1982—2015年内蒙古高原极端气候指数的时空变化研究

乌恩奇

摘 要：文章基于1982-2015年内蒙古高原地区116个气象站点的逐日气象资料，应用一元线性回归趋势法，对内蒙古高原极端气候事件的时空变化进行了分析。研究结果发现，1982-2015年，内蒙古高原95%以上地区的冷指数有大幅度的下降趋势。暖夜日数的增长趋势比暖昼日数的增长更为明显，且98%以上地区的暖指数均呈上升趋势。极端降水量指数呈微弱的下降趋势，其在东部大部分地区呈下降趋势，而在中西部大部分地区呈增加趋势。

关键词：极端气温指数；极端降水量指数；趋势分析；内蒙古高原

中图分类号：P467 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0078-02

Abstract： Based on the daily meteorological data of 116 meteorological stations in Inner Mongolia Plateau from 1982 to 2015， the temporal and spatial variations of extreme climatic events in this place are analyzed using the method of linear regression trend. The results show that the cold index of more than 95% of the Inner Mongolia Plateau has a large downward trend from 1982 to 2015. The increasing trend of the number of warm nights is more obvious than that of the number of warm days， and the warm index in more than 98% areas shows an upward trend. The extreme precipitation index showed a weak downward trend： in most of the eastern region， it showed a downward trend， while in most of the central and western regions it showed an increasing trend.

Keywords： extreme temperature index； extreme precipitation index； trend analysis； Inner Mongolia Plateau

1 概述

在过去的一个世纪里，全球气候发生了显著的变化。 正如联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）的第五次评估报告所述，报告还指出， 与气候有关的极端事件在频率、严重性和持续时间上都在增加[1]。与平均气候状态相比较，极端气候事件对气候变化更敏感，对生态环境和社会生产带来的影响更强烈和显著[2]。极端气候事件的变化对社会，经济和环境至关重要，因为这些事件总是会造成人员损失和经济损失[3]。

本文的目的是分析1982 - 2015年间内蒙古高原地区极端气候事件的时间、和空间上的变化趋势。可为预防内蒙古高原地区因极端气候导致的灾害事件提供科学依据。

2 数据与方法

2.1 研究区概况

内蒙古高原位于中国北方97°12'-126°04'E，37°24'-53°23'N，面积118万平方公里，海拔高度范围为82-3430米。草原在该地区的东部地区占主导地位，而沙漠则在西部地区普遍存在。年平均温度范围为-1至10°C，降水范围为50至450毫米。降水量从东向西逐渐减少，其中近70%发生在6月至8月。

2.2 数据与方法

利用内蒙古气象局提供的1982年至2015年的116个气象站点的每日降水量，日最高温度和日最低温度来计算和分析极端气候指标，这些指标用RClimDex 计算获取。RClimDex 模型是由加拿大气象局气候研究部的研究人员基于 R 编辑器开发的极端气候研究工具[4]。本文基于日气象数据，应用RClimDex 模型计算了6个极端气候指标，其定义与分类如表1所示。

基于最小二乘法的时间序列线性回归模型，可以被用来模拟时间序列数据变化趋势。变化趋势斜率采用最小二乘法得到，计算公式为：

式中，i 为年序号，Yi第 i 年变量。其结果是用一元线性回归模拟出来的一个每个极端气候指数的变化趋势，Slope>0，表明该极端气候指数变化呈积极的趋势，Slope<0表明极端气候指数呈消极趋势。

3 结果与分析

3.1 极端气温的时空特征

3.1.1 极端气温指数的年际变化趋势

1982-2015年，内蒙古高原极端气温指数的年际变化趋势如图1所示。过去34年间，内蒙古高原的冷指数呈明显的下降趋势，而暖指数呈明显上升趋势。冷夜日数的下降幅度大于冷昼日数的下降幅度；暖夜日数上升的幅度大于暖昼日数的上升幅度。从昼夜指数分類来看，夜间气温的变化幅度相对更大。

3.1.2 极端气温指数的空间分布特征

1982-2015年，内蒙古高原极端气温指数趋势变化的空间分布特征如图2所示。整个高原地区，86%以上地区的冷指数（日数呈）下降趋势，而98%以上地区的暖指数（日数）呈上升趋势。

年际倾向率的空间分布

3.2 极端降水的时空特征

3.2.1 極端降水量指数的年际变化趋势

1982-2015年，内蒙古高原地区极端降水量指数的年际变化趋势如图3所示。过去34年间，极端降水量指数均呈下降趋势，但下降趋势不明显。

年际变化趋势

3.2.2极端降水指数的空间分布特征

1982-2015年，内蒙古高原极端降水量指数趋势的空间分布特征如图4所示。56%以上地区的极端降水量指数呈下降趋势。44%以上地区的极端降水量指数呈上升趋势。

年际倾向率的空间分布

4 结束语

本文基于 1982-2015 年内蒙古高原地区116个气象站的逐日气象资料，应用RClimDex计算了6个极端气候指数，对内蒙古高原极端气候事件的时空变化进行了深入的分析。研究结果发现，1982-2015年，内蒙古高原95%以上地区的冷指数有大幅度的下降趋势，冷夜日数的下降趋势更明显。暖指数有大幅度的上升趋势，暖夜日数的增长趋势比暖昼日数的增长更为明显。与极端气温指数的变化不同，极端降水量指数呈微弱的下降趋势。

参考文献：

[1]STOCKER T F， QIN D， PLATTNER G K等. IPCC， 2013： Technical Summary. In： Climate Change 2013： The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker， T.F.， D. Qin， G.-K. Plattner， M. Tignor， S.K. All[M]. 2013.

[2]王晓利.中国沿海极端气候变化及其对NDVI的影响特征研究[D].中国科学院烟台海岸带研究所，2017.

[3]胡宜昌，董文杰，何勇.21世纪初极端天气气候事件研究进展[J]. 地球科学进展，2007，22（10）：1066-1075.

[4]ZHANG X，AGUILAR E，SENSOY S等. Trends in Middle East climate extreme indices from 1950 to 2003[J]. Journal of Geophysical Research Atmospheres，2005，110（D22）：3159-3172.