通遼市近51 年極端高溫事件變化特征分析

高 榮

內(nèi)蒙古通遼市氣象局

近年來，伴隨著全球變暖，極端天氣氣候事件的強(qiáng)度和頻率頻繁發(fā)生，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們的生產(chǎn)生活帶來了嚴(yán)重的影響。 因此，有關(guān)極端天氣氣候事件的變化規(guī)律及成因分析已成為當(dāng)前氣候研究的一個(gè)重要問題。 許多研究指出，我國極端最低溫度顯著上升，而極端最高溫度緩慢下降，中國近40 年的增暖主要由于夜間溫度升高引起[1-2]；我國40 年來氣溫極端冷指數(shù)整體呈下降趨勢，極端暖指數(shù)整體呈上升趨勢[3]。

本文選用通遼市9 個(gè)臺(tái)站1961～2011 年51 年的逐日最高氣溫資料（缺測數(shù)據(jù)采用相鄰臺(tái)站數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)），建立了各站極端高溫事件的閾值，分析極端高溫事件的年際變化及空間分布，為預(yù)測和預(yù)防極端事件災(zāi)害提供參考依據(jù)。

一、定義和指標(biāo)

目前國際上在氣候極值變化研究中最多見的是采用某個(gè)百分位值作為極端值的閾值，超過這個(gè)閾值的值被認(rèn)為是極值， 該事件可以認(rèn)為是極端事件[4]。IPCC 第3 和第4 次評估報(bào)告都對極端天氣事件做了定義，極端天氣事件是指某一地點(diǎn)或地區(qū)從統(tǒng)計(jì)分布的觀點(diǎn)看不常見或極少發(fā)生的天氣事件，一般認(rèn)為其發(fā)生的概率是相當(dāng)于或小于第10（或大于第90）百分位數(shù)。 可見極端天氣氣候事件是隨地點(diǎn)而變的，極端氣候事件就是在給定時(shí)期內(nèi)，大量極端天氣事件的平均狀況，這種氣候的平均狀態(tài)相對來說也是極端的。

本文根據(jù)世界氣象組織公認(rèn)的極端氣候指數(shù)，選取逐日最高氣溫序列（按從小到大排序），取第95 百分位作為極端高溫事件的上閾值，超過上閾值的定義為極端高溫事件，統(tǒng)計(jì)極端事件出現(xiàn)的概率。 文中采用線性傾向估計(jì)法分析各站極端事件的變化趨勢，計(jì)算采取最小二乘法進(jìn)行估計(jì)，用其線性傾向值來分析要素的年際變化率，并用相關(guān)系數(shù)來分析極端高溫事件與其平均強(qiáng)度及極值的相關(guān)性。

二、結(jié)果分析

1.極端事件閾值的空間分布特征

全市9 個(gè)站高溫閾值變化范圍在29.4～32.1℃之間， 平均閾值為31.3℃， 閾值最高的是開魯，為32.1℃，而北部的巴雅爾，閾值最低為29.4℃，其余的7 個(gè)站均超過了30.0℃，可見通遼市高溫閾值范圍均未達(dá)到35.0℃，這與李慶祥分析的結(jié)論是一致的[4]。

圖1 1961～2011 年全市極端高溫事件的空間分布（d）

2.極端事件的空間分布情況

統(tǒng)計(jì)全市9 個(gè)臺(tái)站日最高氣溫極端高溫事件結(jié)果顯示： 通遼市1961～2011 年日最高氣溫的極端高溫事件的年平均值在18.4～19.3 天之間，各站差異小，平均事件為18.8 天，高溫事件最多的是庫倫，為19.3 天（圖1）。全市高溫事件中部偏小，南北相對偏大，地區(qū)間差異小。

