1961—2006年我國極端氣溫指數空間分布特征

何瑞琦

摘 要：本文采用1961-2006年全國548站逐日最高、最低氣溫資料，通過計算氣候平均、趨勢系數、均方差等，分析了我國極端氣溫的空間分布特征。結果表明：我國46年以來，極端最低氣溫、極端最高氣溫、暖日指數均呈上升趨勢，而霜凍指數、冷夜指數均呈下降趨勢。空間分布上，我國年、季極端低溫均呈穩定增長趨勢，北方地區的增暖趨勢較南方大，極端低溫的增溫幅度明顯大于極端高溫的增幅，極端氣溫在四季均有增溫趨勢，冬天最為明顯。

關鍵詞：極端氣溫指數；趨勢系數；空間分布

隨著人類社會的不斷進步，工業化已經完全進入人們的日常生活，飛速發展帶來了經濟社會高度發展的同時，也給人類生活環境造成的了巨大的負擔，溫室氣體的大量排放致使全球氣候變暖，從而導致極端天氣頻頻出現，給人民造成了很大的損失，因此，氣候變暖問題已經引起了全世界的高度重視。

在我國，越來越多的學者進入到研究極端天氣這一領域，并取得了許多顯著的成果[ 1-4 ]。本文利用全國548個測站46年的逐日最低、最高溫度、平均溫度資料分析了我國年、季極端溫度指數的空間分布特征，揭示了過去46年來我國極端氣溫的變化規律，為深入研究極端氣溫提供依據。

1 資料與方法

本文所用的資料是1961-2006年我國大陸548個測站的逐日最高溫度、最低溫度以及平均溫度資料。

通過線性趨勢分析[ 5 ]、計算標準差[ 2 ]、Mann-Kendall（M-K）突變檢驗[ 6 ]的方法對1961-2006年中國548站逐日最高、最低氣溫資料進行分析。

2 極端溫度指數空間分布特征

2.1 極端溫度指數的空間分布

2.1.1 極端最低溫度

從圖1中可以看出年極端最低溫度（左）主要呈緯向分布，由南向北遞減。黑龍江以及內蒙古東北部的極端最低溫度較低。長江以南年極端最低溫度均在10℃以上。雖然溫度主要受太陽輻射的影響，但地形也有一定的作用，主要體現在青藏高原地區要比同緯度地區溫度低。

季極端最低溫度空間分布與年極端最低溫度分布基本一致，由南向北遞減，春季最為明顯。各地區夏季（右）最低溫度明顯比其他季節要高。全國各季溫度最低的地區主要分布在黑龍江、內蒙古東北部以及青海省南部。

2.1.2 極端最高溫度

從圖2上看出，年極端最高溫度（左）與年極端最低溫度分布基本一致，南方溫度普遍比北方高，最低溫度出現在黑龍江、內蒙古東北部和青海南部青藏高原地區。全國各地最高溫度均在0度以上。冬季（中）最高溫度大致呈緯向分布，最高溫度由南向北遞減。其他各季也基本表現出南暖北冷的趨勢，但青海南部地區各季溫度較同緯度其他地區低。夏季（右）新疆中東部地區溫度偏高。

2.1.3 霜凍指數

從圖3中可以看出，霜凍指數大體從東南沿海向西北內陸遞增，長江以南地區因地處熱帶及亞熱帶，一年中溫度小于0度的天數在30天以內，為全國最少的地區。而全國霜凍天數最多的地區在青海省西南部，可達300天。 就全國而言，霜凍天數冬季多，夏季少，除廣東、廣西、云南和青海部分地區外，其他地區霜凍天數都有明顯的季節變化。冬季我國北方大部分地區都是70-90天的霜凍期，夏季除青海部分地區外，全國大部分地區都無霜凍期，春秋兩季為過渡期。

2.2 極端溫度指數的趨勢系數的空間分布

2.2.1 極端最低溫度

圖4（左）中可以看出，年極端最低溫度在全國范圍普遍為正趨勢，全國大部分地區通過了0.05的顯著性檢驗，說明全國范圍增溫明顯。北方增溫趨勢比南方大，東北、內蒙古及西部部分地區趨勢系數達到0.7以上，增溫趨勢顯著。各季全國極端最低溫度均呈增長趨勢，北方增溫明顯，四季中東北、青海、新疆東南部、云南省西部和內蒙古地區增溫都很明顯。冬季（中）除了新疆北部、東北部分地區和南方大部分地區外，最低溫度增長顯著，是四季中增溫最明顯的季節。

