中国东部夏季极端高温的空间分布特征及其环流型

利用1961-2008年中国751个地面观测站气温资料插值而成的CN05格点资料,首先分析了中国东部夏季极端高温日数变化特征。结果表明,中国东部整体夏季极端高温日数有显著增多趋势,以东北、内蒙古中东部和东南沿海增多趋势最明显,而江淮黄淮地区增多趋势最不明显甚至出现减少趋势。极端高温日数年际波动周期以2.5~3.0年为主,江淮地区以5年为主。对极端高温日数进行EOF分解的结果表明,第1典型场主要表现了极端高温日数的线性变化趋势,第2、3典型场分别表现为江淮和东北、华南和华北极端高温日数的两种南北"偶极型"分布特征。合成分析表明,第2典型场正"偶极型"对应江淮地区500 hPa位势高度正异常和东北高度负异常以及西太平洋副热带高压(简称副高)偏北偏强,负"偶极型"则相反;第3典型场正"偶极型"对应华南500 hPa位势高度正异常和华北高度负异常以及西太平洋副高偏南偏强,负"偶极型"则相反。偏相关分析表明,鄂霍次克海阻高与东北和东南沿海极端高温日数正相关显著,与黄淮部分地区呈显著负相关;副高脊线与华北和东北极端高温日数呈显著正相关;副高强度与东南沿海呈显著正相关。     

上海市极端高温天气变化特征

利用1960—2013年上海市徐汇站日最高气温、日最低气温和相对湿度及2004—2014年上海市10个气象站夏季日最高气温与日最低气温等观测资料,采用夏季日最高气温、高温日数、暖夜日数、高温热浪指标、炎热日数和广义极值分布等分析了上海市极端高温天气的变化特征。结果表明:1960—2013年上海市夏季日最高气温明显升高,暖夜日数和高温热浪指标明显增加,均在2013年达最大值,炎热日数和广义极值分布在1976年出现转折呈两种变化趋势。2004—2014年上海市徐汇站极端高温现象最显著,奉贤站、金山站和崇明站极端高温现象最不显著。不同极端高温指标可综合表征极端高温事件的变化趋势。     

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。     

甘肃省极端最高气温的气候特征分析

利用1961—2004年甘肃省80个气象站夏季极端最高气温的标准化资料,运用EOF,REOF等方法,对甘肃省44年夏季(6—8月)极端最高气温的空间分布、时间演变特征等进行了详细分析。结果表明:第一特征向量反映了甘肃省极端最高气温受大尺度天气系统影响下的高温一致性;第二特征向量反映了甘肃省极端最高气温南北相反的差异。甘肃省极端最高气温空间异常可分为4个气候区,即甘肃省中部、陇东南部、河西中部和甘南高原区。各气候区极端最高气温的变化趋势相似:从20世纪60年代到90年代,甘肃省大部分地区夏季极端高温是升高的,极端最高气温90年代最高,其次是70年代,60年代最低;在70年代初期,大部分地区的极端高温发生了一次由低到高的转折性变化。     

山东夏季高温异常变化特征分析

利用1951-2003年山东省夏季日最高气温资料，分析了山东夏季高温天气的时空分布和变化特征，以及高温异常的年代际振荡。得出：60—80年代，山东省各地夏季高温呈减少趋势，极端高温降低，90年代后有所回升，东部半岛地区回升明显；异常多高温年主要出现在50—60年代，异常少高温年集中在80年代，90年代中后期至今开始转为多高温时期；60年代末70年代初，山东夏季高温发生了一次显著的跃变过程。     

