1961—2006年我国极端气温指数空间分布特征

何瑞琦

摘 要：本文采用1961-2006年全国548站逐日最高、最低气温资料，通过计算气候平均、趋势系数、均方差等，分析了我国极端气温的空间分布特征。结果表明：我国46年以来，极端最低气温、极端最高气温、暖日指数均呈上升趋势，而霜冻指数、冷夜指数均呈下降趋势。空间分布上，我国年、季极端低温均呈稳定增长趋势，北方地区的增暖趋势较南方大，极端低温的增温幅度明显大于极端高温的增幅，极端气温在四季均有增温趋势，冬天最为明显。

关键词：极端气温指数；趋势系数；空间分布

随着人类社会的不断进步，工业化已经完全进入人们的日常生活，飞速发展带来了经济社会高度发展的同时，也给人类生活环境造成的了巨大的负担，温室气体的大量排放致使全球气候变暖，从而导致极端天气频频出现，给人民造成了很大的损失，因此，气候变暖问题已经引起了全世界的高度重视。

在我国，越来越多的学者进入到研究极端天气这一领域，并取得了许多显著的成果[ 1-4 ]。本文利用全国548个测站46年的逐日最低、最高温度、平均温度资料分析了我国年、季极端温度指数的空间分布特征，揭示了过去46年来我国极端气温的变化规律，为深入研究极端气温提供依据。

1 资料与方法

本文所用的资料是1961-2006年我国大陆548个测站的逐日最高温度、最低温度以及平均温度资料。

通过线性趋势分析[ 5 ]、计算标准差[ 2 ]、Mann-Kendall（M-K）突变检验[ 6 ]的方法对1961-2006年中国548站逐日最高、最低气温资料进行分析。

2 极端温度指数空间分布特征

2.1 极端温度指数的空间分布

2.1.1 极端最低温度

从图1中可以看出年极端最低温度（左）主要呈纬向分布，由南向北递减。黑龙江以及内蒙古东北部的极端最低温度较低。长江以南年极端最低温度均在10℃以上。虽然温度主要受太阳辐射的影响，但地形也有一定的作用，主要体现在青藏高原地区要比同纬度地区温度低。

季极端最低温度空间分布与年极端最低温度分布基本一致，由南向北递减，春季最为明显。各地区夏季（右）最低温度明显比其他季节要高。全国各季温度最低的地区主要分布在黑龙江、内蒙古东北部以及青海省南部。

2.1.2 极端最高温度

从图2上看出，年极端最高温度（左）与年极端最低温度分布基本一致，南方温度普遍比北方高，最低温度出现在黑龙江、内蒙古东北部和青海南部青藏高原地区。全国各地最高温度均在0度以上。冬季（中）最高温度大致呈纬向分布，最高温度由南向北递减。其他各季也基本表现出南暖北冷的趋势，但青海南部地区各季温度较同纬度其他地区低。夏季（右）新疆中东部地区温度偏高。

2.1.3 霜冻指数

从图3中可以看出，霜冻指数大体从东南沿海向西北内陆递增，长江以南地区因地处热带及亚热带，一年中温度小于0度的天数在30天以内，为全国最少的地区。而全国霜冻天数最多的地区在青海省西南部，可达300天。 就全国而言，霜冻天数冬季多，夏季少，除广东、广西、云南和青海部分地区外，其他地区霜冻天数都有明显的季节变化。冬季我国北方大部分地区都是70-90天的霜冻期，夏季除青海部分地区外，全国大部分地区都无霜冻期，春秋两季为过渡期。

2.2 极端温度指数的趋势系数的空间分布

2.2.1 极端最低温度

图4（左）中可以看出，年极端最低温度在全国范围普遍为正趋势，全国大部分地区通过了0.05的显著性检验，说明全国范围增温明显。北方增温趋势比南方大，东北、内蒙古及西部部分地区趋势系数达到0.7以上，增温趋势显著。各季全国极端最低温度均呈增长趋势，北方增温明显，四季中东北、青海、新疆东南部、云南省西部和内蒙古地区增温都很明显。冬季（中）除了新疆北部、东北部分地区和南方大部分地区外，最低温度增长显著，是四季中增温最明显的季节。

