地球科学进展, 2020, 35(11): 1113-1126 DOI: 10.11867/j.issn.1001-8166.2020.102

研究论文

中国19512018年气温和降水的时空演变特征研究

刘凯,1, 聂格格1, 张森2

1.河南财经政法大学资源与环境学院,河南 郑州 450046

2.江苏海洋大学海洋技术 与测绘学院,江苏 连云港 222005

Study on the Spatiotemporal Evolution of Temperature and Precipitation in China from 1951 to 2018

Liu Kai,1, Nie Gege1, Zhang Sen2

1.College of Resources and Environment,Henan University of Economics and Law,Zhengzhou 450046,China

2.School of Geomatics and Marine Information,Jiangsu Ocean University,Lianyungang 222005,China

收稿日期: 2020-09-17   修回日期: 2020-10-20   网络出版日期: 2021-01-25

基金资助: 国家自然科学基金面上项目“地理学本体论问题理论研究”.  41771445

Received: 2020-09-17   Revised: 2020-10-20   Online: 2021-01-25

作者简介 About authors

刘凯(1972-),男,河南泌阳人,教授,主要从事地理学哲学、GIS应用研究.E-mail:liukai106@126.com

LiuKai(1972-),male,BiyangCounty,HenanProvince,Professor.ResearchareasincludegeographyphilosophyandGISapplication.E-mail:liukai106@126.com

摘要

利用1951—2018年中国699个气象站逐日的气温、降水数据,采用Mann-Kendall检验、小波分析、RClimDex极端气温指数方法,研究中国气温和降水时空演变特征。结果表明:在时间上,中国气温呈现明显的增加趋势,降水增加滞后且缓慢,气温和降水存在多周期变化特征,在大时间尺度上存在关联关系,以最高气温表达的冰冻日数ID0和暖昼日数TX90p较之以最低气温表达的霜冻日数FD0和暖夜日数TN90p变化幅度小,最长持续湿润日数和最长持续干旱日数呈下降趋势,气候变化以暖湿化为主要特征;在空间上,平均气温和降水量都表现出纬度方向上的降低趋势,等值线整体向北移动,很大程度上受地形影响,表现出相辅相成的空间分布特征,暖昼日数TX90p和夏季日数SU25在全国范围内均为正值,冰冻日数ID0和霜冻日数FD0存在大部分区域的减小,最长持续干旱日数与最长持续湿润日数在空间上的变化存在一定程度的相反趋势,极端降水事件存在增加趋势。研究气温和降水的时空演变特征是了解和应对气候变化对区域影响的重要内容。

关键词: Mann-Kendall法 ; 小波分析 ; 极端气候 ; 时空演变 ; 中国

Abstract

This study used daily temperature and precipitation data from 699 weather stations in China from 1951 to 2018 to study the spatiotemporal evolution characteristics of temperature and precipitation in China, by using Mann-Kendall test, wavelet analysis, and RClimDex extreme temperature index methods. The results show that: In terms of time, the temperature in China presents an obvious increasing trend; the increase in precipitation is lagging and slow; the temperature and precipitation have multi-period changes; and there is a correlation on a large time scale. With the number of freezing days ID0 expressed by the highest temperature and abnormal warmth compared with the number of frost days FD0 and the number of warm night days TN90p expressed in the lowest temperature, the number of continuous days TX90p has a smaller change. The longest continuous precipitation days CWD and the longest drought duration CDD show a downward trend. Climate change is mainly characterized by warming and humidification. Spatially, the average temperature and precipitation both show a decreasing trend in the latitude direction. The contours move northward as a whole, which is largely affected by the topography, showing complementary spatial distribution characteristics. The number of warm days TX90p and the number of summer days SU25 are positive across the country. The number of freezing days ID0 and the number of frost days FD0 decrease in most areas. The longest continuous dry days CDD and the longest continuous humid days CWD have a certain degree of opposite spatial variation, and there is an increasing trend in extreme precipitation events. Studying the temporal and spatial evolution characteristics of temperature and precipitation is an important part of understanding and coping with the impact of climate change on the region.

Keywords: Mann-Kendall method ; Wavelet analysis ; Extreme climate ; Spatio-temporal evolution ; China.

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本文引用格式

刘凯, 聂格格, 张森. 中国19512018年气温和降水的时空演变特征研究. 地球科学进展[J], 2020, 35(11): 1113-1126 DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2020.102

Liu Kai, Nie Gege, Zhang Sen. Study on the Spatiotemporal Evolution of Temperature and Precipitation in China from 1951 to 2018. Advances in Earth Science[J], 2020, 35(11): 1113-1126 DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2020.102

