安多、索县、帕里降温最为明显，降温每10年在0.40℃以上; 其它各地表现为增温趋势，增幅为每10年0.03~0.35℃，其中普兰、日喀则增温较大，每10年在0.30℃以上。

2.1.2   T_min的气候变化趋势的空间分布

在年平均情况下 (图 2a)，T_min在西藏高原绝大部分地区呈增温趋势，在增温幅度上高原中西部较大，东部较小。那曲中西部、阿里地区大部、拉萨、泽当表现为每10年0.45~0.86℃的极显著增温趋势 (达到0.001以上的信度水平); 其它各地增温幅度为每10年0.08~0.44℃。

图  2  西藏近30年平均最低气温的变化趋势分布 (单位：℃/10a)

(a) 年平均，(b) 夏季，(c) 冬季 (灰色区域为降温趋势)

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从T_min变化趋势的季节分布来看，春季 (图略) 除察隅为降温 (每10年为-0.09℃) 外，其它各地均表现为一致的增温趋势，增温幅度为每10年0.18~0.83℃，其中那曲地区、阿里地区、拉萨、泽当最为显著，增幅在0.45℃以上。夏季 (图 2b) 绝大多数地区呈增温趋势，增幅为每10年0.12~0.80℃，其中泽当、狮泉河、那曲、安多增温最大，每10年为0.60℃以上。秋季 (图略) 整个西藏高原表现为一致的增温趋势，增幅为每10年0.02~1.61℃，其中狮泉河、改则增温每10年在1.0℃以上，那曲、泽当增温每10年0.77℃。在冬季 (图 2c)，林芝地区、帕里、索县表现为降温趋势，降温幅度为每10年0.01~0.18℃，以林芝最为明显; 其它各地每10年以0.10~0.80℃的趋势增暖，其中那曲每10年增温0.90℃，拉萨每10年以0.80℃的速率增暖。

2.1.3   ΔT的气候变化趋势的空间分布

从图 3a中可以看出，年平均情况下西藏大部分台站表现为一致的ΔT变小的趋势，减幅为每10年0.01~0.72℃，其中那曲中西部、阿里地区大部以每10年0.46~0.72℃的趋势显著减小，均达到0.05以上信度的水平。林芝地区东南部、隆子、日喀则、江孜、普兰呈增大趋势。

图  3  西藏近30年气温日较差的变化趋势分布 (单位：℃/10a)

(a) 年平均，(b) 夏季，(c) 冬季 (灰色区域为增大趋势)

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从ΔT变化趋势的季节分布来看，春季 (图略) 绝大部分地区的ΔT为减小趋势，其中阿里地区大部、那曲地区大部、泽当、浪卡子、帕里的减幅每10年为0.30~0.75℃，以阿里地区最为明显。夏季 (图 3b) 的ΔT在绝大部分地区为减小趋势，以林芝、帕里最为显著，平均每10年减少0.60℃，其他各站减幅为0.07~0.60℃。在秋季 (图略)，普兰、日喀则、隆子、波密的ΔT表现为弱的增大趋势，增幅为每10年0.03~0.19℃，其他各地的ΔT呈一致的减小趋势，以阿里地区大部、那曲地区中西部最为显著，减幅为每10年0.50~1.37℃，达到了0.01以上信度的检验水平。冬季 (图 3c) 林芝地区、日喀则、普兰的ΔT却呈增大趋势，增幅为每10年0.14~0.44℃，尤其波密、察隅、日喀则最为明显; 其他各地表现为一致的减小趋势，减幅为每10年0.12~1.03℃，其中当雄、那曲分别以每10年0.98℃和1.03℃的趋势减小。

对比T_max和T_min变化趋势的空间分布可发现，大部分地区ΔT变小趋势是以T_min变暖明显高于T_max变暖为特点。

综上所述，在气候变暖的背景下，西藏高原普遍存在非对称变化现象，即T_max、T_min变化趋势不一致甚至相反，而大部分台站的ΔT却呈一致较为显著减小的特点。这表明非对称变化在中国是一个普遍现象，但西藏高原在年平均状况下又有其地域特点:(1) T max显著上升，T_min也显著上升，但T_max上升幅度小于T_min，大部分台站属于这类; (2) T max显著上升，T_min也显著上升，但T_max上升幅度大于T_min，以日喀则为代表; (3) T_max明显下降，T_min显著上升，以安多、帕里为代表; (4)T_max和T_min上升幅度均较小，以波密、江孜为代表; (5)T_max和T_min均表现为降温趋势，以察隅为代表。

2.2   T_max、T_min和ΔT变化趋势与海拔高度的关系

表 1列出了西藏高原近30年海拔高度4000m以上的15个站、3000~4000m7个站和3000m以下3个站平均的T_max、T_min和ΔT变化趋势。从表 1可看出:

