高原气象  2018, Vol. 37 Issue (5): 1188-1198  DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00022
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陈锐杰, 刘峰贵, 陈琼, 等. 2018. 近60年青藏高原东北缘极端气温事件与气温日较差分析——以西宁地区为例[J]. 高原气象, 37(5): 1188-1198. DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00022
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Chen Ruijie, Liu Fenggui, Chen Qiong, et al. 2018. Variations of Extreme Air Temperature Events and Diurnal Temperature Range in Xining, Northeastern Qinghai-Tibetan Plateau from 1955 to 2015[J]. Plateau Meteorology, 37(5): 1188-1198. DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2018.00022.
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资助项目

国家自然科学基金项目(41271123,41261010);中国科学院战略性先导科技专项(XDA20090000)

通信作者

刘峰贵(1966-), 男, 青海西宁人, 教授, 主要从事青藏高原区域地理研究.E-mail:lfg_918@163.com

作者简介

陈锐杰(1992-), 男, 广东潮州人, 硕士研究生, 主要从事自然地理综合研究.E-mail:rjchen@outlook.com

文章历史

收稿日期: 2017-09-15
定稿日期: 2018-01-30
近60年青藏高原东北缘极端气温事件与气温日较差分析——以西宁地区为例
陈锐杰1, 刘峰贵1,2,3, 陈琼1, 毛旭锋1, 周强1     
1. 青海师范大学地理科学学院, 青海 西宁 810008;
2. 中国科学院地理科学与资源研究所陆地表层格局与模拟院重点实验室, 北京 100101;
3. 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心, 北京 100101
摘要: 根据1955-2015年西宁气象站逐日气温资料,通过线性倾向估计等分析方法,选取14个极端气温指数,分析西宁地区近60年极端气温事件与气温日较差的时间变化趋势及二者的相关性,并与全国其他区域进行对比。结果表明:(1)近60年来,西宁地区的14个极端气温指数都呈现不同程度的变化,热指数夏日日数、暖夜日数、暖昼日数、作物生长期和热持续指数等分别以2.07,0.72,1.49,2.57和0.87 d·(10a)-1的趋势增加,而冷指数冰冻日数、霜日日数、冷夜日数、冷昼日数和冷持续指数分别以-2.42,-0.29,-0.33,-1.3和-0.31 d·(10a)-1的趋势减小。极端气温极值指数中,日最高气温的极低值、日最低气温的极低值、日最高气温的极高值、日最低气温的极高值分别为0.51,0.17,0.35和0.15℃·(10a)-1的趋势增加。(2)在变化趋势中,日最高气温的极低值、日最高气温的极高值、冰冻日数、夏日日数、冷昼日数、暖昼日数、作物生长期和热持续日数的变化趋势为达到0.01或0.05的显著性水平。(3)表征极端气温事件热指数与冷指数、昼指数与夜指数的变化幅度均显示出明显的非对称性。(4)过去60年西宁地区平均全年与春夏秋冬四季的气温日较差都呈现增加趋势,增长率分别为0.25,0.27,0.21,0.15和0.36℃·(10a)-1,该地区的14个极端气温指数的变化均不同程度影响到平均全年与四季气温日较差,其中,极端气温绝对指数和相对指数与气温日较差的相关性最强,对气温日较差影响显著。(5)青藏高原东北缘极端气温事件与气温日较差具有特殊性,可能受多气候系统控制和特殊地形等因素影响。
关键词: 青藏高原    极端气温事件    气温日较差    
1 引言

IPCC第五次研究报告显示, 1880-2012年, 全球地表的平均温度约升高了0.85 ℃, 21世纪前10年是近百年来最暖的10年(IPCC, 2013)。全球变暖的原因和机理极其复杂, 正确理解全球变暖的过程机理, 将有助于人类正确应对气候变化。极端气温事件作为一种突发性强的天气现象, 不仅与气候变化间存在某种特殊的关联性, 还会负面影响经济社会的生产与人类的生活(Frich et al, 2002;李洋等, 2015;郑建萌, 2017), 全球气候变暖将会导致极端气温事件与极端降水事件更加频繁(秦大河等, 2014)。目前, 全球大部分地区极端低温和极端高温的变化幅度呈明显的不对称性, 极端低温的变化幅度要大于极端高温, 气温日较差减小(Karl et al, 1991)。欧洲大部分地区气温呈现显著增加的趋势(Houghton et al, 2001), 欧洲北部俄罗斯的极端高温天数呈明显的上升趋势(Gruza et al, 1999);北美洲地区的美国极端最低温度上升趋势显著(Karl et al, 1991), 中美洲地区的日最高气温的极高值和极低值出现的频次呈增加趋势, 而日最低气温的极高值和极低值则相反(Peterson et al, 2002);南半球大洋洲的澳大利亚与新西兰的极端最低温度天数也存在明显减少的趋势(Plummer, 1999);亚太地区大部分区域的日最高与最低气温和暖日天数呈增加趋势(Griffiths et al, 2005);亚洲地区的东南亚从1961年以来的暖日与暖夜日数呈增加趋势, 冷日与冷夜日数为减少趋势(Manton et al, 2001)。居于欧亚大陆东部的中国深受东亚季风的影响, 气候变化的程度更加剧烈, 目前年均最高气温和最低气温都呈明显的变暖趋势, 而大部分地区的年均最低气温的变暖幅度要大于最高气温的变暖幅度(唐红玉等, 2005;陈海山, 2011)。北方地区的极端气温变化相比其他地区更为明显(You et al, 2011), 近50年来, 其极端最低温度和极端最高温度都呈上升趋势(翟盘茂等, 2003)。南方地区长江流域的暖夜日数、夏日日数等极端暖指数均呈增加趋势, 而冷昼日数、冰冻日数等极端冷指数则相反(王琼等, 2013)。

