黄小燕
, 王小平
Huang Xiaoyan, Wang Xiaoping
中图分类号: P426.6
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690(2016)04-0612-09
收稿日期: 2015-03-12
修回日期: 2015-06-5
网络出版日期: 2016-07-21
版权声明: 2016 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：黄小燕（1984-）,女,湖北宜城人,硕士,工程师,主要从事全球气候变化方面的研究工作。E-mail: xyhuang0529@sina.cn
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摘要
基于1960~2013年中国沿海110个地面气象站资料,分析了中国沿海极端气温事件的变化特征。结果表明：中国近54 a来月最高气温极小值（TXn）、极端最高温（TXx）、极端最低温（TNn）和月最低气温极大值（TNx）都呈上升趋势,其中极端最低气温上升幅度最大,升幅为0.40 ℃/10a。日较差（DTR）、冷昼日数（TX10p）和冷夜日数（TN10p）呈下降趋势,降幅分别为-0.12℃/10a、-0.7 d/10a和-2.19 d/10a,暖昼日数（TX90p）和暖夜日数（TN90p）呈显著上升趋势,升幅分别为1.31 d/10a和2.24 d/10a。SU25和TR20近30 a上升幅度分别为6.35 d/10a和5.28 d/10a。从空间变化来看TXn、TXx、TNn和TNx分别有97%、71%、97%和97%气象站呈上升趋势,大部分都通过了0.01水平的显著性检验。TX10p、TN10p和DTR分别有90%、99%和81%的气象站呈下降趋势。大部分极端气温指数变化趋势与纬度、经度和海拔有显著的相关性。极端气温指数在气候变暖突变前后也存在明显差异,TX10p、TN10p和DTR在气候变暖后明显减少,而其他指数则明显上升。
关键词：
Abstract
Based on the data of 110 meteorological stations in coastal region of China in 1960-2013, the variation of extreme temperature indices was analyzed. The result showed that in the last 54 years the absolute indices, i.e., coldest day (TXn), warmest day (TXx), coldest night (TNn) and warmest night (TNx), have increased significantly, and TNn showed an increasing rate of 0.40℃ per decade. The diurnal temperature range (DTR), cool days (TX10p) and cool nights (TN10p) have decreased significantly by -0.12℃, -0.7 days and -2.19 days per decade, respectively. The percentile indices, including warm days (TX90p) and warm night (TN90p), have increased by 1.31 days and 2.24 days per decade, respectively. In the recent 30 years, summer days (SU25) and tropical nights (TR20) have increased by 6.35 days and 5.28 days per decade, respectively. For the spatial distribution of TXn, TXx, TNn and TNx, 97%, 71%, 97% and 97% of meteorological stations showed increasing trends during 1960-2013, respectively, and most stations are statistically significant at the 0.01 level. For TX10p, TN10p and DTR, the proportions of meteorological stations with decreasing trends are up to 90%, 99% and 81%, respectively. Most extreme temperature indices show a good correlation with latitude, longitude, and altitude. After the detected climate abrupt changes, TX10p, TN10p and DTR decreased, and the other indices increased significantly.
Keywords：
20世纪以来,全球极端天气、气候事件的发生频率和强度都在急剧增加,严重威胁人类的生存和社会的可持续发展,引起了国内外学者的广泛关注[1~4]。近年来很多中国学者利用国际上应用较广的气候变化监测与指数专家组（Expert Team on Climate Change Detection and Indices,简称ETCCDI）[5~7]推荐的极端气温指标开展了相关的研究,例如：You等[6]对中国12个极端气温指数研究发现极端气温和平均气温有较好的相关性;Wang等[7]研究表明新疆地区夏日日数（SU25）、作物生长期（GSL）、热夜日数（TR20）、暖夜日数（TN90p）和暖昼日数（TX90p）都呈上升趋势;黄小燕等[8]研究发现中国大陆持续干燥指数（CDD）在春季和冬季呈下降趋势,秋季呈上升趋势;对内蒙古地区[9]的研究表明极端最高温（TXx）、极端最低温（TNn）、TN90p和TX90p均呈明显增加趋势,冷夜日数（TN10p）和冷昼日数（TX10p）均呈减少趋势。
中国沿海地处中国最东、最南端,濒临太平洋,地势低洼,台风、风暴潮、极端气温事件等频频发生,给当地人民的生产生活和经济社会发展造成了一定影响[10,11]。近年来沿海极端气温事件也引起广泛的关注,2008年华南沿海出现罕见低温天气,给华南农业,特别是沿海养殖业造成了巨大损失[12]。王慧等[13]研究发现2012年中国沿海气温和海温分别较常年偏高0.4℃和0.3℃,是沿海海平面升高的原因之一。对东南沿海地区的研究[14]表明,近54 a东南沿海地区气候暖化趋势明显,增温速率从南向北逐渐增加。但对中国沿海极端气温指数的研究较少,因此有必要对中国沿海地区极端气温指数开展研究,为开展沿海气候变化对海洋生态及沿海养殖业的影响提供依据。
本文在ArcGIS 9.3软件中以中国海岸线为参考要素,建立宽度为200 km的缓冲区为研究区,以下称沿海地区。所用气象资料来自中国气象科学数据共享服务网（http://cdc.nmic.cn）,根据各站缺测数不超过5 d和连续时间序列在50 a以上这2个条件,筛选出符合条件的域内110个气象站1960~2013年逐日降水量、日最高气温、日最低气温等资料。采用ETCCDI推荐的极端气温指数（表1）,通过RClimDex v1.1软件（http://etccdi.pacificclimate.org/）计算了中国沿海的11个极端气温指数。在计算极端气温指数之前采用RHtests v4软件对气温数据进行了均一性检验,并对有元数据支持的站点进行均一化订正。采用Sen斜率计算极端气温指数的变化趋势[15,16],并使用Mann-Kendall（M-K）方法进行变化趋势的显著性检验[17]。另外,用Morlet连续小波分析方法[18,19],分析研究区54 a极端气温指数的周期特性,小波能量谱能反映时间序列在不同时间尺度上的周期变化及其在时间域上的分布。
表1 极端气温指数在本研究中的定义
Table 1 Definitions of 11 temperature indices used in this study
| 类型 | 指数名称 | 代码 | 定义 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 绝对指数 | 月最高气温极小值 | TXn | 年内各月日最高气温的最小值 | ℃ |
| 极端最高气温 | TXx | 年内各月日最高气温的最大值 | ℃ | |
| 极端最低气温 | TNn | 年内各月日最低气温的最小值 | ℃ | |
| 月最低气温极大值 | TNx | 年内各月日最低气温的最大值 | ℃ | |
| 相对指数 | 冷昼日数 | TX10p | 日最高温<10％分位值的日数 | d |
| 暖昼日数 | TX90p | 日最高温>90％分位值日数 | d | |
