夏 菲，趙景波，

（1. 陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，西安 710062；2.中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所 黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710061）

四川省樂(lè)山市近51年極端氣溫變化研究

夏 菲1，趙景波1，2

（1. 陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，西安 710062；2.中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所 黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710061）

基于1962—2012四川省樂(lè)山市每日氣溫資料，運(yùn)用線性擬合及累積距平、Morlet復(fù)數(shù)小波等方法對(duì)WMO發(fā)布的10種極端氣溫指數(shù)進(jìn)行了計(jì)算和分析。結(jié)果表明：（1）極端最高氣溫、極端最低氣溫都有上升趨勢(shì)，霜凍、冷夜、冷晝呈下降趨勢(shì)，夏日、熱夜、暖夜、暖晝呈現(xiàn)出波動(dòng)上升趨勢(shì)。（2）年極端最高氣溫、暖夜、暖晝存在著27 a左右的周期，夏日、霜凍、熱夜、冷夜、冷晝存在著28 a左右的周期，年極端最低氣溫存在著11 a左右的周期。除年極端最低氣溫外，其他的極端氣溫指數(shù)雖然主控周期不一致，但都存在28 a左右的周期。冷晝和暖晝變化較為復(fù)雜，存在4個(gè)周期。（3）極端天氣暖指數(shù)呈上升趨勢(shì)，夏日、熱夜、暖夜、暖晝分別增加了15天、21天、32天、29天，極端天氣冷指數(shù)呈下降趨勢(shì)，霜凍、冷夜、冷晝分別減少了2天、24天、4天，樂(lè)山地區(qū)發(fā)生極端天氣事件的可能性增加。（4）樂(lè)山市極端天氣現(xiàn)象的發(fā)生與日益增加的人類活動(dòng)以及全球變暖的大趨勢(shì)密切相關(guān)。由于樂(lè)山市獨(dú)特的地理位置，隨著樂(lè)山市極端天氣現(xiàn)象可能性的增加，樂(lè)山市發(fā)生干旱、洪澇、山地災(zāi)害的可能性也隨之提高，需要做好預(yù)防準(zhǔn)備。

礦山廢棄地；基質(zhì)改良；研究現(xiàn)狀；應(yīng)對(duì)措施

近百年來(lái)，全球氣候正在經(jīng)歷一次以變暖為主要特征的顯著變化，全球變暖已經(jīng)是不爭(zhēng)的事實(shí)，人類活動(dòng)是近50年來(lái)全球氣候變暖的主要原因（秦大河等，2007）。IPCC第四次評(píng)估報(bào)告指出，近一百年（1906—2005年）全球平均地表溫度上升了0.74℃（IPCC.Summary for Policymakers of Climate Change 2007，2007）。在全球氣候變暖的背景下，極端氣溫事件也得到了越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注（Alexander，2006）。丁一匯等（2006）研究表明，近一百年以來(lái)中國(guó)年平均地表氣溫明顯增加，升溫幅度比全球平均值略高，近50年以來(lái)中國(guó)主要極端天氣事件發(fā)生的頻率和強(qiáng)度也出現(xiàn)了明顯的變化。Alexander（2006）等研究表明，近50年來(lái)70％以上的陸地都呈現(xiàn)出冷夜明顯減少，暖夜明顯增多的變化趨勢(shì)。Choi et al（2009）分析亞太地區(qū)1955—2007年氣象資料，也發(fā)現(xiàn)了類似的規(guī)律。周雅清等（2010）研究表明，我國(guó)霜凍日數(shù)和結(jié)冰日數(shù)明顯減少，同時(shí)日最高（低）氣溫的極大（?。┲嫡w都是上升趨勢(shì)，此外冷晝（夜）日數(shù)明顯減少。王瓊等（2013）研究表明，我國(guó)長(zhǎng)江流域在1962—2011年間，極端冷指數(shù)（冷晝?nèi)諗?shù)、冷夜日數(shù)、冰凍日數(shù)等）的線性變化均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而極端暖指數(shù)（暖晝?nèi)諗?shù)、暖夜日數(shù)、夏日日數(shù)等）的線性變化均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。樂(lè)山市是長(zhǎng)江流域的重要城市之一，近51年來(lái)，年平均氣溫呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，干旱、低溫、洪澇、大風(fēng)、冰雹等自然災(zāi)害頻發(fā)。目前，針對(duì)長(zhǎng)江流域大尺度范圍極端天氣事件的研究較多，但是對(duì)局部地區(qū)研究較少，因此有必要對(duì)樂(lè)山氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，討論極端氣溫的變化趨勢(shì)，對(duì)其極端氣溫變化周期進(jìn)行分析，認(rèn)識(shí)樂(lè)山地區(qū)極端氣溫事件的變化規(guī)律，減輕樂(lè)山地區(qū)自然災(zāi)害發(fā)生頻率。