居于欧亚大陆中部的青藏高原, 被认为是“全球气候变化的驱动机与放大器”和中国气候变化的“启动区”(刘桂芳等, 2010;宋辞等, 2012)。高大的地形通过热力和动力作用对区域性和全球性的气温、降水、季风、水资源系统等的变化产生巨大的影响(刘桂芳等, 2010;白彬人等, 2016;林厚博等, 2016;敬文琪等, 2017;王希强, 2017;王顺久, 2017;张长灿等, 2017)。青藏高原是我国西北干旱区、青藏高寒区和东部季风区的过渡地带, 由于受东亚季风、西南季风、高原季风和西风带的共同作用, 也是我国气候变化的敏感区与脆弱区(谌芸等, 2006;赵燕宁等, 2006), 因此, 其极端气候事件的变化有其特殊性, 针对雅鲁藏布江流域极端气候事件的变化趋势和西藏极端气温事件的时空变化研究认为, 西藏地区近50年的极端气温指数变化趋势与全国大部分区域具有一致性, 即:极端暖指数呈增加趋势, 而极端冷指数则相反, 但其极端气温指数变化幅度均比全国和横断山区等区域偏大, 在雅鲁藏布江流域, 部分极端气温指数呈显著变化, 说明西藏和雅鲁藏布江流域是极端气温时间变化的敏感区域(游庆龙等, 2009;杜军等, 2013)。本文选择青藏高原东北部受三重气候区影响的西宁地区, 分析在复杂气候系统影响下该地区极端气温事件与气温日较差的变化规律和特点, 为青藏高原气候变化研究提供参考。

2 资料选取和方法介绍

西宁地区位居青藏高原东北缘, 地处湟水河河谷地区, 平均海拔约为2 260 m, 年均气温约为6 ℃, 四季分明, 属中干旱高原大陆性气候(李小玲, 2004;陈传飞, 2009;梅朵, 2013)。本文选取中国气象数据共享服务网1955-2015年西宁气象站逐日平均气温和最高与最低气温数据(http://data.cma.cn/), 通过R语言程序中利用RClimDex编程对西宁地区气象数据的异常值进行筛选, 对气象数据进行质量控制, 提高数据质量。

根据世界气象组织WWO和全球气候研究计划WCRP和检测与指标专家组ETCCDM等机构所确定的气候变化检测和指标, 并结合西宁地区的气候特点, 选取了14个指数来表征该地区的极端气温事件(Peterson et al, 2001)(表 1), 并在利用RClimDex(http://cccma.seos.uvic.ca/ETCCDI)编程对所选取的极端气温指数进行计算。采用线性倾向估计法分析西宁地区的极端气温事件的变化趋势, 用其线性倾向值来分析不同指数的年际变化速率。最后通过SPSS软件分析西宁地区的极端气温指数与气温日较差之间的关系。

表 1 极端气温指数定义 Table 1 Definition of extreme temperature indices
3 结果与分析 3.1 西宁地区极端气温指数变化分析

1955-2015年西宁地区的极端气温指数呈不同程度变化(图 1, 图 2), 日最高气温的极低值TXn、日最低气温的极低值TNn、日最高气温的极高值TXx以及日最低气温的极高值TNx 4个极端气温极值指数均呈增加趋势, 分别以0.51, 0.17, 0.35和0.15 ℃·(10a)-1的速度在增加, 其中, 日最高气温的极低值TXn与日最高气温的极高值TXx的变化趋势是显著的, 均达到0.01的显著性水平, 同时, 最高气温方面的增幅要大于其最低气温的增幅, 反映出西宁地区的极端气温极值指数变化具有非对称性。

图 1 西宁地区极端气温极值指数与绝对指数变化趋势 Figure 1 The trends in extremal and absolute indexes of annual extreme temperature events in Xining
图 2 西宁地区极端气温相对指数与其他指数变化趋势 Figure 2 The trends in relative and other indexes of annual extreme temperature events in Xining

极端气温绝对指数方面, 其暖指数夏日日数(SU)呈现上升的趋势, 以2.07 d·(10a)-1的年际倾向率在增加, 并且其变化趋势是显著的, 达到0.01的显著性水平。冷指数冰冻日数(ID)与霜日日数(FD)都呈现减小趋势, 分别以-2.42 d·(10a)-1和-0.29 d·(10a)-1的年际倾向率在减小, 但两个指数减小的幅度不同, 冰冻日数的变化幅度较为明显, 而霜日日数存在相对微弱的变化幅度, 其中, 冰冻日数(ID)的变化趋势是显著的, 达到0.01的显著性水平(图 1)。总体上看, 西宁地区的夏日日数(SU)与冰冻日数(ID)的年际变化幅度较为接近, 说明该区域极端气温绝对指数变化具有对称性。