1 引 言

在全球变暖的背景下,中国的气候变化越来越引起相关专家和学者的关注。中国气候变化蓝皮书指出,中国气候系统变暖趋势进一步持续,而且是全球气候变化敏感区和影响显著区,中国极端强降水事件呈增多趋势,极端低温事件显著减少,极端高温事件在20世纪90年代中期以来明显增多1。气候变化引起的暴雨洪涝、干旱高温等极端事件频率与强度增加23,严重影响了人们的生产生活和社会经济的可持续发展4。因此研究由气候变化表现出的气温和降水的时空变化趋势、特征及应对是21世纪全球各个国家政界、学界和公众持续关注的热点问题5。中国属于农业大国,气候变化带来的暴雨洪涝、高温干旱灾害直接影响到农业生产,对人们日益增长的美好生活的需求愿望产生巨大的挑战,因此分析气温和降水的时空变化趋势与分布特征对农业生产、社会生产生活方式具有重要意义。目前,应对气候变化有基于全球大尺度、基于国家层面或经纬度分区的中间尺度和基于气候变化敏感区域、地级市及特殊地区微观尺度的研究。Kerr6和Yin等7基于全球气温和降水数据对全球气温变化进行对比研究;杜勤勤等8基于中国逐月实测平均气温数据研究中国气温变化对全球变暖停滞的响应;Karl等9研究发现,中纬度地区出现了显著增温减缓现象;蒋诗威等10提出了中国东部季风区中世纪暖期和小冰期相对干湿的不一致;杨义等11以甘肃省白银市近50年数据研究作物生长期对气温和降水的响应机制;丁凯熙等12在全球变暖的背景下定量地评估澜沧江流域未来极端降水的演变特征。

引起气候变化的因素多种多样,如下垫面1314、大气二氧化碳含量15、人类活动16、火山爆发气溶胶17、冰期与间冰期的周期变化、太阳表面的周期性活动和太平洋年代际振荡(Pacific Decadal Oscillation,PDO)18。气温和降水是反应气候变化最基本也是最直接的因素,气温和降水的定量化分析对人类的生产、生活具有非常重要的指导作用19。总结针对气候变化的国内外研究,大多数都是基于气象站数据与遥感影像数据和数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)数据进行叠加分析,具有较大的时间和空间跨度,因此数据的一致性、准确性和连续性极其重要,极少数站点存在个别年份缺测的情况,采用线性回归方法插补,以确保数据的完整性与连续性。大多数气候研究使用的数据为月平均气温和降水数据,不能准确地表示气候的起伏变化,同时很难发现气候变化的极端事件20,不能准确反映气候极端变化给农业生产21、水资源供给22、冰川消融23、生态系统安全24、灾害预测25等带来的潜在影响。目前气候变化在全球都受到高度重视,出现了许多的研究方法体现了不同学科的研究优势。越来越多的学者在对气候变化要素的研究中,根据已知气象站点的数据通过插值方法来获得研究区的气候数据信息。因此,本研究基于1951—2018年全国699个气象站日值实测数据,研究全国范围内的气温和降水时空变化趋势和周期性规律,探索中国极端气温和降水量的时间变化趋势和空间分布统计特征。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

研究选用数据来自中国气象数据网数据集[中国地面气候资料日值数据集(V3.0)],数据集包含了中国699个气象站点1951年1月以来气象站气温、降水量等要素的日值观测数据,存在一些站点个别年份和月份气温和降水缺测,采用线性回归和邻站平均值法插补来保证数据的连续性。

2.2 研究方法

2.2.1 Mann-Kendall检验

气候变化中存在突变现象并且是非线性以及多重均势的变化,由于Mann-Kendall法是无分布、非参数的统计检验方法,因此,对气候数据的分析具有不可代替的优势。气候要素数据常常会出现异常值、缺测值等情况,而利用Mann-Kendall检验气温和降水的时间序列数据可以不受影响。

图1

图1   全国699个气象站分布示意图

Fig.1   Schematic diagram of the distribution of 699 weather stations nationwide


2.2.2 小波分析

小波分析应用广泛,在图像和信号等非稳定信息处理方面具有重要地位。小波分析的优点在于能够准确地从时频的局部变换信号中提取信息,因此,小波分析被广泛应用于气候研究领域对时间序列的气候数据进行分析,识别出不同时间尺度下的气候因素的变换特征和周期性,同时,通过小波系数得到的小波方差图像可以直观地表示出气候因素随时间变化的主周期。本研究在MATLAB2018b软件中利用小波分析中的小波工具箱将气温和降水序列数据做延伸处理,延伸模式选择对称性延伸模式,利用Morlet负小波函数对延伸后的数据序列做小波变换处理,其中小波函数类型选择cmor来分析气温和降水量的多时间尺度特征。

2.2.3 RClimDex极端气候指数

RClimDex软件以Excel为基础基于R编辑器开发,可以计算27项极端气候指数,包括16项极端气温指数,11项极端降水量指数。本研究以1951—2018年的连续日值气温和降水量数据为输入数据,并进行质量控制,使用RClimDex软件进行极端指标计算,对得到的各项极端气候指标进行统计分析,选取极端气温和降水指数各9项,探索中国极端气温和降水量的时间变化趋势和空间分布特征。

