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1961—2020年宁夏地区极端气候变化趋势及影响因素分析

  • 徐洁 1,2,3
  • 毕宇珠 4
  • 雷秋良 1,2
  • 徐用兵 1,2
  • 罗加法 5
  • 杜新忠 1,2
  • 裴玮 1,2
  • 武淑霞 1,2
  • 刘宏斌 1,2
1. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,北京 100081; 2. 农业农村部面源污染控制重点实验室,北京 100081; 3. 中国农业大学烟台研究院,山东烟台 264670; 4. 北京农学院,北京 100096; 5. 新西兰皇家农业科学院,汉密尔顿 3240

中图分类号: S166

最近更新:2023-01-06

DOI:10.7621/cjarrp.1005-9121.20221217

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目录contents

摘要

目的

探明极端气候指数的时空变化特征,明确极端气候变化的影响因素。

方法

文章基于1961—2020年宁夏19个气象站点的逐日平均气温、最高气温、最低气温和降水量等数据,采用国际气候诊断与指数小组(ETCDD-MI)定义的极端气候指数,运用线性趋势法、克里金插值法、小波分析等方法,明确宁夏极端气候变化趋势,并探讨人类活动与极端气温变化的关系。

结果

(1)宁夏的极端气温指数中,暖夜、夏日日数、持续暖期日数和年最大日最高气温均呈现上升趋势;霜冻日数、冷昼、持续冷日日数均呈现下降趋势,年最大日最低气温呈上升趋势。(2)在空间分布上,暖夜、夏日日数、连续暖期日数和年最大日最高气温的变化率在引黄灌区变化率较大,指数均呈现上升趋势,霜冻日数、冷昼、连续冷期日数在全区均呈现下降趋势,引黄灌区和中部干旱区下降趋势变动较为明显。(3)极端高温指数的变化率在北部引黄灌区较高,全区呈现出升温态势。(4)宁夏4个极端降水指标变化并不显著,但区域间年际变化差异较大,南部山区大部分地区极端降水指数变化率较高且呈正向变化,而北部引黄灌区降水年际变化率远低于南部山区且降水趋于减少。(5)1987—1992年极端高温指数和极端低温指数存在显著共振周期,极端高温指数上升领先极端低温指数。(6)极端气温影响因素分析发现,人口的增长、能源消费碳排放量的增加、城市化率的上升和建筑面积的增加,与月最高温日值都存在线性相关关系,反映出随着人类活动的增加,极端高温指数也存在一定程度的正向关系。

结论

极端气候变化特征表明,宁夏地区高温事件增加,低温事件减少,极端降水年际波动幅度较大,地区差异显著,并且人类活动可能与极端气候变化存在相应关系。

0 引言

IPCC发布了《全球升温1.5℃特别报告》,与工业化之前相比,由于人类活动已经上升了1.0℃,并且到2035年全球平均地表温度会上升0.3~0.48[

1]。《中国气候变化蓝皮书(2020)》指出,中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区,1951—2019年中国年平均气温每10年升高0.24℃,升温速率明显高于同期全球平均水平。在全球升温的大背景下,极端气候事件频繁发生。极端气候具有突发性、破坏性、精准预测难度大等特[2],其引发的各种自然灾害严重威胁人类的生命和财产安全,例如2021年2月持续受到冬季恶劣天气影响,已经致使全美近70人死[3];2021年4月份,新疆多地遭遇极端天气,给交通和居民生活到来不小影[4];2021年7月份河南省郑州市的极端降水天气造成直接经济损失909.81亿[5];2021年10月初,山西省多地受到罕见的强降水侵袭,其降水量是10月常年月平均量的3倍以上,多地河流水库超[6]。近年来极端气候变化的研究引起越来越多的关注,也成为学术界研究的一个热点问题。

很多学者针对不同区域开展一系列研究,其中,基于国际气候诊断与指数小组(ETCDD-MI)所定义的极端气候指数,并结合各种分析方法对极端气候进行分析成为研究极端气候的重要方式。自1960年以来,我国总体极端气温指数呈上升趋势,极端高温事件的频率和持续性不断增大,气候变暖的同时总体降水增加滞后且缓[