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。     

近46年来华东及周围地区最高与最低气温时空演变的气候特征

选用华东及周围地区157个气象观测站1960-2005年6~8月逐日最高、 最低气温资料, 利用分段线性突变检验、 EOF分解等方法, 分析了我国华东地区最高, 最低气温的空间分布及时间演变特征。结果表明： 高温主要出现在长江以南; 长江以北夏季气温分布受地形影响显著。最高气温分布具有良好的空间一致性, 主要受大尺度天气系统影响; 最低气温更多表现出局地变化特征; 华东夏季最高、 最低气温分布形态较为类似, 有“全区一致型”和“南北反向型”两种, 1980年是夏季气温的一个突变点。1980年以前, 最高、 最低气温都呈下降趋势; 1980年以后则呈升温趋势; 最高气温的演变以“高温-低温-高温”的年代际振荡为主, 极端高温主要发生在两个时段： 第一次在1960-1965年之间; 第二次在2000年以后, 而极端最低气温以升温趋势为主。     

山东省夏季高温气候变化特征分析

对比分析山东省夏季1961～1990年和1971～2000年前后30年极端最高气温和高温日数的分布和变化，得知山东省夏季高温的气候变化存在明显的地域性差异，东部地区高温有所增多，西部地区明显减少。利用统计方法分析山东省各地高温多年变化特征，发现夏季高温日数和极端最高气温均存在明显的年代际变化，且东西部变化不尽相同；在60年代末70年代初全省夏季极端最高气温发生了一次转折性变化。     

1960-2013年洞庭湖区夏季高温的变化特征

根据洞庭湖区24个气象站1960-2013年夏季逐日气温资料,采用线性趋势分析及滑动平均等方法研究了洞庭湖区近54年夏季高温的变化特征.结果表明:洞庭湖区夏季高温日数和高温日平均最高气温分别以0.142 d/年、0.006℃/年的变化速率递增,尤其是进入21世纪后,高温日数和高温日平均最高气温变化都明显加快.洞庭湖区夏季高温日数多年平均为18 d,2013年最多为47d,1987年最少为8d.高温日平均最高气温多年平均为36.1℃,2013年最高,为37.0℃,1965年最低,为35.5℃.洞庭湖区各单站的夏季平均高温日数和高温日平均最高气温变化并不一致,有9个站夏季平均高温日呈显著增加趋势,有12个站夏季高温日平均最高气温呈显著增强趋势,其余站点增加趋势并不显著.单站夏季平均高温日变化速率最大的是华容,以0.425 d/年的变化速率递增.单站夏季高温日平均最高气温变化速率最大的是安乡,以0.020℃/年的变化速率递增.洞庭湖区夏季高温日数和高温日平均最高气温均呈现出由北部的湖区向环洞庭湖山区呈辐射状递增的分布趋势.高温日数安化最多,为28 d,荆州、公安、石首、岳阳最少,均为12d.高温日平均最高气温安化最高,为36.6℃,石首最低,为35.6℃.洞庭湖区夏季年最多高温日数出现在安乡和益阳,为55 d.极端最高气温出现在益阳,为43.6℃.     

中国东北夏季极端高温变化特征及其与环流异常的联系

利用东北地区1960—2010年夏季逐日气温资料,研究了中国东北地区夏季极端高温的时空变化特征和区域性特征,并对东北地区夏季极端高温事件与大气环流异常的可能联系进行分析。结果表明,东北地区夏季极端高温频数有明显的升高趋势,升高幅度由南向北逐渐增大;东北地区南部、东北部和西北部夏季极端高温频数的年际及年代际变化存在明显差异。东北地区夏季极端高温高发年500 hPa位势高度上盛行纬向环流,东北地区上空位势高度的垂直分布接近于正压结构,且一直延伸至对流层顶,海平面气压场上亚洲大陆低压明显偏弱,南北气压梯度减小,冷空气不易南下;低发年,则反之。     

1961~2013年湖南夏季高温气候特征

基于1961-2013年湖南82个台站夏季逐日最高气温数据,采取线性趋势分析等方法分析了近53 a湖南高温（最高气温≥35℃）气候特征。结果表明,湖南省夏季多年平均高温日数、高温均值及极端最高气温的大值区主要分布在湘东偏南及湘中偏北的部分地区。全省区域平均的多年平均高温站次及高温值总体呈线性增加趋势,7月中旬到8月上旬高温站次出现相对较多,7月8日起高温均值达到36℃以上并一直维持到8月末。高温最大持续日数总体呈现从湘中衡阳、株洲等地市向四周递减的分布趋势,极端持续高温日数阈值与高温最大持续日数空间分布较相似,但极端持续高温事件发生次数较多的台站主要分布在湘北、湘东南及湘西南。     