1 研究區(qū)自然概況、資料與方法

1.1 研究區(qū)自然概況

樂(lè)山地處四川盆地向西南山地過(guò)渡地帶，總體趨勢(shì)西南高，東北低，高差懸殊大。樂(lè)山坐落于岷江、青衣江、大渡河三江交匯處，位于四川省西南部。北與眉山接壤，東與自貢、宜賓毗鄰，南與涼山相接，西與雅安連界。地理坐標(biāo)介于北緯28°29′～29°55′，東經(jīng)102°55′～104°00′（黎德川等，2009）。境內(nèi)壩、丘、山交錯(cuò)，江河縱橫，地形十分復(fù)雜，地貌類型多樣。樂(lè)山屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨量豐沛，降水季節(jié)差異大，水熱同期，無(wú)霜期長(zhǎng)。在其西南山區(qū)氣候的垂直差異大，從山麓至山巔依次分布著中亞熱帶—暖溫帶—溫帶—寒溫帶的完整氣候帶，氣候條件十分復(fù)雜。

1.2 資料與方法

本文所選取的氣象資料均來(lái)自于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)（http：//cdc. cma. Gov.cn）中地面日值數(shù)據(jù)集樂(lè)山站。根據(jù)資料的完整性和時(shí)間長(zhǎng)度盡可能長(zhǎng)的原則，選取了樂(lè)山站自1962—2012年這51年的日氣溫最高值、最低值、平均值作為指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。將極端氣溫指數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，然后再進(jìn)行極端氣溫指數(shù)變率的分析，從而了解極端氣溫的發(fā)展趨勢(shì)。并對(duì)極端最高（低）氣溫進(jìn)行累積距平分析，最后采用小波分析方法對(duì)各極端氣溫指數(shù)進(jìn)行周期分析，進(jìn)而歸納總結(jié)極端氣溫的發(fā)展規(guī)律。根據(jù)WMO（Karl and Nicholls，1999）確定的“氣候變化檢測(cè)和指標(biāo)”，本文選取了其中10項(xiàng)極端氣溫指數(shù)進(jìn)行研究分析。這些指數(shù)能夠很好地反應(yīng)氣候變化的各個(gè)方面，具有較弱的極端性，噪聲低，顯著性強(qiáng)的特點(diǎn)。以1962—2012年為研究時(shí)段，計(jì)算逐年極端氣溫指數(shù)及線性趨勢(shì)。并將極端氣溫指數(shù)分為三類，第一類為極端指數(shù)，包括極端最高（低）氣溫；第二類為絕對(duì)指數(shù)，基于絕對(duì)閾值，包括冰凍日數(shù)、霜凍日數(shù)、夏季日數(shù)、熱夜日數(shù)；第三類為相對(duì)指數(shù)，基于相對(duì)閾值，包括冷晝?nèi)諗?shù)、冷夜日數(shù)、暖晝?nèi)諗?shù)、暖夜日數(shù)，這些指數(shù)都分別采用百分位閾值法進(jìn)行計(jì)算。以冷晝?yōu)槔?，將?lè)山站1962—2012年中同一日的氣溫按照升序排列，將第10個(gè)百分位值作為極端氣溫的閾值，然后將1962—2012年每年同一日期的日最高氣溫與該閾值相比較，若小于該閾值，則算作冷晝。

