我國年平均氣溫和冬季氣溫研究進展

方 曉， 蔡 冰， 鄭 石

(1.遼寧省氣象信息中心，遼寧沈陽 110016；2.遼寧省氣象服務中心，遼寧沈陽 110016；3.遼寧省氣象裝備保障中心，遼寧沈陽 110016)

我國年平均氣溫和冬季氣溫研究進展

方 曉1， 蔡 冰2， 鄭 石3

(1.遼寧省氣象信息中心，遼寧沈陽 110016；2.遼寧省氣象服務中心，遼寧沈陽 110016；3.遼寧省氣象裝備保障中心，遼寧沈陽 110016)

摘要系統(tǒng)地回顧了以往對于我國年平均氣溫、冬季平均氣溫和極端高、低溫的研究成果，主要內容包括：我國年平均氣溫和冬季平均氣溫的時空分布特征、我國年平均和冬季平均的最高氣溫和最低氣溫的分布特點和演變趨勢、我國全年和冬季極端高溫和極端低溫事件的時空分布特征，以期對我國年平均氣溫和冬季氣溫的變化特征有更全面的認識。

關鍵詞年平均氣溫；冬季平均氣溫；時間變化；空間變化

20世紀以來，氣候變化問題越來越受公眾矚目，氣象界和政府部門對氣候變化的關注也與日俱增。由于全球氣候變暖的影響，我國氣溫在逐漸升高，極端天氣氣候事件發(fā)生頻率也在急劇上升，其中冬季氣溫的變化最顯著，這給人類社會帶來巨大的災害與損失。關于我國年平均氣溫和冬季氣溫方面許多學者進行了大量的研究，內容主要包括：我國年、季、月平均氣溫的時空分布特征；我國年和冬季的平均、最高和最低氣溫的分布特點和演變趨勢；我國極端高溫和極端低溫事件的時空分布特征；年平均氣溫和冬季平均氣溫的影響因子方面等，并得到了很多有意義的結論。為此，筆者總結了前人對我國年平均氣溫和冬季氣溫的時空變化特征的研究進展，并進行了展望，以期對我國氣溫變化特征有更全面的認識。

1我國年平均和冬季平均氣溫的時間演變特征

屠其璞[1]將我國氣溫的年際變化分為11種基本類型，并指出我國大部分地區(qū)從20世紀50年代以來冬季氣溫仍保持上升的趨勢。林學椿等[2]分析認為1950～1990年我國年平均氣溫以0.04 ℃/10 a的速率上升，最大增溫在東北和華北地區(qū)；長江流域以及西南地區(qū)的年平均氣溫不但沒有增加反而呈下降趨勢；冬季平均溫度傾向率最大，為 0.33 ℃/10 a。丁一匯等[3]研究發(fā)現(xiàn)我國增溫趨勢與北半球的情況大致相似，但在具體的變化過程上又與全球變化存在明顯差異，如我國溫度最高的出現(xiàn)時期是在20世紀40年代，而不是80年代以后。宋連春[4]用計算氣溫等級的方法證明了1950～1990年我國冬季氣溫大致是前期降溫、后期升溫，我國年平均氣溫變化存在6～7和3 a的周期變化。黃琦[5]利用1951～2000年我國160站月平均氣溫資料，證明了我國冬季氣溫存在6～9和3～5 a的周期波動。周自江等[6]利用1951～1997年我國大陸695個測站氣溫資料建立了全國及8個區(qū)域近47 a冬季氣溫的時間序列，并指出我國冬季氣溫總體上呈非連續(xù)的增暖趨勢，增幅約為0.155 ℃/10 a,20世紀90年代較50年代約上升了0.61 ℃,其中1985年以后的增暖極為明顯。劉莉紅等[7]采用墨西哥帽小波和哈爾小波函數(shù)分析我國氣溫發(fā)現(xiàn)，我國年平均氣溫變化有3個突變點，分別是1920、1955和1985年。李慶祥等[8]重新構建了近百年全國氣溫變化序列，得出了近百年我國氣溫變化的最新估計，并指出1900～2006年我國氣溫變化速度為(0.09±0.017)℃/10 a；四季中，冬季增幅最大,為(0.14±0.021)℃/10 a；夏季最小，為(0.04±0.017) ℃/10 a；近53 a(1954～2006年)氣溫增暖趨勢約為(0.26±0.032)℃/10 a，近28 a(1979～2006年)增暖趨勢為(0.45±0.13) ℃/10 a，氣溫增暖速率呈明顯加劇趨勢，值得注意。