近40年南方高温变化特征与2003年的高温事件

利用从全国743个站点数据集中挑选出的江南、华南地区的121个站点1961-2004年逐日日最高气温和日平均气温资料，分析了近40多年来我国南方地区最高气温的变化特征。结果表明：2003年夏季江南、华南地区出现大范围异常高温天气。虽然在1961-2004年间，江南、华南地区年平均最高气温和年平均气温均有增加趋势，但夏季极端高温事件（≥35℃日数）并没有显著增加的趋势。分析最高气温的概率分布特征，得出2003年夏季江南、华南地区出现的极端酷热天气，只是年际变化的表现，而不是长期变化趋势的反映。     

毕节市近46ɑ气温变化特征及对旅游发展的影响

利用毕节市8个国家气象站1970-2015年的气温资料,分析探讨毕节市平均气温、年极端高温、年极端低温、寒冷日数、炎热日数以及近46a温度变化的特征。结果表明:毕节市近46a年平均气温呈显著升高趋势,其中秋季增温最显著,夏季增温最弱;极端气温分布体现毕节市独特的山地气候特征,极端最低气温主要分布在海拔较高的威宁、大方,极端最高气温则是分布在海拔较低的金沙等地,且随着增温趋势显著,毕节寒冷日数显著减少,炎热日数无明显变化。在突变分析中发现毕节市在年和春、秋季节气温显著升高,突变大多发生在2000年以后,在夏、冬季节气温也呈现升高趋势,但升温幅度较春、秋季节弱。     

近50年川渝地区夏季极端高温事件的时空演变特征

利用川渝地区1961～2006年145个台站夏季的平均温度资料,分析了该地区夏季极端高温事件的时空演变特征,结果表明：川渝地区极端高温事件高发区位于103°E以东,由西向东呈带状横贯四川盆地中部直至重庆地区北部,发生频次最低的是川西南山地区;根据川渝地区夏季极端高温事件发生频次的异常空间分布特征,可以分成4个区域,分别是四川盆地西北部区、盆地东南部区、川西高原西南部区以及川西南山地区;从长期变化趋势来看,夏季极端高温事件发生频次分别在四川盆地西北部呈显著增长趋势,盆地东南部呈显著减少趋势,川西高原西南部和川西南山地区呈弱增长趋势;近50年中,四川盆地西北部夏季极端高温事件年代际变化特征非常明显,两次主要转变发生在1972年和1993年前后,盆地东南部年代际变化特征明显,主要转变发生在1972年前后。     

华北地区夏季持续性高温事件的时空变化特征

利用1961年-2009年华北地区94站逐日最高气温观测资料及NCEP／NCAR再分析资料及海温资料讨论了华北地区夏季持续性异常高温事件发生频次的气候特征。结果表明：华北地区夏季持续性异常高温事件发生频次有明显的年际、年代际变化特征。上世纪80年代之前持续性高温事件发生频次主要呈年际振荡,80年代至90年代中期为显著减少期,而1997年以后出现了明显的跃升;华北地区的西部及京、津、冀大部和山西的南部是持续性高温事件的频发区;华北地区发生持续性高温事件的环流背景为：500hPa位势高度场上,乌拉尔山以东地区为位势高度负异常,贝加尔湖地区为显著的位势高度场正异常。夏季蒙古东部到我国东北一带500hPa高度场偏强时,华北地区持续性异常高温事件偏多。西太平洋副高偏北时华北地区持续性异常高温事件偏多,西太平洋副高偏南时华北地区持续性异常高温事件偏少。海气异常对华北地区夏季持续性异常高温事件有较大的影响,在赤道中、东太平洋由前期的冷位相转为暖位相时华北地区易出现持续性异常高温事件,E1Nino年,华北地区夏季易出现持续性异常高温事件。对典型个例的分析表明,持续性高温事件易发生在南压高压和副热带高压相向而行,华北地区流层上下层被稳定的高压所控制阶段。     

