中國(guó)北方地區(qū)氣溫突變與變暖停滯的時(shí)空變異性及其對(duì)影響因子變化的響應(yīng)
發(fā)布時(shí)間:2020-05-19 21:49
【摘要】:近百年來,氣候變化尤其是氣溫突變與變暖停滯對(duì)水資源、自然生態(tài)和人類社會(huì)健康可持續(xù)發(fā)展的不利影響不斷加劇,氣溫突變與變暖停滯作為氣候變化研究的重要內(nèi)容,其時(shí)空變化特征與規(guī)律,特別是成因與機(jī)制不明確。中國(guó)北方地區(qū)地域范圍廣,氣候類型多,在響應(yīng)全球氣候變化方面具有代表性,揭示中國(guó)北方地區(qū)氣溫突變與變暖停滯的時(shí)空變異性及其對(duì)影響因子變化的響應(yīng)關(guān)系,對(duì)于在全球范圍內(nèi)深入了解氣候變化、應(yīng)對(duì)水資源問題和改善生態(tài)環(huán)境等均具有一定實(shí)際參考意義。本文基于1951~2016年中國(guó)北方及其周邊地區(qū)357個(gè)氣象站點(diǎn)的平均最低氣溫,平均氣溫和平均最高氣溫年(月)數(shù)據(jù),采用Mann-Kendall檢驗(yàn)、氣候傾向率法、中心聚類法等方法,分析了 1951~2014年中國(guó)北方地區(qū)年際、季節(jié)3類氣溫突變與變暖停滯年份及前后各時(shí)段特征值的時(shí)空變異性;利用全球溫室氣體強(qiáng)迫(AGG)、太平洋年代際振蕩(PDO)、大西洋年代際振蕩(AMO)、多元厄爾尼諾指數(shù)(MEI)等大空間尺度年際數(shù)據(jù),以及與氣溫?cái)?shù)據(jù)相應(yīng)氣象站點(diǎn)的大氣壓、風(fēng)速、相對(duì)濕度年(月)數(shù)據(jù),揭示了1951~2016年中國(guó)北方地區(qū)年際、季節(jié)3類氣溫突變與變暖停滯對(duì)其影響因子變化的響應(yīng)規(guī)律,主要結(jié)論如下:1、年、季3類氣溫整體均隨緯度降低突變變晚;東北地區(qū)(1970至1980s)突變整體早于西北和華北地區(qū)。年際、春、夏、冬季均按平均最低氣溫(1979~1999年、1972~1999年、1987~1999年、1971~2000年)、平均氣溫、平均最高氣溫(1978~2005年、1975~2008年、1994~2008年、1972~2006年)順序突變變晚,秋季有所不同;3類氣溫按冬(1981~1990年)、春、秋、夏季(1994~2008年)依次變晚。2、突變后,年際3類氣溫由西北東部地區(qū)向其他方向升溫減慢;平均最低氣溫、平均最高氣溫、平均氣溫波動(dòng)強(qiáng)度依次減弱,升溫速率亦依次減慢,冬季與之相同,春、夏季升溫速率則為平均最低氣溫平均氣溫平均最高氣溫,秋季不同;年、季氣溫均在西北地區(qū)升溫最快(0.06~0.12℃/10a)。年、季3類氣溫增幅均為平均最低氣溫最大,平均氣溫次之,平均最高氣溫最小。3、年、季3類氣溫變暖停滯均集中于1998和2007年及其前后。年際平均最低氣溫(1994~2007年)、平均氣溫、平均最高氣溫(1998~2010年)停滯依次變晚;整體由黃河流域中段向其他方向變晚。春、夏季3類氣溫依次變晚,秋、冬季相反;3類氣溫均按冬(1995~2008年)、秋、夏、春季(1998~2010年)順序依次變晚。年、季3類氣溫突變至變暖停滯間周期均隨緯度降低縮短,各季節(jié)周期整體按平均最低氣溫(9~18 a)、平均氣溫和平均最高氣溫(5~12 a)順序依次縮短。4、變暖停滯后,年際3類氣溫均由西北地區(qū)東部向其他方向降溫加快;平均最高氣溫(-0.28~-0.01℃/10a)、平均最低氣溫、平均氣溫降溫依次減慢,春、夏、冬季與之相同。平均最低氣溫與平均氣溫降溫速率均為冬季春季秋季夏季;春、秋季3類氣溫波動(dòng)強(qiáng)度依次減弱,冬季相反。夏、秋、冬季平均最低氣溫增幅平均氣溫平均最高氣溫;春季氣溫增幅(1.2~2.7℃)冬季秋季夏季(0~1.5℃)。5、整體上,年、季3類氣溫對(duì)各影響因子變化的響應(yīng)規(guī)律具有一致性。