3 结果与分析

3.1 气温与降水量时间序列上的变化趋势

3.1.1 气温与降水量年均距平变化

图2所示,从气温年际距平变化来看,全国1951—2018年气温持续上升,在20世纪90年代初,气温年际距平变化由负距平转为正距平,气温迅速攀升,在21世纪初达到最大值0.671 ℃;由气温的年代际线性拟合趋势线可以看出总体上全国气温呈明显的上升趋势,在1984年与坐标轴相交,气温增加速率为0.233 ℃/10a,这与闫军辉等26研究得出的气温增率大致相同;在1951—1989年气温主要为负距平,在1990—2018年气温主要为正距平,仅有1992年、1993年和1996年为负距平。

图2

图2   19512018年全国699个气象站平均气温变化

Fig.2   Average temperature change of 699 weather stations nationwide from 1951 to 2018


图3所示,1951—2018年降水量年际距平变化存在不同时期的增加或减少,在2010年左右达到最大值49.545 mm,中国年际降水量近20年来表现出明显的增加趋势,相对于气温的增加,降水增加时间较滞后且缓慢,结论与王遵娅等27的研究结果一致;由降水的年际线性拟合趋势线可以看出,总体上全国降水呈现微弱的增加趋势,与气温相同,也是在1984年与坐标轴相交,增加速率为8.097 mm/10a;中国68年间有33年的年距平为负值,35年的年距平为正值,同时随时间序列正负值循环出现。

图3

图3   19512018年全国699个气象站年总降水量变化

Fig.3   Annual total precipitation change of 699 weather stations nationwide from 1951 to 2018


3.1.2 年均气温与年总降水量Mann-Kendall检验

在MATLAB2018b软件中通过编程将全国年均气温与降水量进行Mann-Kendall突变检验,其结果如图4图5所示。图4中,UF统计量在1952年和1957年为负值,降温趋势并不明显,特别是1990年以来UF统计量增长迅速,且通过0.01的显著性水平,则表明在此期间全国气温的增温趋势显著。UF与UB统计量交汇与20世纪90年代初期,在1992年出现波动,但无明显趋势。由图5可以发现,UF统计量除了1951—1955年和1985年为正值外,在1956—1989年均为负值,降水减少趋势明显,但从1990年以来UF统计量均为正值且增长迅速,表明此期间降水量增加显著,王英等28的研究表明降水在20世纪90年代出现显著增加是由于气候变暖导致的水循环加快。UF与UB统计量存在多个交汇点,且交汇点均在置信区间内,这表明全国年总降水量日趋增加为突变现象,突变时间大致为1993年、1998年、2010年和2013年。

图4

图4   19512018年年均气温Mann-Kendall统计量

Fig.4   Average annual temperature Mann-Kendall statistic from 1951 to 2018


图5

图5   19512018年总降水量Mann-Kendall统计量

Fig.5   Annual total precipitation Mann-Kendall statistic from 1951 to 2018


3.1.3 气温和降水量的周期变化

小波系数实部等值线图,横轴为时间(年),纵轴为时间尺度,等值线为小波系数实部值,当小波系数实部为正值时,表示高温或多雨期,当小波系数实部为负值时,表示低温或少雨期。由图6a中可以看出,在气温变化过程中存在48~64年稳定的周期性变化,出现了高低交替的准2次震荡,具有全域性。在整个时间尺度上,气温变化出现2个偏多中心和3个偏少中心,分别为1951年、1966年、1987年、2007年和2017年。图6b为降水变化过程中表现出多时间尺度特征,存在着4类尺度的周期性变化,其中,48~64年尺度上出现了高低交替的准2次震荡,40~48年尺度上出现高低交替的准3次震荡,30~39年尺度上出现高低交替的准3次震荡,5~20年尺度上出现高低交替的准4次震荡,前3个尺度的周期性变化具有全域性。在整个时间尺度上,降水变化出现2个偏多中心和3个偏少中心,分别为1951年、1966年、1984年、2005年和2017年。

图6

图6   19512018年中国气温(a)与降水(b)的小波系数实部等值线图

Fig.6   The real contour map of the wavelet coefficient of China's temperature (left) and precipitation (right) from 1951 to 2018


小波方差图表示的是气温和降水时间序列周期性波动能量在时间尺度上的分布,由图7可以看到,气温的小波方差存在一个明显的峰值,对应55年的时间尺度周期振动最强烈。降水的小波方差曲线存在5个明显的峰值,分别对应56年、44年、36年、17年和4年,最大峰值为56年的时间尺度,周期震荡最强为降水变化的第一主周期,降水变化的5个周期表示了中国降水在整个时间尺度的变化特征。