| 冷夜日数 | TN10p | 日最低气温<10％分位值的日数 | d | |
| 暖夜日数 | TN90p | 日最低气温>90％分位值的日数 | d | |
| 其他指数 | 夏日日数 | SU25 | 年内日最高低温>25℃的日数 | d |
| 热夜日数 | TR20 | 年内日最低气温>20℃的日数 | d | |
| 日较差 | DTR | 月平均日最高气温与最低气温之差 | ℃ |
根据中国沿海极端气温指数的年际变化趋势（表2）可看出,1960~2013年绝对指数月最高气温极小值（TXn）、TXx、TNn和月最低气温极大值（TNx）分别以0.21℃/10a、0.12℃/10a、0.40℃/10a和0.20℃/10a的速度显著升高。相对指数TX10p和TN10p总体呈下降趋势,下降速率分别为-0.7 d/10a和-2.19 d/10a;TX90p和TN90p近54 a来分别以1.31 d/10a和2.24 d/10a的速度显著升高。其他指数SU25和TR20平均每10 a分别上升2.27 d和3.25 d;日较差（DTR）呈显著下降趋势,平均每10 a减少0.12℃。以上变化趋势除了TXn和TXx通过0.05水平的显著性检验,TX10p和SU25通过0.01水平的显著性检验外,其他变化趋势均通过了0.001水平的显著性检验。相比1960~2013年,TXx、TNx、TX90p、TN90p、SU25和TR20在近30 a（1984~2013年）上升趋势更大（表2）,升幅分别为0.38℃/10a、0.39℃/10a、3.06 d/10a、3.89 d/10a、6.35 d/10a和5.28 d/10a,且都通过了0.001水平的显著性检验。
考虑到研究区南北纬度跨越大,因此对沿海极端气温指数按海域（渤海、黄海、东海、南海）划分为4个区域进行分区讨论。4个海域的TXn变化趋势不大,且都没有通过显著性检验。TXx在黄海沿岸呈减少趋势,且没有通过显著性检验;在其他3个海域沿海呈增加趋势,其中东海沿岸的增加趋势最大（0.18℃/10a）,南海沿岸的变化趋势最显著,通过了0.01水平的显著性检验。除TXn和TXx外,其他极端气温指数在4个海域都通过了0.05以上的显著性水平检验。TNn在4个沿岸都呈增加趋势,其中渤海沿岸增加趋势最大（0.6℃/10a）,TNx在4个海域的增加趋势变化不大。相对指数TX10p和TN10p在4个海域都呈减小趋势,以东海沿岸的TN10p减少趋势最大（-2.34 d/10a）;TX90p和TN90p则都呈增加趋势,以南海沿岸的TN90p增加趋势最大（3.32 d/10a）。其他指数SU25和TR20在4个海域均呈增加趋势,且都以南海沿岸增加趋势最大,变化趋势分别为2.56 d/10a、4.75 d/10a。DTR在4个海域都呈减小趋势,以渤海沿岸减少趋势最大（-0.19℃/10a）。
还对比分析了中国沿海与全国[6]、西北地区[20]以及西藏地区[21]大致相同时段的极端气温指数的变化趋势值（表2）。TXx和TX10p的变化趋势比全国的高,但比西北地区和西藏地区小;TX90p、TN10p和TN90p比全国和西北地区大,但比西藏地区小;TXn、TNn、TNx以及DTR变幅均小于全国和其他地区。
表2 沿海地区极端气温指数年际变化趋势及与其他区域对比
Table 2 Comparison between the linear trends in extreme temperature indices in coastal region of China and other regions
| 指数（单位） | 沿海全区 | 渤海沿岸 | 黄海沿岸 | 东海沿岸 | 南海沿岸 | 中国[6] | 西北地区[20] | 西藏[21] | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1960~2013年 | 1984~2013年 | 1960~2013年 | 1961~2008年 | 1960~2009年 | 1960~2010年 | ||||||
| TXn（℃/10a） | 0.21* | 0.04 | 0.24 | 0.25 | 0.21 | 0.20 | 0.35* | 0.61* | / | ||
| TXx（℃/10a） | 0.12* | 0.38** | 0.02 | -0.01 | 0.18* | 0.1** | 0.07 | 0.17 | 0.23** | ||
| TNn（℃/10a） | 0.40*** | 0.15 | 0.6** | 0.38** | 0.37*** | 0.42*** | 0.63* | 0.85* | 0.78** | ||
| TNx（℃/10a） | 0.20*** | 0.39*** | 0.17** | 0.18* | 0.23*** | 0.18*** | 0.21* | 0.32* | / | ||
| TX10p（d/10a） | -0.70** | -1.33* | -0.77** | -0.77** | -0.61* | -0.53 | -0.47 | -2.36* | -4.96** | ||
| TX90p（d/10a） | 1.31*** | 3.06*** | 0.93** | 0.62* | 1.32*** | 2.31*** | 0.62 | 1.25* | 6.72** | ||
| TN10p（d/10a） | -2.19*** | -1.99*** | -1.93*** | -2.0*** | -2.34*** | -2.31*** | -2.06* | -0.93* | -9.38** | ||
| TN90p（d/10a） | 2.24*** | 3.89*** | 1.77*** | 1.62*** | 2.14*** | 3.32*** | 1.75* | 2.10* | 10.99** | ||
| SU25（d/10a） | 2.27** | 6.35*** | 2.0** | 2.18** | 2.46** | 2.65** | 1.18 | / | / | ||
| TR20（d/10a） | 3.25*** | 5.28*** | 2.67*** | 2.51*** | 2.67** | 4.75*** | / | / | / | ||
| DTR（℃/10a） | -0.12*** | -0.03 | -0.19*** | -0.18*** | -0.07* | -0.08*** | -0.18* | -0.24* | / | ||
图1是1960~2013年中国沿海极端气温绝对指数变化趋势的空间变化,由图1可以看出在全球变暖的大背景趋势下,大部分地区TXn呈上升趋势,上升速率基本在0.2~0.4℃/10a之间,占总站点的66%。有3站增幅>0.4℃/10a,其中辽宁锦州站上升幅度最大,为0.52℃/10a。TXx有78站呈上升趋势,占总站点的71%,其中山东惠民站减少幅度最大,为-0.31℃/10a,且通过0.05水平的显著性检验。长江三角洲附近大部分站点呈上升趋势,升幅在0.20~0.67℃/10a之间,其中浙江鄞县站为0.67℃/10a,且通过0.001显著性检验水平。TNn有98%的站点呈上升趋势,以渤海沿海上升趋势明显,大部分升幅在0.8℃/10a以上,基本都通过0.001水平的显著性检验,辽宁宽甸站为1.79℃/10a。南海沿岸大部分地区升幅在0.4~0.8℃/10a之间,且通过0.001水平的显著性检验。TNx有109站呈上升趋势,且大部分都通过了0.01水平的显著性检验,有46%的站点升幅>0.2℃/10a,其中浙江慈鄞站上升趋势最明显,为0.5℃/10a。
图1 1960~2013中国沿海极端气温绝对指数变化趋势的空间变化
Fig. 1 Spatial distribution of change trends of extremes temperature absolute indices in coastal region of China in 1960-2013
图2是1960~2013年中国沿海极端气温相对指数变化趋势的空间变化。TX10p有99站呈下降趋势,大部分都通过了0.01水平的显著性检验,减少幅度最大是河北唐山站,达到-2.5 d/10a。有10站呈上升趋势,且上升地区基本都分布南海沿岸,上升幅度最大的为广东增城站,达2.16 d/10a。TX90p有93%的站点呈上升趋势,除南海沿岸外大部分升幅都在0.0~2.0 d/10a,且都通过了0.01水平以上的显著性检验。南海沿岸有20站>2.0 d/10a,其中三亚站达5.6 d/10a。TN10p有99%的站点呈下降趋势,且基本都通过了0.001水平的显著性检验,另外有52%的站点下降趋势在-4.0~-2.0 d/10a之间,6站小于-4.0 d/10a,减少趋势最显著的是河北唐山站,为-5.4 d/a。TN90p有99%的气象站呈上升趋势,渤海、黄海以及东海沿岸大部分站点升幅在0.0~2.0 d/10a之间,且基本都通过了0.001水平的显著性检验,南海沿岸大部分站>2.0 d/10a,也通过了0.001水平的显著性检验。
图2 1960~2013中国沿海极端气温相对指数变化趋势的空间变化
