西安地區(qū)近50年極端氣溫變化研究

趙景波，程 勇，周 旗，馬曉華

（1.寶雞文理學(xué)院 陜西省災(zāi)害監(jiān)測(cè)與機(jī)理模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寶雞 721007；2.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，西安 710062）

西安地區(qū)近50年極端氣溫變化研究

趙景波1,2，程 勇2，周 旗1，馬曉華2

（1.寶雞文理學(xué)院 陜西省災(zāi)害監(jiān)測(cè)與機(jī)理模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，寶雞 721007；2.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院，西安 710062）

為了揭示西安地區(qū)近50年極端氣溫的變化和可能造成的災(zāi)害，本文根據(jù)1959—2008年間的氣象數(shù)據(jù)，利用線性傾向估計(jì)法、Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法、主成分分析法以及相關(guān)性分析法，研究了西安地區(qū)年最低氣溫、年最高氣溫、暖夜、暖日、夏天日數(shù)、熱夜日數(shù)、冷夜、冷日、霜日、冰日的變化特點(diǎn)、趨勢(shì)以及周期。結(jié)果表明，西安地區(qū)1959—2008年間氣溫總體呈上升趨勢(shì)，尤其暖夜日數(shù)上升最明顯，速率為18.82 d·10a?1。霜日、冰日、冷夜呈下降趨勢(shì)，下降速率分別為0.5 d·10a?1、6.45 d·10a?1和4.22 d·10a?1。西安地區(qū)1959—2008年間夏天日數(shù)、熱夜日數(shù)、暖日日數(shù)、暖夜日數(shù)呈上升趨勢(shì)，上升速率分別為2.35 d·10a?1、5.38 d·10a?1、6.48 d·10a?1、18.82 d·10a?1。極端高溫呈先下降后上升趨勢(shì)，極端低溫呈略上升趨勢(shì)。西安地區(qū)1959—2008年間極端氣溫存在突變，突變主要發(fā)生在1990年代，夏日日數(shù)和暖日日數(shù)的突變發(fā)生在2000年代。暖指數(shù)的增加是西安市1959—2008年間氣溫呈上升趨勢(shì)的主要表現(xiàn)。小波分析顯示西安地區(qū)極端氣溫普遍存在27 a左右的主控周期，極端最高氣溫、夏日、暖日、冷夜、冷日、霜日、冰日存在15 a左右的振蕩周期。極端暖指數(shù)增加和極端冷指數(shù)的減少表明高溫災(zāi)害與旱災(zāi)發(fā)生的機(jī)率可能增大，需要做好防范工作。

極端氣溫；氣候變暖；近50年；氣溫突變；小波分析；西安地區(qū)

許多觀測(cè)資料表明，近百年來地球氣候正經(jīng)歷著一次全球變暖的過程。政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第四次評(píng)估報(bào)告指出，1906—2005年全球地表平均氣溫升高了0.74℃，變暖幅度自1990s以來明顯加速，未來100年全球氣溫將升高1.1～6.4℃（IPCC，2007）。在全球氣候變暖的大背景下，近50年來增溫尤其明顯，約增加0.62～0.94℃（趙宗慈等，2007）。同時(shí)極端天氣氣候事件發(fā)生頻率增大，對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成了嚴(yán)重的不利影響。因此，有關(guān)極端天氣氣候事件成因及氣候變化受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注（龔道溢和韓暉，2004；胡宜昌等，2007；陳曉光等，2008）。Karl et al（1991）研究發(fā)現(xiàn)，美國和前蘇聯(lián)極端最低氣溫在過去幾十年上升幅度較大。Frich et al（2002）通過研究發(fā)現(xiàn)，1950年以來極端最高和最低氣溫的差異在顯著減小。任富民和翟盤茂（1998）對(duì)中國極端氣溫變化的研究表明，極端最低溫度顯著上升，極端最高溫度在緩慢下降。唐紅玉等（2005）通過對(duì)1951—2002年中國最高、最低氣溫及日較差變化的研究得出，中國最高氣溫在南方變化不明顯或呈弱的降溫趨勢(shì)，而北方增暖明顯，年平均最低氣溫變化在中國各地基本一致，呈明顯的變暖趨勢(shì)。任國玉等（2010）通過總結(jié)近年有關(guān)中國極端氣候變化觀測(cè)研究成果認(rèn)為，在全球氣候明顯變暖的半個(gè)多世紀(jì)里，中國極端氣候類型變化非常復(fù)雜，不同類型和不同區(qū)域極端氣候變化存在明顯差異。全國范圍內(nèi)與異常偏冷相關(guān)的極端事件如寒潮、冷夜和冷晝天數(shù)、霜凍日數(shù)等顯著減少、減弱，與異常偏暖相關(guān)的暖夜、暖晝?nèi)諗?shù)明顯增多，暖夜日數(shù)增多尤其明顯。許多研究結(jié)果表明，全球變暖主要發(fā)生在夜間（如唐紅玉等，2005）。姜?jiǎng)?chuàng)業(yè)等（2011）分析了1961—2008年陜西省不同區(qū)域近年來的氣候變化特征，表明年平均氣溫上升的趨勢(shì)明顯。

