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

烏恩奇

摘 要：文章基于1982-2015年內(nèi)蒙古高原地區(qū)116個氣象站點的逐日氣象資料，應用一元線性回歸趨勢法，對內(nèi)蒙古高原極端氣候事件的時空變化進行了分析。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。暖夜日數(shù)的增長趨勢比暖晝?nèi)諗?shù)的增長更為明顯，且98%以上地區(qū)的暖指數(shù)均呈上升趨勢。極端降水量指數(shù)呈微弱的下降趨勢，其在東部大部分地區(qū)呈下降趨勢，而在中西部大部分地區(qū)呈增加趨勢。

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

中圖分類號：P467 文獻標志碼：A 文章編號：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

在過去的一個世紀里，全球氣候發(fā)生了顯著的變化。 正如聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）的第五次評估報告所述，報告還指出， 與氣候有關(guān)的極端事件在頻率、嚴重性和持續(xù)時間上都在增加[1]。與平均氣候狀態(tài)相比較，極端氣候事件對氣候變化更敏感，對生態(tài)環(huán)境和社會生產(chǎn)帶來的影響更強烈和顯著[2]。極端氣候事件的變化對社會，經(jīng)濟和環(huán)境至關(guān)重要，因為這些事件總是會造成人員損失和經(jīng)濟損失[3]。

本文的目的是分析1982 - 2015年間內(nèi)蒙古高原地區(qū)極端氣候事件的時間、和空間上的變化趨勢。可為預防內(nèi)蒙古高原地區(qū)因極端氣候?qū)е碌臑暮κ录峁┛茖W依據(jù)。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古高原位于中國北方97°12'-126°04'E，37°24'-53°23'N，面積118萬平方公里，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個氣象站點的每日降水量，日最高溫度和日最低溫度來計算和分析極端氣候指標，這些指標用RClimDex 計算獲取。RClimDex 模型是由加拿大氣象局氣候研究部的研究人員基于 R 編輯器開發(fā)的極端氣候研究工具[4]。本文基于日氣象數(shù)據(jù)，應用RClimDex 模型計算了6個極端氣候指標，其定義與分類如表1所示。

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

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

3 結(jié)果與分析

3.1 極端氣溫的時空特征

3.1.1 極端氣溫指數(shù)的年際變化趨勢

1982-2015年，內(nèi)蒙古高原極端氣溫指數(shù)的年際變化趨勢如圖1所示。過去34年間，內(nèi)蒙古高原的冷指數(shù)呈明顯的下降趨勢，而暖指數(shù)呈明顯上升趨勢。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)分類來看，夜間氣溫的變化幅度相對更大。

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)趨勢變化的空間分布特征如圖2所示。整個高原地區(qū)，86%以上地區(qū)的冷指數(shù)（日數(shù)呈）下降趨勢，而98%以上地區(qū)的暖指數(shù)（日數(shù)）呈上升趨勢。

年際傾向率的空間分布

3.2 極端降水的時空特征

3.2.1 極端降水量指數(shù)的年際變化趨勢

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

年際變化趨勢

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。44%以上地區(qū)的極端降水量指數(shù)呈上升趨勢。

年際傾向率的空間分布

4 結(jié)束語

本文基于 1982-2015 年內(nèi)蒙古高原地區(qū)116個氣象站的逐日氣象資料，應用RClimDex計算了6個極端氣候指數(shù)，對內(nèi)蒙古高原極端氣候事件的時空變化進行了深入的分析。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，冷夜日數(shù)的下降趨勢更明顯。暖指數(shù)有大幅度的上升趨勢，暖夜日數(shù)的增長趨勢比暖晝?nèi)諗?shù)的增長更為明顯。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。

參考文獻：

[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.中國沿海極端氣候變化及其對NDVI的影響特征研究[D].中國科學院煙臺海岸帶研究所，2017.

[3]胡宜昌，董文杰，何勇.21世紀初極端天氣氣候事件研究進展[J]. 地球科學進展，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.