极端气温相对指数的变化与绝对指数具有相似性, 都表现出暖指数呈现上升趋势, 冷指数呈现下降趋势(图 2)。其冷夜日数(TN10)与冷昼日数(TX10)分别以-0.33 d·(10a)-1和-1.3 d·(10a)-1的年际倾向率在减小, 冷昼日数(TX10)的变化幅度更为明显, 且变化趋势是显著的, 达到0.01的显著性水平。暖夜日数(TN90)和暖昼日数(TX90)分别以0.72 d·(10a)-1和1.49 d·(10a)-1的年际倾向率在增加, 暖昼日数(TX90)的变化幅度较为明显, 且变化趋势是显著的, 达到0.01的显著性水平。极端气温相对指数中的热指数的增幅与冷指数的降幅基本一致, 反映出西宁地区的极端气温相对指数变化具有对称性, 而昼指数与夜指数的变化幅度不一致, 显示出明显的非对称性。

极端气温其他指数方面, 作物生长期(GSL)和热持续日数(WSDI)分别以2.57 d·(10a)-1和0.87 d·(10a)-1的年际倾向率在增加, 作物生长期(GSL)的变化幅度比热持续日数(WSDI)更为明显, 且这两个指数的变化趋势是显著的, 达到0.01和0.05的显著性水平。冷持续日数呈现较为微弱的减小趋势, 以-0.31 d·(10a)-1的年际倾向率在减小(图 2)。西宁地区的极端气温其他指数中的热指数的增幅要大于其冷指数的降幅, 反映出西宁地区的极端气温相对指数变化具有非对称性。

对比青藏高原东北缘西宁地区与中国大陆(Zhou et al, 2011)、西藏(杜军等, 2013)、青海(申红艳等, 2012)、内蒙古(闫慧敏等, 2014)及青藏高原周边的横断山区(Ning et al, 2012)大致相同时间段的部分极端气温指数的变化趋势及变化值(表 2), 西宁地区部分极端气温指数的变化趋势与中国大陆、西藏、青海、内蒙古及青藏高原周边的横断山区一致, 但除了日最高气温的极高值外, 其他指数的变化幅度均比全国、西藏等地区明显偏小。与所在省份的青海省相比, 除了日最高气温的极高值变化幅度接近外, 其他指数均比青海全省平均水平偏低。同时, 西宁地区的日最高气温的极高值、冷夜日数和暖夜日数的变化幅度大于其日最低气温的极低值、冷昼日数和暖昼日数, 这与全国及其他对比区域相反, 说明以西宁地区为代表的青藏高原东北缘是极端气温事件变化的敏感区域和特殊区域。

表 2 西宁地区部分极端气温指数的变化趋势与其他区域对比 Table 2 Comparison between the trends in extreme temperature indexes in Xining and other regions
3.2 西宁地区极端气温指数与气温日较差的关系

气温日较差DTR作为一种反应区域尺度与全球尺度气温变化程度的指标, 其变化对人类社会经济环境和气候等会产生重要影响(杨晓玲等, 2014)。杨晓玲等(2014)认为, 气温日较差的影响因子主要可以分为三大类:热力因子、水分因子和动力因子。热力因子主要包括平均温度、日照时数两个气候因子; 水分因子主要包括蒸发量、降水量和相对湿度三个气候因子; 动力因子主要为平均风速。目前, 关于讨论区域极端气温事件对其气温日较差的影响的研究不多, 因此, 还将对青藏高原东北缘西宁地区极端气温指数与该地区的年均气温日较差和春夏秋冬四个季节的气温日较差进行相关性分析, 探讨西宁地区不同极端气温指数与气温日较差的关系。

根据西宁地区1955-2015年逐日气象资料, 统计得出该地区过去60年来的年均和不同季节的气温日较差随时间变化(图 3)可以发现, 过去60年西宁地区的平均年均气温日较差为13.95 ℃, 其中, 春季的年均气温日较差最大, 为15.17 ℃, 其次为夏季和冬季, 年均气温日较差都为14 ℃, 最小的为秋季, 年均气温日较差为12.61 ℃。不论是年均气温日较差还是四个季节的年均气温日较差, 都呈现增加趋势, 年均气温日较差从1955年的14.8 ℃, 2015年增加到15.7 ℃, 增长率为0.25 ℃·(10a)-1。分季节看, 冬季的平均气温日较差增加幅度最大, 1955年为14.7 ℃, 2015年增加到16 ℃, 增长率为0.36 ℃·(10a)-1。其次是春季, 其1955年的平均气温日较差为16.3 ℃, 2015年为17.5 ℃, 增长率为0.27 ℃·(10a)-1。夏季1955年与2015年的平均气温日较差分别为14.1 ℃和15.2 ℃, 增长率为0.21 ℃·(10a)-1。秋季, 1955年与2015年的平均气温日较差分别为12.4 ℃和14.6 ℃, 增长率为0.15 ℃·(10a)-1

图 3 1955-2015年西宁地区气温日较差的变化趋势 Figure 3 Change of diurnal temperature range in Xining during 1955-2015

