极端温度事件对围场县生产生活的影响及对策

吴萍萍，闫海龙，吴裴裴，贾 硕

（1.围场县气象局，河北 承德068450；2.隆化县气象局；3.承德市气象局）

极端温度事件会极大的影响自然环境以及人们社会生产生活，甚至比气候平均状态引起的自然环境和人们生活变化更为明显[1]。所以，需要研究极端温度事件的变化趋势。目前，诸多评估报告描述大尺度极端温度事件的变化趋势，但对小尺度小区域的变化趋势仍没有定性的评述[2]，因而需要对区域极端温度事件的变化趋势进行详细的研究。

围场县地处内蒙古高原与冀北山地的过渡地带，在西北部坝上及接坝地区海拔高，在东南部坝下地区海拔低，海拔高度差在500 m左右。全县地形复杂，因而气候呈现多样性，北部坝上地区，昼夜温差大，气温整体偏低，降水量偏少，夏季多小阵雨天气，春、秋、冬季风沙大，无霜期时间短。坝下地区，气温较坝上地区高，年平均降水量435.3 mm。人民生产生活以农业产业为主，而暴雨、干旱、霜冻、冰雹等自然灾害较多，经常给农业生产带来损害，影响人们生活。围场县生态环境脆弱，农业生态系统对气候变化非常敏感。极端气候事件对农业生态系统会产生明显影响，高温或低温事件都会影响到作物的生长和产量[3]。所以，研究围场县极端温度事件变化规律具有必要性，有助于解释围场县区域内农业生态系统变化趋势。

本研究使用高温、低温极值的日尺度变化、年极值、强度的变化趋势以及日温差指标，分析围场国家基本气象站极端温度事件的变化趋势，研究本区域内极端温度事件的变化特征，便于预测极端温度事件未来趋势并提出应对极端温度事件的对策，为围场县的可持续发展以及服务材料的制作提供参考。

1 资料和方法

1.1 资料的选取

本文使用的资料为河北省气象信息共享平台提供的围场国家基本气象站1951—2015年65年逐日最高气温、逐日最低气温。

1.2 方法

1.2.1 百分位数法

基于百分位数定义极端温度事件，利用围场国家基本气象站日最高温度确定极端高温的阈值，日最高温度确定极端高温的阈值。

方法为：求出1951—2015年同日65个最高气温值的第95百分位数，同日65个最低气温值的第5百分位数。计算步骤为：以递增顺序排列每组数据，计算出指数i，指数计算方法为：i=n×p%。

其中n为同日最高气温个数，为65，p为第p百分位数。如果i不是整数，将i向上取整，大于i的毗邻整数就是第p百分位数的位置；如果i是整数，则第p百分位数是第i项与第 （i+1）项数据的平均值。得出的第95个累计百分位的数值作为该站该日极端高温的阈值，第5个累计百分位的数值作为该站该日极端低温的阈值。使用这个方法，可以分别得出366个极端高温阈值和极端低温阈值，若某日的最高温度高于于该日极端高温的阈值，那么称该日出现了极端高温事件；同理，若某日的最低温度低于该日极端低温的阈值，那么称该日出现了极端低温事件[4]。

图1 日尺度变化

图2 最高温度年极值变化

1.2.2 M-K法

使用Mann-Kendall方法（M-K法）[5]检验高温、低温极值的日尺度变化、年极值、强度的变化趋势以及日温差指标的单调变化趋势以及年均变化幅度。并使用反距离加权插值法对以上指标的趋势进行内插，进而分析出它们的分布规律。

2 结果与分析

使用百分位数定义极端事件，得出图1高低温阈值日尺度变化规律。从图1可知，低阈值的取值范围为-25.6～13.7℃，高阈值的取值范围为-0.5～34.5℃。如果按照目前一些分析研究对极端温度数值的界限定义，将35.0℃作为极端高温事件的阈值，-10.0℃作为极端低温事件的阈值，围场县将出现6个月的极端低温事件，而不存在极端高温事件。

利用M-K法检验得出围场县极端高温的频率呈升高趋势，极端低温的频率呈降低的趋势（图略），这与全球变化趋势一致。

从图2、图3最高温度、最低温度极值滤波后显示的线性趋势线可知，最高温度、最低温度均有单调升高趋势。最高气温年极值平均为33.1℃，介于29.2～39.4℃，年均增幅为0.16℃。 最低温度年极值平均为-25.1℃，介于-32.3～-20.0℃，年均增幅为0.19℃。

图3 最低温度年极值变化

日最高气温和日最低气温的综合变化才能决定日温差的变化，围场县极端高温和极端低温强度都呈现升高趋势，但极端低温的年均增幅（0.19℃）大于极端高温的年均增幅（0.16℃）。据相关资料介绍，1950—2004年世界上大部分区域的日温差有所降低[5]，围场县的日温差变化和此结论一致。

3 小结

本文利用1951—2015年65年围场国家基本气象站的日最高温度和日最低温度资料，采用百分位数法和M-K法，分析了围场县极端温度事件的变化趋势及变化特征，进而讨论极端温度事件对围场县生产生活的影响，结果表明：（1）极端温度事件有单调趋势，更为显著的是极端低温事件，1年中极端低温阈值有6个月小于-10.0℃；（2）极端高温和极端低温年极值均有升高的趋势，日温差呈现升高的趋势，表明极端温度事件对全球增暖的响应存在共性，如频率增加、强度增大等；（3）农民生产生活中应该关注强降温造成的霜冻、冰冻对农业生产及生活出行的影响，尤其注意防范春播、秋收之时造成的霜冻对出苗和收获的影响，相关部门应及时做好预报信息传递工作。

[1]Katz R W，Brown B G.Extreme events in a changing climate：Variability is more important than averages[J].Climatic Change，1992，21（3）：289-302.

[2]Kunkel K E.North American trends in extreme precipitation[J].Natural Hazards，2003，29（2）：291-305.

[3]丁一汇，任国玉，石广玉，等.中国气候变化的历史和未来趋势[J].气候变化研究进展，2006，2（1）：3-8.

[4]翟盘茂，潘晓华.中国北方近50年温度和降水极端事件变化[J].地理学报，2003（S1）：1-10.

[5]李志，郑粉莉，刘文兆.黄土高原极端温度事件的时空变化[J].自然灾害学报，2011（6）：6-12.