图7

图7   中国气温和降水的小波方差图

Fig.7   Wavelet variance diagram of temperature and precipitation in China


3.1.4 气温和降水指数时间变化分析

分析结果显示(表1),以最高气温来度量的冰冻日数ID0(-0.78 d/10a)呈下降趋势,夏季日数SU25(2.2 d/10a)和暖昼日数TX90p(1.28 d/10a)呈上升趋势; 以最低气温来度量的霜冻日数FD0(-2.40 d/10a)呈下降趋势,暖夜日数TN90p(3.89 d/10a)呈上升趋势,冰冻日数ID0和暖昼日数TX90p较之霜冻日数FD0和暖夜日数TN90p变化幅度小,表示中国气温上升且低温升高。气温持续指数中的异常暖持续日数WSDI(0.54 d/10a)、生物生长季GSL(2.23 d/10a)呈现上升趋势,异常冷持续日数CSDI(-0.91 d/10a)、气温日较差DTR(-0.10 ℃/10a)呈下降趋势,表明中国1951—2018年极端高温事件显著增加,气温存在明显的变暖趋势。本研究得到的指数增加或减少变化速率均小于周雅清等29研究得到的变化速率,尤其是在本研究中暖夜日数TN90p变化速率为3.89 d/10a,明显小于周雅清等研究的关于1956—2008年中国大陆气温的增幅7.00 d/10a,但是对于夏季日数SU25的变化速率2.10 d/10a完全相同;研究得到的指数与尹义星等30基于江苏省1951—2013年气温的变化速率大致相同。对于降水极端指数,CWD(-0.09 d/10a)的变化幅度明显小于CDD(-9.05 d/10a)变化幅度,其余指数都呈现上升趋势,结果表明中国1951—2018年极端降水存在增加趋势。由此,可以得出中国1951—2018年气候变化以暖湿化为主要特征的过程31

表1   极端气温和降水指数的时间序列的变化速率

Table 1  Time series change rate of extreme temperature and precipitation index

气温指数趋势单位降水指数趋势单位
暖昼日数(Warm days,TX90p)1.28d/10a降水强度(Simple Daily intensity index,SDII)0.02mm/(d·10a)
暖夜日数(Warm nights,TN90p)3.89d/10a日最大降水量(Max 1-day precipitation amount,RX1day)0.58mm/10a
冰冻日数(Ice Days,ID0)-0.78d/10a极端降水量(Extremely wet days,R99p)1.65mm/10a
霜冻日数(Frost Days,FD0)-2.40d/10a强降水量(Very wet days,R95p)3.85mm/10a
夏季日数(Summer Days,SU25)2.20d/10a大雨日数(Number of very heavy precipitation days,R20)0.07d/10a
异常暖持续日数(Warm Spell Duration Indicator,WSDI)0.54d/10a中雨日数(Number of heavy precipitation days,R10)0.13d/10a
异常冷持续日数(Cold Spell Duration Indicator,CSDI)-0.91d/10a五日最大降水量(Max 5-day precipitation amount,RX5day)0.45mm/10a
生物生长季(Growing Season Length,GSL)2.23d/10a最长持续湿润日数(Consecutive Wet Days,CWD)-0.09d/10a
气温日较差(Diurnal Temperature Range,DTR)-0.10℃/10a最长持续干旱日数(Consecutive Dry Days,CDD)-9.05d/10a

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3.2 气温和降水量的空间分布特征

3.2.1 年均气温和降水的空间分布

基于1951—2018年的平均气温和年总降水量数据,在ArcGIS中进行普通克里金插值并提取等值线,得到气温和降水的等值线图。由图8可以看出,中国多年平均气温除了青海和西藏(唐古拉山脉)地区气温偏低,大体上呈现北低南高的分布现状,且存在明显的纬度方向的阶梯状变化趋势。图9表明,1951—2018年中国多年均降水量空间分布表现出经度和纬度方向上的差异,在经度方向上自西向东呈现显著的增加趋势,在纬度方向上呈现出自北向南的快速增加趋势,且纬度方向上的增加更为显著。

图8

图8   19512018年中国年均气温等温线图

Fig.8   China's annual average temperature isotherm chart from 1951 to 2018


图9

图9   19512018年中国年均总降水量等值线图

Fig.9   Contour map of China's annual average precipitation from 1951 to 2018


3.2.2 年均气温和降水等值线空间分布变化

图10a显示0 ℃闭合等温线在青藏高原地区呈现闭合状态且随时间变化区域面积逐渐减小,在大兴安岭附近的0 ℃等温线为西南至东北的走向,出现逐年际向北移动的趋势,近30年移动不明显;图10b显示10 ℃等温线主要趋势为西南至东北走向,期间通过了京津冀地区、太行山脉、秦岭、横断山脉与喜马拉雅山脉,10 ℃等温线在华北平原北部及黄土高原的东南侧呈现出向西北方向移动的趋势,而夹在天山山脉、祁连山及昆仑山脉之间的塔里木盆地的10 ℃闭合等温线逐年际向外扩张,四川盆地的10 ℃等温线在1951—2018年变化最小,在东侧地区沿祁连山脉向东移动趋势明显;图10c显示15 ℃等温线为东西走向,15 ℃等温线在秦岭大巴山淮河段逐年际向北移动变化比较明显,在四川盆地受地形影响等温线变化最小,这与郑景云等32和卞娟娟等33指出的亚热带北界东段北移且越过淮河一线相一致;图10d显示20 ℃等温线也为东西走向,横穿南岭,20 ℃的等温线移动不明显,但也是逐渐向北偏移。