西宁地区的气温日较差与其极端气温事件一样存在特殊性。西宁地区的变化趋势为0.25 ℃·(10a)-1, 而其余地区如东部季风区、河套地区、青藏地区、云贵地区和新疆地区的变化趋势分别为-0.29~-0.12, -0.13, -0.46, -0.18和-0.16 ℃·(10a)-1(陈铁喜等, 2007), 对比西宁地区与全国其他区域气温日较差的变化趋势, 除西宁地区呈上升趋势外, 虽然中国不同区域的气温日较差变化趋势不同, 但绝大部分地区的年际气温日较差的变化趋势均呈现下降趋势, 与西宁地区形成明显的反差, 说明位于青藏高原东北缘的西宁地区在气温日较差方面也具有特殊性。

相关性分析结果表明(表 3), 西宁地区气温日较差与14个极端气温指数存在不同程度的相关性, 说明该区域极端气温事件在一定程度上会影响气温日较差的变化。从年均与不同季节平均气温日较差来看, 西宁地区的年均气温日较差和春季气温日较差都与冷昼日数和暖夜日数存在强度负相关, 与冷夜日数和霜冻日数存在强度正相关, 并且都通过了0.01的显著性水平检验, 说明该地区年均气温日较差与春季气温日较差的变化受冷昼日数、暖夜日数、冷夜日数和霜冻日数的影响大。夏季气温日较差与夏日日数的相关系数为0.498, 接近强相关, 与霜日日数、冷夜日数、暖夜日数和冷昼日数存在0.4以上的中等强度相关性, 并且都都通过了0.01的显著性水平检验, 反映出该地区夏季气温日较差的变化受到夏日日数的影响大, 也对霜日日数、冷夜日数、暖夜日数和冷昼日数也对其有一定程度的响应。而秋季气温日较差与极端气温指标不存在强相关性, 与热持续指数、冷夜日数和暖昼日数存在0.4以上的中等强度相关性, 说明西宁地区极端气温事件对秋季气温日较差变化的影响并不强烈, 其秋季气温日较差的变化对热持续指数、冷夜日数和暖昼日数有一定程度的响应。冬季气温日较差与冷昼日数和霜日日数存在强度相关性, 并且都通过了0.01的显著性水平检验, 说明西宁地区极端气温事件对冬季气温日较差变化的影响较大。

表 3 西宁地区极端气温指数与气温日较差的相关系数 Table 3 The correlation matrix of extreme temperature indexes and diurnal temperature range in Xining

从整体上看, 西宁地区极端气温事件对其气温日较差存在一定程度的影响, 主要是通过极端气温指标中的绝对指数和相对指数对气温日较差的变化产生影响。因此, 作为青藏高原地区唯一一座百万人口的城市, 西宁地区相关部门要关注该区域极端气温事件与气温日较差的变化, 降低自然灾害对经济社会的影响。

3.3 青藏高原东北缘气温特殊性的原因探讨

从气象资料选取中可以知道, 气温是影响极端气温指数与气温日较差的直接原因, 以西宁地区为例的青藏高原东北缘在极端气温事件和气温日较差方面都有其敏感性和特殊性, 说明该区域的气温在全国甚至全球尺度具有特殊性。根据相关研究成果与前文的分析, 对西宁地区气温特殊性的原因进行探讨。

(1) 多气候系统控制和特殊地形。青藏高原东北缘位于我国西北干旱区、东部季风区和青藏高寒区的交汇地带, 受西风带、东亚季风、高原季风和冬季蒙古高压的共同影响, 属中干旱高原大陆性气候, 同时又处于我国地势的第一级阶梯与第二级阶梯的过渡地带, 无论是气候因素还是地貌因素, 同时具有高寒高原和半干旱山区的特征(谌芸等, 2006;赵燕宁等, 2006;李小玲, 2004;陈传飞, 2009)。因此, 多气候系统控制下又具有特殊地形的青藏高原东北缘, 其气温也具有特殊性。

(2) 冬春季青藏高原的热状况与ENSO(厄尔尼诺/南方涛动)。亚洲季风区季节变换的早晚主要受到冬春季青藏高原的热状况与ENSO的影响, 当冬春季海温出现厄尔尼诺现象时, 东亚季风的季节转换偏晚, 反之偏早, 而青藏高原的气温异常对于判断东亚季风的早晚具有指示意义(毛江玉等, 2006)。青藏高原东北缘是东部季风区的西边界地带, 东亚季风季节转换的早晚会对该区域包括气温在内的多种气候因子产生深刻影响。

(3) 海拔因素。在青藏高原地区, 气温变化幅度与海拔为2 000~3 000 m的区域敏感性最强(丁明军等, 2014), 青藏高原东北缘平均海拔正好在2 000~3 000 m, 因此海拔因素是该区域气温具有特殊性的原因之一。

(4) 土地利用/土地覆盖变化LUCC(land use/land cover change)。LUCC能通过改变区域下垫面性质影响地表与大气之间的辐射、动能与水循环过程(华文剑等, 2013)。作为西部大开发的重点区域之一, 西宁地区的城市化影响其土地利用/土地覆盖变化, 同时也改变其下垫面的性质, 进一步对该区域的气温产生影响。

