1982—2015年內(nèi)蒙古高原極端氣候指數(shù)的時(shí)空變化研究

烏恩奇

摘 要：文章基于1982-2015年內(nèi)蒙古高原地區(qū)116個(gè)氣象站點(diǎn)的逐日氣象資料，應(yīng)用一元線性回歸趨勢(shì)法，對(duì)內(nèi)蒙古高原極端氣候事件的時(shí)空變化進(jìn)行了分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1982-2015年，內(nèi)蒙古高原95%以上地區(qū)的冷指數(shù)有大幅度的下降趨勢(shì)。暖夜日數(shù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)比暖晝?nèi)諗?shù)的增長(zhǎng)更為明顯，且98%以上地區(qū)的暖指數(shù)均呈上升趨勢(shì)。極端降水量指數(shù)呈微弱的下降趨勢(shì)，其在東部大部分地區(qū)呈下降趨勢(shì)，而在中西部大部分地區(qū)呈增加趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：極端氣溫指數(shù)；極端降水量指數(shù)；趨勢(shì)分析；內(nèi)蒙古高原

中圖分類號(hào)：P467 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：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

在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，全球氣候發(fā)生了顯著的變化。 正如聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）的第五次評(píng)估報(bào)告所述，報(bào)告還指出， 與氣候有關(guān)的極端事件在頻率、嚴(yán)重性和持續(xù)時(shí)間上都在增加[1]。與平均氣候狀態(tài)相比較，極端氣候事件對(duì)氣候變化更敏感，對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)的影響更強(qiáng)烈和顯著[2]。極端氣候事件的變化對(duì)社會(huì)，經(jīng)濟(jì)和環(huán)境至關(guān)重要，因?yàn)檫@些事件總是會(huì)造成人員損失和經(jīng)濟(jì)損失[3]。

本文的目的是分析1982 - 2015年間內(nèi)蒙古高原地區(qū)極端氣候事件的時(shí)間、和空間上的變化趨勢(shì)?？蔀轭A(yù)防內(nèi)蒙古高原地區(qū)因極端氣候?qū)е碌臑?zāi)害事件提供科學(xué)依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古高原位于中國(guó)北方97°12'-126°04'E，37°24'-53°23'N，面積118萬(wàn)平方公里，海拔高度范圍為82-3430米。草原在該地區(qū)的東部地區(qū)占主導(dǎo)地位，而沙漠則在西部地區(qū)普遍存在。年平均溫度范圍為-1至10°C，降水范圍為50至450毫米。降水量從東向西逐漸減少，其中近70%發(fā)生在6月至8月。

2.2 數(shù)據(jù)與方法

利用內(nèi)蒙古氣象局提供的1982年至2015年的116個(gè)氣象站點(diǎn)的每日降水量，日最高溫度和日最低溫度來(lái)計(jì)算和分析極端氣候指標(biāo)，這些指標(biāo)用RClimDex 計(jì)算獲取。RClimDex 模型是由加拿大氣象局氣候研究部的研究人員基于 R 編輯器開(kāi)發(fā)的極端氣候研究工具[4]。本文基于日氣象數(shù)據(jù)，應(yīng)用RClimDex 模型計(jì)算了6個(gè)極端氣候指標(biāo)，其定義與分類如表1所示。

基于最小二乘法的時(shí)間序列線性回歸模型，可以被用來(lái)模擬時(shí)間序列數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)。變化趨勢(shì)斜率采用最小二乘法得到，計(jì)算公式為：

式中，i 為年序號(hào)，Yi第 i 年變量。其結(jié)果是用一元線性回歸模擬出來(lái)的一個(gè)每個(gè)極端氣候指數(shù)的變化趨勢(shì)，Slope>0，表明該極端氣候指數(shù)變化呈積極的趨勢(shì)，Slope<0表明極端氣候指數(shù)呈消極趨勢(shì)。

3 結(jié)果與分析

3.1 極端氣溫的時(shí)空特征

3.1.1 極端氣溫指數(shù)的年際變化趨勢(shì)

1982-2015年，內(nèi)蒙古高原極端氣溫指數(shù)的年際變化趨勢(shì)如圖1所示。過(guò)去34年間，內(nèi)蒙古高原的冷指數(shù)呈明顯的下降趨勢(shì)，而暖指數(shù)呈明顯上升趨勢(shì)。冷夜日數(shù)的下降幅度大于冷晝?nèi)諗?shù)的下降幅度；暖夜日數(shù)上升的幅度大于暖晝?nèi)諗?shù)的上升幅度。從晝夜指數(shù)分類來(lái)看，夜間氣溫的變化幅度相對(duì)更大。

3.1.2 極端氣溫指數(shù)的空間分布特征

1982-2015年，內(nèi)蒙古高原極端氣溫指數(shù)趨勢(shì)變化的空間分布特征如圖2所示。整個(gè)高原地區(qū)，86%以上地區(qū)的冷指數(shù)（日數(shù)呈）下降趨勢(shì)，而98%以上地區(qū)的暖指數(shù)（日數(shù)）呈上升趨勢(shì)。

年際傾向率的空間分布

3.2 極端降水的時(shí)空特征

3.2.1 極端降水量指數(shù)的年際變化趨勢(shì)

1982-2015年，內(nèi)蒙古高原地區(qū)極端降水量指數(shù)的年際變化趨勢(shì)如圖3所示。過(guò)去34年間，極端降水量指數(shù)均呈下降趨勢(shì)，但下降趨勢(shì)不明顯。

年際變化趨勢(shì)

3.2.2極端降水指數(shù)的空間分布特征

1982-2015年，內(nèi)蒙古高原極端降水量指數(shù)趨勢(shì)的空間分布特征如圖4所示。56%以上地區(qū)的極端降水量指數(shù)呈下降趨勢(shì)。44%以上地區(qū)的極端降水量指數(shù)呈上升趨勢(shì)。

年際傾向率的空間分布

4 結(jié)束語(yǔ)

本文基于 1982-2015 年內(nèi)蒙古高原地區(qū)116個(gè)氣象站的逐日氣象資料，應(yīng)用RClimDex計(jì)算了6個(gè)極端氣候指數(shù)，對(duì)內(nèi)蒙古高原極端氣候事件的時(shí)空變化進(jìn)行了深入的分析。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，1982-2015年，內(nèi)蒙古高原95%以上地區(qū)的冷指數(shù)有大幅度的下降趨勢(shì)，冷夜日數(shù)的下降趨勢(shì)更明顯。暖指數(shù)有大幅度的上升趨勢(shì)，暖夜日數(shù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)比暖晝?nèi)諗?shù)的增長(zhǎng)更為明顯。與極端氣溫指數(shù)的變化不同，極端降水量指數(shù)呈微弱的下降趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[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]王曉利.中國(guó)沿海極端氣候變化及其對(duì)NDVI的影響特征研究[D].中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所，2017.

[3]胡宜昌，董文杰，何勇.21世紀(jì)初極端天氣氣候事件研究進(jìn)展[J]. 地球科學(xué)進(jìn)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.