Fig.2 Spatial distribution of change trends of extremes temperature percentile indices in coastal region of China in 1960-2013
中国沿海绝大部分站点SU25呈上升趋势（图3）,变化趋势在-3.9~11.8 d/10a之间,110站中有106个呈上升趋势,但上升的幅度存在区域差异。
图3 1960~2013中国沿海极端气温其他指数变化趋势的空间变化
Fig.3 Spatial distribution of change trends of extremes temperature other indices in coastal region of China in 1960-2013
渤海沿岸大部分在0.0~2.0 d/10a之间,且大部分站点都通过了0.05水平以上的显著性检验。黄海和东海沿岸大部分站>2.0 d/10a,且大部分都通过了0.01水平以上的显著性检验,其中长江三角洲有7站>4.0 d/10a,通过了0.001水平的显著性检验。TR20有104站呈上升趋势,占总气象站的95％,并大部分都通过0.001显著性检验水平。黄海、东海沿岸大部分站点上升趋势平稳,在2.0~4.0 d/10a之间。南海沿岸上升幅度最大,大部分站>4.0 d/10a,其中海南徐闻站上升率达到15.53 d/10a。DTR有81％的气象站呈下降趋势,下降趋势明显的主要分布渤海沿岸,且基本都通过0.001水平的显著性检验,其中河北廊坊站为-0.58℃/10a。有62站变化趋势在-0.2~0.0℃/10a之间,主要分布在黄海和东海沿岸,且大部分都通过0.01水平的显著性检验。有16站呈上升趋势,占所有气象站的14%,上升幅度最大的为河北承德站,达0.26℃/10a。
图4给出了中国沿海极端气温绝对指数的小波能量谱和小波谱。以TXn为例,分析小波能量谱的变化特征（图4a）。可以发现,月最高气温极小值通过95%显著性检验的频域和时间域聚集中心有4个,其中心坐标分别为：（4,1978）、（3,1992）、（4,2006）和（2,2007）。同时,每个坐标为中心的气温指数小波能量在时域尺度上的强集中影响范围分别是1968~1987年、1986~1999年、2003~2008年和2002~2012年,其中以（4,2006）为中心的边界效应影响时段为2005~2007年,以（2,2007）为中心的边界效应影响时段为2009~2012年。由小波谱可以确定一个时间序列中各种尺度的相对强度,小波谱对应峰值处的尺度称该序列的主要时间尺度,以反映时间序列的主要周期。从图4a小波谱中可以看出,TXn存在3 a、6 a和12 a左右的主周期。为识别上述周期是否有意义,利用α=0.05红噪声标准谱作为背景谱来进行显著性检验[22]。当检验线低于小波谱曲线时,说明该区段对应的周期特征通过了95%显著性水平检验。由图4a看出3 a左右的振荡周期超过95%显著水平,因此TXn的主周期为3 a左右。
图4 1960~2013中国沿海极端气温绝对指数时间系数序列Morlet小波能量谱分布
Fig. 4 Morlet wavelet energy spectrum of time coefficient of extremes temperature absolute indices in coastal region of China in 1960-2013
由图4b可以看出TXx通过95%显著性检验的频域和时间域聚集中心主要有4个,其中心坐标分别为：（6,1970）、（6,1983）、（3,1995）和（3,2005）。以（6,1970和1983）为中心的气温指数小波能量在时域尺度上的强集中影响范围是1963~1988年,以（3,1995和2005）为中心的强集中影响范围是1990~2013年。从图4b小波谱中看出,TXx存在3 a、6 a、12 a、24 a的振荡周期,但3 a和6 a通过95%显著水平检验,且6 a振荡周期较强,因此TXx的主周期为6 a左右。
从图4c可以看出TNn通过95%显著性检验的频域和时间域聚集中心有4个,其中心坐标分别为：（3,1967）、（5,1990）、（2,2003）和（5,2005）。同时,每个坐标为中心的气温指数小波能量在时域尺度上的强集中影响范围分别是1963~1971年、1984~1996年、2000~2007年和2000~2010年。从图4c小波谱中看出,TNn存在3 a、5 a、8 a和17 a左右的振荡周期,但3 a和5 a通过95%显著水平检验,且二者5 a振荡周期较强,因此TNn的主周期为5 a左右。
从图4d可以看出TNx通过95％显著性检验的频域和时间域聚集中心有2个,其中心坐标分别为（2,1988）和（3,2010）。以（2,1988）为中心的气温指数小波能量在时域尺度上的强集中影响范围是1979~1996年,以（3,2010）为中心的强集中影响范围是2008~2013年。但（3,2010）在边界效应影响区域外。从图4d小波谱中看出,TNx存在2 a、6 a、8 a和13 a左右的振荡周期,2 a周期通过95%显著水平检验,因此TNx的主周期为2 a左右。其他极端气温指数的小波能量谱特征见表3。
表3 沿海地区其他极端气温指数的小波能量谱时频特征
Table 3 Time-frequency characteristics of wavelet energy spectrum of other extreme temperature indices in coastal region of China
| 指数 | 集中影响范围（年份） | 尺度中心（a） | 存在周期（a） | 主周期（a） |
|---|---|---|---|---|
| TX10p | 1965~2005 | 4 | 4,16,22 | 4 |
| TX90p | 1992~2002 | 3 | 4,6,10 | 无 |
| TN10p | 1970~1980 | 3 | 2,4,8 | 2 |
| TN90p | 1987~2012 | 2 | 4,8 | 4 |
| SU25 | 1972~1980,1986~2000, 2005~2012 | 3,5,3 | 3,5 | 3 |
| TR20 | 1972~1980,1986~2004 1983~1988,2002~2006 | 2,3,2,2 | 3,14 | 3 |
| DTR | 1960~1976,1984~1988, 1983~1990,2003~2013 | 2,2,5,2 | 2,5,12 | 2,5 |
考虑到沿海区域的实际情况,在计算极端气温指数变化趋势与海拔、经纬度的关系时,把海拔高的2个站点（九仙山、泰山）剔除,即统一用<500 m的气象站。根据各项极端气温指数变化趋势与地理参数的线性相关分析来看（表4）,大部分极端气温指数变化趋势与纬度、经度、海拔有显著的相关性：TXn与纬度、经度、海拔呈显著的正相关性,相关系数分别为0.34、0.27、0.20,且都通过了0.05水平以上的显著性检验;TXx和TNx与海拔呈负相关性,相关系数分别为-0.23、-0.33,且都通过了0.01的显著性检验;TNn与纬度的正相关性（0.23）通过了0.05的显著性检验;TX10p、TX90p、TN90p以及TR20分别与经度和纬度呈显著的负相关性,且以上相关系数基本都通过了0.01水平的显著性检验;TN10p与纬度和海拔正相关系数通过了0.05以上水平的显著性检验,SU25与海拔、经纬度的相关系数均没有通过显著性检验。
从不同纬度带极端气温指数的变化趋势来看（图略）,TXn、TNn的变幅随着纬度的增大有增加趋势,即纬度每增加1°,TXn、TNn增幅分别增加0.005℃/10a和0.008℃/10a,且与纬度的相关系数通过了0.05以上的显著性水平检验。TXx的变幅随着纬度的增大有减少趋势,即纬度每增加1°,TXx降低0.003℃/10a。TNx的变幅在18°N~25°N左右变化平稳,但在21°N~31°N之间随着纬度的增大而增大。TX10p和TN10p在18°N最小,前者随纬度增加有减少趋势,后者则呈增加趋势。TX90p和TN90p的变幅在18°N最大,随着纬度的增加有减少趋势,且与纬度的相关系数都通过了0.01的显著性水平检验。SU25、TR20、DTR的变幅随着纬度的增加都成减少趋势,且后两者与纬度的相关系数都通过了0.05的显著性水平检验。
表4 沿海地区极端气温指数变化趋势与地理位置的相关系数
Table 4 Comparison of correlation coefficient between the linear trends in extreme temperature indices and geographical parameters in coastal region of China
| TXn | TXx | TNn | TNx | TX10p | TX90p | TN10p | TN90p | SU25 | TR20 | DTR | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 纬度 | 0.34** | -0.17 | 0.23* | -0.04 | -0.22** | -0.34** | 0.2* | -0.40** | -0.08 | -0.25* | -0.25* |