西安地區(qū)由于氣候因素年際與年內(nèi)變化幅度大，干旱和洪澇災(zāi)害時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活。本文基于西安地區(qū)的極端氣溫指數(shù)，對(duì)西安地區(qū)近50年極端氣溫變化進(jìn)行研究，以期為該區(qū)減災(zāi)防災(zāi)和應(yīng)對(duì)氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。

1 地區(qū)自然概況

西安市位于黃河流域中部關(guān)中盆地，北緯33°42′～34°44′30″，東經(jīng)107°40′～109°49′。南和東南以秦嶺山脈主脊為界，與佛坪、寧陜、柞水、洛南縣、商州市相鄰，西以黑河之西太白山及青化臺(tái)塬為界，與太白、眉縣接壤。北以渭河為界，與扶風(fēng)、武功、興平縣及咸陽市的楊陵、秦都、渭城區(qū)隔河相望。東北大致以荊山黃土臺(tái)塬為界，與富平、三原、涇陽縣毗連。東以零河和灞源山地為界，與華縣、渭南市相接。南北寬約100公里，東西長約204公里，平面輪廓略呈西南傾的斜長方形。城區(qū)中心位置地處北緯34°15′24″，東經(jīng)108°55′45″，轄境面積9983平方公里，其中市區(qū)面積1066平方公里。境內(nèi)河流基本屬于黃河流域的渭河水系，較大的河流有渭河、涇河、石川河、黑河、澇河、灞河、浐河、灃河、戲河、零河等。由于受氣候特點(diǎn)制約，降水分布很不均衡，河流徑流量季節(jié)性變化明顯。西安市位于東南沿海濕潤氣候向西北內(nèi)陸干旱氣候的過渡帶上，兼有兩種類型氣候特征，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫為13.1℃，年平均降水量為600 mm，四季冷暖干濕分明。

2 資料來源與研究方法

本文中日最高、最低日平均氣溫來源于“中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)”（http://cdc. cma. gov.cn）中公布的西安氣象站的資料。為了資料盡可能完整，氣象資料時(shí)間跨度一致取為1959年至2008年。將1959—2008年間閏年的2月29日數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除，即1959—2008年間每年按365日進(jìn)行計(jì)算。

從WMO發(fā)布的極端天氣指數(shù)中選取了西安氣象站的10種極端氣溫指數(shù)（表1）分析西安地區(qū)的極端氣溫的變化趨勢(shì)。文中采用線性傾向估計(jì)法分析極端氣溫變化趨勢(shì)，計(jì)算采用最小二乘法進(jìn)行估計(jì)，用其線性傾向值來分析要素的年際變化率。研究顯著性水平取0.05和0.01，如果統(tǒng)計(jì)量小于0.05，則認(rèn)為趨勢(shì)是顯著的，統(tǒng)計(jì)量小于0.01，則認(rèn)為趨勢(shì)是極顯著的。用Morlet復(fù)小波分析極端氣溫的周期性（施能，2002）。用Mann-Kendall突變檢驗(yàn)法研究極端氣溫突變發(fā)生的年代。