7-9]。最新研究表明,未来中国区域之间的脆弱性差别很大,并且存在几个明显的高脆弱区,主要分布在东北和西北地区(新疆、甘肃和宁夏)[8]。在我国西北干旱区,平均气温呈现明显的上升趋势,极端高温事件明显增多,气温变化也存在季节和区域差[9-11],其中在宁夏北部及西北部日极端高温的上升趋势十分显著,暖昼(夜)日数、冷昼(夜)日数增减速率也较其他区域更[12]

近年来针对宁夏地区,许多学者分别从气温、降水及干旱等角度分析该地区极端气候情况。在对1962—2015年宁夏平均气温和极端气温变化特征进行研究时,发现宁夏极端暖指标均呈现上升趋势,且极端高温事件发生频率、增幅明显高于极端低温事[

13]。从降水角度来看,宁夏降水阶段性特征、区域性和季节性差异较大,自2011年以来降水增[14]。在对1961—2018年宁夏银川气象站的气候变化趋势进行小波变化和极差分析时发现,平均降水量呈现出波状分布的变化态[15]。从干旱角度来看,1960—2012年宁夏来基本上经历了一个由湿润期到干旱期的旱化过程,南部山区的干旱发生频率最高,中部干旱带次之,引黄灌区最[12]。在极端气候的影响因素方面,有研究表明,人类活动对极端气候产生的影响正成倍增[16],有学者通过模拟温室气体与硫化物气溶胶的增加,预测到未来西北地区将继续变[17],当前城市发展较快、人类活动较为密集已然成为了影响西北地区降水的重要原因之[18]

综上所述,在目前已有的研究中大多是基于西北、陕甘宁等较大的地理分区进行极端气候的分[

19],对宁夏地区极端气温和极端降水指数变化的研究较少。宁夏深居内陆,属典型的大陆性半湿润半干旱气候,气候干燥,雨雪较少。宁夏也是我国地形地貌较为复杂的地区之一,引黄河水自流形成了大面积的自流灌溉渠,人类活动对自然环境的干预较大,在此基础上人类活动对极端气温的影响也需要进一步分析。文章基于1961—2020年宁夏19个气象站点逐日气象数据,开展以下几个方面的研究:(1)基于极端气候指数,分析宁夏全区极端气温和极端降水特征的时空变化;(2)对宁夏极端气温指数和极端降水指数进行突变分析;(3)对极端暖指数和极端冷指数进行交叉小波变换和小波相关分析,以探究极端气温的周期演变规律;(4)从人口、能源消费碳排放量、城市化、建设用地面积角度,分析其与年最小日最低气温、年最大日最高气温之间的相关关系,进而得出人类活动对极端气温的影响。

1 数据与方法

1.1 研究区域概况

宁夏回族自治区位于中国西北部东部地区的黄河中上游地区,地处北纬35°14′~39°23′,东经104°17′~107°39′,总面积为6.64万km2,中国西北地区东部,黄河上游、河套西部。宁夏全境海拔1 000m以上,地势南高北低,落差近1 000m,呈阶梯状下降。在地形上分为三大区域:一是北部引黄灌区,地势平坦;二是中部干旱区,干旱少雨,风大沙多,土地贫瘠;三是南部山区,丘陵沟壑林立,部分地域阴湿高寒。宁夏回族自治区地处中国内陆,为典型的大陆性气候,最南端的六盘山区属半湿润区,卫宁平原以北属干旱区,其他地区为半干旱区。宁夏各地年平均气温5.6~10.1℃,自南向北递增;最冷月(1月)平均气温为-7.3℃,最热月(7月)为22.4℃。年降水量在167.2~647.3mm,自南向北递减。宁夏降水季节分配很不均匀,夏秋多、冬春少、降水相对集中。春季降水仅占年降水量的12%~21%;夏季是一年中降水次数最多、降水量最大、局部洪涝发生最频繁的季节;秋季降水量略多于春季,约占年降水量的16%~23%;冬季最少,大多数地区不超过年降水量的3%[

