內(nèi)蒙古氣溫突變及其影響因子間的響應(yīng)關(guān)系

周 瑩, 馬 龍, 梁瓏騰

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利與土木建筑工程學(xué)院, 呼和浩特 010018)

氣溫突變對(duì)生態(tài)環(huán)境等產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，其與影響因子間的響應(yīng)關(guān)系目前尚不明確，定性特別是定量揭示氣溫突變與其影響因子間的響應(yīng)關(guān)系可為突變機(jī)制的揭示提供參考。

氣候突變?yōu)槎虝r(shí)間內(nèi)氣候從某種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)[1]，表現(xiàn)為氣候變化的不連續(xù)性，在時(shí)間尺度上具有廣泛性[2]，一系列自然證據(jù)對(duì)此已有充分證明，如冰芯[3]記錄揭示了冰期階段內(nèi)具有全球意義的氣候突變事件，通過孢粉化石記錄[4]則可以看出全新世紀(jì)的氣候發(fā)生過兩次重大突變；由氣候突變引起的長期干旱可能導(dǎo)致了瑪雅[5]和美索不達(dá)米亞文明[6]的衰落，以及薩赫勒—撒哈拉生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重破壞且植被消失變?yōu)榛哪甗7]。IPCC第五次評(píng)估報(bào)告指出，近一個(gè)世紀(jì)以來，全球范圍平均氣溫快速上升[8]。20世紀(jì)全球氣溫呈暖—冷—暖變化，極端天氣事件頻發(fā)，加劇了水資源分布的不均[2,9-11]。在1970s出現(xiàn)快速上升現(xiàn)象[12]。北半球氣候在1960s發(fā)生極為明顯的突變[13-14]。

氣候突變兼具空間尺度上的廣泛性，北美[15]、中亞[16]、加拿大[17-18]以及中國的北方地區(qū)[19]、青藏高原[20-21]、黃土高原[10]、華北平原等[22]全球各地在近幾十年均發(fā)生氣候突變。研究表明，氣候變化(104～105a)受地球軌道偏心、傾角等變化影響，但對(duì)于如此迅速且強(qiáng)烈氣候變化的解釋仍缺乏關(guān)鍵證據(jù)[23]。氣溫突變與(或可能與CO2輻射強(qiáng)迫[8]、深海熱量(PDO，AMO)[24-25]、太陽總輻射[26]、太陽活動(dòng)[27]、風(fēng)速[28]、相對(duì)濕度等[29]的變化存在響應(yīng)關(guān)系。總的來看，氣溫突變與多種影響因子間具有單一、融合或疊加的響應(yīng)關(guān)系，十分復(fù)雜，如趙宗慈等[30]認(rèn)為氣溫變暖響應(yīng)與太陽活動(dòng)、火山活動(dòng)和溫室效應(yīng)等綜合因素有關(guān)，但迄今為止還沒有完全揭示這種關(guān)系。

目前研究多為氣溫突變成果，變暖停滯有少量研究[31]。其使用站點(diǎn)較少，多為短數(shù)據(jù)系列，且大多數(shù)只揭示平均氣溫的突變規(guī)律，忽略了平均最低氣溫和平均最高氣溫的區(qū)別，不足以覆蓋普遍特征的氣溫突變[32]。且所選影響因素單一，響應(yīng)關(guān)系不明確。在此基礎(chǔ)上，定性定量地揭示了氣溫突變及其影響因素之間的響應(yīng)關(guān)系。