| 经度 | 0.27** | 0.14 | 0.11 | 0.09 | -0.28** | -0.30** | 0.16 | -0.43** | 0.05 | -0.29** | -0.08 |
| 海拔 | 0.20* | -0.23** | -0.01 | -0.22* | 0.18 | -0.21** | 0.27** | -0.34** | -0.14 | -0.30** | 0.08 |
为了解中国沿海年极端气温指数变化与区域性增暖的关系,计算了年平均气温与各项极端气温指数的相关系数（表5）,可以看出11种极端气温指数与平均气温相关性很好,均通过了0.01的显著性水平检验,其中TX90p、TN10p、TN90p与平均气温的相关系数都达到0.86以上,表明极端气温对气候变暖有很高的响应。为了进一步探讨气候变暖对极端气温指数的影响,通过Mann-Kendall方法对中国沿海年平均气温进行突变检验,发现1989年有明显突变,以此为节点分别统计了突变点前后时段中国沿海平均气温和11个极端气温指数（表6）。可以看出,在1989年突变前后,平均气温上升了0.7℃,绝对指数TXn、TXx、TNn和TNx分别上升1.0℃、0.42℃、1.54℃和0.60℃。相对指数TN10p 和TX10p分别下降6.65 d和2.62 d,TN90p和TX90p分别上升7.20 d和4.49 d。其他指数SU25和TR20分别上升8.34 d和9.34 d,DTR在突变后降低了0.3℃。总体上大部分极端气温指数在气温突变后呈增加趋势,也表明极端气温指数对气候变暖的影响有差异。
表5 中国沿海平均气温与极端气温指数的相关系数
Table 5 Correlation coefficients between annual mean air temperature and extreme temperature indices in coastal region of China
| TXn | TXx | TNn | TNx | TX10p | TX90p | TN10p | TN90p | SU25 | TR20 | DTR | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 相关系数 | 0.48* | 0.53** | 0.60** | 0.68** | -0.80** | 0.86** | -0.86** | 0.89** | 0.80** | 0.76** | -0.31** |
表6 1960~1988年与1989~2013年中国沿海极端气温指数的变化
Table 6 Changes of extreme temperature indices in coastal region of China in 1960-1988 and 1989-2013
| 指数 | 1960~1988年 | 1989~2013年 | 变化对事件影响 |
|---|---|---|---|
| 平均气温(℃) | 15.79 | 16.49 | ↗ 0.70 |
| TXn (℃) | -0.45 | 0.55 | ↗ 1.00 |
| TXx (℃) | 35.64 | 36.06 | ↗ 0.42 |
| TNn (℃) | -8.03 | -6.49 | ↗ 1.54 |
| TNx (℃) | 26.28 | 26.88 | ↗ 0.60 |
| TX10p(d) | 13.50 | 10.89 | ↘ -2.62 |
| TX90p(d) | 10.14 | 14.62 | ↗ 4.49 |
| TN10p (d) | 15.24 | 8.68 | ↘ -6.65 |
| TN90p (d) | 8.79 | 16.00 | ↗ 7.20 |
| SU25 (d) | 157.88 | 166.22 | ↗ 8.34 |
| TR20 (d) | 110.68 | 120.02 | ↗ 9.34 |
| DTR (℃) | 8.78 | 8.48 | ↘ -0.30 |
利用沿海地区110个气象观测站1960~2013年逐日最高气温、最低气温和平均气温资料,分析了近54 a极端气温的年际和空间变化特征,得到以下结论：
1） 中国沿海全区4个绝对指数都呈上升趋势,其中TNn上升幅度最大,为0.40℃/10a。相对指数TX10p、TN10p呈下降趋势,TN10p下降幅度达-2.19 d/10a,TX90p和TN90p都呈上升趋势。不同海域沿岸极端气温指数变化趋势也有所差异。1984~2013年间SU25上升趋势比较明显,增幅为6.35 d/10a。以上大部分极端气温指数的变化趋势都通过了显著性检验。
2） 从变化趋势的空间变化来看TXn、TXx、TNn、TNx分别有97%、71%、97%和97%气象站呈上升趋势,且除TXn外大部分站点都通过了不同程度的显著性检验水平。TX10p和TN10p分别有90%和99%的气象站呈下降趋势,且基本都通过了0.01以上水平的显著性检验。TX90p和TN10p分别有93%和99%的气象站呈上升趋势,大部分通过了0.001水平的显著性检验。SU25和TR20大部分气象站呈上升趋势,DTR有81%的气象站呈下降趋势。
3） TXn、TXx、TNn和TNx的主振荡周期分别为3 a、6 a、5 a和2 a左右。大部分极端气温指数变化趋势与纬度、经度、海拔有显著的相关性,相关系数也有差异。
4） 极端气温指数在气候变暖突变前后也存在明显差异,TX10p、TN10p和DTR在气候变暖后明显减少,而其他指数则明显上升。
The authors have declared that no competing interests exist.
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Fan Wenjing et al. Analysis on the sea level anomaly high of 2012 in China coastal area. https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-4193.2014.05.002 URL [本文引用: 1] 摘要
2012年，中国沿海海平面变化最突出的特点是海平面升高显著。海平面总体比常年高122mm，较2011年偏高53mm，达1980年以来最高位。本文使用中国沿海及西北太平洋区域近30a的水位、海温、气温、气压和风等水文气象资料，详细分析了中国沿海海平面2012年异常偏高的成因。结果表明：2010-2012年中国沿海海平面处于2~3a、8~9a和准19a周期震荡的高位，几个周期震荡高位叠加，对海平面上升起了明显的影响；2012年，沿海气温和海温分别较常年偏高0.4℃和0.3℃，气压较常年低1.2hPa，气压达历史最低位；2012年，中国南海夏季风爆发时间较常年偏早，结束较常年偏晚，季风持续时间较常年偏长，导致2012年5-6月和8月，在黄海和东海海域，东北风持续偏强，南海海域南风偏强，风场的异常导致黄海、东海和南海沿海海水长时间堆积，是造成海平面升高的原因之一；2012年，热带气旋登陆时间集中，影响范围广，北上和影响东北地区的台风数量均为历史之最，特别是2012年8月，有6个热带气旋相继影响我国沿海，对当月海平面升高影响明显；另外，2012年副热带高压偏北、偏东、偏弱的特点对东海和南海的海平面上升也有一定影响。
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1960-2013年中国东南沿海地区旱涝时空变化特征及其趋势分析 [J].
采用气候倾向率、标准化降水蒸散指数(SPEI)和Mann-Kendall趋势分析等气候诊断方法,分析了1960-2013年我国东南沿海地区旱涝灾害的时空变化特征。结果表明:1近54年东南沿海地区气候暖化趋势明显,增温速率从南向北逐渐增加,浙江增温明显高于广东,降水稳定波动,并未表现出明显的线性增长;2近54年东南沿海地区旱涝变化具有明显的阶段性,20世纪60年代以旱灾为主,70年代涝灾频率呈上升趋势,80年代旱涝频次大致相当,90年代旱灾减少,极端涝灾增多,2000-2013年正常年份逐渐减少,旱灾大幅增加;3在空间分布上,东南沿海旱涝频次具有明显的地域分异,旱灾呈现为"南少北多"的格局,广东西南沿海、福建北部以及浙江南部旱灾频次相对较高;涝灾表现出"南重北轻"的格局,雷州半岛,福建建瓯、德化、龙岩等地和浙江东部地区更易发生涝灾;4在空间变化趋势上,历史上旱灾频次较低、涝灾频次较高的华南地区趋于干旱,旱灾频次较高、涝灾频次较低的北部地区趋于湿润;不同地区旱涝变化的季节响应存在差异,粤北以春冬旱为主,闽南以春秋旱为主,浙江北部全年均呈现湿润趋势;5在区域尺度上,东南沿海地区旱涝灾害与气候暖化并不同步,广东气温增幅相对较小,降水变化平稳,区域旱灾频次明显上升;浙江增温幅度最为明显,但是并未呈现干旱化趋势,相反涝灾呈现增加趋势。
Spatial-Temporal variation and the tendency of droughts and floods on the southeast coast of China over 54 years.
