摘要：利用赤峰地區(qū) 1960-2016年的平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日降水量等資料，分析了赤峰地區(qū)近 57a來的氣溫、降水變化趨勢和波動(dòng)特征，探討了氣候變化背景下極端降水和極端氣溫事件對(duì)氣候變化的響應(yīng)情況。 結(jié)果表明：14站氣溫變化是一致上升趨勢，且波動(dòng)增強(qiáng)的站點(diǎn)占71.4%，降水變化趨勢，4站降水量呈上升趨勢，10站降水量呈下降趨勢，降水量呈下降趨勢且波動(dòng)增強(qiáng)站點(diǎn)比例為35.7%;降水量呈上升趨勢且波動(dòng)減弱站點(diǎn)比例僅為21.4%。

關(guān)鍵詞：氣候變化;變化趨勢;波動(dòng)特征

引言

氣候條件是人類生存與發(fā)展的重要基礎(chǔ)，亦是經(jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要影響因素，然而在氣候變化速率不斷加快的今天，由氣候變化所帶來的災(zāi)害與環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)影響愈加明顯，IPCC第五次評(píng)估報(bào)告指出，氣候系統(tǒng)變暖依然是毋容置疑的事實(shí)。1951～2012 年全球平均地表溫度升溫速率為0.12℃/10a，1980～2010年為工業(yè)革命以來最暖的30a[1]。第二次氣候變化國家評(píng)估報(bào)告指出，1960～2009年中國年均地表平均氣溫上升了1.38℃，比全球或北半球同期平均增溫速率明顯偏高[2]。氣候變暖不僅直接影響溫度極值變化，而且已經(jīng)導(dǎo)致高溫干旱和暴雨洪澇等極端氣候事件的發(fā)生頻率與強(qiáng)度出現(xiàn)加劇的趨勢，并將繼續(xù)產(chǎn)生長遠(yuǎn)而巨大的影響，特別是對(duì)氣候變化的敏感區(qū)和脆弱區(qū)[3]。IPCC 發(fā)布了《管理極端事件和災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)增強(qiáng)氣候變化適應(yīng)特別報(bào)告》（以下簡稱《 SREX 報(bào)告》 ）中明確指出，不斷變化的氣候可導(dǎo)致極端天氣和氣候事件在頻率、強(qiáng)度、空間范圍、持續(xù)時(shí)間和發(fā)生時(shí)間上的變化，能夠?qū)е虑八从械臉O端天氣和氣候事件。赤峰市位于內(nèi)蒙古東南部（41°17′-45°24′N、116°20′-120°58′E），在大興安嶺余脈的南端，是內(nèi)蒙古高原向松遼平原的過渡地帶，總面積9萬km 2，屬于氣候相對(duì)脆弱的半農(nóng)半牧地區(qū)。分析本地區(qū)的氣候變化趨勢，針對(duì)氣候變化的本質(zhì)，將氣候變化分為線性變化趨勢、波動(dòng)特征變化并對(duì)極端溫度、降水變化特征進(jìn)行分析，以期為科學(xué)適應(yīng)和應(yīng)對(duì)氣候變化，降低氣候的脆弱性提供一些理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1數(shù)據(jù)及來源

本文采用赤峰14個(gè)站建站到2016年的平均氣溫、日最高氣溫、日最低氣溫、日降水量等資料，因?yàn)槌喾?4個(gè)站的建站時(shí)間處于1951～1959年之間，在1960年14站都有資料且比較完整，根據(jù)盡量保留最多站點(diǎn)并保證觀測時(shí)間連續(xù)的原則，研究中所用時(shí)間序列為 1960～2016年，主要選用指標(biāo)中的缺測數(shù)據(jù)通過查詢?cè)紮n案補(bǔ)全，平均值時(shí)段取 1960-2016年。

1.2計(jì)算方法

根據(jù)氣候變化的變化趨勢（上升/下降/無明顯變化趨勢）和波動(dòng)特征（增強(qiáng)/減弱/無明顯波動(dòng)特征）可以將氣候變化分為 9 種模態(tài)。本文利用年均氣溫和年降水量時(shí)間序列的變化趨勢值和波動(dòng)特征值進(jìn)行氣候變化的識(shí)別。

2 氣溫和降水變化特征

以赤峰14站平均值為例，從年均氣溫的變化曲線（圖 2）上讀出如下信息：（1）平均值：赤峰年均氣溫的平均值為 5.9℃;（2）變化趨勢值：赤峰年均氣溫的變化趨勢值為 0.2℃/10a;（3）波動(dòng)平均值：赤峰年均氣溫的波動(dòng)平均值為0.44℃;（4）波動(dòng)特征值：赤峰年均氣溫的波動(dòng)特征值為0，無明顯波動(dòng)。同理，從赤峰14站年降水量均值的變化曲線（圖 3）上讀出如下信息：（1）平均值：赤峰降水量的平均值為 387.4mm。（2）變化趨勢值：赤峰年降水量的變化趨勢值為2.5 mm/10a;（3）波動(dòng)平均值：赤峰年降水量的波動(dòng)平均值為 49.3mm;（4）波動(dòng)特征值：赤峰年降水量的波動(dòng)特征值為0.3mm/10a。

3置信度檢驗(yàn)