20]

1.2 数据来源

该文采用由中国气象局国家气象中心提供的1961—2020年宁夏回族自治区19个站点的逐日最高气温、最低气温、平均气温、降水量数据。通过对数据进行质量控制,消除数据记录缺失的影响,共筛选出19个站点的有效数据(图1)。其中,北部引黄灌区有10个站点,中部干旱区5个站点,南部山区4个站点。人口、城市化率及建筑面积数据来源于《宁夏回族自治区统计年鉴》,能源消费碳排放相关数据源于《IPCC国家温室气体清单指南》和2004—2019年《中国能源统计年鉴》。

图1  宁夏气象站点分布

1.3 指标选取

根据研究目的,在ETCCDMI所提供极端气候指标体系的27项极端气候指数中,选取12个主要指数(表1),其中极端气温指数8个;由于宁夏位于西北地区,典型的大陆性气候,气候干燥降水较少,因此降水指标选取其中的4个。

表1  极端气候指数名称及其释[21,22]
符号气候指数定义

与气温相关的极端气

候指数(ET)

FD(d) 霜冻日数 年内最低气温<0℃的日数
SU(d) 夏日日数 年内日最高气温>25℃的日数
TNn(℃) 年最小日最低气温 年内日最低气温的最小值
TXx(℃) 年最大日最高气温 年内日最高气温的最大值
TN90p(d) 暖夜 TN>90%累积频率对应值的日数
TX10p(d) 冷昼 TX<10%累积频率对应值的日数
WSDI(d) 连续暖期日数 在TN90p基础上,连续6日的暖昼数的历时日数
CSDI(d) 连续冷期日数 在TX10p基础上,连续6日的冷昼数的历时日数

与降水相关的极端气

候指数(EP)

RX1day(mm) 最大1日降水量 年最大日降水量
CDD(d) 连续干旱指数 日降水量<1mm的最长连续日数
CWD(d) 连续湿润指数 日降水量>1mm的最长连续日数
PRCPTOT(mm) 年降水总量 日降水量>1mm的年累积降水量

1.4 研究方法

该文采用国际气候诊断与指数小组(ETCDD-MI)提供的极端降水和气温事件的相关指标,运用NewCppClimDex V1.0对宁夏回族自治区的极端气候指数进行计算。根据宁夏的地形,将宁夏分为引黄灌区、中部干旱区和南部山区(图1),采用ArcGIS的地统计工具对宁夏极端气候指数进行空间插值,并从宁夏3个划分区域的角度进行分析。基于Mann-Kendall[

23]对极端气候要素的变化进行突变分析,确定各项极端气候指标发生突变的年份。通过Morlet小波分[24]明确极端气温的周期性规律,并绘制小波交叉和小波相干图,可诊断出气温序列变化的多层次特征,从而得到周期变化在各个时间尺度上的详细信[25]。基于《宁夏统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》数据,通过能源碳排放系数[26]表2)和宁夏能源平衡表(实物量)计算能源消费碳排放量(表3),计算公[27]为:

C=i=110Ci=i=110Ei×ri (1)
表2  能源碳排放系数
碳排放系数原煤焦炭原油汽油煤油柴油燃料油天然气热力电力
换算成标准煤(t标准煤/t) 0.714 3 0.971 4 1.428 6 1.471 4 1.471 4 1.457 1 1.428 6 1.33 34.12* 0.345
碳排放系数(万t碳/万t标准煤) 0.755 9 0.855 0 0.585 7 0.553 8 0.571 4 0.592 1 0.618 5 0.448 3 0.670 0 0.272*