采用气候倾向率、标准化降水蒸散指数(SPEI)和Mann-Kendall趋势分析等气候诊断方法,分析了1960-2013年我国东南沿海地区旱涝灾害的时空变化特征。结果表明:1近54年东南沿海地区气候暖化趋势明显,增温速率从南向北逐渐增加,浙江增温明显高于广东,降水稳定波动,并未表现出明显的线性增长;2近54年东南沿海地区旱涝变化具有明显的阶段性,20世纪60年代以旱灾为主,70年代涝灾频率呈上升趋势,80年代旱涝频次大致相当,90年代旱灾减少,极端涝灾增多,2000-2013年正常年份逐渐减少,旱灾大幅增加;3在空间分布上,东南沿海旱涝频次具有明显的地域分异,旱灾呈现为"南少北多"的格局,广东西南沿海、福建北部以及浙江南部旱灾频次相对较高;涝灾表现出"南重北轻"的格局,雷州半岛,福建建瓯、德化、龙岩等地和浙江东部地区更易发生涝灾;4在空间变化趋势上,历史上旱灾频次较低、涝灾频次较高的华南地区趋于干旱,旱灾频次较高、涝灾频次较低的北部地区趋于湿润;不同地区旱涝变化的季节响应存在差异,粤北以春冬旱为主,闽南以春秋旱为主,浙江北部全年均呈现湿润趋势;5在区域尺度上,东南沿海地区旱涝灾害与气候暖化并不同步,广东气温增幅相对较小,降水变化平稳,区域旱灾频次明显上升;浙江增温幅度最为明显,但是并未呈现干旱化趋势,相反涝灾呈现增加趋势。
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Estimates of the regression coefficient based on kendall's Tau [J].https://doi.org/10.1080/01621459.1968.10480934 URL [本文引用: 1] 摘要
ABSTRACT
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1951-2010年洮河流域水文气象要素变化的时空特征 [J].https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0142 Magsci [本文引用: 1] 摘要
采用M-K检验、小波分析和Sen斜率等方法, 对1951-2010年60 a来洮河流域不同地理-生态区间水文气象要素变化的时空特征进行了综合研究.结果表明: 洮河流域水文气象要素呈现多种周期不同尺度的振荡特性, 气温、降水和径流的年代际变化周期以9~13 a和2~5 a最为常见.气温从1990年代中期开始明显上升, 突变的时间北部略早于南部, 西部明显迟于东部;除上游草原牧区外, 降水总体于1990年代初期开始减少;受降水变化影响, 流域河川径流量1990年代发生明显减少.过去60 a, 洮河流域气温以0.18 ℃·(10a)<sup>-1</sup>的速率增温;降水以0.03 mm·(10a)<sup>-1</sup>的速率减少;河川径流量以11.36 mm·(10a)<sup>-1</sup>的速率减小;近30 a来洮河流域以0.63 ℃·(10a)<sup>-1</sup>的速率增温, 降水以8.86 mm·(10a)<sup>-1</sup>的速率减少, 径流以21.00 mm·(10a)<sup>-1</sup>的速率减少.降水和径流变化在不同时期和不同生态-地理区间差异明显, 与区域气候和下垫面因素变化所致的流域能水通量过程的变异有关.
Yang Linshan et al. Spatial and temporal variation of main hydrologic meteorological elements in the Taohe River basin from 1951 to 2010. https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0240.2013.0142 Magsci [本文引用: 1] 摘要
采用M-K检验、小波分析和Sen斜率等方法, 对1951-2010年60 a来洮河流域不同地理-生态区间水文气象要素变化的时空特征进行了综合研究.结果表明: 洮河流域水文气象要素呈现多种周期不同尺度的振荡特性, 气温、降水和径流的年代际变化周期以9~13 a和2~5 a最为常见.气温从1990年代中期开始明显上升, 突变的时间北部略早于南部, 西部明显迟于东部;除上游草原牧区外, 降水总体于1990年代初期开始减少;受降水变化影响, 流域河川径流量1990年代发生明显减少.过去60 a, 洮河流域气温以0.18 ℃·(10a)<sup>-1</sup>的速率增温;降水以0.03 mm·(10a)<sup>-1</sup>的速率减少;河川径流量以11.36 mm·(10a)<sup>-1</sup>的速率减小;近30 a来洮河流域以0.63 ℃·(10a)<sup>-1</sup>的速率增温, 降水以8.86 mm·(10a)<sup>-1</sup>的速率减少, 径流以21.00 mm·(10a)<sup>-1</sup>的速率减少.降水和径流变化在不同时期和不同生态-地理区间差异明显, 与区域气候和下垫面因素变化所致的流域能水通量过程的变异有关.
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Trend detection in hydrologic data: The Mann-Kendall trend test under the scalling hypothesis [J]. |
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A practical guide to wavelet analysis [J]. |
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Interannual variability of the Indian summer monsoon and its modeling with a zonally symmetric 2D-model [M]. |
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Spatial distribution and temporal trends of mean precipitation and extremes in the arid region, northwest of China, during 1960-2010 [J]. |
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1961-2010年西藏极端气温事件的时空变化 [J].https://doi.org/10.11821/dlxb201309010 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
利用18 个气象站点1961-2010 年逐日最高、最低气温和平均气温资料,分析了西藏极端气温事件的变化规律。结果表明:近50a 西藏霜冻日数和结冰日数明显减少,结冰日数减少显著的区域集中在藏北,霜冻日数则在整个区域都显著减少;生长季长度以4.71 d/10a 的速度明显延长,以拉萨、泽当最显著。极端最低气温在全区范围均呈显著升高,尤其是近30a 升幅更大,达1.06 oC/10a;最高气温的极大值在沿雅鲁藏布江一线东段和那曲地区上升较明显,而在南部边缘地区有下降的趋势。冷夜(昼) 日数普遍明显减少,减幅为9.38 d/10a (4.96 d/10a);暖夜(昼) 日数显著增加,增幅为10.99 d/10a (6.72 d/10a)。大部分极端气温指数的变化趋势与海拔高度有较高的相关性,其中极端最低气温与海拔高度呈正相关,极端最高气温、结冰日数、暖昼(夜) 日数和生长季长度呈负相关。极端最高、最低气温和气温暖指数呈逐年代增加趋势,极端气温冷指数和生长季长度表现为下降的年代际变化特征。在时间转折上,极端最低气温、冷(暖) 夜指数和生长季长度的突变点发生在20 世纪90 年代中期前,霜冻、结冰日数和冷(暖) 昼指数的突变点则推迟到21 世纪初期。多数情况下,西藏极端气温指数的变幅比全国、青藏高原及其周边地区偏大,说明西藏极端气温变化对区域增温的响应更为敏感。
Variations of extreme air temperature events over Tibet from 1961to 2010. https://doi.org/10.11821/dlxb201309010 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
利用18 个气象站点1961-2010 年逐日最高、最低气温和平均气温资料,分析了西藏极端气温事件的变化规律。结果表明:近50a 西藏霜冻日数和结冰日数明显减少,结冰日数减少显著的区域集中在藏北,霜冻日数则在整个区域都显著减少;生长季长度以4.71 d/10a 的速度明显延长,以拉萨、泽当最显著。极端最低气温在全区范围均呈显著升高,尤其是近30a 升幅更大,达1.06 oC/10a;最高气温的极大值在沿雅鲁藏布江一线东段和那曲地区上升较明显,而在南部边缘地区有下降的趋势。冷夜(昼) 日数普遍明显减少,减幅为9.38 d/10a (4.96 d/10a);暖夜(昼) 日数显著增加,增幅为10.99 d/10a (6.72 d/10a)。大部分极端气温指数的变化趋势与海拔高度有较高的相关性,其中极端最低气温与海拔高度呈正相关,极端最高气温、结冰日数、暖昼(夜) 日数和生长季长度呈负相关。极端最高、最低气温和气温暖指数呈逐年代增加趋势,极端气温冷指数和生长季长度表现为下降的年代际变化特征。在时间转折上,极端最低气温、冷(暖) 夜指数和生长季长度的突变点发生在20 世纪90 年代中期前,霜冻、结冰日数和冷(暖) 昼指数的突变点则推迟到21 世纪初期。多数情况下,西藏极端气温指数的变幅比全国、青藏高原及其周边地区偏大,说明西藏极端气温变化对区域增温的响应更为敏感。
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Trends in extreme temperature indices in South Africa: 1962-2009 [J].https://doi.org/10.1002/joc.3455 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