目前，國際上在氣候極值變化研究中最多的是采用閾值，超過閾值的值被認(rèn)為是極值，該事件為極端事件，閾值又分為絕對(duì)閾值和百分比閾值，絕對(duì)閾值即選取一固定值，而百分比閾值則不同。本文中氣溫百分比閾值定義方法是根據(jù)每個(gè)測(cè)站的日最高（低）氣溫分別確定其極端高（低）溫閾值，方法如下：選取1959—2008年的日最高（低）氣溫作為基期進(jìn)行分析，將某站1959—2008年中同日的最高（低）氣溫資料按升序排列，得到該日第90（10）個(gè)最高（低）氣溫的百分位值，按照此方法得到365個(gè)最高（低）氣溫的第90（10）個(gè)百分位值，將之作為極端高（低）氣溫事件的上（下）閾值。如果某日的最高溫度超越了該日極端氣溫事件的上閾值，則認(rèn)為該日出現(xiàn)了極端高溫事件；同理如果某日的最低溫度超越了該日極端氣溫事件的下閾值，則認(rèn)為該日出現(xiàn)了極端低溫事件。

表1 極端氣溫的指標(biāo)Table 1 Indices for extreme temperature

3 結(jié)果與分析

3.1 極端氣溫指數(shù)的變化趨勢(shì)與突變分析

圖1a、圖1b分別為西安地區(qū)極端最高氣溫、極端最低氣溫的時(shí)間序列。從圖1a可以看出，西安地區(qū)的極端最高氣溫變化總體上呈下降趨勢(shì)，速率為0.07℃·10a?1，達(dá)到95%信度檢驗(yàn)（表2）。從年代際變化來看，極端最高氣溫在1960's年代到1980's年代期間呈下降趨勢(shì)，1983年降到最低值，為35.4℃，1980's后又有所增加。其中1998年和2005年達(dá)到峰值，分別為41.8℃、41.7℃。由M-K檢驗(yàn)可知，極端最高氣溫的UF曲線在50年期間的前五年和后五年小于0，其余年份都大于0，表明西安市日最高氣溫總體呈上升趨勢(shì)。且極端最高氣溫的UF曲線與UK曲線交于信度線之間，交點(diǎn)為1964年，表明西安市極端最高氣溫在1964年出現(xiàn)由低到高的突變。

從圖1b統(tǒng)計(jì)整個(gè)序列得到極端最低氣溫有增加的趨勢(shì)，速率為0.48·10a?1。1969年達(dá)50年來最低值?18.7℃。2000's年代比1960's極端最低氣溫高2℃。由M-K檢驗(yàn)可知，極端最低氣溫的UF曲線與UK曲線交于信度線之間，交點(diǎn)為1996年，表明西安市極端最低氣溫在1996年出現(xiàn)由高到低的突變。

圖1 西安1959—2008年極端溫度事件的變化Fig.1 Changes in extreme temperature events in Xi'an from 1959 to 2008

圖2a、圖2b分別為西安地區(qū)夏天日數(shù)和熱夜日數(shù)的時(shí)間序列。從圖2a可以看出，夏天日數(shù)以2.35 d·10a?1速率上升，達(dá)到99%信度檢驗(yàn)（表2）。從年代際變化來看，1960's年代前期呈下降趨勢(shì)，期間最低值為1964年112天。1970's呈上升趨勢(shì)，1980's年代后期至今（2008）年呈逐步上升趨勢(shì)。由M-K檢驗(yàn)可知，夏日日數(shù)的UF曲線均小于0，表明夏日日數(shù)一直處于下降趨勢(shì)，且夏日日數(shù)的UF曲線與UK曲線交于信度線之間，交點(diǎn)為2003年，表明西安市夏日日數(shù)在2003年出現(xiàn)由少到多的突變。從圖2b可以看出熱夜日數(shù)以5.38 d·10a?1的速率上升，也通過了99%信度檢驗(yàn)（表2）。從圖1可以看出熱夜日數(shù)基本一直呈上升趨勢(shì)，其上升的速率較快可能與近年來西安總體氣溫上升有關(guān)。由M-K檢驗(yàn)可知，熱夜日數(shù)的UF曲線除個(gè)別年份外均大于0，表明西安市熱夜日數(shù)總體呈上升趨勢(shì)。