表1 極端氣溫指標(biāo)的定義Table 1 The def nition of extreme temperature indexes

2 結(jié)果與分析

2.1 樂(lè)山市近51年氣溫變化

2.1.1 樂(lè)山市近51年氣溫變化趨勢(shì)分析

在進(jìn)行溫度分析時(shí)，首先通過(guò)計(jì)算其氣候傾向率來(lái)表述氣象要素的變化趨勢(shì)，采用線性傾向估計(jì)法，即設(shè)某一氣象要素時(shí)間序列為y1，y2，y3…yn，它總可以用一個(gè)多項(xiàng)式來(lái)表達(dá)，一般來(lái)講，溫度的變化趨勢(shì)用一次直線方程就能表達(dá)：

y=a0+a1t

式中y為氣象要素，t為時(shí)間，a0為一個(gè)常數(shù)值。

由計(jì)算得出來(lái)的樂(lè)山市1962—2012年各項(xiàng)極端氣溫指數(shù)（表2）變率的分析可以得出，極端最高氣溫、極端最低氣溫、夏日、熱夜、暖夜、暖晝都呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)；霜凍、冷夜、冷晝呈現(xiàn)出下降趨勢(shì)。樂(lè)山地區(qū)近51年來(lái)極端最高氣溫上升了1.99℃，極端最低氣溫上升了2.14℃；夏日、熱夜、暖夜、暖晝?nèi)諗?shù)分別增加了15天、21天、32天、29天左右；霜凍、冷夜、冷晝?nèi)諗?shù)則分別減少了2天、24天、4天左右。從表2可以看出，暖夜、暖晝?cè)诮?1年發(fā)生了較大的變化，其變率都超過(guò)了5 d·10a-1，分別達(dá)到了6.34 d·10a-1、5.7 d·10a-1。這表明近51年來(lái)樂(lè)山市氣溫逐漸升高，夏季高溫日數(shù)增多，冬季結(jié)霜日減少，但卻并沒(méi)有出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。夜間的氣溫明顯上升變暖，白天氣溫也有所升高，其各項(xiàng)極端氣溫指數(shù)的變化趨勢(shì)在當(dāng)前全球氣溫變暖的大背景下，雖并不十分顯著，但變率也較大，致使樂(lè)山市極端天氣現(xiàn)象出現(xiàn)的概率增加。

2.1.2 樂(lè)山市近51年氣溫極值指數(shù)變化

從圖1可以看出，近51年來(lái)樂(lè)山市年極端最高（低）氣溫都呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。年極端最高氣溫小幅波動(dòng)上升，變化幅度為0.39℃·10a-1。從年代際平均值來(lái)看，1970's年代相較1960's年代最高氣溫有小幅上升，1980's年代平均最高氣溫較之前有小幅下降，1990's年代之后年平均最高氣溫呈現(xiàn)出持續(xù)小幅上升趨勢(shì)。年極端最低溫的上升幅度高于年極端最高溫，變化幅度為0.42℃·10a-1，其上下波動(dòng)幅度也明顯大于年極端最高氣溫的波動(dòng)幅度。從年代際平均值來(lái)看，1970's年代相較1960's年代最低氣溫小幅下降，從1980's年代開始?xì)鉁剌^大幅度回升，并從此之后到2012年呈現(xiàn)階梯式上升。從1980's開始極端最低溫的不斷上升，對(duì)于樂(lè)山市近51年來(lái)的極端最低溫的均值起著很大的升高作用，使得其氣候變暖的趨勢(shì)愈加明顯。

表2 極端氣溫指數(shù)變率分析（/10a）Table 2 The variable ratio analysis of extreme temperature indexes（/10a）

圖1 1962—2012年樂(lè)山市極端最高氣溫、極端最低氣溫變化趨勢(shì)Fig.1 Change in extreme high，low annual temperature of Leshan during 1962—2012

2.1.3 樂(lè)山市近51年氣溫絕對(duì)指數(shù)變化

由于樂(lè)山市地處四川西南部，處在典型的亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，其日最高氣溫極少出現(xiàn)小于0℃的情況。通過(guò)對(duì)樂(lè)山市1962—2012年氣溫指數(shù)的分析，樂(lè)山市沒(méi)有出現(xiàn)冰凍的現(xiàn)象。