Trends in daily maximum and minimum extreme temperature indices were investigated for 28 weather stations in South Africa, not only for the common period of 19622009, but also for longer periods which the individual record lengths of the stations would allow. The utilized weather stations had limited gaps in their time series, did not undergo major moves, or had their exposure compromised during the study period, as to influence the homogeneity of their time series. The indices calculated were forthcoming from those developed by the WMO/CLIVAR Expert Team on Climate Change Detection and Indices (ETCCDI), but only those applicable to the South African climate were selected. The general result is that warm extremes increased and cold extremes decreased for all of the weather stations. The trends however vary on a regional basis, both in magnitude and statistical significance, broadly indicating that the western half, as well as parts of the northeast and east of South Africa, show relatively stronger increases in warm extremes and decreases in cold extremes than elsewhere in the country. These regions coincide to a large degree with the thermal regimes in South Africa which are susceptible to extreme temperatures. The annual absolute maximum and minimum temperatures do not reflect the general trends displayed by the other indices, showing that individual extreme events cannot always be associated with observed long-term climatic trends. The analyses of longer time series than the common period indicate that it is highly likely that warming accelerated since the mid-1960s in South Africa. Copyright (c) 2012 Royal Meteorological Society
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Peterson T C et al. Global observed changes in daily climate extremes of temperature and precipitation [J]. |
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长江中下游双季稻区春季低温冷害的时空分布 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-4440.2013.03.015 URL [本文引用: 1] 摘要
水稻是一种喜温好湿作物,但时常受到低温冷害的影响。本研究以长江中下游双季稻区为研究区域,选用1961～2007年76个气象站逐日气象资料,探讨了该区域春季水稻低温冷害发生的时空分布特征。依据春季水稻低温冷害指标,将冷害强度分为3种等级(轻度、中度和重度),然后采用气候统计分析法,分析了各等级低温冷害的空间分布和年际变化规律,最后结合小波分析方法,获取了不同程度冷害发生情况的时间频率变化特征。结果显示:(1)研究区域以轻度冷害为主,平均每年0.74次/站,范围占全区的54.0%;(2)东北部冷害程度较西南重,冷害频次平均偏高1.1次/年;(3)春季水稻低温冷害具有年际和年代际波动特征,上世纪60年代发生低温冷室最多,本世纪初最少;冷害频次显著减少,并以中度冷害减少为主;此外,该区冷害还具有明显的年际和年代际周期振荡特征,其中3～5年尺度通过了α=0.05红噪声显著性检验。结果表明,长江中下游双季稻区春季水稻低温冷害具有明显的时空变化规律。
Shen Shuanghe et al. Spatial and temporal distribution of spring cold damage in double cropping rice areas of the middle and lower reaches of the Yangtze River. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-4440.2013.03.015 URL [本文引用: 1] 摘要
水稻是一种喜温好湿作物,但时常受到低温冷害的影响。本研究以长江中下游双季稻区为研究区域,选用1961～2007年76个气象站逐日气象资料,探讨了该区域春季水稻低温冷害发生的时空分布特征。依据春季水稻低温冷害指标,将冷害强度分为3种等级(轻度、中度和重度),然后采用气候统计分析法,分析了各等级低温冷害的空间分布和年际变化规律,最后结合小波分析方法,获取了不同程度冷害发生情况的时间频率变化特征。结果显示:(1)研究区域以轻度冷害为主,平均每年0.74次/站,范围占全区的54.0%;(2)东北部冷害程度较西南重,冷害频次平均偏高1.1次/年;(3)春季水稻低温冷害具有年际和年代际波动特征,上世纪60年代发生低温冷室最多,本世纪初最少;冷害频次显著减少,并以中度冷害减少为主;此外,该区冷害还具有明显的年际和年代际周期振荡特征,其中3～5年尺度通过了α=0.05红噪声显著性检验。结果表明,长江中下游双季稻区春季水稻低温冷害具有明显的时空变化规律。
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气候变化背景下东北地区气象干旱的时空演变特征 [J].Magsci 摘要
基于中国东北地区98 个气象站点历史数据和WCRP多模式耦合CMIP3 输出的IPCC SRES A1B、A2 和B1气候变化情景下的降雨资料,计算3、6、12 和24 个月尺度上的标准化降水指数(SPI),结合M-K检测、EOF分解和小波分析,研究东北地区干旱的时空变化格局及其对气候变化的响应特征。结果表明:① SPI 能较好地检测东北地区干湿变化状况,4 个时间尺度上主要的空间模态具相似的分布型,其中12 个月尺度SPI 显示东北大部分地区在过去50 a 干旱程度呈显著加剧、范围有明显扩大的趋势,其中南部和中部辽河流域是干旱严重区;② 干旱时间变化特征具明显的空间差异,南部干旱第一主周期为11 a,北部则为3.5 a;③ 气候变化情景下,2011~2060年的干旱以前30 a趋强,之后趋缓,且干旱高发区存在一定的北移趋势。
Meng Dejuan et al. Analyzing spatiotemporal patterns of meteorological drought and its responses to climate change across Northeast China. Magsci 摘要
基于中国东北地区98 个气象站点历史数据和WCRP多模式耦合CMIP3 输出的IPCC SRES A1B、A2 和B1气候变化情景下的降雨资料,计算3、6、12 和24 个月尺度上的标准化降水指数(SPI),结合M-K检测、EOF分解和小波分析,研究东北地区干旱的时空变化格局及其对气候变化的响应特征。结果表明:① SPI 能较好地检测东北地区干湿变化状况,4 个时间尺度上主要的空间模态具相似的分布型,其中12 个月尺度SPI 显示东北大部分地区在过去50 a 干旱程度呈显著加剧、范围有明显扩大的趋势,其中南部和中部辽河流域是干旱严重区;② 干旱时间变化特征具明显的空间差异,南部干旱第一主周期为11 a,北部则为3.5 a;③ 气候变化情景下,2011~2060年的干旱以前30 a趋强,之后趋缓,且干旱高发区存在一定的北移趋势。
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西南和华南干旱灾害链特征分析 [J].https://doi.org/10.11755/j.issn.1006-7639(2015)-02-0187 URL [本文引用: 1] 摘要
利用历史资料记录,考虑西南(云贵川渝)和华南(粤桂)各自不同 的孕灾环境(包括气候背景、下垫面状况、地貌类型、土壤类型、河网分布)、人口密度、经济条件等,分别构建了西南和华南地区的干旱灾害链模式,分析各自灾 害链链条上的灾害传递特点.结果表明,尽管西南和华南干旱灾害链的链条结构有相似的地方,但各自链条上灾害的传递过程不同.干旱灾害链上灾害传递具有明显 的区域性特征,西南在轻度气象干旱时就会引起作物干旱,而华南则要在中度气象干旱时才会下传到作物干旱;西南在中度气象干旱就会引起诸如人畜饮水困难和牲 畜饲草料不足等问题,而华南则要在重度气象干旱时才会引起相应的问题;由于孕灾环境的差异,西南在重度气象干旱时可引起部分区域的石漠化现象,而华南则除 了桂北外,其他大部分地区出现石漠化的概率小.在同一区域,对不同承灾体而言,干旱等级的下传阈值不同,如干旱达中旱等级就可下传影响航运,达到重旱等级 时可下传引发森林火灾和病虫害,而达到特旱等级时才可下传导致土壤退化.
Wang Suping et al. Characteristic analysis of drought disaster chain in southwest and South China. https://doi.org/10.11755/j.issn.1006-7639(2015)-02-0187 URL [本文引用: 1] 摘要
利用历史资料记录,考虑西南(云贵川渝)和华南(粤桂)各自不同 的孕灾环境(包括气候背景、下垫面状况、地貌类型、土壤类型、河网分布)、人口密度、经济条件等,分别构建了西南和华南地区的干旱灾害链模式,分析各自灾 害链链条上的灾害传递特点.结果表明,尽管西南和华南干旱灾害链的链条结构有相似的地方,但各自链条上灾害的传递过程不同.干旱灾害链上灾害传递具有明显 的区域性特征,西南在轻度气象干旱时就会引起作物干旱,而华南则要在中度气象干旱时才会下传到作物干旱;西南在中度气象干旱就会引起诸如人畜饮水困难和牲 畜饲草料不足等问题,而华南则要在重度气象干旱时才会引起相应的问题;由于孕灾环境的差异,西南在重度气象干旱时可引起部分区域的石漠化现象,而华南则除 了桂北外,其他大部分地区出现石漠化的概率小.在同一区域,对不同承灾体而言,干旱等级的下传阈值不同,如干旱达中旱等级就可下传影响航运,达到重旱等级 时可下传引发森林火灾和病虫害,而达到特旱等级时才可下传导致土壤退化.
