地理科学 ›› 2020, Vol. 40 ›› Issue (3): 466-477.doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2020.03.015
收稿日期:
2019-02-14
修回日期:
2019-04-11
出版日期:
2020-03-10
发布日期:
2020-05-13
通讯作者:
段克勤
E-mail:kqduan@snnu.edu.cn
作者简介:
姬霖(1992-),女,山西运城人,博士研究生,研究方向为环境变化与自然灾害。E-mail:jlmiko@snnu.edu.cn
基金资助:
Received:
2019-02-14
Revised:
2019-04-11
Online:
2020-03-10
Published:
2020-05-13
Contact:
Duan Keqin
E-mail:kqduan@snnu.edu.cn
Supported by:
摘要:
基于逐日最高和最低气温,计算1960-2017年渭河流域16项极端气温指数,发现近58 a 渭河流域极端冷指数(冰冻日数、霜冻日数、冷夜日数、冷昼日数和冷持续指数)呈下降趋势,极端暖指数(夏日日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数、作物生长期和热持续指数)呈上升趋势,特别是20世纪80年代后上升速率明显加快。流域半干旱区对气候变暖的响应更敏感,主要体现在白天温度增高以及冰冻和霜冻日数减少,而半湿润区主要为夜间增暖。相比1960-2003年,2004-2017年流域平均温度升高1.75℃,暖夜/暖昼日数增加10.99/6.79 d,而霜冻/冷夜日数减少8.71/2.35 d。分析发现地形条件是影响流域极端气温空间差异的重要因素。在流域半干旱区,冷夜和冷昼日数的快速减少,有利于农作物的生长。而在相对湿度较大的半湿润区,随着夏季连续高温天气增多,高温热浪事件的危害更大。
中图分类号:
姬霖, 段克勤. 1960-2017年渭河流域极端气温变化及其对区域增暖的响应[J]. 地理科学, 2020, 40(3): 466-477.
Ji Lin, Duan Keqin. Variations of Extreme Temperature and Its Response on Regional Warming in the Weihe River Basin During 1960-2017[J]. SCIENTIA GEOGRAPHICA SINICA, 2020, 40(3): 466-477.
表1
1960-2017年渭河流域极端气温指数的定义及其年代际变化趋势"
分类 | 缩写(单位)-名称 | 定义 | 年代际变化率(/10a) |
---|---|---|---|
极端气温暖指数 | TXx (℃)-日最高温的极大值 | 每月日最高气温的最大值 | 0.003 |
TNx (℃)-日最低温的极大值 | 每月日最低气温的最大值 | 0.11 | |
SU25 (d)-夏日日数 | 日最高气温>25℃的日数 | 1.91 | |
TR20 (d)-热夜日数 | 日最低气温>20℃的日数 | 0.99 | |
TN90p (d)-暖夜日数 | 日最低气温>90%分位值的日数 | 2.90* | |
TX90p (d)-暖昼日数 | 日最高温>90%分位值的日数 | 1.89* | |
GSL (d)-作物生长期 | 连续6 d>5℃或<5℃的时间跨度 | 2.05 | |
WSDI (d)-热持续指数 | 连续6 d最高温在90%分位值日数 | 1.65* | |
极端气温冷指数 | TXn (℃)-日最高温的极小值 | 每月日最高气温的最小值 | 0.14 |
TNn (℃)-日最低温的极小值 | 每月日最低气温的最小值 | 0.15 | |
ID0 (d)-冰冻日数 | 一年中日最高温<0℃的日数 | -1.05 | |
FD0 (d)-霜冻日数 | 一年中日最低温<0℃的日数 | -2.41 | |
TN10p (d)-冷夜日数 | 日最低气温<10%分位值的日数 | -1.21* | |
TX10p (d)-冷昼日数 | 日最高温<10%分位值的日数 | -0.73* | |
CSDI (d)-冷持续指数 | 连续6 d最低温在10%分位值日数 | -0.15* | |
DTR (℃)-气温日较差 | 日最高气温与最低气温差值 | -0.04 |
表3
1960-2017年渭河流域极端气温指数与流域平均气温的相关系数"
极端气温暖指数 | TXx | TNx | SU25 | TR20 | TN90p | TX90p | GSL | WSDI |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
全流域 | 0.422** | 0.379** | 0.262** | 0.374* | 0.53** | 0.495** | 0.451** | 0.298* |
半干旱区 | 0.456** | 0.448** | 0.270* | 0.425** | 0.515** | 0.501** | 0.455** | 0.308* |
半湿润区 | 0.410** | 0.322** | 0.264* | 0.319* | 0.541** | 0.480** | 0.446** | 0.231 |
极端气温冷指数 | TXn | TNn | ID0 | FD0 | TN10p | TX10p | CSDI | DTR |
全流域 | 0.295* | 0.175 | -0.322* | -0.425** | -0.142 | -0.182 | 0.119 | 0.167 |
半干旱区 | 0.303* | 0.245 | -0.384** | -0.469** | -0.166 | -0.171 | 0.206 | 0.083 |
半湿润区 | 0.306* | 0.137 | -0.271* | -0.376** | -0.104 | -0.187 | -0.115 | 0.228 |
表4
1960-2004年与2005-2017年渭河流域极端气温指数的变化"
指数(单位) | 1960- 2004年 | 2005- 2017年 | 变化对事件影响 | |
---|---|---|---|---|
平均气温(℃) | 9.58 | 11.33 | ↗1.75(18.27%) | |
极端气温 暖指数 | TXx(℃) | 34.52 | 34.86 | ↗0.34(0.98%) |
TNx(℃) | 22.21 | 22.75 | ↗0.54(2.43%) | |
SU25(d) | 93.89 | 100.30 | ↗6.41(6.83%) | |