*表明热力换算成标准煤单位为kg标煤/百万kJ,电力的换算系数单位为kg/kWh

表3  2004—2011年宁夏能源碳排放量
年份碳排放量(万t)年份碳排放量(万t)
2004 2 845.193 456 2012 11 583.450 41
2005 3 745.615 746 2013 11 783.456 51
2006 4 415.275 868 2014 11 768.072 22
2007 5 451.397 395 2015 12 599.663 04
2008 6 763.642 848 2016 13 976.119 77
2009 7 591.228 739 2017 15 884.475 67
2010 9 071.995 881 2018 17 641.700 71
2011 11 247.695 940 2019 19 519.383 83

式(1)中,为能源消费的碳排放量;i为第i种能源的碳排放量;i为第i种能源的消费量(kg标准煤或kg);ri为第i种能源的碳排放系数(kg/kg标准煤或kg/kg)。

2 结果与分析

2.1 极端气温指数的时空变化

2.1.1 极端气温指数的年际变化

对1961—2020年宁夏的极端气候指数计算并进行线性回归分析,结果均通过0.05显著性检验。由极端气温变化趋势图可以看出(图2),宁夏地区的霜冻日数(FD)、冷昼(TX10p)、以及持续冷期日数(CSDI)均呈下降趋势,其线性变化率分别为-4.4d/10年、-0.72d/10年、-1.2d/10年,年最小日最低气温(TNn)则呈现上升态势并逐渐升高,其最大低值出现在2017年,为-2.61℃;夏日日数(SU)、暖夜(TN90p)以及持续暖期日数(WSDI)分别以3.4d/10年、1.4d/10年、1.0 d/10年的速率显著上升,日最高气温最大值出现在2013年,为24.6℃;在60年当中,持续暖期日数、持续冷期日数以及夏日日数整体波动较大。通过对极端气温指数的M年nn-Kend年ll检验发现,年最大日最高气温(TXx)、暖夜、夏日日数和持续暖期日数均在20世纪90年代中后期出现突变。

图2  1961—2017年宁夏极端气温指数的年际变化趋势

2.1.2 极端气温指数的空间变化

宁夏地区极端气温指数的变化率存在明显的地区差异(图3)。霜冻日数(FD)的变化率范围-16.4~-3.1d/10年,引黄灌区的年际变化率最大,全区范围内呈减少态势。夏日日数(SU)变化率范围-5.9~8.8d/10年,北部的引黄灌区的最大,南部山区整体较小,全区大体上呈增加态势。年最大日最高气温(TXx)的变化率范围是-0.31~0.8℃/10年,北部引黄灌区的10年变化率最大,中部干旱区和南部山区变化率在0.02~0.41℃/10年,总体升温状态显著。年最小日最低气温(TNn)变化率范围0.34~2.21℃/10年,全区的年最小日最低气温呈现上升趋势,升温较为明显的区域是引黄灌区。冷昼(TX10p)变化率范围-0.95~-0.43%/年,全区冷昼日数呈现减少的趋势,变化率由东到西逐渐降低,最明显的地区是南部山区。暖夜(TN90p)变化率范围1.0~3.8%/年,全区暖夜呈增加趋势,变化率较大的区域是北部引黄灌区和南部山区。持续暖期日数(WSDI)变化率范围在1.23~1.78d/10年,总体呈上升趋势,变化率最大的区域是引黄灌区。持续冷期日数(CSDI)变化率范围在-1.6~-0.74d/10年,由东到西逐渐增大,高值中心位于中部干旱区。

图3  宁夏极端气温指数的空间变化趋势

2.2 极端降水指数的时空变化

2.2.1 极端降水指数的年际变化

相较于宁夏极端气温指数,极端降水指数年际波动幅度较大,但是总体变化趋势并不明显(图4)。在分析持续干燥指数(CDD)、持续湿润指数(CWD)、最大1日降水量(RX1day)以及年降水总量(PRCPTOT)时发现,持续湿润指数和最大1日降水量呈现微弱的下降趋势,10年平均最大分别出现在20世纪60年代和21世纪初。连续干旱指数和年降水总量上升趋势不明显,年降水总量最高值出现在2010—2020年,最大1日降水量在1961—1970年出现10年平均最大。极端降水指标通过Mann-Kendall检验发现,最大1日降水量和年降水总量的突变年份出现在2017年左右,与西北近时期降水增加的趋势相符。