上述中探讨了该区域气温特殊性存在多气候系统控制和特殊地形、冬春季节青藏高原的热状况与ENSO(厄尔尼诺/南方涛动)、海拔因素和土地利用/土地覆盖变化四种原因, 而关于青藏高原东北缘主要受哪种气候系统控制, 冬春季节青藏高原的热状况与ENSO怎么样通过季风季节转换影响其气温变化, 土地利用/土地覆盖变化对气温的影响机制等问题, 还有待进一步更深层次的研究。

影响一个地区极端气温事件变化的因素有很多, 区域极端气温事件对海拔、地形状况、热岛效应以及大尺度的大气环流等都会对产生响应(王琼等, 2013;游庆龙等, 2009;杜军等, 2013)。此外, 人类活动排放大量的温室气体以及土地利用的变化等因素都会对极端气温产生一定程度的影响(王琼等, 2013)。由于该区域地理位置的特殊性, 哪种因素与其极端气温事件的关联性最强, 也有待更深层次的探讨。

4 结论

(1) 近60年来, 西宁地区的14个极端气温指数都呈现不同程度的变化, 表征极端气温事件热指数呈上升趋势, 冷指数呈下降趋势, 具体来说, 夏日日数(SU)、暖夜日数(TN90p)、暖昼日数(TX90p)、作物生长期(GSL)和热持续指数(WSDI)等分别以2.07, 0.72, 1.49, 2.57和0.87 d·(10a)-1的趋势增加, 而冰冻日数(ID)、霜日日数(FD)、冷夜日数(TN10p)、冷昼日数(TX10p)和冷持续指数(CSDI)分别以-2.42, -0.29, -0.33, -1.3和-0.31 d·(10a)-1的趋势减小。此外, 极端气温极值指数中, 日最高气温的极低值(TXn)、日最低气温的极低值(TNn)、日最高气温的极高值(TXx)、日最低气温的极高值(TNx)分别为0.51, 0.17, 0.35和0.15 ℃·(10a)-1的趋势增加。

(2) 在变化趋势方面, 日最高气温的极低值(TXn)、日最高气温的极高值(TXx)、冰冻日数(ID)、夏日日数(SU)、冷昼日数(TX10p)、暖昼日数(TX90)、作物生长期(GSL)和热持续日数(WSDI)的变化趋势为显著, 均达到0.01或0.05的显著性水平, 且达到显著性水平的指数中, 热指数的数量要比冷指数多。

(3) 表征极端气温事件热指数与冷指数、昼指数与夜指数的变化幅度均显示出明显的非对称性, 具体变现为热指数的变化幅度要大于冷指数, 昼指数的变化幅度要大于夜指数。

(4) 过去60年西宁地区平均全年与春夏秋冬四季的气温日较差都呈现增加趋势, 增长率分别为0.25, 0.27, 0.21, 0.15和0.36 ℃·(10a)-1

(5) 西宁地区极端气温事件对其气温日较差存在一定程度的影响, 主要是通过极端气温指标中的绝对指数和相对指数对气温日较差的变化产生影响。

(6) 以西宁地区为代表的青藏高原东北缘极端气候事件与气温日较差具有特殊性。其原因可能为多气候系统控制和特殊地形、冬春季节青藏高原的热状况与ENSO(厄尔尼诺/南方涛动)、海拔因素和土地利用/土地覆盖变化LUCC。