從圖2可以看出，夏日天數(shù)近51年來(lái)變化較大，整體上呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，變率為2.98 d·10a-1。從其年代際平均值來(lái)看呈現(xiàn)出先小幅下降，再大幅上升的變化，從1960's開始到1990's，其年代際平均值一直處于小幅下降階段，在1986年出現(xiàn)了最低值。從1990's開始夏日天數(shù)開始較大幅度的上升，在1998年出現(xiàn)了最大值。熱夜天數(shù)呈現(xiàn)出了較大的增長(zhǎng)趨勢(shì)，其變率達(dá)到了4.13 d·10a-1，近50年熱夜年代際平均值一直處于較為穩(wěn)定的上升趨勢(shì)，但是上升幅度較小，不太顯著。霜凍日數(shù)呈現(xiàn)出較小幅度的下降趨勢(shì)，變率為-0.46 d·10a-1，近51年來(lái)出現(xiàn)先上升，再下降的變化。1960's年代到1980's年代霜凍日數(shù)保持在相對(duì)較高的水平，且呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在1975年達(dá)到了最高值。從1980's年代以后一直都處在下降趨勢(shì)，1980's年代到1990's年代下降幅度相對(duì)較大，從1990's年代以后下降幅度較小，在這段時(shí)間曾連續(xù)多年（1995—2004年）未出現(xiàn)霜凍天氣。

2.1.4 氣溫相對(duì)指數(shù)變化

從圖3可以看出，冷夜天數(shù)在近51年來(lái)持續(xù)波動(dòng)下降，下降趨勢(shì)較為明顯，其變率達(dá)到了-4.70 d·10a-1。在2012年出現(xiàn)了近51年來(lái)的最低值，僅為5天。在1968年達(dá)到了最大值，為60天。2012年僅為1968年的1/12，這說(shuō)明冷夜天數(shù)的變化相對(duì)較為劇烈。從其年代際平均值來(lái)看，也呈現(xiàn)出階梯式持續(xù)下降趨勢(shì)。暖夜呈現(xiàn)出與冷夜相反的變化趨勢(shì)，暖夜天數(shù)在近51年來(lái)持續(xù)波動(dòng)上升，其波動(dòng)幅度較大，變率達(dá)到了6.34 d·10a-1。在2006年出現(xiàn)了最大值，暖夜天數(shù)達(dá)到了85天。其年代際平均值呈現(xiàn)出持續(xù)上升趨勢(shì)，在1960's年代到2000's年代之間，其一直呈小幅上升，2000's年代之后上升幅度相對(duì)之前較大，比較明顯。

同冷夜、暖夜相比，冷晝天數(shù)呈現(xiàn)出小幅下降趨勢(shì)，變率僅為-0.84 d·10a-1，近51年來(lái)減少了4天左右。冷晝天數(shù)總體呈現(xiàn)出先上升，后下降的變化趨勢(shì)。從1960's年代到1990's年代，冷晝?nèi)諗?shù)小幅上升，從1990's年代開始呈現(xiàn)出小幅下降趨勢(shì)。由其R2為0.017，可以看出冷晝天數(shù)的波動(dòng)較大。暖晝呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，同冷晝相比，其上升幅度較大，變率達(dá)到了5.7 d·10a-1，近51年來(lái)暖晝天數(shù)增加了29天左右。暖晝天數(shù)總體呈現(xiàn)先下降，再上升的變化趨勢(shì)，上升的幅度明顯大于下降的幅度。1960's年代到1990's年代，暖晝?nèi)諗?shù)小幅下降，從1990's年代至今則呈現(xiàn)相對(duì)較大幅度上升。

圖2 1962—2012年樂(lè)山市極端氣溫絕對(duì)指數(shù)變化趨勢(shì)Fig.2 Change in extreme temperature absolute indexes of Leshan during 1962—2012

圖3 1962—2012年樂(lè)山市極端氣溫相對(duì)指數(shù)變化趨勢(shì)Fig.3 Change in extreme temperature relative indexes of Leshan during 1962—2012

2.2 樂(lè)山市近51年年最高（低）氣溫距平變化趨勢(shì)