為使研究具有較高的普遍性和代表性，選取內(nèi)蒙古地區(qū)為研究區(qū)[31]。20世紀(jì)50年代以來，內(nèi)蒙古地區(qū)氣溫普遍上升，對(duì)全球變暖響應(yīng)敏感[33]，不同地區(qū)的氣溫變化格局不同[34]，自東向西氣候類型由濕潤—半濕潤向干旱—半干旱逐漸過渡，氣候差異性顯著[35]，在1977—1996年期間內(nèi)蒙古各地區(qū)氣溫全面發(fā)生突變[36-37]，之后發(fā)生變暖停滯[31]。氣候變化具有代表性和多元典型性[33-38]。該地區(qū)研究多以突變前后特征分析為主，但仍缺乏與影響因子間響應(yīng)關(guān)系的研究。本文采用分布于內(nèi)蒙古及周邊(漠河、塔河、齊齊哈爾、哈爾濱、酒泉、白城、張掖、武威、通榆、馬鬃山、河曲、大同、右玉、圍場、朝陽、乾安、長春、阜新、中衛(wèi)、榆林、承德、張家口、四平、沈陽、銀川、嫩江等)的氣象站點(diǎn)3類氣溫(1951—2016年)等實(shí)測數(shù)據(jù)，以及全球CO2輻射強(qiáng)迫等大空間尺度數(shù)據(jù)，定性、定量揭示氣溫突變與其影響因子間的響應(yīng)關(guān)系，為全球氣候變化研究提供參考。

1 研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

內(nèi)蒙古自治區(qū)坐落于中國北部邊陲(圖1)[31]，主要包括季風(fēng)氣候、溫帶大陸性氣候等多種氣候類型[31,38]。

本次收集了自建站以來共計(jì)70個(gè)氣象站點(diǎn)的數(shù)據(jù)(圖1)，其中全球CO2radiative forcing (CO2)和Annual Greenhouse Gas radiative forcing (AGG)數(shù)據(jù)來自美國NOAA Earth System Research Laboratory (Global Monitoring Division)，時(shí)間序列為1979—2016年；Pacific Decadal Oscillation (PDO)、Atlantic multidecadal Oscillation (AMO)、Multivariate ENSO Index (MEI)，時(shí)間序列均為1951—2018年；大氣壓(AP)、風(fēng)速(WS)、相對(duì)濕度(RH)為1951—2016年70個(gè)氣象站點(diǎn)的年(月)數(shù)據(jù)，與氣溫?cái)?shù)據(jù)使用的氣象站點(diǎn)相對(duì)應(yīng)；太陽總輻射(SR)年數(shù)據(jù)亦源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)，共59個(gè)氣象站點(diǎn)，覆蓋整個(gè)研究區(qū)，時(shí)間序列為1959—2016年；PDO、風(fēng)速等時(shí)間序列為1951—2016年與氣溫?cái)?shù)據(jù)使用的氣象站點(diǎn)相對(duì)應(yīng)；太陽總輻射年(月)數(shù)據(jù)共59個(gè)氣象站點(diǎn)，覆蓋整個(gè)研究區(qū)，時(shí)間序列為1959—2016年[31]。

圖1 研究范圍及氣象站站點(diǎn)位置

1.2 數(shù)據(jù)處理及使用方法

(1) 氣候因子時(shí)間序列統(tǒng)一方面，AGG與全球CO2輻射強(qiáng)迫的時(shí)間序列統(tǒng)一為1979—2016年；其他數(shù)據(jù)均統(tǒng)一為1951—2016年。

(2) 氣候影響因子分類方面，將目前認(rèn)可度較高的AGG(含CO2)、PDO，AMO，MEI，SR歸為明確影響因子[13,39-44]，即第1類影響因子；將可能受氣溫影響并產(chǎn)生反作用的影響因子，視為第2類影響因子[45]，包括WS，AP，RH。

(3) 采用中心聚類法對(duì)研究區(qū)氣溫分區(qū)進(jìn)行分區(qū)[46]。

(4) 采用距離平方反比法對(duì)分區(qū)氣溫及其影響因子進(jìn)行區(qū)域年面值序列的求取[47]。

(5) 氣溫突變檢驗(yàn)方面，采用Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)法[31]。

(6) 氣溫變化劇烈程度方面，使用變異系數(shù)[48]。

(7) 采用氣候傾向率法對(duì)氣溫及其影響因子變化的時(shí)間序列進(jìn)行趨勢分析[49]。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣溫突變變化特征分析