参考文献
Frich P, Alexander L V, Della-Marta P, et al. 2002. Observed coherent changes in climatic extremes during the second half of the twentieth century[J]. Climate Res, 19(3): 193–212.
Griffiths G M, Chambers L E, Haylock M R, et al. 2005. Change in mean temperature as a predictor of extreme temperature change in the Asia-Pacific region[J]. Int J Climatol, 25(10): 1301–1330. DOI:10.1002/(ISSN)1097-0088
Gruza G, Rankova E, Razuvaev V, et al. 1999. Indicators of climate change for the Russian Federation[J]. Climatic Change, 42(1): 219–242. DOI:10.1023/A:1005480719118
Houghton, Ding Y, Griggs D J, et al. 2001. Climate change 2001:The scientific basis.Contribution of Working Group Ⅰ to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on climate change (IPCC)[M]. Cambridge University Press.
IPCC, 2013.Climate change 2013: The physical science basis[EB/OL].http://www.ipcc.ch.
Karl T R, Kukla G, Razuvayev V N, et al. 1991. Global warming:Evidence for asymmetric diurnal temperature change[J]. Geophys Res Lett, 18: 2253–2256. DOI:10.1029/91GL02900
Manton M J, Della-Marta P M, Hayloek M R, et al. 2001. Trend in extreme daily rainfall and temperature in Southeast Asia and the South Paeifie:1961-1998[J]. Int J Climatol, 21: 269–284. DOI:10.1002/(ISSN)1097-0088
Ning B Y, Yang X M, Chang L. 2012. Changes of temperature and precipitation extremes in Hengduan Mountains, Qinghai-Tibet Plateau in 1961-2008[J]. Chinese Geograp Sci, 22(4): 422–436. DOI:10.1007/s11769-012-0549-6
Peterson T C, Folland C, Gruza G, et al, 2001.Report on the activities of the working group on climate change detection and related rapporteurs (1998-2001)[M/OL].http://eprints.soton.ac.uk/30144/1/048_wgccd.pdf.
Peterson T C, Taylor M A, Demeritte R, et al. 2002. Recent changes in climate extremes in the Caribbean region[J]. J Geophys Res, 107(21): 4601–4609.
Plummer N. 1999. Changes in climate extremes over the Australian region and New Zealand during the twentieth century[J]. Climatic Change, 42: 183–202. DOI:10.1023/A:1005472418209
You Q L, Kang S C, Aguilar E, et al. 2011. Changes in daily climate extremes in China and their connection to the largescale atmospheric circulation during 1961-2003[J]. Climate Dyn, 36(11/12): 2399–2417.
Zhou Y Q, Ren G Y. 2011. Change in extreme temperature event frequency over Mainland China during 1961-2008[J]. Climate Res, 50: 125–139. DOI:10.3354/cr01053
白彬人, 胡泽勇. 2016. 高原热力作用对高原夏季风爆发的指示意义[J]. 高原气象, 35(2): 329–336. Bai B R, Hu Z Y. 2016. Indicative significance of thermal effects over the Qinghai-Tibetan Plateau to the onset of plateau summer monsoon[J]. Plateau Meteor, 35(2): 329–336. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2015.00016
陈传飞, 2009.青藏高原东北缘西宁盆地新生代孢粉记录与古生态环境演化[D].兰州: 兰州大学. Chen C F, 2009.Cenozoic pollen records and Palaeoenvironmental evolution in Xining Basin, Northeastern Tibetan Plateau[D].Lanzhou: Lanzhou University. http://cdmd.cnki.com.cn/article/cdmd-10730-2010016825.htm
陈海山, 施思, 周晶. 2011. BCC气候模式对中国近50 a极端气候事件的模拟评估[J]. 大气科学学报, 34(5): 513–528. Chen H S, Shi S, Zhou J. 2011. Evaluation of recent 50 years extreme climate events over China simulated by Beijing Climate Center (BCC) climate model[J]. Tran Atmos Sci, 34(5): 513–528. DOI:10.3969/j.issn.1674-7097.2011.05.001
陈铁喜, 陈星. 2007. 近50年中国气温日较差的变化趋势分析[J]. 高原气象, 26(1): 150–157. Chen T X, Chen X. 2007. Variation of diurnal temperature range in China in the Past 50 years[J]. Plateau Meteor, 26(1): 150–157. DOI:10.3321/j.issn:1000-0534.2007.01.018
谌芸, 李强, 李泽椿. 2006. 青藏高原东北部强降水天气过程的气候特征分析[J]. 应用气象学报, S1: 98–103. Chen Y, Li Q, Li Z C. 2006. Climatic characteristics of heavy rainfall in the Northeast Tibetan Plateau[J]. J Appl Meteor Sci, S1: 98–103. DOI:10.3969/j.issn.1001-7313.2006.z1.014
丁明军, 李兰晖, 张镱锂, 等. 2014. 1971-2012年青藏高原及周边地区气温变化特征及其海拔敏感性分析[J]. 资源科学, 36(7): 1509–1518. Ding M J, Li L H, Zhang Y L, et al. 2014. Temperature change and its elevation dependency on the Tibetan Plateau and its vicinity from 1971 to 2012[J]. Res Sci, 36(7): 1509–1518.
杜海波, 吴正方, 张娜, 等. 2013. 近60a丹东极端温度和降水事件变化特征[J]. 地理科学, 33(4): 473–480. Du H B, Wu Z F, Zhang N, et al. 2013. Characteristics of extreme temperature and precipitation events over dandong during the last six decades[J]. Sci Geograp Sini, 33(4): 473–480.
杜军, 路红亚, 建军. 2013. 1961-2010年西藏极端气温事件的时空变化[J]. 地理学报, 68(9): 1269–1280. Du J, Lu H Y, Jian J. 2013. Variations of extreme air temperature events over Tibet from 1961 to 2010[J]. Acta Geograp Sini, 68(9): 1269–1280.
