中国东部地区大城市和小城镇极端温度及日较差变化对比分析

利用中国东部地区1961～2000年61个大城市站点和169个小城镇站点的逐日最高、最低温度资料,对比分析了大城市和小城镇的最高、最低温度和日较差极端值以及相对极端值变化特征.结果表明:大城市最高、最低温度的极端值均高于小城镇.二者最高温度的极端最大值在90年代后显著升高,极端最小值40年来均显著增加;二者最低温度的极端值也随时间明显升高.在所分析时段,大城市和小城镇暖日和暖夜天数均显示出增多趋势;二者冷日和冷夜天数均呈现下降趋势.就总体而言,大城市暖日、暖夜、冷日、冷夜天数均多于小城镇.大城市日较差的极端值均比小城镇小,并且二者均有显著的下降趋势;大城市和小城镇相对较长日较差(日较差超过第95个百分位数)出现的天数显著下降,但相对较短日较差(日较差低于第5个百分位数)出现的天数明显上升.     

近40年我国极端温度变化趋势和季节特征

利用1961—2000年我国194个测站逐日最高温度和最低温度器测资料,结合具有实际意义的季节极端温度指数,分析了我国近40年极端温度事件的年变化趋势和季节特征。对年极端气候指数的研究表明:绝对阈值定义的冷暖指数由于无法考虑南北气候差异,其结果不理想。百分比阈值所得的冷暖指数中,冷日指数和暖日指数具有不对称性,冷夜指数和暖夜指数具有较强的对称性。对季节极端温度指数研究表明:冬季极端冷指数变化趋势最为明显,夏季极端暖指数的变化趋势次之,春、秋两季极端冷指数的变化趋势不明显;年和季节尺度的极端冷暖指数均反映出增暖趋势。     

湖南省55a极端气温事件变化特征

利用1960—2014年湖南省88个地面气象站日最高和最低气温的均一化资料,运用百分位阈值法统计暖日、暖夜、冷日和冷夜数,采用线性回归、M-K突变检验、Morlet小波分析等方法,研究湖南省55 a以来极端气温事件的时空变化特征。结果表明:(1)湖南省暖日和暖夜呈上升趋势,其年际变化倾向率分别为0.68 d/10 a、2.73 d/10 a,冷日和冷夜呈下降趋势,其年际变化倾向率分别为-0.45 d/10 a、-2.46 d/10 a,夜间增暖显著;(2)湖南省大部分地区的暖日、暖夜呈上升趋势,冷日、冷夜呈下降趋势,其中湘西北、湘西南、湘东南部分地区变化趋势明显;(3)暖日、暖夜、冷夜有明显的阶段性变化,暖日、暖夜分别在2008、2003年突变增加,冷夜在1986年突变减少;(4)湖南省极端气温日数在不同的时间段存在着长短不同的振荡周期。     

区域气候模式CWRF对我国极端温度时空变化的模拟评估

基于中国均一化气温数据集CN05.1的观测数据,结合暖昼指数（TX90）、冷昼指数（TX10）、暖夜指数（TN90）、冷夜指数（TN10）、暖日持续指数（WSDI）和冷日持续指数（CSDI）6个极端温度指数,从气候平均、概率分布、年际变率和年际趋势方面,系统评估区域气候模式（Climate–Weather Research and Forecasting model, CWRF）对1980～2015年间我国极端温度指数区域分布和年际变化的模拟能力,为改进并利用模式研究我国未来区域极端温度的预测提供科学依据。结果显示:观测的冷暖指数在北方的年际变率幅度高于南方,其中暖指数在我国大部分地区为增暖趋势,冷指数在北方地区的变冷趋势显著,尤其暖夜增暖、冷夜变冷,极端暖事件（WSDI）的持续性比冷事件（CSDI）显著。CWRF模式较好再现了极端温度指数的年均分布和年际变化趋势特征,尤其对暖日和冷日持续指数的模拟优势显著,但仍存在系统性的区域偏差,如低估暖昼和冷夜的极值强度;对华东地区暖（冷）指数变暖（冷）的趋势存在低（高）估;尤其是低估青藏高原地区暖、冷指数的强度,并且高估其暖昼变冷、暖夜变暖的年际变化趋势。因此,该模式对华东及高原地区极端温度的强度和年际变率的模拟仍亟需改善。     