1970s末至1990s,隨AGG、CO2、AMO及太陽(yáng)輻射持續(xù)增大、PDO處于正位相或持續(xù)上升、MEI突變、風(fēng)速、大氣壓、相對(duì)濕度持續(xù)下降/上升及之后的趨勢(shì)轉(zhuǎn)變,氣溫發(fā)生突變;1990s以后,隨AMO上升趨緩、PDO下降或處于負(fù)位相、MEI與太陽(yáng)輻射下降、風(fēng)速、大氣壓、相對(duì)濕度持續(xù)下降/上升及之后的趨勢(shì)轉(zhuǎn)變,氣溫發(fā)生變暖停滯。如1970s以后,當(dāng)AMO快速上升持續(xù)3~29a,風(fēng)速持續(xù)上升4~24a、傾向率達(dá)0.12~1.21m/(s-10a)時(shí),年際平均最低氣溫發(fā)生突變。6、年、季氣溫對(duì)3類影響因子變化的響應(yīng)敏感程度整體均為平均最低氣溫平均氣溫平均最高氣溫。各分區(qū)年、季3類氣溫變化整體對(duì)第1類影響因子變化的響應(yīng)敏感程度第2類影響因子第3類影響因子,同類氣溫不同季節(jié)之間亦存在強(qiáng)弱差異,如春季3類氣溫對(duì)AGG、CO2響應(yīng)敏感程度夏季秋季冬季,冬季氣溫對(duì)PDO、MEI響應(yīng)敏感程度春季秋季夏季。
【圖文】:
圖2研究區(qū)位置圖逡逑Fig.2邋Location邋of邋the邋Study邋Area逡逑2.2地形地貌逡逑中國(guó)北方地區(qū)地勢(shì)相差較大,自西向東橫跨三級(jí)階梯,,地貌復(fù)雜多樣,包括沙漠、逡逑
3.1.1氣溫?cái)?shù)據(jù)逡逑本次使用的氣象站點(diǎn)共計(jì)357個(gè),分布在中國(guó)北方及其周邊地區(qū),氣象站點(diǎn)分布逡逑如圖3所示。使用的資料為這些站點(diǎn)自建站以來至2016年的平均最低氣溫、平均氣逡逑溫和平均最高氣溫年(月)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng),國(guó)家氣象信息中心對(duì)逡逑各氣象站點(diǎn)的各類氣溫?cái)?shù)據(jù)己進(jìn)行質(zhì)量控制,但不排除存在錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的可能,因此本逡逑文采取氣候極值和時(shí)間…致性檢杳等質(zhì)量控制措施,剔除了邋4個(gè)變化異常的站點(diǎn)(奉逡逑節(jié)、承德、河曲、庫(kù)車),其他站點(diǎn)數(shù)據(jù)無明顯突變點(diǎn)和隨機(jī)變化,變化相對(duì)均一和逡逑一致,數(shù)據(jù)可靠,可以代表研[偳倫純觥e義希叮
本文編號(hào):2671538
【圖文】:
圖2研究區(qū)位置圖逡逑Fig.2邋Location邋of邋the邋Study邋Area逡逑2.2地形地貌逡逑中國(guó)北方地區(qū)地勢(shì)相差較大,自西向東橫跨三級(jí)階梯,,地貌復(fù)雜多樣,包括沙漠、逡逑
3.1.1氣溫?cái)?shù)據(jù)逡逑本次使用的氣象站點(diǎn)共計(jì)357個(gè),分布在中國(guó)北方及其周邊地區(qū),氣象站點(diǎn)分布逡逑如圖3所示。使用的資料為這些站點(diǎn)自建站以來至2016年的平均最低氣溫、平均氣逡逑溫和平均最高氣溫年(月)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)來源于中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng),國(guó)家氣象信息中心對(duì)逡逑各氣象站點(diǎn)的各類氣溫?cái)?shù)據(jù)己進(jìn)行質(zhì)量控制,但不排除存在錯(cuò)誤數(shù)據(jù)的可能,因此本逡逑文采取氣候極值和時(shí)間…致性檢杳等質(zhì)量控制措施,剔除了邋4個(gè)變化異常的站點(diǎn)(奉逡逑節(jié)、承德、河曲、庫(kù)車),其他站點(diǎn)數(shù)據(jù)無明顯突變點(diǎn)和隨機(jī)變化,變化相對(duì)均一和逡逑一致,數(shù)據(jù)可靠,可以代表研[偳倫純觥e義希叮
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