华文剑, 陈海山. 2013. 区域尺度土地利用/土地覆盖变化对气温日较差的影响[J]. 气候变化研究进展, 9(2): 117–122. Hua W J, Chen H S. 2013. Impacts of regional-scale land use/land cover change on diurnal temperature range[J]. Progressus Inquisitiones De Mutatione Climatis, 9(2): 117–122. DOI:10.3969/j.issn.1673-1719.2013.02.006
敬文琪, 崔园园, 刘瑞霞, 等. 2017. 影响长江中下游夏季降水的青藏高原水汽抽吸作用和水汽路径的定量化研究[J]. 高原气象, 36(4): 900–911. Jing W Q, Cui Y Y, Liu R X, et al. 2017. Quantitative study on water vapor pumping over Qinghai-Tibetan Plateau and water vapor paths influencing summer precipitation in the middle and lower reach of the Yangtze River[J]. Plateau Meteor, 36(4): 900–911. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00084
李小玲. 2004. 浅析西宁市生态环境质量评价[J]. 青海环境, 9(3): 128–130. Li X L. 2004. Analysis on the evaluation of ecological environment quality in Xining city[J]. J Qinghai Environ, 9(3): 128–130. DOI:10.3969/j.issn.1007-2454.2004.03.012
李洋, 王玉辉, 吕晓敏, 等. 2015. 1961-2013年东北三省极端气候事件时空格局及变化[J]. 资源科学, 37(12): 2501–2513. Li Y, Wang Y H, Lv X M, et al. 2015. Spatial distribution and temporal change in extreme weather events in three provinces in Northeast China[J]. Res Sci, 37(12): 2501–2513.
林厚博, 游庆龙, 焦洋, 等. 2016. 青藏高原及附近水汽输送对其夏季降水影响的分析[J]. 高原气, 35(2): 309–317. Lin H B, You Q L, Jiao Y, et al. 2016. Water vapor transportation and its influence on precipitation in summer over Qinghai-Xizang Plateau and its surroundings[J]. Plateau Meteor, 35(2): 309–317. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2014.00146
刘桂芳, 卢鹤立. 2010. 1961-2005年来青藏高原主要气候因子的基本特征[J]. 地理研究, 29(12): 2281–2288. Liu G F, Lu H L. 2010. Basic characteristics of major climatic factors on Qinghai-Tibet Plateau in recent 45 years[J]. Geograp Res, 29(12): 2281–2288.
毛江玉, 吴国雄. 2006. 青藏高原热状况和海温异常对亚洲季风季节转换年际变化的影响[J]. 地球物理学报, 49(5): 1279–1287. Mao J Y, Wu G X. 2006. Impacts of anomalies of thermal state over the Qinghai-Xizang Plateau and sea surface temperature on interannual variability of the Asian monsoon seasonal transition[J]. Chinese J Geophys, 49(5): 1279–1287. DOI:10.3321/j.issn:0001-5733.2006.05.006
梅朵, 高原, 马艳, 等. 2013. 近50a青海西宁气温变化特征[J]. 干旱气象, 31(1): 100–106. Duo M, Gao Y, Ma Y, et al. 2013. Analysis on the characteristic of temperature change in the last 50 years in Xining of Qinghai Province[J]. J Arid Meteor, 31(1): 100–106.
秦大河, ThomasS. 2014. IPCC第五次评估报告第一工作组报告的亮点结论[J]. 气候变化研究进展, 10(1): 1–6. Qin D H, Thomas S. 2014. Highlights of the IPCC Working Group Ⅰ Fifth Assessment Report[J]. Progressus Inquisitiones De Mutatione Climatis, 10(1): 1–6. DOI:10.3969/j.issn.1673-1719.2014.01.001
申红艳, 马明亮, 王冀, 等. 2012. 青海省极端气温事件的气候变化特征研究[J]. 冰川冻土, 34(6): 1371–1379. Shen H Y, Ma M L, Wang Y, et al. 2012. Variation characteristics of extreme air temperature events in Qinghai Province[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 34(6): 1371–1379.
宋辞, 裴韬, 周成虎. 2012. 1960年以来青藏高原气温变化研究进展[J]. 地理科学进展, 31(11): 1503–1509. Song C, Pei T, Zhou C H. 2012. Research progresses of surface temperature characteristic change over Tibetan Plateau since 1960[J]. Progress in Geography, 31(11): 1503–1509. DOI:10.11820/dlkxjz.2012.11.011
唐红玉, 翟盘茂, 王振宇. 2005. 1951-2002年中国平均最高、最低气温及日较差变化[J]. 气候与环境研究, 10(4): 728–735. Tang H Y, Zhai P M, Wang Z Y. 2005. On change in mean maximum temperature, minimum temperature and diurnal range in China during 1951-2002[J]. Climatic Environ Res, 10(4): 728–735.
王琼, 张明军, 王圣杰, 等, 2013.朱小凡.1962-2011年长江流域极端气温事件分析[J].地理学报, 68(5): 611-625. Wang Q, Zhang M J, Wang S J, et al, 2013.Extreme temperature events in Yangtze River Basin during 1962-2011[J].Acta Geograp Sini, 68(5): : 611-625. http://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?filename=DLXB201305007&dbname=CJFD&dbcode=CJFQ
王希强, 陈仁升, 刘俊峰. 2017. 气候变化背景下祁连山区负积温时空变化特征分析[J]. 高原气象, 36(5): 1267–1275. Wang X Q, Chen R S, Liu J F. 2017. Spatial and temporal variation characteristics of accumulated negative temperature in Qilian Mountains under climate change[J]. Plateau Meteor, 36(5): 1267–1275. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00096
王顺久. 2017. 青藏高原积雪变化及其对中国水资源系统影响研究进展[J]. 高原气象, 36(5): 1153–1164. Wang S J. 2017. Progresses in variability of snow cover over the Qinghai-Tibetan Plateau and its impact on water resources in China[J]. Plateau Meteor, 36(5): 1153–1164. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00117
魏凤英. 2007. 现代气候统计诊断与预测技术[M]. 北京: 气象出版社. Wei F Y. 2007. Modern technology of statistics diagnosis and forecast for climate[M]. Beijing: China Meteorological Press.
闫慧敏, 陈伟娜, 杨方兴, 等. 2014. 过去50年内蒙古极端气候事件时空格局特征[J]. 地理研究, 33(1): 13–22. Yan H M, Chen W N, Yang F X, et al. 2014. The spatial and temporal analysis of extreme climatic events in Inner Mongolia during the past 50 years[J]. Geograp Res, 33(1): 13–22.