图10

图10   19512018年每10年中国年均气温等值线分布图

Fig.10   The average annual temperature contour map of China in every decade from 1951 to 2018


图11a显示200 mm等降水量线为西南至东北走向,横穿青藏高原,昆仑山脉,柴达木盆地,祁连山脉和内蒙古高原,在青藏高原地区20世纪80年代之前存在向南移动趋势之后又向北偏移,200 mm等降水量线在天山以北准噶尔盆地出现闭合并逐年际向外扩张;图11b显示400 mm等降水量线也为西南至东北走向,横穿喜马拉雅山脉、青藏高原、唐古拉山脉、青海高原、昆仑山脉、黄土高原、内蒙古高原和大兴安岭山脉,大体上呈现向北移动的趋势但不明显;图11c显示800 mm等降水量线也为西南至东北走向,横穿横断山脉,四川盆地,秦岭山脉和华北平原,陆福志等34的研究表明秦岭山脉是800 mm等降水量线的分界线;图11d显示1 500 mm等降水量线也为西南至东北走向,横穿长江中下游平原以南地区、东南丘陵等,一部分位于浙闽丘陵,大体上呈现向北移动的趋势,空间分布上变化较大,尤其是丘陵地区雪峰山附近地形差异大等降水量线变化复杂,与已有研究结果相一致33图11e显示1 800 mm等降水量线集中在珠江流域东南地区以及江南丘陵,在珠江流域空间变化较大,这与黄强等35研究珠江流域降水的空间分异相一致。

图11

图11   19512018年每10年中国年均总降水量等值线分布图

Fig.11   Equivalent distribution of annual average precipitation in China from 1951 to 2018


3.2.3 气温和降水指数空间变化分析

图12a~i,暖昼日数TX90p变化趋势在华北平原和云贵高原地区最小,在其他区域均为正值,在中西部地区达到0.05显著性水平;暖夜日数TN90p变化趋势在中部地区变化相对较小,在西北地区变化趋势最大在全国范围内都通过了0.05显著性水平;冰冻日数ID0变化趋势在东北地区和南方地区最大,在太行山脉附近最小,且在华北平原地区通过0.05显著性水平;霜冻日数FD0变化趋势在云贵高原和两广丘陵地区达到最大,其他地区均较小但是通过了0.05显著性水平;夏季日数SU25均为正值变化趋势贵州地区相对较小,只在中国北部、东北地区和长三角地区表现为显著;WSDI变化趋势在华北平原地区为最小,河套平原出现相对较高值且达到显著性水平;CSDI变化趋势在黄土高原、四川盆地和云贵高原达到最大,但是没有通过显著性水平;GSL变化趋势在藏北高原为最小值,在青藏高原地区达到最大值且达到显著性水平,全国其他地区都存在不同程度的增加趋势;DTR变化趋势在河套平原、黄河三角洲和松嫩平原达到最小且达到显著性水平,在四川盆地和黄土高原达到最大。如图13a~i,CDD变化趋势在中国南部均相对较大,在青藏高原地区变化趋势相对较小,青海地区变化显著且明显大于西藏地区,格桑等36的研究也表明西藏地区的雨日增加青海地区的雨日减少;最长持续湿润日数CWD变化趋势在中国西部地区达到最大;五日最大降水量RX5day变化趋势在长江中下游地区达到最大;中雨日数R10变化趋势在准噶尔盆地、青海高原、长江中下游平原以及天山山脉地区达到最大;大雨日数R20、强降水量R95p和降水强度SDII变化趋势在长江中下游平原和两广丘陵相对较大;极端降水量R99p和日最大降水量RX1day仅仅在海南和雷州半岛附近达到最大,极端降水量R99p在贵州附近也达到最大。其中CDD与CWD长持续湿润日数在空间上的变化存在一定程度的相反趋势,且CDD相对于CWD变化程度更大,表示中国极端降水事件存在增加趋势。

图12

图12   19512018年中国气温极端指数变化速率图

Fig.12   Rate of change of temperature extreme index in China from 1951 to 2018


图13

图13   19512018年中国降水极端指数变化速率图

Fig.13   Rate of change of precipitation extreme index in China from 1951 to 2018


4 结 论

(1)1951—2018年中国平均气温呈现明显的增加趋势,年总降水量近年来也表现出增加的趋势,相对于气温的增加,降水增加时间较滞后且缓慢,气温变暖对水循环的促进作用还需深入研究。降水存在突变现象,突变时间出现在20世纪末和21世纪初期,气温和降水UF统计量具有相同时间点的增加趋势。气温和降水存在多周期变化趋势,主周期的时间尺度大致相同且周期变化都具有局部性,在大时间尺度上存在相互影响关系,对于目前的气候变暖和极端天气频现是否存在周期循环的影响还需继续研究。