表  1  西藏近30年来不同海拔高度上的T_max、T_min和ΔT变化趋势

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(1) 春、秋季海拔3000~4000m地区T_max增温明显比高、低海拔地区强; 夏季T_max在3000m以上地区呈增温趋势，3000m以下地区却表现为弱的降温; 冬季T_max在4000m以上地区表现为每10年0.13℃的降温趋势，4000m以下地区呈较为明显的上升趋势。

(2) T_min的变化总趋势是随着海拔高度的增加，T_min的增暖程度也在增加，以春、秋季最为明显。

(3) ΔT的变化趋势，春、秋季随着海拔高度的增加，ΔT随之减小; 夏季各海拔高度上的ΔT均呈减小趋势，以3000m以下地区减小幅度最大; 冬季3000m以下地区ΔT表现为增大的趋势，而3000m以上地区ΔT呈减小的趋势，其中4000m以上地区最为显著，每10年达到-0.47℃。

此外，通过对T_max、T_min、ΔT的变化趋势与海拔高度的线性回归分析 (回归方程式见表 2)，结果表明:

(1) 四季、年T_min的变化趋势与海拔高度呈较显著的正相关，海拔每升高100m，T_min增加0.013~0.022℃，以春、秋季最为显著。

(2) 夏季T_max的变化趋势与海拔高度呈显著的正相关，海拔每升高100m，T_max增加0.013℃; 冬季T_max的变化趋势与海拔高度呈极显著的负相关，海拔每升高100m，T_max降低0.025℃。

(3) 春季ΔT的变化趋势与海拔高度呈较显著的负相关，海拔每升高100m，ΔT减小0.016℃。秋、冬季和年ΔT的变化趋势与海拔高度呈极显著的负相关，海拔每升高100m，ΔT分别减小0.026℃、0.042℃和0.021℃。

表  2  T_max、T_min、ΔT的变化趋势与海拔高度的线性回归分析

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2.3   T_max、T_min和ΔT变化趋势与纬度的关系

2.3.1   T_max变化趋势与纬度的关系

通过对T_max的变化趋势与纬度的回归分析，发现仅夏季T_max的变化趋势和纬度呈较显著的正相关，其关系式为:

式 (1) 中φ为纬度，r为单相关系数，随着纬度的增加，T_max增暖程度在增加，纬度每增加1°，夏季T_max的增暖幅度增加0.043℃。

2.3.2   T_min变化趋势与纬度的关系

经对T_min的变化趋势与纬度的回归分析，春、夏、秋季和年T_min的变化趋势与纬度存在着较显著的正相关，其关系式为:

式 (2)~(5) 中，均达到0.05以上的信度水平，从中可看出，随着纬度的增加，春、夏、秋季和年T_min的增暖程度也在增加，纬度每增加1°，T_min的增暖程度增加0.057~0.14℃，以秋季表现的最为明显。

2.3.3   ΔT变化趋势与纬度的关系

通过对ΔT的变化趋势与纬度的回归分析，春、秋季和年ΔT的变化趋势与纬度呈显著的负相关，其回归方程为:

式 (6)~(8) 中，r均通过0.01极显著的信度检验，从中可知，随着纬度的增加，春、秋季和年ΔT的变化趋势在减小，纬度每增加1°，ΔT的变化趋势减小0.087~0.16℃，秋季最为显著。

3.   结论

(1) 在气候变暖的背景下，西藏高原普遍存在非对称变化现象，① T_max显著上升，T_min也显著上升，但T_max上升幅度小于T_min，大部分台站属于这类; ② T_max显著上升，T_min也显著上升，但T_max上升幅度大于T_min，以日喀则为代表; ③ T_max明显下降，T_min显著上升，以安多、帕里为代表; ④ T_max和T_min上升幅度均较小，以波密、江孜为代表; ⑤T max和T_min均表现为降温趋势，以察隅为代表。

(2) 西藏在过去的30年中，T_min在春季、秋季、冬季3个季节中明显增加，增加幅度均高于全国，其中以秋季最为显著。T_min在夏季和年平均情况下增暖较为显著。绝大部分地区一年四季的ΔT都表现为显著的变小趋势，以秋、冬季最为明显。在西藏，年平均日较差的显著变小主要是由于T_min的明显增暖引起。

(3) 春、秋季海拔3000~4000m地区T_max增温明显比高、低海拔地区强; 冬季T_max在4000m以上地区表现为降温趋势，4000m以下地区呈较为明显的上升趋势。随着海拔高度的增加，T_min的增暖程度也在增加，以春、秋季最为明显。ΔT在春、秋季随着海拔高度的增加而减小; 夏季各海拔高度上的ΔT均呈减小趋势，以3000m以下地区减小幅度最大; 在冬季，3000m以下地区ΔT表现为增大的趋势，3000m以上地区ΔT呈减小的趋势。

(4) 随着纬度的增加，夏季T_max的上升幅度随之增加; 春、夏、秋季和年T_min的增暖程度也随之增加; 而春、秋季和年ΔT的变化趋势却随之减小。