1961-2012年辽宁省极端气温事件气候变化特征

利用辽宁省52个气象台站逐日平均气温、 最高气温和最低气温数据, 使用国际通用的10种极端气候指数, 研究了1961-2012年辽宁省极端气温事件的气候变化特征. 结果表明: 年平均极端气温事件空间分布存在明显的地区差异. 时间尺度上, 1961-2012年辽宁省年及四季极端暖事件(暖昼日数、 暖夜日数、 夏季日数、 热带夜数和热浪持续指数)呈增加趋势, 极端冷事件(冷昼日数、 冷夜日数、 结冰日数、 霜冻日数和寒潮持续指数)呈减少趋势; 极端暖事件在20世纪90年代中期开始明显增加, 极端冷事件在20世纪80年代末期开始显著减少; 极端暖事件的变化速率要小于极端冷事件. 辽宁省气温日较差有增大的趋势, 极端暖(冷)事件的增加(减少)在秋季(冬季)最为显著. 空间变化上, 极端气温事件在全省基本都呈一致的增加或减少的分布. 多数极端气温事件均存在8 a左右的周期, 检测到的突变的时间大致在20世纪80年代中期到90年代末期. 20世纪80年代末期辽宁省气候变暖后, 极端暖事件和冷事件均有明显的增加和减少.     

1962 - 2013年新疆阿勒泰极端气温时空变化特征

基于新疆阿勒泰地区5个国家气象站的逐日平均气温、 最高气温和最低气温气象数据， 利用一元线性回归、 9 a滑动平均等方法分析了该地区近52年极端气温的时空变化规律。结果表明： （1）阿勒泰地区平均气温、 平均最高气温、 平均最低气温均显著上升， 上升速率为0.40、 0.29、 0.58 ℃·（10a）^-1； 秋、 冬季上升幅度最大。（2）极端最高气温、 最低气温极高值、 暖昼、 暖夜以不同的速率上升（增加）， 分别为0.19 ℃·（10a）^-1、 0.58 ℃·（10a）^-1、 1.45 d·（10a）^-1、 3.37 d·（10a）^-1。气温日较差以-0.29 ℃·（10a）^-1的速率下降； 生长季长度呈上升趋势， 增加速率为3.31 d·（10a）^-1。暖日、 暖夜在四季均呈上升趋势。除极端最高气温和生长季长度外， 其他指数均有50%以上的站点呈上升趋势。（3）极端最低气温、 最高气温极低值分别以0.68、 0.48 ℃·（10a）^-1的速率上升； 冷昼、 冷夜、 冰日、 霜日均呈下降趋势， 减少速率分别为-1.57、 -3.69、 -1.79、 -4.40 d·（10a）^-1。仅冷夜、 霜日两个指数在所有站点显著下降。（4）冷指数的减小幅度大于暖指数的增大幅度， 夜指数的减小幅度大于昼指数的增大幅度。     

黄河源区气温变化特征及预估分析

利用黄河源区青海段9个代表性站点1961-2017年逐日气温资料和未来RCP4.5排放情景下的预估数据,分析和预估了黄河源区年平均、年平均最高、年平均最低和极端气温变化特征。结果表明：近57年来年平均最高、年平均、年平均最低气温均呈显著上升趋势且倾向率依次增大。年平均气温和年平均最高气温在1997年存在显著突变。通过分析1961-1997年、1998-2007年以及2008-2017年阶段性变化可知,年平均气温持续上升,年平均最高气温先上升后趋于稳定,而年平均最低气温升温速率在1998-2007年最大,2008-2017年升温速率较1998-2007年有所降低。暖昼日数持续增多,霜冻日数和冰封日数持续减少,冷夜日数在1998-2007年减少速率最低,近10年来减少速率增大。未来33年黄河源区年平均、年平均最高、年平均最低气温和极端暖事件均呈明显的增加趋势,极端冷事件呈减少趋势。对黄河源区过去和未来气温变化规律进行了探讨,将为该区域气温变化对策的制定与实施提供理论依据。     

气候变暖背景下内蒙古大兴安岭生态功能区冷暖急转气候特征

1961-2015年内蒙古大兴安岭生态功能区气候变暖趋势明显,其气温突变年份为1987年。在气候变暖的背景下,生态功能区的严寒和寒冷日数在突变前呈减少趋势、在突变后呈增加趋势,表明突变后冬季冷天日数并没有明显减少趋势;炎热和温暖日数在突变后呈极显著增加趋势,而暖天日数突变前后变化较为平缓。综合来看,在气候变暖的背景下气温突变后高温日数增加要显著多于低温日数增加。过渡期日数变化趋势特征表明,严寒炎热过渡期、寒冷温暖过渡期和冷暖过渡期在突变后明显变短,生态功能区冷暖急转现象尤为明显。在历年尺度上,冷暖过渡期日数变化随着温度范围的扩大而减少幅度在加大。     