采用Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)法對(duì)全區(qū)3類氣溫進(jìn)行突變年份分析，為敘述方便，將各分區(qū)3類氣溫1951年—突變年、突變年—2016年分別用T1，T2表示，3類氣溫的年平均值分別用：平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫等簡稱表示(圖2)。

圖2 全區(qū)3類氣溫突變年際變化、停滯年份和距平時(shí)間序列

整體上，全區(qū)3類氣溫突變時(shí)間普遍集中于1980s，其中中部區(qū)最高氣溫突變最晚(1993年)。同一分區(qū)，3類氣溫的突變時(shí)間較為接近，最低氣溫整體突變最早，平均氣溫次之，最高氣溫最晚；同類氣溫，除中部區(qū)最低氣溫(1982年)外，中部區(qū)突變最晚(1982—1993年)，西部區(qū)次之(1984—1989年)，東部區(qū)最早(1981—1984年)。變異系數(shù)指離散程度大小，T1時(shí)段，除東部區(qū)最低氣溫外，全區(qū)最低氣溫整體升溫最快，變化程度最劇烈；平均氣溫升溫速率次之，變化劇烈程度較弱；最高氣溫升溫速率最慢，變化劇烈程度最弱；空間上，平均氣溫、最低氣溫升溫速率均由西向東依次減小，最高氣溫與之規(guī)律相反，平均氣溫、最高氣溫變化劇烈程度自東向西依次減弱，最低氣溫則自西向東依次減弱。T2時(shí)段，除東部區(qū)最低氣溫外，其他區(qū)最低氣溫升溫速率最快，平均氣溫次之，最高氣溫最慢，相應(yīng)地，3類氣溫變化劇烈程度最低氣溫>平均氣溫>最高氣溫；空間上，平均氣溫升溫速率按東、西、中部依次減小，最高氣溫升溫速率自東向西依次減小，平均氣溫、最高氣溫變化劇烈程度自東向西依次減弱，最低氣溫則由中部向西、東部區(qū)減小/減弱。

2.2 氣溫突變對(duì)第1類影響因子變化的響應(yīng)

全區(qū)3類氣溫與AGG含(CO2)、PDO和AMO、太陽總輻射(SR)、MEI等(1951年—各分區(qū)3類氣溫突變年)的相關(guān)系數(shù)空間分布情況見表1，圖3為代表性分區(qū)氣溫與AGG(含CO2)，PDO，AMO，SR，MEI的累積距平年際序列變化情況，限于篇幅，以能代表普遍規(guī)律且相關(guān)性較好(p<0.05)的分區(qū)示例給出。

圖3 典型地區(qū)氣溫年際變化及其影響因子的累積距平

工業(yè)革命以來，人類活動(dòng)不斷排放CO2等溫室氣體，大氣CO2福射強(qiáng)迫增加是造成全球變暖的主要原因[23]。由表1可知，全區(qū)最低氣溫與AGG，CO2相關(guān)性(0.782，0.714)最好，最高氣溫與AGG相關(guān)性(0.671，0.630)次之，平均氣溫與AGG相關(guān)性(0.623，0.685)相對(duì)較差；空間上，除全區(qū)最低氣溫與二者和最高氣溫與CO2相關(guān)性外，其他類型氣溫與二者相關(guān)性均由西東、中部依次減弱。由圖3可知，1979年以來AGG[0.234～0.391 W/(m2·10 a)]、CO2輻射強(qiáng)迫[0.258～0.308 W/(m2·10 a)]呈上升趨勢，氣溫變化與之具有趨勢同向性，并在AGG(含CO2)持續(xù)上升3～14 a后，全區(qū)3類氣溫發(fā)生突變。