图4  1961—2017年宁夏极端降水指数的年际变化趋势

2.2.2 极端降水指数的空间变化

宁夏降水指数的空间差异较为明显(图5)。最大1日降水量(RX1day)变化率在-0.4~1.47mm/10年,年际没有明显变化,区域差异上西北和东南部稍有增加,中部干旱区和引黄灌区降水趋于减少。持续干燥指数(CDD)变化率在-12.2~5.2d/10年,北部引黄灌区的持续干燥指数呈增加趋势,由北向南逐渐减少。宁夏年降水总量(PRCPTOT)空间变化率在-2.6~3.5mm/10年,大部分地区呈现减少趋势,变化率由中部地区向南北两侧逐渐变大。

图5  宁夏极端降水指数的空间变化趋势

2.3 极端气温的小波分析

2.3.1 极端高温的周期演变

对连续暖期日数和暖夜指数进行小波分析,分析极端高温事件出现的共振周期(图6)。在交叉小波变换(XWT)中,暖夜和持续暖期日数在1975—1982年的时间序列上,在1~3.5年的周期尺度上,二者存在高值能量区对应。在1990年之后也出现了一个1~4年时间尺度的高值能量对应区,二者均呈现正相关关系。小波相干分析中(WTC)可以发现,连续暖期日数和暖夜在1~6年时间尺度具有显著的正相关特征,相关系数达到0.9,并且在1989—1995年时段上有一个准3年显著共振周期,相关系数达到0.9,2004年之后出现一个5~7年时间尺度的共振周期,相关系数达到0.9,此外,2015—2019年也存在一个1~3年的准共振周期。

图6  1970—2020年宁夏极端高温指数的周期演变

XWT: Cross-wavelet spectrum; WTC: Wavelet coherency; WSDI: Warm speel duration indexXWT:交叉小波;WTC:小波变换;WSDI:持续暖期日数;TN90p:暖夜

2.3.2 极端低温的周期演变

对连续冷期日数和冷昼指数进行小波分析,分析极端低温事件出现的共振周期(图7)。通过交叉小波变换(XWT)发现冷昼和连续冷期日数在通过95%的置信区间存在强度一致的3个周期。其中,在3~5年周期尺度上,二者高值能量区对应,存在很好的相关性,并且位相差为360°±45°,即在3~5年时间范围内,连续冷期日数领先冷昼1个周期或二者同步。同样,在2008—2012年的时间序列上显著性检验通过的范围内,在2~4年的时间尺度,存在高值能量区的对应,连续冷期日数领先冷昼3/4个周期。小波相干分析中(WTC)可以发现,连续冷期日数和冷昼在1979—1997年存在一个2~5年时间尺度的显著共振周期,相关系数达到0.9,在1961—2016年具有3.5~15年的正相关的显著共振周期,在2004年之后,也存在一个3年的显著共振周期。

图7  1970—2020年宁夏极端低温指数的周期演变

XWT: Cross-wavelet spectrum ; WTC: Wavelet coherency ;CSDI: Cold speel duration indexXWT:交叉小波;WTC:小波变换;CSDI:持续冷期日数;TX10p:冷昼

2.3.3 极端气温的周期演变

对极端高温指标和极端低温指标进行小波分析(图8),交叉小波变换(XWT)可以发现,极端高温指数和极端低温指数,即年最大日最高气温与年最小日最低气温之间负相关,在1988—1995年的时间序列上显著性检验通过的范围内,存在0~3年的时间周期,并且极端高温指数强度领先极端低温指数的强度,在2006—2013年的时间序列上,在通过显著性检验的范围内,存在1个2年的周期,二者呈正相关,极端高温指数领先于极端低温指数。小波相关分析(WTC)发现,极端高温指数和极端低温指数在1987—1992年存在1个2年时间尺度的显著共振周期,二者呈现负相关,极端高温指数领先极端低温指数约4个周期。