從圖4可以看出，樂(lè)山市年平均最低氣溫、最高氣溫都呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，其中平均最低氣溫增溫非常明顯，趨勢(shì)系數(shù)達(dá)到了0.42℃·10a-1，高于平均最高氣溫的趨勢(shì)系數(shù)0.39℃·10a-1。平均最高氣溫從60年代初期到90年代末期一直在不斷上下波動(dòng)，但是波動(dòng)幅度較小，除個(gè)別年份外，年極端最高氣溫均小于年平均最高氣溫，相對(duì)于51年來(lái)，這段時(shí)期處于降溫期。從21世紀(jì)初期開始，年平均最高氣溫呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，尤其是在2006年達(dá)到了1962—2012年這51年來(lái)的最高值，為3.93℃。在2006年波峰之后又趨于小幅上升趨勢(shì)，相對(duì)于51年來(lái)，此階段氣候偏暖，處于升溫期。平均最低氣溫從60年代初期到70年代中期呈現(xiàn)上下波動(dòng)的特點(diǎn)，其波動(dòng)幅度比年平均最高氣溫要稍大一些。年平均最低溫在1975年降到了近51年的最低值，為-2.92℃。從1975年以后，年平均最低氣溫開始逐漸波動(dòng)上升，在2003年達(dá)到了最高值，為2.48℃。年平均最低氣溫從60年代初期到80年中期，為一個(gè)降低期。從樂(lè)山市年平均最高（低）氣溫的距平變化趨勢(shì)可以看出，從90年代開始樂(lè)山市的氣溫開始呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，逐漸變暖，越到后期，氣溫增加幅度越大，趨勢(shì)越明顯。年平均最高溫從21世紀(jì)開始逐漸上升，而21世紀(jì)前期一直處于一個(gè)降低期。年平均最低溫在21世紀(jì)升高較為明顯，且平均最高（低）氣溫距平最高值均出現(xiàn)在2000's，這說(shuō)明21世紀(jì)氣溫變暖幅度較大，2000's可能是突變年的發(fā)生年代（張勇等，2008）。

圖4 1962—2012年樂(lè)山市平均最高（a）、最低（b）氣溫距平變化Fig.4 Variations of annual minimum（a） and maximum（b） temperature anomalies in Leshan during 1962—2012

3 近51年樂(lè)山地區(qū)極端氣溫指數(shù)小波分析

小波分析是傅立葉分析思想方法的發(fā)展與延拓，是一種信號(hào)的時(shí)間-尺度（時(shí)間-頻率）分析方法，它具有多分辨分析的特點(diǎn)，而且在時(shí)頻兩域都具有表征信號(hào)局部特征的能力，被譽(yù)為分析信號(hào)的顯微鏡（朱希安等，2003）。本文所采用的復(fù)數(shù)的Morlet小波（張劍鋒等，2012）具有良好的頻率分析能力，對(duì)于總能量譜而言，復(fù)小波的實(shí)部和虛部的能量譜在不影響小波的頻域分辨率的同時(shí)，能夠明顯提高分析結(jié)果的時(shí)間分辨率，因此本文運(yùn)用此方法對(duì)極端氣溫指數(shù)進(jìn)行了周期檢測(cè)。

3.1 極值指數(shù)小波分析

圖5為小波變換的小波系數(shù)，圖5直觀地顯示出樂(lè)山地區(qū)1962—2012年年極端氣溫平面上的變化強(qiáng)弱。從圖5可以看出年極端最低氣溫變化周期比較明顯，小波系數(shù)等值線在2～3 a和11 ～12 a尺度上分布較為密集，且存在小波系數(shù)高，低值中心的振蕩。年極端最低氣溫存在著2 a、11 a左右的準(zhǔn)周期，11 a左右的振蕩周期為主要控制周期，極端最低氣溫呈現(xiàn)出低—高循環(huán)的變化過(guò)程。從圖5可以看出年極端最高氣溫小波系數(shù)等值線在17～18 a、26～27 a尺度上分布較為密集。年極端最高氣溫在存在著17 a、27 a左右的周期，17 a的周期產(chǎn)生于1970's中期，消失于21世紀(jì)初期。其中27 a左右的振蕩周期貫穿始終，為主要控制周期，極端最高氣溫出現(xiàn)高—低—高的變化過(guò)程。