太平洋年代際振蕩(PDO)是北太平洋地區(qū)氣候變化的一個(gè)主要模態(tài)，對(duì)于中國的氣候變化起重要作用[24]。由表1可知，全區(qū)最低氣溫與PDO的相關(guān)性最好(0.301)，平均氣溫(0.276)次之，最高氣溫(0.123)最差，除全區(qū)最高氣溫與PDO相關(guān)性外，中部其他類型氣溫與PDO相關(guān)性最好，西部次之，東部最差。由圖3看出，1951—2016年P(guān)DO發(fā)生了3次明顯的正負(fù)位相交替，全區(qū)3類氣溫也相應(yīng)發(fā)生了明顯的升降趨勢轉(zhuǎn)折變化，1951—1959年P(guān)DO由負(fù)位相轉(zhuǎn)變?yōu)檎幌鄷r(shí)，3類氣溫呈上升趨勢，1959—1969年P(guān)DO整體處于負(fù)位相，氣溫呈持續(xù)下降趨勢，1969—2008年P(guān)DO由負(fù)位相轉(zhuǎn)為正位相且持續(xù)上升6～18 a(0.482/10 a)，3類氣溫呈持續(xù)上升趨勢并普遍于該階段發(fā)生突變。

AMO指發(fā)生在北大西洋區(qū)域空間上具有海盆尺度，時(shí)間上具有多年尺度的海表溫度準(zhǔn)周期性暖冷異常變化，在歐亞大陸的表面氣溫及全球其他區(qū)域氣候演變中發(fā)揮了重要作用[25]。由表1可知，除中部3類氣溫外，其他分區(qū)最高氣溫與AMO相關(guān)性最好(0.354)，平均氣溫(0.324)次之，最低氣溫(0.278)最差；除最低氣溫與AMO的相關(guān)性外，最低氣溫、最高氣溫均與AMO的相關(guān)性均由自西向東部依次減弱。由圖3可知，全區(qū)氣溫與AMO逐年變化具有相似性，AMO分別在1963年與1995年發(fā)生了兩次明顯的正負(fù)位相交替，在1951—1974年呈下降趨勢(-0.24/10 a)，1974—1998年AMO處于負(fù)位相且持續(xù)上升(0.143/10 a)7～19 a時(shí)，3類氣溫發(fā)生突變。

太陽輻射(SR)是指太陽以電磁波的形式向外傳遞能量，太陽向宇宙空間發(fā)射的電磁波和粒子流。由表1可知，全區(qū)3類氣溫與SR均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，全區(qū)最低氣溫與SR的相關(guān)性(-0.453)>平均氣溫(-0.308)>最高氣溫(-0.225)；空間上，除全區(qū)平均氣溫與SR的相關(guān)性由西向東依次減弱，最高氣溫、最低氣溫與SR的相關(guān)性均由西部向東、中部依次減弱。由圖3來看，1959—1989年太陽總輻射呈快速下降趨勢[-19.54 MJ/(m2·10 a)]，氣溫與其具有趨勢反向性，在此階段3類氣溫普遍發(fā)生突變；1989—1994年太陽總輻射急劇上升[7.50 MJ/(m2·10 a)]，氣溫隨之快速下降。

MEI基于熱帶太平洋上的海平面氣壓、地面緯向風(fēng)、地面經(jīng)向風(fēng)、海表溫度、海面氣溫和總云量6個(gè)要素綜合地監(jiān)測、診斷和判別厄爾尼諾(ENSO)事件的發(fā)生[31]。由表1可知，除中部3類氣溫外，西、東部平均氣溫與MEI相關(guān)性(0.345，0.201)>最高氣溫(0.305，0.198)>最低氣溫(0.246，0.123)；空間上，西部3類氣溫與MEI的相關(guān)性均最好，除平均氣溫外，其他類型氣溫均中部與MEI的相關(guān)性次之，東部最差。從圖3上看，MEI整體呈上升趨勢，全區(qū)3類氣溫與其變化趨勢一致，且逐年變化以年際振蕩同向性為主，但其間存在年際震蕩反向性階段(持續(xù)2～5 a)。在1976—1997年MEI呈持續(xù)快速上升(0.541/10 a)趨勢，平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫于該時(shí)段陸續(xù)發(fā)生突變。