圖2c、圖2d分別為西安地區(qū)霜日和冰日天數(shù)的時(shí)間序列。從圖2c可以看出，霜日日數(shù)隨時(shí)間總體呈下降趨勢(shì)，速率為6.45 d·10a?1，達(dá)到99%信度檢驗(yàn)（表2）。50年來在1969年（103天），1985年（101天），1992年霜日超過100天。1959—2000年霜日都在60天以上。但2000年后的2002年（49天），2004年（46天），2007年（40天）出現(xiàn)霜日40天左右的情況。但2008年又上升到71天，這可能與2008年出現(xiàn)的氣溫異常情況有關(guān)。由M-K檢驗(yàn)可知，霜日日數(shù)的UF曲線與UK曲線交于信度線之間，交點(diǎn)為1998年，表明西安市極端霜日日數(shù)在1998年出現(xiàn)由多到少的突變。從圖2d可以看出，冰日日數(shù)隨時(shí)間總體也呈下降趨勢(shì)，速率為0.51 d·10a?1，未通過信度檢驗(yàn)（表2）。其年代際變化來看，1960's呈上升趨勢(shì)，1970's到2000's緩慢下降。2008年（20天）比2007年（0天）冰日高出20天。由M-K檢驗(yàn)可知，冰日日數(shù)的UF曲線2000's之前絕大部分時(shí)間大于0，2000's以后均小于0，表明西安市冰日日數(shù)呈先增多后減少的變化趨勢(shì)，且冰日日數(shù)的UF與UK曲線交于信度線之間，交點(diǎn)為1994年，表明西安市冰日日數(shù)在1994年出現(xiàn)由多到少的突變。

圖3a、圖3b分別為西安地區(qū)暖日和冷日天數(shù)的時(shí)間序列。從圖3a可以看出，西安地區(qū)的暖日呈增加趨勢(shì)，速率為6.48 d·10a?1，通過了99%的信度檢驗(yàn)（表2）。從年代變化來看，1960's—1970's中期暖日呈下降趨勢(shì)，1970's中期以后呈上升趨勢(shì)。由M-K檢驗(yàn)可知，暖日日數(shù)的UF曲線絕大部分時(shí)間大于0，表明西安市暖日日數(shù)整體處于增加趨勢(shì)，且暖日日數(shù)的UF與UK曲線交于信度線之間，交點(diǎn)為2002年，表明西安市暖日日數(shù)在2002年出現(xiàn)由多到少的突變。從圖3b可以看出，西安地區(qū)的冷日也有增加趨勢(shì)，變率為0.95 d·10a?1，未通信度檢驗(yàn)（表2）。由M-K檢驗(yàn)可知，冷日日數(shù)的UF曲線均大于0，表明冷日日數(shù)一直處于上升趨勢(shì)。

圖2 西安1959—2008年夏天日數(shù)、熱夜日數(shù)、霜日和冰日變化Fig.2 Change of extreme temperature events in Xi'an during 1959—2008

表2 1959—2008年西安站極端氣溫變化趨勢(shì)Table 2 Spatial distribution of temperature indices in Xi'an 1959—2008