3.2 相對(duì)指數(shù)小波分析

圖6為冷夜、暖夜、冷晝、暖晝小波系數(shù)分析圖。從圖6可以看出冷夜存在著5 a、17 a、28 a左右的周期，17 a、5 a周期較為明顯和連續(xù)，為主控周期。冷晝存在著4 a、6 a、17 a、28 a左右的周期，4 a周期開始于1960's年代持續(xù)到21世紀(jì)初期左右消失，其中17 a周期貫穿始終，為主控周期，氣溫呈現(xiàn)出一個(gè)冷—暖—冷—暖—冷的變化趨勢(shì)。暖夜存在著4 a、17 a、27 a左右的周期，17 a周期開始于1960's年代中期，消失于1990's年代初期，27 a周期貫穿始終，為主控周期，氣溫呈現(xiàn)出由暖變冷再變暖的變化趨勢(shì)。暖晝存在著4 a、7 a、14 a、28 a左右的周期，7 a開始于1960's年代，消失于21世紀(jì)初期，27 a周期貫穿始終，為主控周期，氣溫呈現(xiàn)出與暖夜一樣的變化趨勢(shì)，由暖變冷再變暖。

3.3 絕對(duì)指數(shù)小波分析

圖7為夏日、霜凍、熱夜小波系數(shù)分析圖。從圖7可以看出夏日存在著16 a、28 a左右的周期，16 a開始1970's年代中期，消失于21世紀(jì)初期，28 a周期貫穿始終，為主控周期，夏日呈現(xiàn)出高—低—高的變化過(guò)程。霜凍存在著4 a、12 a、28 a左右的周期，4 a周期開始于1960's年代中期，消失于1990's年代中期，12 a周期較為明顯和連續(xù)，貫穿始終，為主控周期，霜凍呈現(xiàn)出高—低循環(huán)的變化過(guò)程。熱夜存在著17 a、28 a左右的周期，17 a的周期開始于1970's年代中期，消失于21世紀(jì)初期，28 a的周期較為明顯且貫穿始終，為主控周期，熱夜呈現(xiàn)出高—低—高的變化過(guò)程。

4 討論

4.1 極端氣溫的規(guī)律和未來(lái)變化

通過(guò)上文對(duì)極端氣溫各指數(shù)的周期和變化規(guī)律的分析，可以看出年極端最高氣溫、暖夜、暖晝都存在27 a左右的周期；夏日、霜凍、熱夜、冷夜、冷晝存在著28 a左右的周期；年極端最低氣溫存在著11 a左右的周期；除年極端最低氣溫外，其他的極端氣溫指數(shù)雖然主控周期不一致，但都存在28 a左右的周期。熱夜、冷夜、冷晝、暖晝、暖夜、年極端最高氣溫還都存在著17 a左右的周期；霜凍、冷晝、暖夜、暖晝、都存在4 a左右的周期，年極端最低氣溫存在著2 a的周期。冷晝和暖晝變化較為復(fù)雜，存在4個(gè)周期。這表明雖然樂(lè)山地區(qū)的氣溫大體上有繼續(xù)增溫的可能性，但是在未來(lái)幾年可能會(huì)有相對(duì)的氣溫下降趨勢(shì)。這意味著雖然樂(lè)山地區(qū)地處亞熱帶地區(qū)，出現(xiàn)霜凍的幾率較小，但隨著氣溫的逐漸升高，氣溫日較差的增大，霜凍出現(xiàn)的機(jī)率會(huì)有所提高。并且隨著夏日、暖夜、暖晝、熱夜、年極端最高氣溫的增加，樂(lè)山地區(qū)也有可能發(fā)生旱澇災(zāi)害，夏季持續(xù)高熱的趨勢(shì)也有可能提高。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，氣候的多變性和突變性是無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的，所以在全球變暖的大趨勢(shì)下（劉學(xué)華等，2006），要注意樂(lè)山地區(qū)的異常氣溫現(xiàn)象，尤其是增溫現(xiàn)象，做好預(yù)測(cè)和防護(hù)工作。

圖6 樂(lè)山極端氣溫相對(duì)指數(shù)的變化周期Fig.6 The period of extreme temperature relative indexes of Leshan