表1 全區(qū)3類氣溫與第1類影響因子相關(guān)性的空間分布

綜上，AGG(含CO2)呈線性上升，氣溫變化與其具有趨勢同向性，氣溫突變與AMO持續(xù)上升的時(shí)間具有一致性，且對(duì)PDO處于正位相且持續(xù)上升響應(yīng)之間存在滯后現(xiàn)象，與太陽總輻射快速下降、MEI快上升趨勢時(shí)間一致；與MEI存在年際振蕩同向性/反向性周期交替變化。

2.3 氣溫突變對(duì)第2類影響因子變化的響應(yīng)

圖4為氣溫與第2類影響因子標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間序列變化示意圖，詳細(xì)方法見參考文獻(xiàn)[31]。影響因子可能發(fā)生突變更早，且在氣溫突變后仍在一定階段內(nèi)保持這種趨勢。全區(qū)3類氣溫與第2類影響因子的相關(guān)性空間分布見表2，氣溫及其影響因子累積距平的年際變化見圖5，限于篇幅，以能代表普遍規(guī)律且相關(guān)性較好并通過99%顯著性檢驗(yàn)的分區(qū)示例給出。

由圖4及圖5可以看出，全區(qū)3類氣溫與風(fēng)速存在5～20 a左右的年際振蕩同向性/反向性交替周期性的變化。由表2可知，平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫突變前與全區(qū)風(fēng)速均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，平均氣溫、最高氣溫與風(fēng)速的相關(guān)性由東向西依次變好，最低氣溫則由中部分別向東、西方向變差，最低氣溫與風(fēng)速相關(guān)性整體(-0.685)>平均氣溫(-0.625)>最高氣溫(-0.505)?？偟脕碚f，氣溫上升與風(fēng)速減小存在密切關(guān)系，風(fēng)速在1951—1960年左右(1959—1977年)普遍呈持續(xù)上升趨勢[0.01～1.16 m/(s·10 a)]，其后至1986年左右(1981—1993年)為下降趨勢(1981—1993年為全區(qū)各類氣溫突變時(shí)間范圍，風(fēng)速在此之后至2008年左右仍呈下降趨勢，以下類似表述思路同此。由圖4可知當(dāng)風(fēng)速持續(xù)下降3～28 a，11～25 a，6～21 a，傾向率達(dá)到-0.53～-0.24 m/(s·10 a)，-0.25～-0.24 m/(s·10 a)，-0.39～-0.30 m/(s·10 a)時(shí)，平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫分別發(fā)生突變。

由圖4及圖5可知，全區(qū)平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫與相對(duì)濕度整體具有年際振蕩反向性關(guān)系。由表2可知，全區(qū)3類氣溫與相對(duì)濕度均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，除東部外，其他分區(qū)均最高氣溫與相對(duì)濕度相關(guān)性最好，平均氣溫次之，最低氣溫最差；最高氣溫與相對(duì)濕度相關(guān)性中、東、西部依次減弱，其他氣溫與其相關(guān)性則均為東部(-0.334～-0.350)>中部(-0.424～-0.485)>西部(-0.457～-0.550)。整體上看，氣溫上升與相對(duì)濕度減小關(guān)系密切，且二者趨勢峰(谷)值整體對(duì)應(yīng)關(guān)系較好；相對(duì)濕度在1951—1966年左右(1964—1988年)普遍呈下降趨勢(-0.34～-0.56%/10 a)，西部平均氣溫、西部最低氣溫與之相反；其后至1986年左右(1981—1993年)，全區(qū)相對(duì)濕度普遍呈下降趨勢(-0.18～-0.11%/10 a)，中部平均氣溫、西部最高氣溫與之相反。由圖4可知當(dāng)相對(duì)濕度持續(xù)下降16～22 a，16～20 a，11～29 a，傾向率達(dá)到-0.12～-0.11%/10 a，-0.14～-0.11%/10 a，-0.13～-0.12%/10 a時(shí)，3類氣溫發(fā)生突變。