图8  1970—2020年宁夏极端气温的周期演变

XWT: Cross-wavelet spectrum ; WTC: Wavelet coherency ;TNn: Monthly minimum value of daily minimum temperatureXWT:交叉小波;WTC:小波变换;TNn:月最低温日值

2.4 极端气温影响因素分析

根据收集整理的社会经济发展资料,选取月最高温日值(TXx)和月最低温日值(TNn)指标,分析极端气温与人类活动之间的关系(图9),人口增长、能源消费碳排放的增加、城市化率的上升与建设用地面积的增加,均与月最高温日值呈正相关,其中能源消费碳排放量、建设用地面积变化与TXx相关的显著性P<0.05,表明二者与月最高温日值存在显著相关关系。同时,人口增长、能源消费碳排放的增加、城市化率的上升与建设用地面积的增加,与月最低温日值的不断降低存在正向的相关关系,但相关关系并不显著。由此表明,随着人口的增加、能源消费碳排放量以及城市建设等人类活动的增加,宁夏地区极端气温也存在同期上升趋势。

图9  极端气温影响因素分析(P为统计显著性计量值)

TXx:年最大日最高气温;TNn:年最小日最低气温

3 讨论与结论

3.1 讨论

(1)在全球变暖的大背景下,我国各地区普遍升温,《2017年中国气候公报显示》指出全国平均温较常年偏高0.84℃,最强的暖事件增强,最强的冷事件减[

23]。利用极端气温指数对宁夏地区60年的极端气温和极端降水分析发现,宁夏地区极端高温事件趋于增加,极端低温事件趋于减弱,极端降水事件增加较弱;北部引黄灌区极端气温指数变化率高于中部和南部,气温升高较其他地区显著。人类的各种社会活动,例如碳排放的增加、城市发展建设用地的扩张以及人口的增长,与极端高温和极端低温指数存在一定的正向相关关系。

(2)1961—2020年宁夏地区气温普遍升高,与此前学者研究宁夏地区总体增温趋势一[

15]。但对降水量的研究显示,宁夏地区降水量微弱上升,这虽然与此前的研究宁夏降水格局发现整体降水量减少有所出[14],但均发现宁夏地区降水年际波动大、地区差异大的特点,南部山区和引黄灌区的极端降水变化趋势尤为显著。该文在此前学者研究的基础上,进一步分析宁夏的极端气候,特别是极端气温的影响因素,主要从人类活动的四个方面进行分析。研究发现,宁夏地区能源消费碳排放量的增加、建设用地面积的增加与宁夏极端气温的上升具有较为显著的相关性。此外,人口的增长也对宁夏极端低温的不断上升带来较为显著的影响。在影响因素研究方面,有学者通过耦合模型相互比较项目(CMIP6)模型新阶段的辐射强迫模拟发现,温室气体(GHG)强迫的相对反映较强,即人为影响中温室气体对极端气温的影响较[23]。除人类活动外,极端气候还受大气环流等因素的影响,例如北半球极涡面积指数和青藏高原指数对西北干旱区气候极值变化具有重要影[28];同时有研究发现,宁夏高温的分布主要取决于地形和海拔,宁夏高温日数年际异常有非常显著的环流背景异[29-31]

(3)通过极端气候指数分析宁夏极端气候变化,了解宁夏极端气候发展趋势,对合理安排农业生产生活具有重要作用,也通过影响因素的分析发现与极端气候变化更为敏感的要素,从而进行合理改善。但是该文从人类活动的角度分析时,由于宁夏部分年份发展数据的缺失,宁夏能源消费的数据获取的有限性,因此在计算宁夏能源消费碳排放总量与实际能源消费碳排放存在出入。导致不能做更长期的相关性研究,另一方面人类活动受多种因素的影响,该研究还存在一定的不确定性;在方法选取方面,没有采用具体的归因方法,只对影响因素量化后与极端气候指数进行相关分析,并且气候变化的影响程度也难以确定,这也是在后续研究中需要重点关注的。

