1961-2014年黄河流域极端气温时空变化规律分析

摘要

本文采用黄河流域1961-2014年239个气象站日最高气温、日最低气温、日平均气温的均一化数据集,选取世界气象组织推荐使用的10个极端气温指标,应用百分位法、线性倾向估计、Mann-Kendall突变检验方法及小波分析方法,研究了黄河流域极端气温的时间、空间变化规律,以期为黄河流域经济社会发展、防灾减灾提供支持,为适应气候变化尤其是极端气候事件的发生提供有效可行的依据.研究结果表明:从时间变化来看,黄河流域极值指数(极端最高气温、极端最低气温)1961年以来呈现显著上升趋势,极端最低气温上升幅度高于极端最高气温上升幅度;绝对指数中,夏季日数、热夜日数呈上升趋势,霜冻日数、结冰日数呈下降趋势,结冰日数、霜冻日数的下降趋势显著于夏季日数、热夜日数的上升趋势;相对指数中,暖昼和暖夜日数呈明显的上升趋势,冷昼和冷夜日数表现出明显的下降趋势;黄河流域极值指数空间分布上,76％站点的极端最高气温呈上升趋势,上升趋势最为显著的站点主要分布在黄河上游的青海境内、四川境内及内蒙境内西部;85％站点的极端最低气温呈上升趋势,上升趋势最为显著的站点主要分布在黄河上游的青海境内、四川境内及内蒙境内北部和西部;黄河流域绝对指数空间分布上,98％站点的夏季日数处于上升趋势,上升幅度较大的站点主要分布在上游青海境内东部、甘肃境内大部、宁夏境内北部、陕西境内南部、内蒙境内东北部;82％站点的热夜日数处于上升趋势,黄河上游内蒙境内西北部、中游三门峡库区流域境内与河南境内及下游大部站点上升幅度较大,有32个站点无热夜日数,主要分布在上游青海境内;99％站点的霜冻日数处于下降趋势,上游青海境内大部、宁夏境内北部、内蒙境内北部、中游河南境内及下游大部站点下降幅度较大;全部站点的结冰日数都处于下降趋势,减小幅度较大的站点主要分布在黄河上游青海境内大部、中游陕西境内北部与中部及山西境内北部；黄河流域相对指数空间分布上,97％站点的暖昼日数呈现上升趋势,上游青海境内北部、甘肃境内大部、宁夏境内北境内、内蒙境内西北部及中游陕西境内北部增加幅度大于6d/10a;暖夜日数全流域所有站点都表现出上升趋势,黄河上游、下游绝大部区域增加幅度大于6d/10a冷昼日数全流域所有站点都表现出下降趋势,上游青海境内大部、内蒙境内北部、中游陕西境内大部减小幅度大于4d/10a;98％站点的冷夜日数表现出下降趋势,上游绝大部分地区、中游北部与中部地区、下游绝大部分地区减小幅度大于6d/10a;突变分析结果表明,选取的这10种极端气温指数对气温的响应有着不同的敏感程度,极端最低气温和结冰日数最为敏感,夏季日数指数和冷昼日数指数次之,极端高温指数、热夜日数、霜冻日数指数、暖昼日数指数和暖夜日数指数则相对不敏感,有着4年左右的延迟,在气温显著上升时才发生突变;周期分析结果表明,极端展高气温、极端最低气温、夏季日数、热夜日数、结冰日数、暖昼日数存在弱的2年周期,而霜冻日数、暖夜日数、冷昼日数、冷夜日数周期性均不显著.