2.2.2 极端最高温度

从图5（左）中可以看出全国范围内极端最高温度为正趋势，说明极端最高温度有上升趋势。同极端最低温度相比，极端最高温度趋势系数相对较小，大部分地区极端低温的正趋势要比极端高温的大。极端高温在全国的增温并不明显，只有北方黄河以北和西部青藏高原部分地区增温较明显。冬季（中）全国范围内普遍为正趋势，黄河中上游地区升温显著。夏季（右）江淮地区有负趋势，但没有通过显著性检验。最高温度的升高主要表现在秋冬两季，春夏两季不显著。总而言之，北方地区的增温趋势比南方地区要大。

2.2.3 霜冻指数

从图6中可以看出，趋势系数均为负值，说明全国大范围地区霜冻天数减少，全国只有小部分地区未通过显著性检验。高纬地区趋势系数达到-0.8，霜冻天数减少得最为明显。各季霜冻指数趋势系数也均为负值，春秋两季北方地区霜冻天数显著减少，冬季长江、淮河流域霜冻天数显著减少，夏季青海地区减少显著。

2.2.4 冷夜指数

由图7（左）可以看出年冷夜指数的趋势系数在全国范围内为负值，只有四川附近没有通过显著性检验，说明在全国大范围内冷夜指数下降明显，高值中心在内蒙古中西部、青海西北部和新疆南部。这些地区趋势系数达到-0.8，冷夜指数下降最为显著。空间上来看，南方地区的下降趋势不如北方明显。从各季冷夜指数的趋势系数图来年，各地的下降趋势不同。春夏两季北方地区冷夜指数下降趋势基本一致，夏季（右）冷夜指数下降趋势相对更为明显，北方大部分地区都通过了显著性检验。冬季（中）东南沿海至京津唐地区冷夜指数下降明显，在长江上游地区、青海北部和青藏高原上也有小片区域通过了显著性检验，下降趋势明显。秋季则是长江黄河上游地区、黑龙江南部、江苏安徽和内蒙古中东部地区下降趋势明显。

2.2.5 暖日指数

从图8（左）中可以看出年暖日指数的趋势系数在全国范围内均为正值，说明暖日指数在全国大范围内上升，我国西部地区、内蒙古和河套地区上升趋势明显。内蒙古西部、甘肃和青海地区为高值中心，趋势系数达到0.6。空间上来看，南方地区的暖日指数的上升趋势不如北方显著。从各季暖日指数的趋势系数图来看，各地的趋势系数有正有负，趋势系数为负值的地区暖日指数呈下降趋势，大多数地区下降趋势不显著。冬季（中）贵州地区和四川附近及安徽北部为负趋势；青海西部为正趋势最大值区，上升趋势显著。夏季（右）华北南部和华南大部分地区趋势系数为负值，河南中部暖日指数下降明显；在甘肃西部、青海大部分地区和新疆东南部地区为正趋势，上升趋势明显。

3 总结

本文利用1961-2006年中国548站逐日最高、最低气温资料，通过计算气候平均、趋势系数、均方差等，分析了中国年、季极端气温变化趋势的空间特征。

结果表明：

1）我国近46年以来，极端气温指数增加或减少分布基本是一致的，其中极端最低气温、极端最高气温、暖日指数均呈上升趋势，而霜冻指数、冷夜指数均呈下降趋势。

2）空间分布上，我国年、季极端低温呈稳定的增温趋势，且北方地区的增暖趋势较南方明显，极端低温的增温幅度明显大于极端高温的增幅，极端气温在四季均有增温趋势，冬天最为明显。

参考文献：

[1] 翟盘茂，任福民.中国近四十年最高最低温度变化.气象学报，1997，5（4），418-429.

[2] 任福民，翟盘茂.1951-1990年中国极端气温变化分析.大气科学，1998，22（2），217.

[3] 江志红，丁裕国，屠其璞.中国近50年冬夏季极端气温场的年代际空间型态及其演变特征研究 [J].应用气象学报，1999，10（增刊），97-103.

[4] 叶笃正，陈泮勤.中国的全球变化预研究.北京：地震出版社，1992，4.

[5] 施能，陈家其.中国近100年来4个年代际的气候变化特征.气象学报，1995，53（4），431-439.

[6] 张喜亮，邱新法，曾燕.江苏省近45年气候变化的时空特征分析.南京信息工程大学硕士论文，2008.