圖7 樂(lè)山極端氣溫絕對(duì)指數(shù)的變化周期Fig.7 The period of extreme temperature absolute indexes of Leshan

4.2 極端氣溫變化原因

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)樂(lè)山地區(qū)近51年來(lái)，極端最高氣溫、極端最低氣溫值呈增大趨勢(shì)，極端天氣冷指標(biāo)下降，極端天氣熱指標(biāo)上升，樂(lè)山地區(qū)氣溫呈現(xiàn)整體上升趨勢(shì)。極端最低氣溫上升幅度明顯高于極端最高氣溫，這會(huì)導(dǎo)致極端氣溫年較差呈下降趨勢(shì)。所有氣溫指數(shù)變化與全球氣候變暖趨勢(shì)相一致，可以推斷出樂(lè)山地區(qū)極端天氣事件的變化與全球氣候變暖大趨勢(shì)相關(guān)。樂(lè)山市總體上呈現(xiàn)氣溫上升，降水減少，但是樂(lè)山市各地的氣溫和降水變化趨勢(shì)也存在著不同，有較為明顯的區(qū)域差異（張勇等，2008）。并且樂(lè)山地處亞熱帶季風(fēng)區(qū)，降水和氣溫季節(jié)變化較為顯著，樂(lè)山市氣溫和降水的時(shí)空不平衡，有可能會(huì)使樂(lè)山地區(qū)的氣溫和降水出現(xiàn)突變的可能性增加。樂(lè)山地區(qū)城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)不斷擴(kuò)張以及旅游業(yè)的蓬勃發(fā)展等一系列人類活動(dòng)（傅樺，2007），在樂(lè)山市氣溫變暖的過(guò)程中起著重要的推動(dòng)作用，對(duì)樂(lè)山極端氣溫的變化也起著重要的影響作用。

4.3 極端氣溫指數(shù)的主成分分析

利用SPSS19.0軟件對(duì)樂(lè)山市極端氣溫指數(shù)的各因子進(jìn)行主成分分析（唐功爽，2007），可以得出主成分和因子間的相關(guān)系數(shù)的載荷矩陣（表3），由表3可見，前4個(gè)主成分分別累計(jì)提取了總方差的86.7％。從表3可知，暖夜和暖晝?cè)谥鞒煞?中具有較高的載荷，分別為0.86和0.83，這兩個(gè)指數(shù)都為暖指數(shù)。并且通過(guò)對(duì)極端氣溫各指數(shù)間的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出，暖晝和暖夜彼此之間相關(guān)性較高，都為0.80。并結(jié)合前文中暖晝、暖夜變率較大（分別為6.34·10d-1、5.7·10d-1），而第一主成分占到方差貢獻(xiàn)率的51.6％，其所占的方差貢獻(xiàn)率較高，因此可以推斷出暖指數(shù)的變化是樂(lè)山市1962—2012年氣溫上升的主要原因。

通過(guò)對(duì)極端氣溫各指數(shù)的相關(guān)性計(jì)算得出，各指數(shù)之間相關(guān)性較好，各冷指數(shù)之間和各暖指數(shù)之間均為正相關(guān)關(guān)系，而冷指數(shù)跟暖指數(shù)之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。這與前文的冷指數(shù)隨時(shí)間呈下降趨勢(shì)，而暖指數(shù)呈上升趨勢(shì)的分析是相一致的。

表3 1962—2012年樂(lè)山市極端氣溫指數(shù)的因子分析Table 3 The factor analysis of extreme temperature indexesin Leshan from 1962 to 2012

5 結(jié)論

（1）樂(lè)山地區(qū)近51年來(lái)的極端最高氣溫、極端最低氣溫在波動(dòng)變化的基礎(chǔ)上有上升趨勢(shì)，由線性擬合分析得出其變率分別為0.39℃·10a-1和0.42℃·10a-1。

（2）樂(lè)山地區(qū)近51年來(lái)霜凍、冷夜、冷晝?nèi)齻€(gè)冷指數(shù)呈下降趨勢(shì)，其下降變率分別為-0.46 d·10a-1，-4.70 d·10a-1，-0.84 d·10a-1。這意味著樂(lè)山市近51年來(lái)呈現(xiàn)出總體氣溫升高，秋、冬季結(jié)霜日減少，夜間氣溫與白天氣溫升高。