(2)WSDI和GSL呈现上升趋势,CSDI和DTR呈现下降趋势,以最高气温表达的冰冻日数ID0和暖昼日数TX90p较之以最低气温表达的霜冻日数FD0和暖夜日数TN90p变化幅度小,降水极端指数CWD和CDD呈下降趋势,但CDD明显降低,表明中国整体气温上升且低温升高,极端高温事件增加,极端低温事件减少,极端降水事件持续增加且最长持续干旱日数明显降低,气候变化以暖湿化为主要特征。

(3)除了青海和西藏(唐古拉山脉)地区气温偏低,气温和降水量都存在自北向南的增加趋势,降水还存在明显的经度方向上的差异,气温降水等值线在时间序列上整体北移,表现出全国大部分地区湿暖化特征。气温和降水等值线大体上由中国的山脉、高原和盆地相连接,空间分布很大程度上取决于地形的影响,同时气温对地形的依赖高于降水,表现出相辅相成相互影响的空间分布特征。

(4)极端气温指数的变化在空间上存在非全国性的增大趋势,暖昼日数TX90p和夏季日数SU25在全国范围内均为正值,冰冻日数ID0和霜冻日数FD0存在大部分区域的减小趋势,中国整体气候变暖已是不争事实,GSL在中国中部和北部气温变化较南部显著,在一定程度上有利于北方的农业生产。五日最大降水量RX5day、中雨日数R10、强降水量R95p、大雨日数R20和降水强度SDII在长江中下游平原地区存在速率上升趋势,这对长江中下游地区的洪涝灾害防治提出了更大的挑战,CDD与CWD在空间上的变化存在一定程度的相反趋势,中国极端降水事件存在非整体性的增加趋势,对不同区域的极端气候事件需要采取不同的应对战略。

参考文献

Shield "Green 2018"

covers all national nature reserves

[J]. Environmental Education, 20184):10.

[本文引用: 1]

“绿盾2018

覆盖所有国家级自然保护区

[J]. 环境教育, 20184):10.

[本文引用: 1]

Xu XinchuangZhang XuezhenDai Erfuet al.

Research of trend variability of precipitation intensity and their contribution to precipitation in China from 1961 to 2010

[J]. Geographical Research, 2014337): 1 335-1 347.

[本文引用: 1]

徐新创张学珍戴尔阜.

1961—2010年中国降水强度变化趋势及其对降水量影响分析

[J]. 地理研究, 2014337):1 335-1 347.

[本文引用: 1]

Mo XingguoHu ShiLu Hongjianet al.

Drought trends over the terrestrial China in the 21st century in climate change scenarios with ensemble GCM projections

[J]. Journal of Natural Resources, 2018337): 1 244-1 256.

[本文引用: 1]

莫兴国胡实卢洪健.

GCM预测情景下中国21世纪干旱演变趋势分析

[J]. 自然资源学报, 2018337): 1 244-1 256.

[本文引用: 1]

Qin Dahe.

Climate change science and sustainable development

[J]. Progress in Geography, 2014337): 874-883.

[本文引用: 1]

秦大河.

气候变化科学与人类可持续发展

[J]. 地理科学进展, 2014337):874-883.

[本文引用: 1]

Li JingbaoWang KelinQin Jianxinet al.

The evolution of annual runoff and sediment in the Dongting lake and their driving forces

[J]. Acta Geographica Sinica, 2005603): 503-510.

[本文引用: 1]

李景保王克林秦建新.

洞庭湖年径流泥沙的演变特征及其动因

[J]. 地理学报, 2005603):503-510.

[本文引用: 1]

Kerr R A.

Climate change. What happened to global warming?Scientists say just wait a bit

[J]. Science, 20093265 949):28-29.

[本文引用: 1]

Yin JiaboPierre GentineZhou Shaet al.

Large increase in global storm runoff extremes driven by climate and anthropogenic changes

[J]. Nature Communications, 201891): 4 389.

[本文引用: 1]

Du QinqinZhang MingjunWang Shengjieet al.

Changes in air temperature over China in response to the recent global warming hiatus

[J]. Journal of Geographical Sciences, 2019294): 496-516.

[本文引用: 1]

Karl T RArguez AHuang Boyinet al.

Possible artifacts of data biases in the recent global surface warming hiatus

[J]. Research, 20153486 242): 1 469-1 472.

[本文引用: 1]

Jiang ShiweiZhou Xin.

On monsoon precipitation changes during the medieval warm period and the little ice age in Southeastern China

[J]. Advances in Earth Science, 2019347):697-705.

[本文引用: 1]

蒋诗威周鑫.

中国东南地区中世纪暖期和小冰期夏季风降水研究进展

[J]. 地球科学进展, 2019347):697-705.

[本文引用: 1]

Yang YiShu HepingMa Jinzhuet al.