3.2 结论

基于对宁夏极端气候指数进行计算,开展宁夏极端气候的时空分布特征研究,主要结论如下。

(1)宁夏的极端气温指数中,暖夜日数(TN90p)、夏季日数(SU)等极端高温指数呈上升趋势;霜冻日数(FD)、冷昼日数(TX10p)等极端低温指数呈下降趋势,其中,日月最低温日值(TNn)趋于上升。月最高温日值(TXx)、暖夜日数(TN10p)、夏季日数(SU)和暖日爬升数(WSDI)均在20世纪90年代后期出现突变。极端高温指数的变化率由南到北逐渐增加;极端低温指数变化率在宁夏全区总体呈现降低趋势,低温事件呈现减少态势。

(2)宁夏的4个极端降水指数年际变化微弱,但年际变化波动较大,连续湿润指数降低,连续干旱日数上升,日最大降水量下降,而年总降水量上升。极端降水指标通过Mann-Kendall检验发现最大日降雨量(RX1day)和年降水总量(PRCPTOT)的突变年份出现在2017年左右。南部山区大部分地区极端降水指数较高且呈正向变化,而北部引黄灌区连续干旱日数上升趋势显著。

(3)小波分析得出极端高温指数和低温指数变化存在周期性,从1961—2020年极端高温指数存在1~7年的共振周期,极端低温指数存在2~15年的共振周期。极端高温和极端低温二者在1990年和2010年左右出现约3年的共振周期,极端高温指数领先于极端低温指数,1987—1992年存在一个2年时间尺度的显著共振周期,二者呈现显著的负相关。

(4)极端气温影响因素分析发现,人口的增长、能源消费碳排放量的增加、城市化率的上升和建筑面积的增加,与月最高温日值都存在线性相关关系,表明随着人类活动的增加,极端高温指数也逐渐增加。

参考文献

1

IPCC. Special report on global warming of 1 .5℃. Cambridge: Cambridge University Press, 2018. [百度学术] 

2

肖薇薇, 安彬, 贾丹. 1955—2017年安康市极端气候事件时序变化特征. 水土保持研究, 2021, 28(5): 212-221. [百度学术] 

3

周斐. 美国寒潮已致37人死亡550万户家庭断电!疫苗运输受阻. (2021-2-19)[2021-08-02]. https://www.sohu.com/a/451346547_161795. [百度学术] 

4

新疆发出罕见暴雨预警 南疆多地遭遇强降雨. (2021-06-17)[2021-11-16]. https://tv.cctv.com/2021/06/17/VIDEPbqTFOJ6Z2TOjt2hJUqw210617.shtml. [百度学术] 

5

郭栩汝. 河南省防汛救灾新闻发布会第八场. (2021-07-29)[2021-08-02]. https://www.henan.gov.cn/2021/07-29/2192209.html. [百度学术] 

6

蒋子文. 暴雨突袭山西.(2021-10-10)[2021-11-16]. https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_14843038 [百度学术] 

7

曹晴, 郝振纯, 傅晓洁, . 1960—2017年中国极端气候要素时空变化分析. 人民黄河, 2020, 42(2): 11-17. [百度学术] 

8

刘学华, 季致建, 吴洪宝, . 中国近40年极端气温和降水的分布特征及年代际差异. 热带气象学报, 2006, 22(6): 618-624. [百度学术] 

9

刘凯, 聂格格, 张森. 中国1951—2018年气温和降水的时空演变特征研究. 地球科学进展, 2020, 35(11): 1113-1126. [百度学术] 

10

李虎, 邱建军, 王立刚, . 适应气候变化:中国农业面临的新挑战. 中国农业资源与区划 . 2012(6): 23-28. [百度学术] 