2.2.2 極端最高溫度

從圖5（左）中可以看出全國范圍內極端最高溫度為正趨勢，說明極端最高溫度有上升趨勢。同極端最低溫度相比，極端最高溫度趨勢系數相對較小，大部分地區極端低溫的正趨勢要比極端高溫的大。極端高溫在全國的增溫并不明顯，只有北方黃河以北和西部青藏高原部分地區增溫較明顯。冬季（中）全國范圍內普遍為正趨勢，黃河中上游地區升溫顯著。夏季（右）江淮地區有負趨勢，但沒有通過顯著性檢驗。最高溫度的升高主要表現在秋冬兩季，春夏兩季不顯著。總而言之，北方地區的增溫趨勢比南方地區要大。

2.2.3 霜凍指數

從圖6中可以看出，趨勢系數均為負值，說明全國大范圍地區霜凍天數減少，全國只有小部分地區未通過顯著性檢驗。高緯地區趨勢系數達到-0.8，霜凍天數減少得最為明顯。各季霜凍指數趨勢系數也均為負值，春秋兩季北方地區霜凍天數顯著減少，冬季長江、淮河流域霜凍天數顯著減少，夏季青海地區減少顯著。

2.2.4 冷夜指數

由圖7（左）可以看出年冷夜指數的趨勢系數在全國范圍內為負值，只有四川附近沒有通過顯著性檢驗，說明在全國大范圍內冷夜指數下降明顯，高值中心在內蒙古中西部、青海西北部和新疆南部。這些地區趨勢系數達到-0.8，冷夜指數下降最為顯著。空間上來看，南方地區的下降趨勢不如北方明顯。從各季冷夜指數的趨勢系數圖來年，各地的下降趨勢不同。春夏兩季北方地區冷夜指數下降趨勢基本一致，夏季（右）冷夜指數下降趨勢相對更為明顯，北方大部分地區都通過了顯著性檢驗。冬季（中）東南沿海至京津唐地區冷夜指數下降明顯，在長江上游地區、青海北部和青藏高原上也有小片區域通過了顯著性檢驗，下降趨勢明顯。秋季則是長江黃河上游地區、黑龍江南部、江蘇安徽和內蒙古中東部地區下降趨勢明顯。

2.2.5 暖日指數

從圖8（左）中可以看出年暖日指數的趨勢系數在全國范圍內均為正值，說明暖日指數在全國大范圍內上升，我國西部地區、內蒙古和河套地區上升趨勢明顯。內蒙古西部、甘肅和青海地區為高值中心，趨勢系數達到0.6。空間上來看，南方地區的暖日指數的上升趨勢不如北方顯著。從各季暖日指數的趨勢系數圖來看，各地的趨勢系數有正有負，趨勢系數為負值的地區暖日指數呈下降趨勢，大多數地區下降趨勢不顯著。冬季（中）貴州地區和四川附近及安徽北部為負趨勢；青海西部為正趨勢最大值區，上升趨勢顯著。夏季（右）華北南部和華南大部分地區趨勢系數為負值，河南中部暖日指數下降明顯；在甘肅西部、青海大部分地區和新疆東南部地區為正趨勢，上升趨勢明顯。

3 總結

本文利用1961-2006年中國548站逐日最高、最低氣溫資料，通過計算氣候平均、趨勢系數、均方差等，分析了中國年、季極端氣溫變化趨勢的空間特征。

結果表明：

1）我國近46年以來，極端氣溫指數增加或減少分布基本是一致的，其中極端最低氣溫、極端最高氣溫、暖日指數均呈上升趨勢，而霜凍指數、冷夜指數均呈下降趨勢。

2）空間分布上，我國年、季極端低溫呈穩定的增溫趨勢，且北方地區的增暖趨勢較南方明顯，極端低溫的增溫幅度明顯大于極端高溫的增幅，極端氣溫在四季均有增溫趨勢，冬天最為明顯。

參考文獻：

[1] 翟盤茂，任福民.中國近四十年最高最低溫度變化.氣象學報，1997，5（4），418-429.

[2] 任福民，翟盤茂.1951-1990年中國極端氣溫變化分析.大氣科學，1998，22（2），217.

[3] 江志紅，丁裕國，屠其璞.中國近50年冬夏季極端氣溫場的年代際空間型態及其演變特征研究 [J].應用氣象學報，1999，10（增刊），97-103.

[4] 葉篤正，陳泮勤.中國的全球變化預研究.北京：地震出版社，1992，4.

[5] 施能，陳家其.中國近100年來4個年代際的氣候變化特征.氣象學報，1995，53（4），431-439.

[6] 張喜亮，邱新法，曾燕.江蘇省近45年氣候變化的時空特征分析.南京信息工程大學碩士論文，2008.