在對(duì)變量的時(shí)間序列進(jìn)行線性回歸的同時(shí)，由顯著性水平計(jì)算得到置信度，根據(jù)給定置信度對(duì)氣象站點(diǎn)通過檢驗(yàn)的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并參照《 SREX 報(bào)告》中的置信度分類標(biāo)準(zhǔn)對(duì)能夠通過檢驗(yàn)的站點(diǎn)進(jìn)行分類，其中“未通過檢驗(yàn)”表示氣象站點(diǎn)的某項(xiàng)指標(biāo)在該置信度下不能通過檢驗(yàn)，即在該置信度下無明顯變化趨勢或無明顯波動(dòng)特征.從結(jié)果看出，在一級(jí)指標(biāo)中，氣溫變化趨勢在99%～100%置信度下，氣象站點(diǎn)的通過檢驗(yàn)率達(dá)到100%，;降水量變化趨勢的通過檢驗(yàn)率低于氣溫變化趨勢，但在70%～100%置信度下，氣象站點(diǎn)的通過檢驗(yàn)率可以達(dá)到100%。

4 模態(tài)歸類

赤峰14站氣溫變化都通過了置信度為 99%～100%顯著性檢驗(yàn)，而降水只有克旗（54117）站通過了置信度為 90%～100%顯著性檢驗(yàn)，其余13個(gè)站置信度都在70%～90%之間，所以對(duì)降水分析時(shí)給定置信度為70%～100%條件下進(jìn)行，根據(jù)各個(gè)氣象站點(diǎn)的氣溫和降水量的變化趨勢、波動(dòng)特征進(jìn)行識(shí)別，根據(jù)圖1所示的氣候變化的九種模態(tài)對(duì)其識(shí)別結(jié)果進(jìn)行歸類，并統(tǒng)計(jì)氣溫和降水量變化在九種模態(tài)下的氣象站點(diǎn)數(shù)量和所占比例，赤峰14個(gè)站氣溫為一致的上升趨勢，只是波動(dòng)特征不同，其中有10站波動(dòng)增強(qiáng)，4站波動(dòng)減弱;而降水的變換就相對(duì)復(fù)雜，從表2可以看到，4站降水量呈上升趨勢，10站降水量呈下降趨勢，從波動(dòng)特征上分析，6站波動(dòng)減弱，8站波動(dòng)增強(qiáng)。

從氣候變化趨勢的危險(xiǎn)性角度出發(fā)，在全球變暖的大背景下，對(duì)于中國整體而言，氣溫呈下降趨勢比其呈上升趨勢的危險(xiǎn)性低，故氣溫變化趨勢的危險(xiǎn)性從低到高的排序?yàn)椋合陆第厔?、無明顯變化趨勢、上升趨勢;與此同時(shí)，從整體上講中國是一個(gè)缺水的國家，降水量呈上升趨勢對(duì)中國整體有利，下降趨勢明顯不利，故降水量變化趨勢的危險(xiǎn)性從低到高的排序?yàn)椋荷仙厔荨o明顯變化趨勢、下降趨勢，從氣候波動(dòng)特征的危險(xiǎn)性角度出發(fā)，無論對(duì)氣溫變化還是降水量變化而言，波動(dòng)減弱表示氣候變化的不穩(wěn)定性減弱，這顯然是有利的;而波動(dòng)增強(qiáng)則表示氣候變化的不穩(wěn)定性增強(qiáng)，這是不利的，故氣候波動(dòng)特征的危險(xiǎn)性從低到高的排序?yàn)椋翰▌?dòng)減弱、無明顯波動(dòng)特征、波動(dòng)增強(qiáng)。分析14個(gè)站溫度變化總體特征，其中氣溫呈上升趨勢且波動(dòng)增強(qiáng)這一組合模態(tài)最為不利，這類站點(diǎn)占71.4%;降水量變化呈現(xiàn)的特征中降水量呈下降趨勢且波動(dòng)增強(qiáng)這一組合模態(tài)對(duì)赤峰最為不利，其站點(diǎn)比例為35.7%;降水量呈上升趨勢且波動(dòng)減弱這一組合模態(tài)最為有利，這類站點(diǎn)比例僅為 21.4%?？傮w而言，在過去的 57 年中（1960～2016 年），赤峰氣溫變化的危險(xiǎn)性高于降水量變化的危險(xiǎn)性。

5 結(jié)論

（1）赤峰14站氣溫變化趨勢都在99%～100%置信度下，降水量變化趨勢的通過檢驗(yàn)率低于氣溫變化趨勢，1個(gè)站通過置信度為 90%～100%顯著性檢驗(yàn)，其余13個(gè)站置信度都在70%～90%之間。

（2）赤峰14站氣溫呈現(xiàn)一致的上升趨勢，只是波動(dòng)特征不同，其中10站波動(dòng)增強(qiáng)，4站波動(dòng)減弱;而降水的變化就相對(duì)復(fù)雜，4站降水量呈上升趨勢10站降水量呈下降趨勢，從波動(dòng)特征上分析，有6站波動(dòng)減弱，8站波動(dòng)增強(qiáng)。

（3）分析14個(gè)站溫度變化特征，氣溫呈上升趨勢且波動(dòng)增強(qiáng)這一組合模態(tài)最為不利，這類站點(diǎn)占71.4%;降水量變化呈現(xiàn)的特征中降水量呈下降趨勢且波動(dòng)增強(qiáng)這一組合模態(tài)最為不利，其站點(diǎn)比例為35.7%;降水量呈上升趨勢且波動(dòng)減弱這一組合模態(tài)對(duì)中國最為有利，這類站點(diǎn)比例僅為 21.4%?？傮w而言，在過去的 57 年中（1960～2016 年），赤峰氣溫變化的危險(xiǎn)性高于降水量變化的危險(xiǎn)性。

參考文獻(xiàn)

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[4]史培軍，孫劭，汪明，等.中國氣候變化區(qū)劃（1961～2010年）[J].中國科學(xué)：地球科學(xué)，2014，44（10）：2294-2306.

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作者簡介：葛海燕，現(xiàn)工作于內(nèi)蒙古赤峰市氣象局，從事短期天氣預(yù)報(bào)、短期氣候預(yù)測工作。