2我國年平均和冬季平均氣溫的地理分布特征

林學椿等[2]分析1950～1990年我國年平均氣溫傾向率分布認為，黃河以南、長江流域大部分地區(qū)傾向率為負值，黃河以北、華北和東北的傾向率為正值；1950～1990年我國平均溫度最大傾向率出現(xiàn)在冬季(0.33 ℃/10 a)，除西南少數(shù)站點是負傾向率外，其他地區(qū)均為正傾向率，增溫中心在山西、內蒙及新疆北部，增溫率均為0.60 ℃/10 a以上。吳洪寶等[9]利用1951～1990年40個站冬季月平均氣溫資料，采用旋轉EOF方法將我國冬季氣溫異常劃分為6個區(qū)域，指出除華南和青藏高原東部氣溫異常的長期傾向不明顯外，其他地區(qū)呈現(xiàn)明顯的變暖趨勢。屠其璞等[10]利用1951～1996年我國160站月平均氣溫序列，采用旋轉EOF方法將我國年平均氣溫分為8個變化區(qū)，將冬季氣溫分為5個變化區(qū)，并指出近46 a我國年平均氣溫的主要升溫區(qū)為東北、華北北部和新疆自治區(qū)，升溫幅度為1.2 ℃左右；降溫區(qū)為四川、貴州，幅度為0.3～0.4 ℃，升溫范圍和升溫幅度最大的為冬季。張晶晶等[11]利用1961～1990年逐年我國年平均氣溫資料，采用REOF方法將我國大陸分為8個氣溫變化區(qū)，指出1951～2000年我國大陸的35°N以北地區(qū)年平均氣溫變暖顯著于35°N以南，且除西南區(qū)為降溫區(qū)外,其他7個區(qū)域均為變暖趨勢，其中東北區(qū)、東北—華北區(qū)增溫最顯著，氣候傾向率達0.35 ℃/10 a，西北區(qū)、青新區(qū)增溫也較顯著。黃琦[5]利用1951～2000年我國160站月平均氣溫資料，分析我國冬季氣溫均方差分布指出，我國冬季氣溫從南向北氣溫變化幅度逐漸加大，表現(xiàn)為東北、內蒙東部、西北地區(qū)冬季氣溫的變化幅度較大，而南方大部分地區(qū)的冬季氣溫變化幅度相對較小。宋連春[4]采用經驗正交函數(shù)分解(EOF)方法分析1950～1990年我國336站冬季氣溫的時空分布特征指出，我國冬季氣溫第1主分量空間分布全國大部分地區(qū)是同號的，我國冬季氣溫第2主分量空間分布為東北和西北西部同號，且與其余全國大部分地區(qū)符號相反，我國冬季氣溫第3主分量空間分布為黃河以北、110°E以東與全國其他地區(qū)反號。劉宣飛等[12]對1951～1989年我國年平均氣溫和冬季平均氣溫進行EOF分解指出，我國160站年平均氣溫EOF第1模態(tài)空間分布體現(xiàn)出我國除西南局部地區(qū)外，全國其他大部分地區(qū)符號相同，其中東北、內蒙和新疆北部有極值中心；我國冬季氣溫EOF第1模態(tài)空間分布與年平均的基本相同，只是西南地區(qū)與全國其他地區(qū)異號的范圍略有減小。其他學者也對我國160站不同時間長度的冬季氣溫資料進行EOF分解分析，得到的結論也基本一致，即近幾十年來我國冬季氣溫EOF第1模態(tài)證明，我國冬季氣溫在全國大范圍具有一致偏冷或偏暖的特征(除西南小部分地區(qū)外)，且東北、華北、新疆地區(qū)冬季氣溫的異常最明顯；EOF第2模態(tài)證明，我國西南、華南地區(qū)的冬季氣溫與東北、華北及新疆地區(qū)冬季氣溫的異常變化具有反相變化的特征[5，13-14]。此外，康麗華等[15]分析發(fā)現(xiàn)年代際尺度上冬季氣溫的EOF分析結果與年際尺度的基本一致，但全國一致變化型可能在年代際時間尺度上表現(xiàn)得更加顯著,而南北反相變化型可能在年際尺度上更加顯著。