城市化对安徽省极端气温事件的影响

利用卫星遥感资料对安徽省46个台站进行分类,统计分析了城市站、郊区站和乡村站1961-2010年的极端气温指数的年和季节的变化趋势及其受城市化的影响和贡献。结果表明：1) 近50年来,除最高气温年极大值外,其他气温年极值都有明显上升趋势,以最低温度极小值最显著;暖日、暖夜天数呈增加趋势,而冷日、冷夜天数呈减少趋势,其中暖夜和冷夜变化趋势更明显;各极端指数的变化趋势总体均表现为城市站较乡村站更显著,郊区站介于两者之间。2) 城市站最高气温极大值、最低气温极大值和最低气温极小值因城市化造成的增温分别为0.144、0.184和0.161℃/10a,增温贡献率分别达100.0%、58.8%和21.6%,但城市化对最高气温极小值影响较弱;季节尺度的城市化影响基本都造成增温,春、秋季更明显,而增温贡献率以春、夏季更明显,冬季最小或不显著。3) 城市化效应使暖日和暖夜天数增加、冷夜天数减少的趋势更加显著,城市化影响贡献率都在40%以上;暖日、暖夜和冷夜天数的城市化影响贡献率都在冬季最小或不显著。     

1951—2010年长沙市极端气温事件的变化特征

利用1951-2010年长沙最高和最低气温资料,运用国际上通用的百分位阈值法确定暖日、暖夜和冷日、冷夜数,采用线性倾向估计法和M-K突变检测等方法,研究长沙市60 a来极端气温事件的时空变化特征。结果表明,暖日和暖夜数分别以3.48个.（10a）-1和3.06个.（10a）-1的速率显著增加,冷日和冷夜数分别以-2.13个.（10a）-1和-1.78个.（10a）-1的速率显著减少,白天增暖幅度大于夜间增暖幅度。研究还表明,阶段性特征明显,近60 a来暖日和冷日、冷夜数发生了明显的突变。暖日数增加秋季最显著,春季次之;暖夜数增加夏季最显著,冬季次之。冷日（夜）数减少的季节主要是春季和冬季;四季都在变暖,但以春季、冬季变暖最明显。7月暖日（暖夜）数增加最显著,4月和2月冷日（冷夜）数减少最显著。     

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。      

1951—2010年长沙市极端气温事件的变化特征

利用1951-2010年长沙最高和最低气温资料,运用国际上通用的百分位阈值法确定暖日、暖夜和冷日、冷夜,采用线性倾向估计法和M-K突变检测等方法,研究长沙市60 a来极端气温事件的时空变化特征。结果表明,暖日和暖夜数分别以3.5 个·(10 a)-1和3.1个·(10 a)-1的速率显著增加,冷日和冷夜数分别以-2.1个·(10 a)-1和-1.8个·(10 a)-1的速率显著减少,白天增暖幅度大于夜间增暖幅度。研究还表明, 阶段性特征明显,近60 a来暖日和冷日、冷夜数发生了明显的突变。暖日数增加秋季最显著,春季其次;暖夜数增加夏季最显著,冬季其次。冷日(夜)数的减少主要是春季和冬季;四季都在变暖,但以春季、冬季变暖最明显。7月暖日(夜)数增加最显著,4月和2月冷日(夜)数减少最显著。     

1960-2014年湖南省极端气温事件变化特征分析

利用1960-2014年湖南省88个地面气象站日最高和最低气温的均一化资料,运用百分位阈值法统计暖日、暖夜、冷日和冷夜数,采用线性回归、M-K突变检验、Morlet小波分析等方法,研究湖南省55a以来极端气温事件的时空变化特征。结果表明：(1)湖南省暖日和暖夜数呈上升趋势,其年际变化倾向率分别为0.68d.(10a)-1、2.73 d.(10a)-1,冷日和冷夜数呈下降趋势,其年际变化倾向率分别为-0.45d.(10a)-1、-2.46d.(10a)-1,夜间增暖幅度大于白天增暖幅度;(2)湖南省大部分地区的暖日、暖夜数呈上升趋势,冷日数、冷夜数呈下降趋势,其中湘北、湘南部分地区变化趋势明显;(3)暖日、暖夜、冷夜数有明显的阶段性变化,其突变检验特征较明显,暖日、暖夜分别在2008、2003年突变增加,冷夜在1986年突变减少;(4)湖南省极端气温日数在不同的时间段存在着长短不同的振荡周期。     

近50α齐齐哈尔市极端气候事件特征分析

利用目前国际上较流行的极端气候指数方法对1951～2006年齐齐哈尔市24种极端气候指数进行计算和分析,得到了齐齐哈尔市极端气候事件的事实和变化特征.结果表明:齐齐哈尔市的年最低气温、暖夜、热夜日数和生长季长度呈显著上升趋势;冷夜、冷日、霜日、冰日和日平均温差均呈最著下降趋势.各种降水指数的变化趋势都不显著;极端气温和降水指数均存在阶段性特征和突变特征:最低气温的增暖主要发生在20世纪80年代中期以后,而最高气温则在90年代以后变暖明显,夜间气温的上升对增暖进程的贡献更大;极端降水事件的强度和频率呈增加趋势,2000年以后增加趋势尤为明显.     