圖3c、圖3d分別為西安地區(qū)暖夜和冷夜天數(shù)的時(shí)間序列，從圖3c可以看出，暖夜隨時(shí)間呈明顯的增加趨勢(shì)，其速率為18.82 d·10a?1，通過99%的信度檢驗(yàn)（表2）。從年代際變化來看，暖夜基本呈階梯式增加趨勢(shì)，在1960's年代至1980's年代變化較為穩(wěn)定和緩慢，到1990's年代后迅速增加。由M-K檢驗(yàn)可知，暖夜日數(shù)的UF曲線2005年之前均大于0，表明西安市暖夜日數(shù)整體呈上升趨勢(shì)，且暖夜日數(shù)的UF與UK曲線交于信度線之間，交點(diǎn)為1999年，表明西安市暖夜日數(shù)在1999年出現(xiàn)由多到少的突變。從圖3d統(tǒng)計(jì)整個(gè)序列得到冷夜呈很強(qiáng)的減少趨勢(shì)，速率為4.22 d·10a?1，通過了99%的信度檢驗(yàn)（表2）。強(qiáng)的趨勢(shì)主要是由于1970's年代以及1990's后的異常減少造成的。由M-K檢驗(yàn)可知，冷夜日數(shù)的UF曲線1980s之前絕大部分時(shí)間大于0，1980s以后均小于0，表明西安市冷夜日數(shù)呈先增多后減少的變化趨勢(shì)，且冷夜日數(shù)的UF與UK曲線交于信度線之間，交點(diǎn)為1999年，表明西安市冷夜日數(shù)在1999年出現(xiàn)由多到少的突變。

總之，西安地區(qū)1959—2008年極端最高氣溫為下降趨勢(shì)，速率為0.07℃·10a?1，極端最低氣溫呈上升趨勢(shì)，速率為0.48℃·10a?1。這與馬柱國等（2003）對(duì)中國北方極端溫度變化的研究不太一致，馬柱國等研究的中國北方極端最高溫度和極端最低溫度雖然都為增加趨勢(shì)，但極端最低氣溫的變率明顯大于極端最高氣溫的變率；但與翟盤茂和潘曉華（2003）、任福民和翟盤茂（1998）對(duì)中國極端氣溫變化的研究結(jié)果一致，翟盤茂和任福民研究表明極端最低溫度顯著上升，極端最高溫度在緩慢下降（馬柱國等，2003；唐紅玉等，2005）。造成該差異的原因還需要進(jìn)一步研究。冷日呈小幅上升趨勢(shì)，冷夜有較大幅度的減少趨勢(shì)，暖日和暖夜為增加趨勢(shì)，這與文獻(xiàn)中前人對(duì)中國北方1951—1999年以及中國和全球1961—2003年極端氣溫變化研究的結(jié)論一致。霜日與冰日都呈下降趨勢(shì)，夏天日數(shù)，熱夜日數(shù)呈上升趨勢(shì)（游慶龍等，2009；You et al，2011）。其中暖日日數(shù)的上升速率為6.48 d·10a?1，暖夜日數(shù)上升速率為18.83 d·10a?1，和其他指標(biāo)速率相比，相對(duì)偏高，這與唐紅玉等（2005）得出的全球變暖主要發(fā)生在夜間的結(jié)論相一致。

圖3 西安1959—2008年暖日、冰日、暖夜和冷夜變化Fig.3 Change of extreme temperature events in Xi'an during 1959—2008

3.2 極端氣溫變化周期分析

圖4和圖5為西安1959—2008年極端溫度事件的Morlet復(fù)小波變換圖，圖中實(shí)線表示偏高、偏多或偏暖，虛線表示偏低、偏少或偏冷。從圖4a可見，極端最高氣溫存在10 a、15 a 和27 a左右的準(zhǔn)周期，27 a左右的振蕩周期為主要控制周期，貫穿始終，冷日的變化過程為偏高—偏低—偏高，15 a左右周期也很顯著，經(jīng)歷偏高—偏低—偏高—偏低—偏高的變化，10 a左右的周期振蕩并不是很明顯。從圖4b可見，極端最低氣溫存在8 a、10 a和27 a左右的準(zhǔn)周期，27 a、8 a左右的振蕩周期為主要控制周期，貫穿始終，27 a周期極端最低氣溫的變化過程為偏低—偏高—偏低，8 a左右周期極端最低氣溫的變化過程為偏低—偏高—偏低的交替變化。

從圖4c可見，夏天日數(shù)存在15 a、27 a左右的準(zhǔn)周期，27 a左右的振蕩周期為主要控制周期，貫穿始終，夏天日數(shù)的變化過程為偏多—偏少—偏多。15 a左右的周期不是很明顯，其在21世紀(jì)初期消失。從圖4d可見，熱夜日數(shù)存在3 a 、7 a、12 a、27 a左右的準(zhǔn)周期，3 a、7 a、27 a周期貫穿始終，且都是偏多—偏少反復(fù)變化，最終都以偏多結(jié)束。12 a左右的周期在1970's中期才出現(xiàn)。但變化都相同。