Small and medium scale of climatic variation characteristics of Baiyin city, Gansu Province

[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2017315): 126-131.

[本文引用: 1]

杨义舒和平马金珠.

基于Mann-Kendall法和小波分析中小尺度多年气候变化特征研究——以甘肃省白银市近50年气候变化为例

[J]. 干旱区资源与环境, 2017315): 126-131.

[本文引用: 1]

Ding KaixiZhang LipingShe Dunxianet al.

Variation of extreme precipitation in Lancang River basin under global warming of 1.5 ℃ and 2.0 ℃

[J]. Climate Change Research, 2020164): 466-479.

[本文引用: 1]

丁凯熙张利平佘敦先.

全球升温1.5 ℃和2.0 ℃情景下澜沧江流域极端降水的变化特征

[J]. 气候变化研究进展, 2020164): 466-479.

[本文引用: 1]

Heiko PaethKai BornGirmes Robinet al.

Regional climate change in Tropical and Northern Africa due to greenhouse forcing and land use changes

[J]. Journal of Climate, 2009221):114-132.

[本文引用: 1]

Zhang HuiJin YinghuaShen Xiangjinet al.

Rising air temperature and its asymmetry under different vegetation regions in China

[J]. Scientia Geographica Sinica, 2018382): 272-283.

[本文引用: 1]

张慧靳英华神祥金.

中国植被类型区大气增温趋势及其不对称性研究

[J]. 地理科学, 2018382):272-283.

[本文引用: 1]

Deng XiangzhengDan LiYe Qianet al.

Methodological framework and research progress on the social and economic cost of carbon emission and reduction

[J]. Journal of Geo-information Science, 2018204): 405-413.

[本文引用: 1]

邓祥征丹利叶谦.

碳排放和减碳的社会经济代价研究进展与方法探究

[J]. 地球信息科学学报, 2018204):405-413.

[本文引用: 1]

Cui LinShi JunYang Yinminget al.

Temperature change characteristics and its influence by urbanization in the Yangtze River Delta

[J]. Geographical Research, 2008274): 775-786.

[本文引用: 1]

崔林丽史军杨引明.

长江三角洲气温变化特征及城市化影响

[J].地理研究,2008274): 775-786.

[本文引用: 1]

Li XiangyingQin DaheXiao Cundeet al.

Progress regarding climate change during recent years

[J]. Chinese Science Bulletin, 20115636): 3 029-3 040.

[本文引用: 1]

李向应秦大河效存德.

近期气候变化研究的一些最新进展

[J]. 科学通报, 20115636): 3 029-3 040.

[本文引用: 1]

Du QinqinZhang MingjunWang Shengjieet al.

Changes in air temperature of China in response to global warming hiatus

[J]. Acta Geographica Sinica, 2018739): 1 748-1 764.

[本文引用: 1]

杜勤勤张明军王圣杰.

中国气温变化对全球变暖停滞的响应

[J]. 地理学报, 2018739): 1 748-1 764.

[本文引用: 1]

Ya V KYa G PLugina K M.

Empirical data on contemporary global climate changes (temperature and precipitation)

[J]. Journal of Climate, 199036): 662-677.

[本文引用: 1]

Li DonghuanZhou LiweiZhou Tianjun.

Changes of extreme indices over China in response to 1.5 ℃ global warming projected by a regional climate model

[J]. Advances in Earth Science, 2017324): 446-457.

[本文引用: 1]

李东欢邹立维周天军.

全球 1.5 ℃温升背景下中国极端事件变化的区域模式预估

[J].地球科学进展, 2017324): 446-457.

[本文引用: 1]

Lu XinYin ShuyanWang Shuixiaet al.

Temporal and spatial variation of agricultural climatic resources in the northern and southern regions of the Qinling mountains

[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2018278): 1 866-1 878.

[本文引用: 1]

芦鑫殷淑燕王水霞.

秦岭南北地区农业气候资源时空变化特征

[J]. 长江流域资源与环境, 2018278): 1 866-1 878.

[本文引用: 1]

Deng HuipingZhao Minghua.

Impacts of climate change on water resource vulnerability in Laizhou Bay region

[J]. Journal of Natubal Resources, 2001161): 9-15.

[本文引用: 1]

邓慧平赵明华.

气候变化对莱州湾地区水资源脆弱性的影响

[J]. 自然资源学报, 2001161): 9-15.

[本文引用: 1]

Wang Jinfeng.

Analysis on runoff variation in the Beida River Basin under the influence of climate change and human activities

[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2019333): 86-91.

[本文引用: 1]

王金凤.

气候变化和人类活动影响下的北大河流域径流变化分析

[J]. 干旱区资源与环境, 2019333):86-91.

[本文引用: 1]

Zheng JingyunFang XiuqiWu Shaohong.

Recent progress of climate change research in physical geography studies from China

[J]. Progress in Geography, 2018371): 16-27.