1961—2005年河西走廊东部极端气温事件变化

利用1961—2005年河西走廊东部五站的逐日气温资料,通过百分位法定义了不同台站的逐日极端高、低温阈值,研究了河西走廊东部近45a来极端气温事件变化的空间分布以及时间变化特征.结果表明:在空间分布上,河西走廊东部极端最高气温总阈值民勤出现了暖中心,乌鞘岭出现了冷中心;极端最低气温总阈值暖中心出现在武威,冷中心出现在乌鞘岭;极端最高、低气温空间分布与其对应阈值的空间分布类似;河西走廊东部极端低温频数南北部都呈现减少趋势,而极端高温频数在南部古浪和北部靠近沙漠区的民勤呈现减少趋势,其它地区为增加趋势.时间变化上,河西走廊东部极端最高、低气温总体都呈增温趋势,增温幅度极端最低气温比极端最高气温明显;极端最高气温频数总体呈略增加趋势,极端最低气温频数呈明显的减少趋势;极端最高、低气温和极端最高、低气温频数都是6～7a和9～10a周期反映明显;极端最高、低气温增温以及极端高温频数增加和极端低温频数减少都发生了突变现象.     

气候暖干化对中国北方干热风的影响

综述并阐明了干热风气象灾害在指标类型、时空分布、形成原因、发生环境、危害特征、防御技术等6个方面的内容,干热风危害特点具有明显温度猛增、湿度骤降的突变性和昼夜维持干热天气分不开.气候暖干化是北方现代气候变化的基本特征,气候变暖尤其使极端气温显著升高,气候变干使降水量持续偏少,出现了明显干旱化趋势.干热风发生次数与气候变暖呈显著正相关,与气候变干呈显著反相关.干热风对气候暖干化的响应十分敏感,气候暖干化使干热风发生区域扩大、次数增多、强度增强、危害加重.因此,防御干热风和干旱化危害刻不容缓.     

气候变化对山东降水及极端天气气候事件的影响分析

根据新中国成立以来山东省气温资料进行分析,从温度变化来反映山东气候变暖的趋势;在此基础上根据山东省近60年的水文资料分析气候变化对山东降水及极端天气气候事件的影响。结果表明,60年来山东气候呈变暖趋势,随着气候的变化,山东省年降水量呈减少的趋势,并导致极端天气气候事件出现频率及强度呈增大趋势。     

1959-2007年玛纳斯河流域干湿季气候变化趋势

运用统计方法对玛纳斯河流域1959-2007年近49 a来干季、湿季和全年降水量、均温、干旱指数的变化趋势、周期特征和突变特征进行分析.结果表明:49 a来玛纳斯河流域降水量和温度均呈增加的趋势,其气候倾向率分别为5.9 mm.(10a)-1和0.3℃.(10a)-1,但在20世纪70年代有一个明显的干旱期;降水、均温和干旱指数序列在干季、湿季、全年中都存在着较长周期,长周期中包含着短周期.其中,干旱指数和降水序列都存在8 a、14 a左右的周期;均温的变化周期比较复杂,波动性较强,存在22 a左右的年代际周期.累积距平法与滑动t检验得出的气候要素突变年份基本一致,大都处于1980年代.1983年流域内降水量发生由少雨到多雨的变化,流域气候开始变得湿润,1988年平均气温由偏冷转向偏暖.     

气候变暖背景下极端气候对青海祁连山水文水资源的影响

利用青海祁连山区极端气候要素和青海湖、哈拉湖及主要河流的水文资料,研究表明：冷夜日数（10%）呈显著减少趋势,暖夜日数（90%）呈显著增加趋势;年大风日数显著减少;年降水量21世纪初增加趋势最为显著并发生突变,降水量增加幅度中西段大于东段;≥ 5 mm、≥ 10 mm、≥ 25 mm年降水日数呈显著增加趋势,进入21世纪后更为明显,而≥ 0.1 mm年降水日数呈减少趋势;年平均大风日数与湖泊水位、河流流量变化呈负相关,大风天气的减少,可以缓解湖面和土壤因蒸发而导致的水分损失,对植被的改善可增加径流的产生,流入湖泊的流量增加;降水量与湖泊水位、河流流量呈正相关,受21世纪降水量增加的影响青海湖水位逐年上升,共上升1.67 m,达到20世纪70年代末的水位,中西部主要河流流量近几年也达到最大值,而东段流量增加不明显;祁连山区≥ 5 mm、≥ 10 mm、≥ 25 mm年平均降水量与湖泊、河流流量变化呈正相关,各量级年降水量对湖泊水位、河流流量的增加贡献显著。     