3展望

綜上所述，前人對于我國氣溫時空變化特征及影響因子方面的研究很多，并得到了很多有意義的結論。在氣溫的影響因子方面，前人總結了5個方面的影響因子，包括大氣遙相關型及濤動、大氣活動中心及流場、冬季風、海溫、積雪及海冰。然而這些影響因子絕大部分集中在對流層，筆者認為以往對于對流層上的影響因子研究很全面，而平流層上的一些影響因子以及平流層和對流層因子間的相互作用也可能是影響我國氣溫的重要因子，值得進一步研究。此外，影響因子對氣溫的影響機理方面的研究也應成為今后的研究重點。

參考文獻

[1] 屠其璞.我國冬季氣溫時空分布的氣候特征[J].南京氣象學院學報, 1981(1):26-36.

[2] 林學椿,于淑秋.近40年我國氣候趨勢[J].氣象,1990,16(10):16-21.

[3] 丁一匯,戴曉蘇.我國近百年來的溫度變化[J].氣象,1994,20(12):19-26.

[4] 宋連春.近40年我國氣溫時空變化特征[J].應用氣象學報,1994,5(1):119-124.

[5] 黃琦.我國冬季氣溫的年際變化[J].山東氣象,2007,27(2):5-8.

[6] 周自江,王穎.我國近46年冬季氣溫序列變化的研究[J].南京氣象學院學報,2000,23(1):106-112.

[7] 劉莉紅,鄭祖光.近百余年我國氣溫變化的突變點分析[J].南京氣象學院學報,2003,26(3):378-383.

[8] 李慶祥,董文杰,李偉，等.近百年我國氣溫變化中的不確定性估計[J].科學通報，2010,55(16):1544-1554.

[9] 吳洪寶,李棟梁,章基嘉.我國冬季月平均氣溫異常的旋轉EOF分析[J].南京氣象學院學報, 1995(3):349-354.

[10] 屠其璞,鄧自旺,周曉蘭.我國氣溫異常的區(qū)域特征研究[J].氣象學報, 2000,58(3): 288-296.

[11] 張晶晶,陳爽,趙昕奕.近50年我國氣溫變化的區(qū)域差異及其與全球氣候變化的聯(lián)系[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境, 2006(4):1-6.

[12] 劉宣飛,朱乾根.我國氣溫與全球氣溫變化的關系[J].南京氣象學院學報,1998(3)：390-397.

[13] 朱艷峰,譚桂容,王永光.我國冬季氣溫變化的空間模態(tài)及其與大尺度環(huán)流異常的聯(lián)系[J].氣候變化研究進展, 2007(5):266-270.

[14] 康麗華,陳文,王林,等.我國冬季氣溫的年際變化及其與大氣環(huán)流和海溫異常的關系[J].氣候與環(huán)境研究,2009,14(1):45-53.

[15] 康麗華,陳文,魏科.我國冬季氣溫年代際變化及其與大氣環(huán)流異常變化的關系[J].氣候與環(huán)境研究,2006,11(3):330-339.

Research Progress and Prospect of Annual Mean Temperature and Winter Mean Temperature in China

FANG Xiao1, CAI Bing2, ZHENG Shi3

(1.Meteorological Information Center of Liaoning, Shenyang, Liaoning 110016; 2.Liaoning Meteorological Service Center, Shenyang, Liaoning 110016; 3.Liaoning Meteorological Equipment Support Center, Shenyang, Liaoning 110016)

AbstractThe research achievements of annual mean temperature, winter mean temperature, and extreme maximum temperature and extreme minimum temperature in China were systematically reviewed.It mainly included the spatial and temporal features of annual mean temperature and monthly mean temperature in China, the distribution characteristics and evolution trends of annual and winter mean maximum temperatures and minimum temperatures in China, the spatial and temporal features of annual and winter extreme maximum and minimum temperatures in China.This research aims to comprehensively understand the variation characteristics of annual and winter mean temperatures in China.

Key wordsAnnual mean temperature; Winter mean temperature; Temporal variation; Spatial variation

基金項目中國氣象局氣候變化專項(CCSF201338)。

作者簡介方曉(1965- )，女，遼寧沈陽人，工程師，從事氣象服務研究。

收稿日期2016-03-24

中圖分類號S 161.2

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)12-153-02