3.極端事件的年變化

表1 是全市各站極端高溫事件變化情況，各站氣候傾向率均為正值， 說明51 年來通遼市各站總體上呈上升趨勢，上升幅度為0.012～2.2 天/10 年之間，各站升幅差異明顯，其中上升最明顯的是位于通遼市北部的巴雅爾和扎魯特， 上升幅度分別為2.2d/10a、2.062 天/10 年，而中部的開魯、通遼、舍伯吐上升較明顯， 分別上升了1.935 天/10 年、1.263 天/10 年和1.082 天/10 年，奈曼、后旗相對較少，左中和庫倫為最少；開魯和扎旗近51 年的極端高溫事件的年變化中，其線性系數(shù)通過了0.01 信度檢驗(yàn)， 有7 個(gè)站在2000年出現(xiàn)的高溫事件日數(shù)最多，且后旗最多為51 天；全市歷年逐日最高氣溫中極高值是扎魯特為43.7℃，出現(xiàn)在2007 年，其次是1974 年的開魯為41.7℃，最低是后旗的38.2℃，也是出現(xiàn)在2007 年。

表1 通遼地區(qū)各站51 年極端高溫事件變化

表2 可以看出，極端高溫事件與其極端事件平均強(qiáng)度及年極端值有較好的正相關(guān)， 其相關(guān)系數(shù)為0.437～0.649 之 間 和0.545～0.713 之 間， 均 通 過 了0.001 極顯著檢驗(yàn)。 各極端高溫事件的溫度值之和再除以事件日數(shù)為極端事件的平均強(qiáng)度，即極端高溫事件越多，其年極端事件的平均強(qiáng)度越大，年極端最高氣溫就越高，反之則低。

表2 高溫事件與其平均值、年極端值的相關(guān)

4.極端事件的年代際變化

表3 是極端高溫事件在各個(gè)年代發(fā)生次數(shù)的年平均，結(jié)果顯示：自20 世紀(jì)60 年代以來通遼市極端高溫事件是呈先減少后增加的趨勢， 其中上世紀(jì)70年代最少，為16.33 天，進(jìn)入80 年代開始增加，到本世紀(jì)的11 年最多，平均為23.01 天，比多年平均值多4.21 天。各站（庫倫在上世紀(jì)90 年代最多）都在21 世紀(jì)初最多，其中巴雅爾站最多為26.3 天，與上世紀(jì)80年代相比增加了12.6 天，振幅最大，是全市51 年中增加最多的，其次是扎魯特為25.9 天，比80 年代增加了10.1 天。 極端高溫事件出現(xiàn)最少是在20 世紀(jì)70、80 年代，說明在這段時(shí)期日最高氣溫維持在較低的水平，氣溫偏低，而在近20 年里極端高溫事件開始迅速增多，氣候開始變暖。

表3 通遼極端高溫事件的年代際變化

三、結(jié)論

1.全市高溫事件空間分布呈中部偏小，南北相對偏大，地區(qū)間差異小。

2.51 年高溫事件多尺度時(shí)間演變呈上升趨勢，各地在2007 年高溫事件出現(xiàn)最多， 歷史極高值為43.7℃。

3.極端高溫事件與其極端事件的平均強(qiáng)度及年極高值有較好的正相關(guān)。

4.極端高溫事件在上世紀(jì)70 年代最少，本世紀(jì)的11 年最多， 各站中除庫倫外， 也都是在本世紀(jì)的11 年最多，巴雅爾站最多為27.0 天。

[1]翟盤茂,任福民.中國近四十年最高最低溫度變化[J].氣象學(xué)報(bào)，1997,55(4)：418-429.

[2]任福民,翟盤茂.1951-1990 年中國極端氣溫變化研究[J].大氣科學(xué)，1998,22(2)：217-227,

[3]劉學(xué)華,季志建,吳洪保等.中國近40 年極端氣溫和降水的分布特征及年代差異[J].熱帶氣象學(xué)報(bào)，2006,2(6)：618-624.

[4] 近50 年溫度和降水極端事件變化[J]. 地里學(xué)報(bào),2003,58(增刊)：1～10.