[本文引用: 1]

郑景云方修琦吴绍洪.

中国自然地理学中的气候变化研究前沿进展

[J]. 地理科学进展, 2018371):16-27.

[本文引用: 1]

Wang LeiWu WeiLi Shuliang.

Simulaton and predication of Chinese major cities's temperature based on WEGN model

[J]. Journal of Applied Statistics and Management, 2011302): 191-200.

[本文引用: 1]

王磊吴蔚李树良.

基于WEGN模型对我国主要城市气温的模拟和预测

[J]. 数理统计与管理, 2011302):191-200.

[本文引用: 1]

Yan JunhuiZhang XiangminZhou Hongshenget al.

Annual temperature variations in Henan during the period of 1951-2015

[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2017317): 102-107.

[本文引用: 1]

闫军辉张向敏周红升.

1951—2015年河南省温度变化研究

[J]. 干旱区资源与环境, 2017317): 102-107.

[本文引用: 1]

Wang ZunyaDing YihuiHe Jinhaiet al.

An updating analysis of the climate change in China in recent 50 years

[J]. Acta Meteorologica Sinica, 2004622): 228-236.

[本文引用: 1]

王遵娅丁一汇何金海.

近50年来中国气候变化特征的再分析

[J]. 气象学报, 2004622):228-236.

[本文引用: 1]

Wang YingCao MingkuiTao Boet al.

The characteristics of spatiotemporal patterns in precipitation in China under the background of global climate change

[J]. Geographical Research, 2006256): 1 031-1 0401 148.

[本文引用: 1]

王英曹明奎陶波.

全球气候变化背景下中国降水量空间格局的变化特征

[J]. 地理研究, 2006, (6):1 031-1 0401 148.

[本文引用: 1]

Zhou YaqingRen Guoyu.

Variation characteristics of extreme temperature indices in mainland China during 1956-2008

[J]. Climatic and Environmental Research, 2010154): 405-417.

[本文引用: 1]

周雅清任国玉.

中国大陆1956—2008年极端气温事件变化特征分析

[J].气候与环境研究,2010154): 405-417.

[本文引用: 1]

Yin YixingWang XiaojunYe Zhengweiet al.

Trend and probability characteristics of extreme maximum and minimum temperature in the Jiangsu province from 1951 to 2013

[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2018276): 1 351-1 360.

[本文引用: 1]

尹义星王小军叶正伟.

1951—2013年江苏省极端最高和最低气温变化趋势及概率特征

[J]. 长江流域资源与环境, 2018276): 1 351-1 360.

[本文引用: 1]

Zhao DongshengGao XuanWu Shaohonget al.

Trend of climate variation in China from 1960 to 2018 based on natural regionalization

[J]. Advances in Earth Science, 2020357): 750-760.

[本文引用: 1]

赵东升高璇吴绍洪.

基于自然分区的1960—2018年中国气候变化特征

[J]. 地球科学进展,2020357): 750-760.

[本文引用: 1]

Zheng JingyunBian JuanjuanGe Quanshenget al.

The climate regionalization in China for 1981-2010

[J]. Chinese Science Bulletin, 20135830): 3 088-3 099.

[本文引用: 1]

郑景云卞娟娟葛全胜.

1981—2010年中国气候区划

[J]. 科学通报, 20135830): 3 088-3 099.

[本文引用: 1]

Bian JuanjuanHao ZhixinZheng Jingyunet al.

The shift on boundary of climate regionalization in China from 1951 to 2010

[J]. Geographical Research, 20137): 1 179-1 187.

[本文引用: 2]

卞娟娟郝志新郑景云.

1951—2010年中国主要气候区划界线的移动

[J]. 地理研究, 20137): 1 179-1 187.

[本文引用: 2]

Lu FuzhiLu Huayu.

Ahigh-resolution grid dataset of air temperature and precipitation for Qinling-Daba Mountains in central China and its implications for regional climate

[J]. Acta Geographica Sinica, 2019745): 875-888.

[本文引用: 1]

陆福志鹿化煜.

秦岭—大巴山高分辨率气温和降水格点数据集的建立及其对区域气候的指示

[J]. 地理学报, 2019745): 875-888.

[本文引用: 1]

Huang QiangChen Zishen.

Regional study on the trends of extreme temperature and precipitation events in the Pearl River Basin

[J]. Advances in Earth Science, 2014298): 956-967.

[本文引用: 1]

黄强陈子燊.

全球变暖背景下珠江流域极端气温与降水事件时空变化的区域研究

[J].地球科学进展,2014298): 956-967.

[本文引用: 1]

Ge SangTang XiaopingLu Hongya. Climatic characteristics of rainfall and rainy days during the last 35

years over the Qinghai-Xizang Plateau

[J]. Acta Geographica Sinica, 2008639): 924-930.

[本文引用: 1]

格桑唐小萍路红亚.

近35年青藏高原雨量和雨日的变化特征

[J]. 地理学报, 2008639):924-930.

[本文引用: 1]

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