1961—2005年河西走廊东部极端降水事件变化研究

利用1961—2005年河西走廊东部5个气象站的逐日降水资料,研究了河西走廊东部近45 a极端降水事件变化的空间分布以及时间变化特征.结果表明:在空间分布上,年极端降水分布与地理位置、海拔密切相关,也与影响本地的天气系统有关.河西走廊东部极端降水总量、降水频数呈南-北走向,最大值出现在乌鞘岭,最小值出现在民勤;极端降水强度也呈南-北走向,但最强中心在古浪,最小在民勤.近45 a来极端降水总量和强度呈增加趋势,总量增加最大的是乌鞘岭,武威最小;强度增加最明显的是武威,最不明显的是古浪;年极端降水频数在古浪和民勤呈减少趋势,其它地区为增加趋势,降水频数增加最明显的也是乌鞘岭,降水频数减少最明显的是民勤.全球大幅度变暖水循环加快使得河西走廊东部年极端降水指数都呈增加趋势,其中年极端降水总量、年极端降水强度、年极端降水频数都是90年代增加最明显;极端降水指数在6~7 a和9~10 a周期上反映明显,在60年代年极端降水指数都发生了突变.     

Analysis of indices of extreme temperature events at Apizaco,Tlaxcala, Mexico: 1952-2003

In recent years in Mexico and around the world, the scientific community has shown great interest in acquiring knowledge regarding the behavior of extreme climate events due to their increasing number and intensity. The objective of this research was to analyze variations in extreme temperature events using extreme climate indices. We conducted a case study for the municipality of Apizaco, Tlaxcala, Mexico, using data sets of the daily maximum and minimum temperatures for the period from 1952 to 2003. Six indices related to maximum and minimum temperatures were calculated: frost days, summer days, warm days, cool days, warm nights and cool nights. All of the index results were evaluated annually and only four of the indices were analyzed according to the seasons. A trend based on a linear least squares regression model was fit to the indices to determine their behavior. The index results showed that extreme events related to maximum temperatures corresponded to greater changes and an increased number of summer days and decreased cool days. Additionally, there was an increase of frost days, associated with a greater number of days with minimum temperatures below 0 °C. In general, the results indicated that warmer and colder extreme temperatures are occurring. The detection of those trends in the extreme events can be seen as a first step in any study of the attribution of those observed changes (e.g., land use change, regional climate change, etc.). This attribution aspect will not be discussed in the present study.     

Changes in annual and seasonal temperature extremes in the arid region of China, 1960–2010

Daily data of minimum and maximum temperature from 76 meteorological stations for 1960–2010 are used to detect the annual and seasonal variations of temperature extremes in the arid region, China. The Mann–Kendall test and Sen estimator are used to assess the significance of the trend and amount of change, respectively. Fifteen temperature indices are examined. The temperature extremes show patterns consistent with warming, with a large proportion of stations showing statistically significant trends. Warming trends in indices derived from daily minimum temperature are of greater magnitudes than those from maximum temperature, and stations along the Tianshan Mountains have larger trend magnitudes. The decreases in frequency for cold extremes mainly occur in summer and autumn, while warm extremes show significant increases in frequency in autumn and winter. For the arid region as a whole, the occurrence of cold nights and cold days has decreased by ?1.89 and ?0.89 days/decade, respectively, and warm nights and warm days has increased by 2.85 and 1.37 days/decade, respectively. The number of frost days and ice days exhibit significant decreasing trends at the rates of ?3.84 and ?2.07 days/decade. The threshold indices also show statistically significant increasing trends, with the extreme lowest temperatures faster than highest temperatures. The diurnal temperature range has decreased by 0.23 °C/decade, which is in accordance with the more rapid increases in minimum temperature than in maximum temperature. The results of this study will be useful for local human mitigation to alterations in water resources and ecological environment in the arid region of China due to the changes of temperature extremes.     

近40年中国平均气候与极值气候变化的概述

随着中国气象局对近50年来逐日气象观测资料的释放,人们从不同的角度对中国平均气候和极端气候的分布特征有了更多的了解.从目前研究的结果来看,这些认识需要有一个集成,即需要有一个总体的归纳和解释.通过中国近40年来的温度极值和降水极值事件的分析认识到全球增暖和区域环流异常决定着气候极值事件的分布格局.与全球增暖相联系的是:我国微量降水在空间上表现为一致的减少趋势,我国北方寒潮事件显著减少,冷夜和冷日的减少与暖夜和暖日的增多并存,以及极端强降水有增多的趋势.与东亚季风气流和西风带气流异常对应的我国有效降水在区域分布上发生了显著变化,东部季风区中的"北涝南旱"从1970年代末转型为"南涝北旱",与华南的偏干一起形成了东部季风区降水从华南、长江到华北的"-、 、-"异常分布型,但华南在1991年出现了转湿的突变;东北和西北先后从1983年和1987年前后转为暖湿气候.极端温度和极端降水趋势的空间分布与平均温度和平均降水趋势的空间分布一致.     