由圖4及圖5可知，氣溫與大氣壓存在年際振蕩同向性/反向性交替周期變化(3～20 a)。除最高氣溫外，其他氣溫與大氣壓相關(guān)性自西向東依次增強(qiáng)；西部最高氣溫與大氣壓相關(guān)性最好(-0.328)，平均氣溫次之(-0.255)，最低氣溫(-0.225)最差；中部平均氣溫與大氣壓相關(guān)性最好(0.375)，最低氣溫次之(0.313)，最高氣溫較差(0.205)；東部最低氣溫與大氣壓相關(guān)性最好(0.603)，平均氣溫次之(0.550)，最高氣溫較差(0.534)。整體上看，除西部最高氣溫外，西、中部大氣壓在1951—1968年左右(1965—1978年)普遍呈持續(xù)上升趨勢(0.12～0.24 hPa/10 a)，東部在1951—1966年普遍呈下降趨勢(-0.35～-0.42 hPa/10 a)；其后至1986年左右(1981—1993年)大氣壓持續(xù)增加。由圖4可知當(dāng)大氣壓持續(xù)增加17～24 a，17～20 a，17～25 a，傾向率達(dá)到0.10～0.17 hPa/10 a，0.11～0.42 hPa/10 a，0.11～0.42 hPa/10 a時(shí)，3類氣溫發(fā)生突變。

圖4 氣溫與第2類影響因子標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)間序列變化

圖5 典型地區(qū)氣溫年際變化及其影響因子的累積距平

整體上看，1980s～1990s，隨AGG(含CO2)持續(xù)增大、AMO持續(xù)上升、PDO處于正位相階段且呈上升趨勢、太陽總輻射快速下降、MEI快速上升、全區(qū)風(fēng)速和相對(duì)濕度持續(xù)下降、大氣壓持續(xù)上升，全區(qū)氣溫發(fā)生突變，突變是各影響因子共同作用的結(jié)果。

3 討 論

全區(qū)3類氣溫在1981—1993年全面發(fā)生突變[38]，整體由東向西突變依次變晚。氣溫突變現(xiàn)象在全球尺度上均有發(fā)生，如法國在1987—1988年春季增溫顯著[49]，中亞[15]和東北亞[50]地區(qū)分別突變于1980s和1990s中期以后，這與本文研究結(jié)果一致。

總體來看，同一分區(qū)平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫突變年份較為接近，全區(qū)平均氣溫、最低氣溫、最高氣溫與其對(duì)應(yīng)的風(fēng)速、大氣壓、相對(duì)濕度以及全球尺度下的MEI普遍存在年際振蕩同向性與年際振蕩反向性周期交替現(xiàn)象；1980s—1990s，隨全區(qū)AGG(含CO2)、正位相PDO，AMO，MEI、大氣壓持續(xù)上升，SR、風(fēng)速和相對(duì)濕度快速下降，全區(qū)氣溫發(fā)生突變，表明不同時(shí)段影響因子可能會(huì)削弱或強(qiáng)化突變的效果，且影響因子并不唯一、響應(yīng)關(guān)系并不單一。

已有研究表明，影響氣溫突變的因子多樣，存在錯(cuò)綜復(fù)雜的響應(yīng)關(guān)系，其中主要存在兩類響應(yīng)關(guān)系，一是趨勢同向性，如1980s—1990s，溫室氣體可吸收長波輻射使得大氣因吸收到的能量增多而變暖[51]；當(dāng)PDO位于年代際正位相時(shí)對(duì)最高、平均和最低氣溫變暖影響較大，冬季尤為顯著[52]；東亞地區(qū)厄爾尼諾導(dǎo)致的熱帶印度洋變暖[53]，進(jìn)而導(dǎo)致氣溫變暖；AMO正位相對(duì)應(yīng)的中國冬季氣溫整體偏高[54]，并使氣溫持續(xù)上升發(fā)生突變；西部區(qū)3類氣溫與氣壓整體呈負(fù)相關(guān)是由于西部大氣壓增高，西風(fēng)顯著減弱使得東亞季風(fēng)攜帶水汽更容易向西北輸送，帶來降溫效果，而中、東部區(qū)3類氣溫與氣壓整體呈正相關(guān)是由于東亞季風(fēng)水汽向東輸送濕潤暖空氣，使得北太平洋的冷空氣減少，東亞北部到西北太平洋地區(qū)有異常暖平流，使研究區(qū)中、東部區(qū)增溫[55-56]，氣壓降低，氣旋性環(huán)流異常加強(qiáng)，與春季盛行西風(fēng)疊加，造成風(fēng)速的增加，使得氣溫降低[57]。