1976—2015年乌鲁木齐市极端气温变化特征分析

根据乌鲁木齐市1976—2015年逐日气温资料,采用线性趋势法、距平法、累计距平法、主成分分析法和Morlet复数小波法,计算并分析极端气温指数的变化趋势、指数相关性及周期性等。结果表明:1、极端最高、最低气温,夏季、热夜、暖昼和暖夜日数呈上升趋势,冰冻、霜冻、冷昼和冷夜日数呈下降趋势。2、极端最高、最低气温距平呈波动变化,其中极端最高在1992-1994年快速下降,2003-2008年较明显上升;极端最低在1991-1999年快速上升。3、夏季和热夜日数相似,1996年之前减少,之后快速增长。冰冻和霜冻日数与前者趋势相反。4、冷昼和冷夜日数在90年代中期之前缓慢上升,暖昼和暖夜缓慢下降。90年代中期后,情况相反。5、暖夜、冷夜、热夜和霜冻日数的变化对乌鲁木齐气温总体变化起到主要作用。6、各暖指数、冷指数间呈正相关,而暖指数与冷指数之间呈负相关。7、极端最高气温存在准6年周期,还存在准32年的年代际振荡周期;极端最低气温存在准3年、6年、12年周期,其中准12年周期贯穿始终。     

1990—2010年中国极端温度和降水事件的月变化特征

利用1960—2010年中国532个台站的日最低、最高气温和日降水资料,选取4个极端温度指数（冷昼、冷夜、暖昼和暖夜）和2个极端降水指数（极端降水量和极端降水频次）,对1990—2010年极端温度和降水事件相对于之前1960—1989年的月尺度变化进行了研究。得到以下主要结论：1） 逐月的冷昼和冷夜发生频率减少,逐月的暖昼和暖夜发生频率增多。冷极端事件发生频率的变化比暖极端事件更明显。2） 4个指数在2月均表现出频率变化异常剧烈的月尺度特征,这主要与中国地区2月增暖最显著有关。4个指数在2月频率变化的空间分布,中国北方地区（东北、华北以及西北）极端温度事件的频率变化比南方地区（西南、华南以及长江流域）更显著。3） 对于极端降水事件,1990—2010年中国极端降水量增加最大的月份为6—7月,极端降水频次增加较多的月份为1—3月。中国各区域极端降水量变化最大的月份集中在夏季6—8月,其中西北、西南和长江中下游地区极端降水量显著增加。对于极端降水频次,东北和西北地区在1月增加最多;华北、西南、长江中下游和华南地区分别在3、5、7和12月增加最多。除华南地区以外,其他5个区域均通过了信度为0.05的显著性检验。     

近50 a齐齐哈尔市极端气候事件特征分析

利用目前国际上较流行的极端气候指数方法对1951～2006年齐齐哈尔市24种极端气候指数进行计算和分析,得到了齐齐哈尔市极端气候事件的事实和变化特征。结果表明:齐齐哈尔市的年最低气温、暖夜、热夜日数和生长季长度呈显著上升趋势;冷夜、冷日、霜日、冰日和日平均温差均呈显著下降趋势。各种降水指数的变化趋势都不显著;极端气温和降水指数均存在阶段性特征和突变特征;最低气温的增暖主要发生在20世纪80年代中期以后,而最高气温则在90年代以后变暖明显,夜间气温的上升对增暖进程的贡献更大;极端降水事件的强度和频率呈增加趋势,2000年以后增加趋势尤为明显。     

1980—2019年新乡市极端气温时空变化特征

根据1980—2019年新乡市8个站点的逐日最高、最低气温资料,采用线性倾向率、空间插值方法、Morlet复数小波和M K突变检验等方法,分析新乡市极端气温时空变化特征。结果表明：新乡市极端最高气温、极端最低气温、暖夜、暖日、夏日和热夜共6种气温指数呈上升趋势,而冷夜、冷日、冰日和霜日共4种气温指数呈下降趋势;新乡市极端气温指数中有9种指数存在周期性,其中夏日和冰日分别存在4 a和2 a的全域性周期;通过M K突变分析得出,有6种极端气温指数存在突变,其中相对指数的突变主要发生在20世纪末和21世纪初,绝对指数的突变主要发生在20世纪末;通过分析各极端气温指数之间的相关性可知,暖夜与热夜的关系最为密切;在空间分布上,各极端气温指数差异性较大,其中冷日和冰日呈由东南向西北降低,暖夜和热夜呈东西高、中部低的分布特点;新乡市极端最低气温和冰日在空间上存在上升和下降两种变化趋势。     