從圖4e和圖4f得出，霜日和冰日都存在15 a和27 a左右的振蕩周期，霜日和冰日的主控周期都為27 a左右的振蕩周期，且貫穿始終，在27 a左右的振蕩周期上，都經(jīng)歷著偏多—偏少—偏多的交替變化。15 a左右的周期不明顯，大體經(jīng)歷著偏多—偏少—偏多的交替變化。

圖4 西安極端溫度事件的變化周期Fig.4 The period of extreme temperature events in Xi'an

從圖5a可以看出，冷夜存在3 a、10 a、25 a左右的振蕩周期，25 a左右的振蕩周期為主要控制周期，貫穿始終，經(jīng)歷著偏多—偏少—偏多—偏少的交替變化。3 a、10 a左右的周期不是特別明顯。大體都經(jīng)歷著同樣的交替變化。從圖5b可以看出，暖夜存在27 a左右的振蕩周期且貫穿始終，同時(shí)經(jīng)歷著偏多—偏少—偏多的變化。

從圖5c可以看出，冷日存在3 a、10 a、27 a左右的振蕩周期。3 a、27 a左右的振蕩周期為主要控制周期，貫穿始終，且都是偏多—偏少的反復(fù)交替變化。10 a左右的周期在1959—1989年不明顯，1980's以后比較明顯。從圖5d可以看出，暖日存在5 a、15 a、27 a左右的振蕩周期。27 a左右的振蕩周期為主要控制周期，貫穿始終，經(jīng)歷著偏多—偏少—偏多交替變化。15 a左右的周期在1959—1979年比較明顯，1980's以后不明顯。

由此得出，西安地區(qū)極端氣溫事件普遍存在27 a左右的主控周期；極端最高氣溫、夏日、霜日、冰日、暖日存在15 a 左右的振蕩周期；極端最高氣溫、極端最低氣溫、冷夜、冷日也存在10 a 左右的振蕩周期；冷日、冷夜、暖夜、熱夜還存在3 a左右的小振蕩周期。

圖5 西安1959—2008年冷日、暖日、冷夜、暖夜的變化周期Fig.5 The period of extreme temperature events in Xi'an

3.3 極端氣溫指數(shù)的主成分分析

利用SPSS13.0軟件對(duì)西安市極端氣溫指數(shù)的各因子進(jìn)行主成分分析，可以得出主成分和因子間的相關(guān)系數(shù)的載荷矩陣（表4），由表4可見，前3個(gè)主成分分別累計(jì)提取了總方差的76.46%。由表4中共同度可以看出，用主成分分析法提取的若干主成分能夠很好地解釋原各變量，共同度絕大多數(shù)在70%以上。從表4中可見，暖夜日數(shù)和暖日日數(shù)，在主成分1中具有較高的載荷，載荷值分別為0.919和0.877，這兩個(gè)指數(shù)都為暖指數(shù)。第一主成分占方差貢獻(xiàn)率的45.04%，而其后的主成分所占的方差貢獻(xiàn)率逐漸減少，因此，可以認(rèn)為暖指數(shù)的變化是西安市1959—2008年氣溫呈上升趨勢(shì)的主要原因。第二主成分占方差貢獻(xiàn)率的16.8%，日極端最高氣溫和冷日日數(shù)在主成分2中占有較高的載荷，載荷值分別為0.60和0.70，該冷指數(shù)的增加能很好地反映西安市1959—2008年日最低氣溫呈上升趨勢(shì)。冰日在主成分3中占有較高的載荷，載荷值為0.75，說明氣溫日較差的變化受冷指數(shù)的影響較大。

表4 1960—2012年西安市極端氣溫指數(shù)的因子分析Table 4 Results of factor loadings perceptual explained variance in temperature extremes in Xi'an from 1959 to 2008