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Stephenson D B et al. Evidence of trends in daily climate extremes over southern and west Africa [J]. |
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Aguilar E et al. Changes in daily climate extremes in China and their connection to the large scale atmospheric circulation during 1961-2003 [J].https://doi.org/10.1007/s00382-009-0735-0 URL [本文引用: 3] 摘要
Based on daily maximum and minimum surface air temperature and precipitation records at 303 meteorological stations in China, the spatial and temporal distributions of indices of climate extremes are analyzed during 1961-2003. Twelve indices of extreme temperature and six of extreme precipitation are studied. Temperature extremes have high correlations with the annual mean temperature, which shows a significant warming of 0.2700°C/decade, indicating that changes in temperature extremes reflect the consistent warming. Stations in northeastern, northern, northwestern China have larger trend magnitudes, which are accordance with the more rapid mean warming in these regions. Countrywide, the mean trends for cold days and cold nights have decreased by 0903’0.47 and 0903’2.06 days/decade respectively, and warm days and warm nights have increased by 0.62 and 1.75 days/decade, respectively. Over the same period, the number of frost days shows a statistically significant decreasing trend of 0903’3.37 days/decade. The length of the growing season and the number of summer days exhibit significant increasing trends at rates of 3.04 and 1.18 days/decade, respectively. The diurnal temperature range has decreased by 0903’0.1800°C/decade. Both the annual extreme lowest and highest temperatures exhibit significant warming trends, the former warming faster than the latter. For precipitation indices, regional annual total precipitation shows an increasing trend and most other precipitation indices are strongly correlated with annual total precipitation. Average wet day precipitation, maximum 1-day and 5-day precipitation, and heavy precipitation days show increasing trends, but only the last is statistically significant. A decreasing trend is found for consecutive dry days. For all precipitation indices, stations in the Yangtze River basin, southeastern and northwestern China have the largest positive trend magnitudes, while stations in the Yellow River basin and in northern China have the largest negative magnitudes. This is inconsistent with changes of water vapor flux calculated from NCEP/NCAR reanalysis. Large scale atmospheric circulation changes derived from NCEP/NCAR reanalysis grids show that a strengthening anticyclonic circulation, increasing geopotential height and rapid warming over the Eurasian continent have contributed to the changes in climate extremes in China.
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Wei Junlin et al. Changes in extreme events of temperature and precipitation over Xinjiang, northwest China, during 1960-2009 [J].https://doi.org/10.1016/j.quaint.2012.09.010 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
Based on daily surface air temperature (maximum, minimum and mean values) and precipitation records at 52 meteorological stations over Xinjiang, China, the spatial and temporal distributions of climate extremes are analyzed over the period 1960-2009. Twelve indices of extreme temperature and ten of extreme precipitation are studied. Temperature extremes show patterns consistent with a general warming trend, with most regions showing statistically significant changes for all the temperature-based indices. The regionally averaged occurrence of summer days, growing season length, tropical nights, warm spell duration indicator, warm nights and days have significantly increased by 2.14, 2.74, 1.71, 0.88, 6.23 and 3.59 days/decade, respectively. Over the same period, the occurrence of extreme ice days, frost days, cold spell duration indicator, cold nights and days show statistically significant decreasing trends at rates of 1.61, 3.69, 1.27, 6.57 and 2.6 days/decade, respectively. The diurnal temperature range (DTR) exhibits a decreasing trend of -0.26 degrees C/decade. With the exception of diurnal temperature range, the other temperature indices are strongly correlated with annual mean temperature. For precipitation indices, most precipitation indices show increasing trends in northern Xinjiang and exhibit decreasing trends in southern Xinjiang. Average maximum with 1-day and 5-day precipitation, very wet and extremely wet day precipitation, number of 10 and 20 mm precipitation days, consecutive wet days and averaged daily rainfall intensity show increasing trends whereas consecutive dry days decrease. In the meantime, annual total precipitation shows positive correlations with precipitation indices except consecutive dry days. (C) 2012 Elsevier Ltd and INQUA. All rights reserved.
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中国大陆1960~2012年持续干旱日数的时空变化特征 [J].https://doi.org/10.11755/j.issn.1006-7639(2014)-03-0326 URL [本文引用: 1] 摘要
采用1960～2012年508个地面观测站逐日降水量资料，分析了中国大陆近53 a四季持续干旱日数变化趋势。结果表明：近53 a来我国大陆春季和冬季持续干旱日数呈明显下降趋势，其中冬季气候倾向率为-0．7 d/10 a，夏季变化趋势比较平稳，秋季呈明显上升趋势。空间变化上持续干旱日数气候倾向率春季在-0．41～0．41 d/10 a之间，大部分地区呈减少趋势；夏季持续干旱日数气候倾向率508个测站中有59％的测站为减少趋势，41％为增加趋势；秋季大部分地区气候倾向率呈增加 趋势，统计有302个测站呈上升趋势，占中国大陆总测站数的69％；冬季持续干旱日数气候倾向率在-0．62～0．44 d/10 a之间，统计508个测站中有66％的测站为减少趋势，34％为增加趋势。
Wang Jinsong et al. Spatial and temporal characteristics of the consecutive dry Days in recent 53 years in mainland China. https://doi.org/10.11755/j.issn.1006-7639(2014)-03-0326 URL [本文引用: 1] 摘要
采用1960～2012年508个地面观测站逐日降水量资料，分析了中国大陆近53 a四季持续干旱日数变化趋势。结果表明：近53 a来我国大陆春季和冬季持续干旱日数呈明显下降趋势，其中冬季气候倾向率为-0．7 d/10 a，夏季变化趋势比较平稳，秋季呈明显上升趋势。空间变化上持续干旱日数气候倾向率春季在-0．41～0．41 d/10 a之间，大部分地区呈减少趋势；夏季持续干旱日数气候倾向率508个测站中有59％的测站为减少趋势，41％为增加趋势；秋季大部分地区气候倾向率呈增加 趋势，统计有302个测站呈上升趋势，占中国大陆总测站数的69％；冬季持续干旱日数气候倾向率在-0．62～0．44 d/10 a之间，统计508个测站中有66％的测站为减少趋势，34％为增加趋势。
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1961~2010年内蒙古地区极端气候事件变化特征 [J].https://doi.org/10.11755/j.issn.1006-7639(2014)-02-0189 URL [本文引用: 1] 摘要
基于内蒙古地区71 个地面气象站1961 ～ 2010 年逐日最高气温、最低气温以及逐日降水资料,结合温度和降水极端值和极端事件指标,采用气温资料均一性检验和订正、多项式法、线性倾向、Mann - Kendall 法等统计学方法诊断分析其变化特征.结果表明：（1）近50 a 内蒙古地区年和四季平均气温均发生了突变,1987 年为年平均气温突变转折点,四季气温突变时间春季最早,夏季最晚;（2）内蒙古地区表征极端气温增暖的极端最高气温、极端最低气温、高温日数、暖夜日数和暖日日数等指数均呈明显增加趋势;极端低温事件指标如低温日数、冷夜日数和冷日日数等均呈现出减少趋势,尤其在气温突变之后,增暖趋势和低温减少趋势更为明显.同时,气温突变后,大多数极端气温事件指数变差系数增大,说明极端气温事件的波动性增大;（3）内蒙古地区除极端降雪量呈略微增加趋势外,其余极端降水事件指标均呈明显减少趋势,尤其在气温突变后,其极端降水事件减少,降水强度减弱.