11

张雪芹, 孙杨, 毛炜峄, . 中国干旱区气温变化对全球变暖的区域响应. 干旱区研究, 2010, 27(4): 592-599. [百度学术] 

12

赵锐锋, 苏丽, 祝稳. 1961—2012年西北干旱区极端温度事件季节性时空分析. 中国农学通报, 2017, 33(12): 63-73. [百度学术] 

13

刘学智, 李王成, 苏振娟, . 1962—2015 年宁夏平均气温和极端气温的变化特征. 干旱区研究, 2018, 35(5): 1173-1180. [百度学术] 

14

杜灵通, 宋乃平, 王磊, .气候变化背景下宁夏近 50 年来的干旱变化特征. 自然灾害学报, 2015, 24(2): 157-164. [百度学术] 

15

肖云清, 毛志春, 谭志强, . 极差分析和小波变换在银川站气候变化趋势分析中的应用. 宁夏工程技术, 2021, 20(1):1-7. [百度学术] 

16

Sun Y, Zhang X, Zwiers F W, et al. Rapid increase in the risk of extreme summer heat in Eastern China. Nature Climate Change, 2014, 12(4): 1082-5. [百度学术] 

17

徐影, 丁一汇, 赵宗慈. 人类活动引起的我国西北地区21世纪温度和降水变化情景分析. 冰川冻土, 2003, 25(3): 327-330. [百度学术] 

18

方锋, 孙兰东, 郭俊琴, . 中国西北地区城市经济发展对降水趋势的影响. 自然资源学报, 2014, 29(11): 1878-1887. [百度学术] 

19

张菁, 张珂, 王晟, . 陕甘宁三河源区1971—2017年极端降水时空变化分析. 河海大学学报, 2021, 49(3): 288-294. [百度学术] 

20

中国天气网. 宁夏气候.(2010-06-30)[2021-11-16 ]. http://www.weather.com.cn/ningxia/nxqh/index.shtml. [百度学术] 

21

尹红, 孙颖. 基于ETCCDI指数2017年中国极端温度和降水特征分析. 气候变化研究进展, 2019, 15(4): 363-373. [百度学术] 

22

李灵珊. 极端温度指数在中国地区基于ETCCDI指数新结果的CMIP5模式输出(英文). 北京师范大学学报(自然科学版), 2019, 55(1):101-113. [百度学术] 

23

Sheng Y, Pilon P, Cavadias G. Power of the Mann-Kendall and Spearmans RHO tests for detecting monotonic trends in hydrological series. Journal of Hydrology, 2002, 259(1-4): 254-271. [百度学术] 

24

鲁同所, 王红宾, 雷阳, . 拉萨市近50年极端气温的时间特征分析. 昆明理工大学学报, 2021, 46(1): 115-125. [百度学术] 

25

Robert M H, James R S. A nonparametric trend test for seasonal data with serial dependence. Water Resources Research, 1984, 20(6): 727-732. [百度学术] 

26

苏泳娴, 陈修治, 叶玉瑶, . 基于夜间灯光数据的中国能源消费碳排放特征及机理. 地理学报, 2013, 68(11): 1513-1526. [百度学术] 

27

宋杰鲲. 山东省能源消费碳排放预测. 技术经济, 2012, 31(1): 82-94. [百度学术] 

28

Chen H P, Sun J Q. Anthropogenic influence has increased climate extreme occurrence over China. Science Bulletin, 2021, 66(8): 749-752. [百度学术] 

29

陈亚宁, 王怀军, 王志成, . 西北干旱区极端气候水文事件特征分析. 干旱区地理, 2017, 40(1): 1-9. [百度学术] 

30

杨建玲, 冯建民, 闫军, . 宁夏高温气候特征及其大气环流异常分析. 中国沙漠, 2012, 32(5): 1417-1425. [百度学术] 

31

Li B F, Chen Y N, Chen Z S, et al. Why does precipitation in northwest China show a significant increasing trend from 1960 to 2010? Atmospheric Research, 2016, 167: 275-284. [百度学术] 

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