4 結(jié)論

（1）根據(jù)極端氣溫線性趨勢(shì)分析得知，西安地區(qū)在1959—2008年極端暖事件呈明顯上升趨勢(shì)，而極端冷事件總體呈下降趨勢(shì)。

（2）線性趨勢(shì)分析表明，西安地區(qū)1959—2008年極端最低溫略呈上升趨勢(shì)，極端最高溫度呈先降低后上升趨勢(shì)。

（3）西安地區(qū)1959—2008年，氣溫總體呈上升趨勢(shì)，尤其暖夜日數(shù)以18.82 d·10a?1速率上升，表明西安地區(qū)氣溫總體上升。西安地區(qū)1959—2008年氣溫上升主要是夜間氣溫上升造成的。

（4）西安市極端氣溫存在突變，突變主要發(fā)生在1990年代，而最高氣溫在1964年出現(xiàn)由低到高的突變，夏日日數(shù)和暖日日數(shù)在2000年代年出現(xiàn)由多到少的突變。暖指數(shù)的增加是西安市1959—2008年氣溫呈上升趨勢(shì)的主要表現(xiàn)。

（5）西安地區(qū)極端氣溫事件普遍存在27 a左右的主控周期，極端最高氣溫、夏日、暖日、霜日、冰日存在15 a左右的振蕩周期，極端最高氣溫、極端最低氣溫、冷夜、冷日也存在10 a 左右的振蕩周期，冷日、冷夜、暖夜、熱夜還存在3 a左右的小振蕩周期。

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Variations of the extreme temperature in Xi'an in recent 50 years

ZHAO Jing-bo1,2, CHENG Yong2, ZHOU Qi1, MA Xiao-hua2
(1. Key Laboratory of Disaster Monitoring and Mechanism Simulating of Shaanxi Province, Baoji University of Arts and Sciences, Baoji 721007, China; 2. Collage of tourism and environment, Shaanxi Normal University, Xi'an 710062, China)

In order to analyze the variational characteristics of extreme temperature and disasters in Xi'an area, meteorological data from 1959 to 2008 which contains daily average temperature, the highest temperature and lowest temperature, methods of linear fitting, Mann-Kendall examination, principal component analysis and correlation analysis were comprehensive employed to analyze each year's variation trends, mutation and the oscillation period of extreme temperature indicators, such as the extreme minimum temperature, extreme maximum temperature, warm nights and warm days, summer days and hot nights, cold nights, cold days, frost days, ice days. The results showed that: the overall temperature of Xi'an area from 1959 to 2008 had an upward trend, especially warm nights increased signif cantly at 18.82 d·10a?1rate. Frost days, ice days, cold nights had downward trends, the decline rate were 0.5 d·10a?1, 6.45 d·10a?1and 4.22 d·10a?1respectively. Summer days, hot days, warm days and warm nights of Xi'an area rised from 1959 to 2008, the rate were 2.35 d·10a?1, 5.38 d·10a?1, 6.48 d·10a?1,

18.82 d·10a?1respectively. The extreme maximum temperature increased firstly and then decreased, the extreme minimum temperature had a slightly rising trend. From 1959 to 2008, extreme temperature mutation mainly occurred in the 1990s, while warm days and summer days mutation occurred in the 2000s. The increasing trend of temperature from 1959 to 2008 was mainly due to warm indices. Wavelet analysis showed that extreme temperatures of Xi'an area had around 27 a master cycle, extreme maximum temperature, summer days, warm days, cold nights, cold days and ice days had about 15 a oscillation. Both the increasing number of extreme warm indices and the reducing number of extreme cold indices would increase the probability of high temperature and drought disasters, and needed some preventive work.

extreme temperature; variation tendency; in recent 50 years; wavelet analysis; the temperature trend in Xi'an

P467

：A

：1674-9901(2014)05-0301-10

10.7515/JEE201405001

2014-07-31

寶雞文理學(xué)院陜西省災(zāi)害監(jiān)測(cè)與機(jī)理模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（13JS012） ；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（40672108）

趙景波，E-mail: zhaojb@snnu.edu.cn