表2 全區(qū)3類氣溫與第3類影響因子相關(guān)性的空間分布

二是趨勢反向性，如1970s研究表明在內(nèi)蒙古東部發(fā)生氣溫突變時(shí)，該地區(qū)總云量不斷上升但仍處于負(fù)位相，而云量使得太陽總輻射對(duì)氣溫作用削弱，對(duì)氣溫下降作用減弱，而其他影響因子對(duì)氣溫影響作用更為顯著，使得氣溫上升[58]；北極濤動(dòng)[59]、ENSO[60]等通過影響大氣環(huán)流的變化及下墊面物理狀況的改變，比如地表粗糙度、感熱、潛熱等的變化，會(huì)改變下墊面的動(dòng)力及熱力特征等均引起風(fēng)速變化[57]；不同的下墊面有不同的增濕作用[61]；氣溶膠濃度的降低，使得氣溫發(fā)生顯著上升[62]；1980年后，中國地區(qū)對(duì)流層臭氧整體呈現(xiàn)緩慢的下降趨勢，導(dǎo)致對(duì)流層和近地面層溫度不斷增加[63]。在已有研究的基礎(chǔ)上，更綜合考慮多方面因素，定性更定量的揭示氣溫突變與其多種影響因子間的響應(yīng)關(guān)系，對(duì)全國乃至全球氣候變化及其引起的災(zāi)害研究有一定借鑒作用。

由于數(shù)據(jù)序列長度較短，在揭示氣溫突變響應(yīng)及其影響因子的變化規(guī)律仍存在局限性和不足。年序列可能降低甚至掩蓋對(duì)季節(jié)(月)氣溫突變的敏感性，本文僅對(duì)年序列進(jìn)行分析，可能會(huì)對(duì)研究結(jié)論產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)，考慮到影響因素不是很全面且采用方法單一，也會(huì)對(duì)研究結(jié)論產(chǎn)生影響，后續(xù)將結(jié)合更多的影響因素和長序列數(shù)據(jù)，從年、季、月尺度出發(fā)，進(jìn)行下一步的研究。

4 結(jié) 論

(1) 全區(qū)3類氣溫在1981—1993年全面發(fā)生突變，同一分區(qū)3類氣溫突變年份較為接近，由西向東氣溫突變依次變?cè)纭?/p>

(2) 總得來說，最低氣溫與AGG(含CO2)，PDO，SR，風(fēng)速相關(guān)性最好，平均氣溫與PDO，MEI，SR，風(fēng)速次之?？臻g上，西部區(qū)3類氣溫與AGG(含CO2)，SR，MEI相關(guān)性最好。

(3) AGG(含CO2)在1980s—1990s持續(xù)上升、PDO處于正位相階段且呈上升趨勢、AMO持續(xù)上升、SR快速下降、MEI快速上升、各分區(qū)風(fēng)速和相對(duì)濕度持續(xù)下降、大氣壓持續(xù)上升，各分區(qū)氣溫發(fā)生突變。如當(dāng)AGG(含CO2)持續(xù)上升2～9 a且傾向率達(dá)到0.234～0.285 W/(m2·10 a)，太陽總輻射快速下降(-19.54 MJ/(m2·10 a))，風(fēng)速持續(xù)減小3～28 a且傾向率達(dá)到-0.53～-0.24 m/(s·10 a)時(shí)，平均氣溫發(fā)生突變.各分區(qū)3類氣溫突變的發(fā)生是這些影響因子共同作用的結(jié)果。