TR20(d) | 24.52 | 27.94 | ↗3.42(13.95%) | |
TN90p(d) | 10.19 | 21.18 | ↗10.99(107.85%) | |
TX90p(d) | 10.50 | 17.29 | ↗6.79(64.67%) | |
GSL(d) | 242.99 | 254.39 | ↗11.40(4.69%) | |
WSDI(d) | 10.35 | 14.31 | ↗3.96(38.26%) | |
极端气温 冷指数 | TXn(℃) | -6.62 | -6.34 | ↗0.28(4.23%) |
TNn(℃) | -16.26 | -16.05 | ↗0.21(1.29%) | |
ID0(d) | 27.26 | 25.14 | ↘-2.12(-7.78%) | |
FD0(d) | 126.86 | 118.15 | ↘-8.71(-6.87%) | |
TN10p(d) | 8.56 | 6.21 | ↘-2.35(-27.45%) | |
TX10p(d) | 8.70 | 6.80 | ↘-1.90(-21.84%) | |
CSDI(d) | 7.68 | 7.66 | ↗0.02(0.26%) | |
DTR(℃) | 10.84 | 10.82 | ↘-0.02(-0.18%) |
表5
渭河流域极端气温指数变化趋势与其他区域对比"
指数(单位) | 渭河流域 | 黄河流域[ | 长江流域[ | 珠江流域[ | 中国[ | 全球[ | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
全流域 | 半干旱区 | 半湿润区 | |||||||
1960-2017年 | 1963-2013年 | 1960-2012年 | 1960-2012年 | 1961-2008年 | 1951-2011年 | ||||
极端气温暖指数 | TXx(℃/10a) | 0.13 | 0.18* | 0.06 | 0.18* | 0.16* | 0.10* | 0.19* | 0.11* |
TNx(℃/10a) | 0.19 | 0.27* | 0.08 | 0.25*** | 0.19*** | 0.16* | 0.25* | 0.12* | |
SU25(d/10a) | 2.46* | 2.89* | 1.66* | 2.66*** | 2.93*** | 1.60* | 2.30* | 0.47* | |
TR20(d/10a) | 0.88* | 1.46* | 0.36 | 1.56* | 1.80*** | 2.58* | 1.90* | 0.91* | |
TN90p(d/10a) | 2.24* | 2.35* | 2.04* | 2.22*** | 2.86*** | 1.98* | 2.80* | 1.17* | |
TX90p(d/10a) | 1.57* | 1.65* | 1.41* | 1.56*** | 2.24*** | 1.01* | 1.60* | 0.80* | |
GSL(d/10a) | 2.93* | 3.35* | 2.69* | 3.47*** | 2.30** | 0.28 | 2.80* | 1.01* | |
WSDI(d/10a) | 1.29* | 1.24* | 1.41* | 1.48*** | 0.83*** | 1.23* | 2.30* | 1.18* | |
极端气温冷指数 | TXn(℃/10a) | 0.20 | 0.23 | 0.22 | 0.27* | 0.32** | 0.22 | 0.34* | 0.28* |
TNn(℃/10a) | 0.22 | 0.31 | 0.16 | 0.40* | 0.47*** | 0.44* | 0.56* | 0.45* | |
ID0(d/10a) | -1.59* | -1.85* | -1.42* | -2.40*** | -0.48*** | -0.02 | -1.70* | -1.23* | |
FD0(d/10a) | -2.66* | -3.05* | -2.59* | -3.36*** | -3.29*** | -0.68* | -3.40* | -1.80* | |
TN10p(d/10a) | -1.62* | -1.73* | -1.39* | -1.93*** | -2.78*** | -1.23* | -1.70* | -1.09* | |
TX10p(d/10a) | -1.13* | -1.16* | -1.07* | -0.84* | -0.84* | -0.02 | -0.80* | -0.67* | |
CSDI(d/10a) | -0.28 | -0.26* | -0.35* | -1.12*** | -0.67** | -0.56* | -0.40* | -0.62* | |
DTR(℃/10a) | -0.02 | -0.06 | 0.02 | -0.09* | -0.07* | -0.11* | / | -0.09* |
表6
渭河流域极端气温指数变化趋势与地理位置的相关系数"
极端气温暖指数 | TXx | TNx | SU25 | TR20 | TN90p | TX90p | GSL | WSDI |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
经度 | 0.393 | 0.392 | 0.761* | 0.458 | 0.153 | 0.119 | 0.631** | 0.416 |
纬度 | 0.055 | 0.045 | -0.301 | -0.716** | 0.251 | 0.189 | -0.573** | -0.365 |
海拔 | -0.522* | -0.501* | -0.973** | -0.905** | -0.121 | -0.135 | -0.985** | -0.552* |
极端气温冷指数 | TXn | TNn | ID0 | FD0 | TN10p | TX10p | CSDI | DTR |
经度 | 0.395 | 0.401 | -0.617** | -0.583** | 0.126 | 0.125 | -0.238 | 0.145 |
纬度 | -0.158 | -0.431 | 0.382 | 0.711** | 0.234 | 0.271 | 0.284 | 0.358 |
海拔 | -0.595** | -0.668** | 0.962** | 0.926** | -0.153 | -0.137 | 0.315 | -0.149 |
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