杨晓玲, 丁文魁, 殷玉春, 等. 2014. 1961-2010年武威市气温日较差变化趋势及影响因子分析[J]. 中国沙漠, 34(1): 225–232. Yang X L, Ding W K, Yin Y C, et al. 2014. Change trend and influence factors of diurnal temperature rang during 1961-2010 in Wuwei of Gansu, China[J]. J Desert Res, 34(1): 225–232.
游庆龙, 康世昌, 闫宇平, 等. 2009. 近45年雅鲁藏布江流域极端气候事件趋势分析[J]. 地理学报, 64(5): 592–600. You Q L, Kang S C, Yan Y P, et al. 2009. Trends in daily temperature and precipitation extremes over the Yarlung Zangbo River Basin during 19612005[J]. Acta Geograp Sini, 64(5): 592–600. DOI:10.3321/j.issn:0375-5444.2009.05.008
翟盘茂, 潘晓华. 2003. 中国北方近50年温度和降水极端事件变化[J]. 地理学报, 58(suppl1): 1–9. Zhai P M, Pan X H. 2003. Change in extreme temperature and precipitation over Northern China during the second half of the 20th century[J]. Acta Geograp Sini, 58(suppl1): 1–9.
张长灿, 李栋梁, 王慧, 等. 2017. 青藏高原春季地表感热特征及其对中国东部夏季雨型的影响[J]. 高原气象, 36(1): 13–23. Zhang C C, Li D L, Wang H, et al. 2017. Characteristics of the surface sensible heat on the Qinghai-Tibetan Plateau in the spring and its influences on the summertime rainfall pattern over the Eastern China[J]. Plateau Meteor, 36(1): 13–23. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00028
赵燕宁, 时兴合, 王式功, 等. 2006. 青海河湟谷地气候及干旱变化研究[J]. 中国沙漠, 26(1): 54–59. Zhao Y N, Shi X H, Wang S G, et al. 2006. Research on variations of climate and its aridity in the valley of Yellow river and Huangshui river within Qinghai province[J]. J Desert Res, 26(1): 54–59. DOI:10.3321/j.issn:1000-694X.2006.01.009
郑建萌, 黄玮, 陈艳, 等. 2017. 云南极端气象干旱指标的研究[J]. 高原气象, 36(4): 1039–1051. Zheng J M, Huang W, Chen Y, et al. 2017. A study on meteorological extreme-drought index for Yunnan Province[J]. Plateau Meteor, 36(4): 1039–1051. DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2016.00067
Variations of Extreme Air Temperature Events and Diurnal Temperature Range in Xining, Northeastern Qinghai-Tibetan Plateau from 1955 to 2015
CHEN Ruijie1 , LIU Fenggui1,2,3 , CHEN Qiong1 , MAO Xufeng1 , ZHOU Qiang1     
1. College of Life and Geographical Science, Qinghai Normal University, Xining 810008, Qinghai, China;
2. Key Laboratory of Land Surface Pattern and Simulation, Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China;
3. Chinese Academy of Sciences Center for Excellence in Tibetan Plateau Earth Sciences, Beijing 100101, China
Abstract: Based on the daily temperature (maximum, minimum and average) data of Xining station from 1955 to 2015, the methods of linear and correlation analysis were employed to analyze the temporal variability and correlation of climate extremes and diurnal temperature range.The results are as follows:(1) The magnitudes of changes in warm indices show a increasing trend and cold indices show a decreasing trend.The occurrence of summer days, warm nights, warm days, growing season length and warm spell duration days show increasing trends at the rate of 2.07, 0.72, 1.49, 2.57, and 0.87 d·(10a)-1, respectively.The occurrence of ice days, frost days, cold nights, cold days and cold spell duration days has decreased by -2.42, -0.29, -0.33, -1.3 and -0.31 d·(10a)-1, respectively.The tendency rate of monthly minimum value of daily maximum (minimum) temperature and monthly maximum value of daily maximum (minimum) temperature is 0.51, 0.17, 0.35 and 0.15℃·(10a)-1.(2) The occurrence of monthly minimum value of daily maximum temperature, monthly maximum value of daily maximum temperature, ice days, summer days, cold days, warm days, growing season length and warm spell duration days shows statistically significant trends and reach a significant level of 0.01 or 0.05.(3) The magnitudes of changes in warm indices and cold indices, night indices and day indices with symmetrical.(4)The annual diurnal temperature range in Xining has obvious trend with inclining rate of 0.25℃·(10a)-1.In four seasons, the occurrence of spring, summer, autumn and winter show increasing trends at the rate of 0.27, 0.21, 0.15 and 0.36℃·(10a)-1, respectively.The annual diurnal temperature range and the diurnal temperature range in spring, summer, autumn and winter under the influence of extreme temperature events by different degrees.The absolute indices and relative indices has significant effect on the diurnal temperature range.(5) Extreme temperature events and diurnal temperature range in Northeastern Qinghai-Tibetan Plateau has its own particularity, may be affected by a variety of climate control system and special terrain and other factors.
Key words: Qinghai-Tibetan Plateau    extreme air temperature events    diurnal temperature range