（3）樂(lè)山地區(qū)近51年來(lái)極端最高氣溫、夏日、熱夜、暖夜、暖晝五個(gè)熱指數(shù)呈上升趨勢(shì)，上升率分別為0.39℃·10a-1、2.98 d·10a-1、4.13 ·10a-1、6.34 d·10a-1、5.7 d·10a-1，暖夜、暖晝變化較為劇烈，都超過(guò)了5 d·10a-1。這表明樂(lè)山市近51年來(lái)夏季高溫日數(shù)增多，持續(xù)高溫變化趨勢(shì)增強(qiáng)，極端低溫事件和嚴(yán)寒天氣減少，高溫天氣和極端高溫事件明顯增加，表現(xiàn)為氣溫變暖趨勢(shì)，這意味著樂(lè)山地區(qū)發(fā)生極端天氣現(xiàn)象的可能性增加。

（4）樂(lè)山市極端最高氣溫、極端最低氣溫、夏日、暖晝?cè)?990's年代相較之前都呈現(xiàn)出不同程度的上升趨勢(shì)，熱夜、暖夜則一直呈現(xiàn)出小幅上升趨勢(shì)。霜凍在1980's年代開始下降，冷晝?cè)?990's年代開始下降，而冷夜則一直處于下降狀態(tài)。這表明樂(lè)山地區(qū)氣溫上升與氣候變暖可能是從1990's年代開始的，并逐漸變得顯著。

（5）通過(guò)對(duì)極端氣溫指數(shù)的周期分析，可以看出28 a左右是本文所選10個(gè)指數(shù)比較穩(wěn)定的周期，共同反映樂(lè)山地區(qū)極端天氣的周期規(guī)律。

（6）樂(lè)山地區(qū)的極端天氣現(xiàn)象的變化與全球氣候變暖密切相關(guān)，樂(lè)山地區(qū)氣溫呈上升趨勢(shì)主要是受暖指數(shù)變化的影響。

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Research on annual extreme temperature in recent 51 years in Leshan，Sichuan province

XIA Fei1，ZHAO Jing-bo1，2
（1. College of Tourism and Environment Science，ShaanxiNormalUniversity，Xi'an 710062，China； 2. State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology，Earth Environment Institute，Chinese Academy of Science，Xi'an 710061，China）

Based on the daily temperature data of Leshan from 1962 to 2012，the methods of linear fitting，accumulative anomaly and Morlet complex wavelet are employed to calculate and analyzetenextreme temperatureindexeswhich are released by WMO. The results are as follows：（1） The extreme maximum temperature and extreme minimum temperature has a rising trend，frost days，cold nights and cold days are on the decline，summer days，tropical nights，warm nights and warm days are on a f uctuant rise. （2） The annual extreme maximum temperature，warmnights and warmdays have a cycle of 27 years around，summer days，frost days，tropicalnights，cold nights and cold days have a cycle of 28 years around，the annual extreme minimum temperature has a cycle of 11 years around. Besides the annualextreme minimum temperature，the others have a cycle of 28 years around while they have different master cycles. The variationof cold days and warm days is more complex，they have four cycles. （3） The warmindexesof extreme temperature are on the rise，summer days，tropical nights，warmnights，warm days respectively increased 15 days，21 days，32 days，29 days，cold indexesof extreme temperatureare on the decline，frost days，cold nights，cold days respectively decreased 2 days，24 days，4 days. （4） The possibility of the occurrence of extreme weather eventshas increased in Leshan. The extreme weather is closely related to the increasing human activities and the global warmingtrend. Due to the unique geography of Leshan，the possibility of drought，f oods and mountain disasters will increasealong with the increasing possibility of extreme weather. Sowe need to make good preparations for prevention.

Extreme temperature； variationtendency； cycles； recent 51years； Leshan of Sichuan province

P467

A

1674-9901（2015）01-0001-10

10.7515/JEE201501001

2014-10-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（40672108）；中國(guó)科學(xué)院黃土與第四紀(jì)地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（SKLLQG0606）

趙景波，E-mail：zhaojb@snnu.edu.cn