山东省极端气温偏态性分布和变化特征

采用山东省1961—2010年夏季日最高气温和冬季日最低气温数据,基于Box-Cox变换,分析了山东省极端高温、极端低温偏态性分布特征与变化趋势。结果显示,极端高温偏态系数具有较为显著的海陆分布特征,呈现由东南向西北左偏相对减弱,且夏季异常高温出现几率有所增加。极端低温偏态指数分布受地形和纬度的双重影响,左偏和右偏的地区接近,各占半数。在气候态,由Ⅰ态经Ⅱ态过渡到Ⅲ态的过程中,山东省大部分地区夏季极端高温偏态指数和冬季极端低温偏态指数均处于不断升高的状态,表明大部分地区夏季出现异常高温的几率处在增加的趋势中,而冬季出现异常低温的几率处在减少的趋势中。     

1980—2019年江淮地区夏季气温变化及其异常年环流特征

利用1980—2019年ERA5月平均2 m气温资料、NCEP/NCAR提供的大气环流资料以及NOAA的海表温度资料,分析了江淮地区夏季气温变化及其异常年环流特征。结果表明：江淮地区夏季气温整体呈波动上升趋势,冷暖交替出现,在2000年发生突变,空间分布上表现出整体一致性;气温变化主要受西太平洋副热带高压（简称西太副高）、东亚夏季风及西伯利亚冷空气的影响;高温年江淮地区为大范围的位势高度正距平控制,西太副高整体偏西偏强,江淮地区处于副高脊线附近,高纬度阻塞高压较强,低温年则反之;高温年赤道中东太平洋及西太平洋海温分布具有拉尼娜事件的特征,而低温年赤道中东太平洋及西太平洋海温分布具有厄尔尼诺事件的特征;赤道中东太平洋海温异常偏高年江淮地区气温整体偏低,偏低年反之。     

济南市近50a高温天气的气候特征

利用济南市1951-2005年5-9月日极端最高气温资料,统计分析了济南市极端最高气温与高温天气的分布特征,同时分析了影响济南高温天气形成的主要环流特征。结果表明:济南市高温天气主要出现在6-7月,1951年以来济南市高温天气的时空分布具有明显的周期性。济南市夏季酷热与极端最高气温高、持续高温天气出现次数多的年份,集中在20世纪50年代中后期至60年代末期以及90年代后期至今的两个时间段内。     

2003年浙江省夏季高温统计特征分析

利用平均、最高、最低气温,日最高气温≥35℃日数等气象要素对浙江省2003年夏季高温特征进行诊断分析,大部分地区的高温日数和极端最高气温创有记录以来最高值.对极端最高气温物理量作的耿贝尔分布适线拟合表明:浙江大部分地区都出现了50年或以上一遇的高温天气.     

内蒙古地区气温异常变化特征及可能影响分析

基于内蒙古地区52个站点1961-2005年的逐月气温资料,利用趋势变化、累积距平统计、气温异常指标等方法,分析了内蒙古东冲、西部气温平均状态和异常波动特征。结果表明：1．内蒙古地区气温增暖特征显著,其增暖幅度高于全国平均水平．并且不同区域响应程度不同,内蒙古中西部地区大于东部地区。尤其在1986年发生气温突变以后,增温速率加快。2．目前年平均气温处于高气候平均态和高气候变率时期,致使20世纪90年代之后,异常暖年和极端暖年事件呈增加趋势。3．高温日数逐年增加和寒冷日数逐年的急剧减少,以及异常冷年出现在90年代之前和异常暖年发生在90年代之后等特征,进一步说明内蒙古地区气候变暖的事实。4．内蒙古地区极端气温事件出现频率较高．并在近20年主要以异常暖和极端暖事件为主。