Li Xicang et al. Variable characteristics of extreme climate events during 1961-2010 in Inner Mongolia. https://doi.org/10.11755/j.issn.1006-7639(2014)-02-0189 URL [本文引用: 1] 摘要
基于内蒙古地区71 个地面气象站1961 ～ 2010 年逐日最高气温、最低气温以及逐日降水资料,结合温度和降水极端值和极端事件指标,采用气温资料均一性检验和订正、多项式法、线性倾向、Mann - Kendall 法等统计学方法诊断分析其变化特征.结果表明：（1）近50 a 内蒙古地区年和四季平均气温均发生了突变,1987 年为年平均气温突变转折点,四季气温突变时间春季最早,夏季最晚;（2）内蒙古地区表征极端气温增暖的极端最高气温、极端最低气温、高温日数、暖夜日数和暖日日数等指数均呈明显增加趋势;极端低温事件指标如低温日数、冷夜日数和冷日日数等均呈现出减少趋势,尤其在气温突变之后,增暖趋势和低温减少趋势更为明显.同时,气温突变后,大多数极端气温事件指数变差系数增大,说明极端气温事件的波动性增大;（3）内蒙古地区除极端降雪量呈略微增加趋势外,其余极端降水事件指标均呈明显减少趋势,尤其在气温突变后,其极端降水事件减少,降水强度减弱.
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海平面上升背景下环渤海海岸敏感性研究 [J].
<p>在全球气候变化、海平面上升背景下，全球许多海岸已经成为承受巨大压力的生态系统。应用海岸敏感性指数（Coastal Sensitivity Index, CSI）对中国环渤海海岸进行敏感性分析，采用岩性、海岸坡度、地貌、岸线变化速率、相对海平面上升水平、平均波高以及平均潮差多种变量的不同组合计算环渤海海岸479个单元格的敏感性数值。结果表明，增加变量数目或以岩性代替岸线变化能有效提高敏感性指数的区分能力，但不同组合下环渤海海岸敏感性宏观空间格局无较大差异。总体上，胶辽隆起带与大兴安岭-太行隆起带的山地丘陵基岩海岸敏感性相对较低，而以辽东湾辽河口附近沿岸平原海岸和渤海湾-黄河三角洲-莱州湾南岸平原海岸为代表的渤海、华北沉降带表现的敏感性相对较高。研究结果有助于海岸管理与规划人员在全球变化背景下识别海岸敏感区域，从而有选择性地采取应对措施缓解海岸带压力，并且为开展河口海岸生态系统脆弱性研究奠定科学基础。从长远来看，海岸敏感性分析如果与社会因子相结合更能有效提升海岸带系统整体的脆弱性研究水平。</p>
Shi Ping et al. Sensitivity analysis along the bohai coast under the background of sea level rise.
<p>在全球气候变化、海平面上升背景下，全球许多海岸已经成为承受巨大压力的生态系统。应用海岸敏感性指数（Coastal Sensitivity Index, CSI）对中国环渤海海岸进行敏感性分析，采用岩性、海岸坡度、地貌、岸线变化速率、相对海平面上升水平、平均波高以及平均潮差多种变量的不同组合计算环渤海海岸479个单元格的敏感性数值。结果表明，增加变量数目或以岩性代替岸线变化能有效提高敏感性指数的区分能力，但不同组合下环渤海海岸敏感性宏观空间格局无较大差异。总体上，胶辽隆起带与大兴安岭-太行隆起带的山地丘陵基岩海岸敏感性相对较低，而以辽东湾辽河口附近沿岸平原海岸和渤海湾-黄河三角洲-莱州湾南岸平原海岸为代表的渤海、华北沉降带表现的敏感性相对较高。研究结果有助于海岸管理与规划人员在全球变化背景下识别海岸敏感区域，从而有选择性地采取应对措施缓解海岸带压力，并且为开展河口海岸生态系统脆弱性研究奠定科学基础。从长远来看，海岸敏感性分析如果与社会因子相结合更能有效提升海岸带系统整体的脆弱性研究水平。</p>
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辽宁沿海地区人海经济系统脆弱性评价 [J].
<p>在人海关系地域系统的基础上提出了人海经济系统的概念，在此基础上对辽宁沿海地区人海经济系统进行研究。采用熵值系数法进行权重赋值，建立脆弱性与敏感性、恢复性函数关系，并对其进行评价。结果表明① 从脆弱性结果分析来看，1996~2009 年辽宁沿海地区人海经济系统脆弱性逐年降低，并从极强脆弱型发展为弱脆弱型；② 1996~2009 年敏感性指数呈现多个“倒U”型连续波动；③ 1996~2009 年，恢复性指数呈现逐年增长的趋势。海洋产业增加值逐年增加，海洋油气产业发展出现波动性的变化，海洋捕捞产量得到了一定程度的控制，海洋产业结构进行了一定程度上的调整，为加快新兴产业发展起到了重要的作用。</p>
Vulnerability in human-sea economic system of Liaoning coastal area in China.
<p>在人海关系地域系统的基础上提出了人海经济系统的概念，在此基础上对辽宁沿海地区人海经济系统进行研究。采用熵值系数法进行权重赋值，建立脆弱性与敏感性、恢复性函数关系，并对其进行评价。结果表明① 从脆弱性结果分析来看，1996~2009 年辽宁沿海地区人海经济系统脆弱性逐年降低，并从极强脆弱型发展为弱脆弱型；② 1996~2009 年敏感性指数呈现多个“倒U”型连续波动；③ 1996~2009 年，恢复性指数呈现逐年增长的趋势。海洋产业增加值逐年增加，海洋油气产业发展出现波动性的变化，海洋捕捞产量得到了一定程度的控制，海洋产业结构进行了一定程度上的调整，为加快新兴产业发展起到了重要的作用。</p>
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华南沿海近100年来2月份的极端气温事件 [J].
采用IPCC AR4规定的极端天气事件划分标准,分析1908-2008年广州、香港、澳门和澎湖气象站2月份平均气温序列的变化趋势、极端冷/暖月的时空变化及其与全球气候变暖的关系,得出近100 a来华南沿海2月份各站平均气温存在准同步性和0.7～1.6 ℃/100 a的上升趋势;其间还存在7个极端冷月和6个极端暖月.极端最冷、最暖月分别为1945年2月和2007年2月.受全球气候变暖的影响,近10 a来2月份极端气候事件发生频率呈增大趋势,约2～3a 1次.
Extreme air temperature events of February in South China coast area in the past 100 years.
采用IPCC AR4规定的极端天气事件划分标准,分析1908-2008年广州、香港、澳门和澎湖气象站2月份平均气温序列的变化趋势、极端冷/暖月的时空变化及其与全球气候变暖的关系,得出近100 a来华南沿海2月份各站平均气温存在准同步性和0.7～1.6 ℃/100 a的上升趋势;其间还存在7个极端冷月和6个极端暖月.极端最冷、最暖月分别为1945年2月和2007年2月.受全球气候变暖的影响,近10 a来2月份极端气候事件发生频率呈增大趋势,约2～3a 1次.
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2012年中国沿海海平面上升显著成因分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.0253-4193.2014.05.002 URL [本文引用: 1] 摘要
2012年，中国沿海海平面变化最突出的特点是海平面升高显著。海平面总体比常年高122mm，较2011年偏高53mm，达1980年以来最高位。本文使用中国沿海及西北太平洋区域近30a的水位、海温、气温、气压和风等水文气象资料，详细分析了中国沿海海平面2012年异常偏高的成因。结果表明：2010-2012年中国沿海海平面处于2~3a、8~9a和准19a周期震荡的高位，几个周期震荡高位叠加，对海平面上升起了明显的影响；2012年，沿海气温和海温分别较常年偏高0.4℃和0.3℃，气压较常年低1.2hPa，气压达历史最低位；2012年，中国南海夏季风爆发时间较常年偏早，结束较常年偏晚，季风持续时间较常年偏长，导致2012年5-6月和8月，在黄海和东海海域，东北风持续偏强，南海海域南风偏强，风场的异常导致黄海、东海和南海沿海海水长时间堆积，是造成海平面升高的原因之一；2012年，热带气旋登陆时间集中，影响范围广，北上和影响东北地区的台风数量均为历史之最，特别是2012年8月，有6个热带气旋相继影响我国沿海，对当月海平面升高影响明显；另外，2012年副热带高压偏北、偏东、偏弱的特点对东海和南海的海平面上升也有一定影响。
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