南昌夏季气温变化特征及其预测

南昌夏季平均气温存在明显的年际变化特征,夏季平均气温有下降的趋势;利用均生函数模型对南昌夏季平均气温趋势进行了拟合和预报,拟合值与实况值基本一致,并预报了2005年～2007年南昌的夏季处于冷夏;分析了南昌夏季最高气温、最低气温变化趋势,结果表明冷夜和暖夜变化具有对称性,冷夜减少和暖夜的增加趋势几乎一致,而冷日和暖日的变化也呈非对称性分布,上升趋势比较明显,但下降趋势不明显。     

中国大陆1956～2008年极端气温事件变化特征分析

利用446个国家级气象站1956～2008年共53年的日最高、最低气温资料,分析了我国大陆地区气温极端事件的变化规律。结果表明,中国大陆地区霜冻日数和结冰日数明显减少,减少显著的区域集中在北方,夏季日数和炎热夜数明显增多,增多显著的区域主要在中东部。日最高(低)气温的极大(小)值整体都有上升趋势,最高(低)气温的极大值在北方上升较明显,而在长江中下游和西南地区有下降的趋势;最高(低)气温的极小值则在全国范围都呈明显上升,极端最低气温上升尤为显著,在北方大部分地区升温速率达1.0℃·(10a)-1以上。冷夜(昼)日数普遍明显减少,53年中减少趋势为7.9d·(10a)-1[2.8d·(10a)-1];暖夜(昼)日数明显增加,增加趋势为7.0d·(10a)-1[4.1d·(10a)-1]。冷夜(昼)日数减少主要发生在冬季,其次是春、秋季,而暖昼和暖夜日数增加最显著的季节分别出现在秋季和夏季。从转折时间上看,绝对指数和极值指数的冷指数是从20世纪80年代中后期开始显著减少的,暖指数显著增加的时间则推迟到20世纪90年代中期。但相对指数的冷指和暖指都是在20世纪80年代中后期开始显著变化的。     

1955—2016年甘肃定西地区极端气温变化特征

利用甘肃省定西地区岷县、临洮和华家岭3个站点的气温数据,应用线性趋势拟合等方法,基于10个气温指数,研究了1955—2016年定西地区极端气温变化趋势和特征。结果表明,霜冻日数、结冰日数、冷日日数和冷夜日数4个指数呈下降趋势,而极端最高气温、极端最低气温、夏日日数、热夜日数、冷日日数和冷夜日数6个指数均呈上升趋势。气温变化的第一主周期为30 a,第二主周期为17 a。夏日日数、热夜日数、暖日日数和暖夜日数的变化在气温总体变化中起主要作用。极端最低气温与霜冻日数、冷日日数、冷夜日数显著相关,极端最高气温与夏日日数、暖日日数、暖夜日数显著相关,暖夜日数与霜冻日数也具有较高的相关性。气温指数突变大多发生在1993—1999年。     

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。     

基于多区域模式集合的中国西部干旱区极端温度未来预估

利用CORDEX-EA计划11个区域模式模拟结果,集合预估了中国西部干旱区16个极端温度指数未来的变化趋势及空间分布。结果表明:1)区域模式基本上能够再现近30 a西部干旱区极端温度的空间分布。2)多模式集合预估的西部干旱区21世纪中期霜冻日数(FD)和冰封日数(ID)呈现显著的下降趋势,而热夜日数(TR)和夏季日数(SU)则呈现明显的上升趋势。3)未来异常暖昼持续指数(WSDI)和生长期(GSL)呈现增加趋势,异常冷昼持续指数(CSDI)和日较差(DTR)则呈现下降趋势。4)未来气候增温导致冷昼日数(TX90p)、暖夜日数(TN90p)增加,而暖昼日数(TX10p)和冷夜日数(TN10p)减少。5)未来月最高温度极大值(TXx)、月最低温度极大值(TNx)、月最高温度极小值(TXn)和月最低温度极小值(TNn)都呈现增加的趋势。因此,西部干旱区未来发生极端低温事件的概率减小,发生极端高温事件的概率则会增大,但不同的极端温度指数变化的空间分布并不均一,存在明显的区域差异。     

1957-2000年东北地区春季极端气温变化及其与北极涛动的关系

利用东北地区32个测站1957-2000年逐日气温资料,分析了东北春季极端气温指数的变化特征及其与同期和前期北极涛动指数的关系。结果表明：春季日气温距平值基本上是由高纬向低纬、由东向西增加;44 a来日气温距平强度变化呈现正趋势,春季的冷日和冷夜呈减少趋势,暖日和暖夜呈增加趋势。东北春季气温与春季北极涛动（Arctic Oscillation, AO）在年际时间尺度上具有很强的正相关性,AO和极端气温指数也存在着相同的变化周期和突变时间。