大尺度驱动因子对新疆极端冷事件的单一与耦合影响

全球变暖背景下,偶发极端冷事件产生的重大灾害损失不容忽视。探究区域极端冷事件的大尺度驱动因子的耦合影响,对预估和应对气候变化产生的极端灾害具有重要意义。本文基于新疆1961—2016年53个气象站点的逐日气温资料,通过反距离加权等方法对极端冷事件的时空演变特征进行分析;利用交叉小波变换对6个极端冷指数与大尺度驱动因子——北极涛动（AO）、北大西洋涛动（NAO）和厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）进行多尺度分析;使用参数假设检验对大尺度驱动因子单一/耦合模态下的冷指数变化进行统计学显著性检验,随后对大尺度环流机制进行距平合成分析。结果表明：年均冷指数在时间尺度上均有显著性变化,新疆气温有明显的变暖趋势;空间尺度上冷指数在北疆、东疆和伊犁河谷地区的变化幅度远大于其他区域,存在空间差异性。AO、NAO与冷指数的相关性较强,ENSO与冷指数相关关系最弱但存在明显的时滞效应,大尺度驱动因子对极端冷指数的总体影响程度为AO>NAO>ENSO。单一模态下,极端冷事件在AO负位相、NAO负位相和La Ni?a事件期间易发生。耦合模态下,EI Ni?o-AO正位相和EI Ni?o-NAO正位相配置下冷日日数偏多;EI Ni?o-NAO负位相配置时极端低温值更小;La Ni?a-AO负位相和La Ni?a-NAO正位相时极端冷事件发生的可能性更大。EI Ni?o（La Ni?a）事件对AO（NAO）有一定的调制作用。新疆极端冷事件更易出现在La Ni?a-AO负位相、La Ni?a-NAO正位相时期,成因与亚欧大陆中高纬度位势异常导致冷空气路径偏西、乌拉尔阻塞加强与偏北气流影响新疆有关。     

Climate extreme and its linkage to regional drought over Idaho, USA

To investigate consequences of climate extreme and variability on agriculture and regional water resource, twenty-seven climatic indices of temperature and precipitation over Idaho, USA, were computed. Precipitation, mean temperature and maximum temperature, self-calibrated Palmer Drought Index and Standardized Precipitation Index for 1-, 3-, 6- and 12-month time scales were used to identify spatial and temporal distribution of climatic extreme and variability as well as drought frequency and magnitude. Seven oceanic indices were also used to detect teleconnections between climatic indices and regional droughts. The analyses were conducted for 56 meteorological stations, during 1962?C2008, characterized by a long-term and high-quality data set. The result indicates that decreasing trends and increasing trends are identified for precipitation and temperature, respectively. Consequently, it appears that frost and ice days dwindle as growing season (May?CAugust) length, tropical nights and summer days increase. Given current climate conditions, the results also imply that these trends will continue in the future possibly driven by uncertain climate variability. We anticipate that these indices explained by teleconnections will improve drought-forecasting capability in this region.     

Changes in annual temperature extremes in the Carpathians since AD 1961

The Carpathian Mountains region cover areas from seven countries of central and southeastern Europe, the mountain chain having major regional influences on the temperate climate, specific to latitudes between 43°N and 49°N. In order to identify changes in the annual temperature extremes, the Mann–Kendall nonparametric trend test has been applied to several thermal indices, recommended by the expert team on climate change detection and indices. The indices were computed from gridded daily datasets of minimum and maximum temperature at 0.1° resolution (~10 km), available online within the framework of the project CarpatClim (climate of the Carpathian region) for the period 1961–2010. The results show decreasing trends in cold-related indices, especially in the number of frost days, and increasing trends in warm-related ones. The trend patterns are consistent over the region, i.e., there are no mixed trends for a given index. Regional differences in climate extreme trends within the Carpathian region are related to altitude, rather than latitude. The number of summer days is increasing over the entire area, while the number of tropical nights presents upward trends mainly at lower elevations. The Warm Spell Duration Index presents upward trends over 60 % of the region. The (annual) East Atlantic pattern shows strong correlations with the warm-related indices. Our results are in agreement with previous temperature-related studies in the region.