临安极端高温气候特征及成因分析

更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页！临安极端高温气候特征及成因分析临安极端高温气候特征及成因分析本文利用临安市1966～2010年逐日最高地面气温、位势高度月平均资料、夏季西太平洋副高环流指数和赤道太平洋海温等资料，分析了临安极端高温日数的气候变化特征及高温成因。研究结果如下：（1）在过去45年间，临安极端高温日数呈增加趋势，临安高温日数具有多-少-多的年代际变化规律。临安极端高温频数存在突变特征，1994年是临安高温日数显著增加的明显突变点。（2）临安极端高温日数与西太平洋副热带高压密切相关。临安高温日数较多时，副高面积指数和强度指数较高，脊点西伸，反之亦然。（3）临安极端高温日数与上年4-12月Nino4区海温显著正相关。当Nino4区海温异常偏高时，第二年临安容易出现高温天气，而当Nino4温异常偏低时，第二年临安不易出现高温天气。[关键词]端高温日数年代际变化西太平洋副高Nino4区海温P461[文献标识码][文章编号]1003-1650（2014）06-0294-02引言IPCC第五次评估报告指出气候变暖是非常明确的，从1983到2012年这三十年可能是北半球自1400年以来最热的三十年。

1880-2012年，全球海陆表面平均温度呈线性上升趋势，升高了0.85；2003-2012年平均温度比1850-1900年平均温度上升了0.78。温度的升高不仅直接影响温度极端值的变化，且导致高温干旱和暴雨洪涝等极端气候事件的发生频率与强度出现加剧的趋势（杨萍，2009）。而在全球气候变暖和区域快速城市化、工业化造成的城市热岛效应的双重影响下，我国华东地区近50年气温增暖更为显著（徐家良等，2005）年来几乎每年都会出现持续10天以上的强度大、范围广的极端高温天气。临安市地处浙江省西北部，处在以上海为核心的长江三角洲经济区内，北纬2956′-3023′，东经11851′-11952′，东临杭州，西接黄山。地形与华夏式构造有深刻联系气候特征和成因，西北山岭起伏连绵，向东南渐趋低缓，形成低山丘陵和宽谷盆地相向排列，交错分更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页！布。地势自西北向东南倾斜，三面环山，向杭州湾开口，形成一个东南向的马蹄形屏障。近年来，在全球变暖和城市化发展的影响下，临安市极端高温事件频发，因此，本文将诊断分析临安极端高温事件变化特征及其影响因素，从而为临安的高温预报提供一定的参考依据。

一、资料和方法1.资料来源研究所用的资料有临安市1966年-2010年逐日最高地面气温资料，美国国家环境预测中心/国家大气环境中心（NCEP/NCAR）发布的水平分布率为2.52.5的月平均全球再分析资料，国家气候中心提供的1966-2010年西太平洋副热带高压环流指数、美国气候预测中心提供的1965-2010年Nino1+2、Nino3、Nino4和Nino3.4区月平均海表面温度资料。2.方法本研究对临安极端高温（日最高气温35）日数的变化特征进行了分析，并定性或定量分析了各影响因素与临安高温的关系。文中首先对临安高温日数的年际变化进行分析，采用小波分析法获得了高温日数的变化周期，并利用M-K检验方法分析了临安极端高温日数的跃变特征；利用挑选出的1966-2010年期间临安高温日数9较多年和7个较少年作为典型高温和低温期，对比分析了典型高温和低温期的环流差异，在此基础上又分析了临安极端高温日数与西太平洋副热带高压环流指数、海温等因子的相关关系。二、研究结果与分析1.临安极端高温日数的长期变化特征1966～2010年期间，临安年平均极端高温日数为26d。表11966-2010年4-10月临安极端高温日数月分布情况。

35高温最早出现在4月，最晚出现在10月，但都是极个别年份；极端高温主要集中在7月，占总次数的84.5%。将1966-2010临安极端高温日数做标准化处理，得到它的标准化序列和线性趋势（图1），从图中可见1966-2010年临安极端高温日数呈增加趋势，线性趋势系数达0.216次/10年滑动平均可以看出，临安极端高温日数在近45年存在明显的年代际变化。20世纪70年代以前，临安极端高温日数为正距平为主，极端高温日数较多，70年代至90年代初期以负距平为主，极端高温现象较少，而90年代中期以后临安极端高温日数转变为负距平气候特征和成因，极端高温事件发生频繁，这和近年来整个中国以及全球气温普遍升高而导致极端高温事件较多相一致。更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页！临安地区45年来极端高温日数变化是否呈现出周期性振荡？接下来对临安极端高温日数的标准化序列进行Morlet小波分析，结果如下：由图2（a）可知：临安极端高温日数在1966-1975年和1990-2005年呈现出显著的2-5年周期，1976-1985年期间为2-3年的周期，，但由于资料长度以及小波功率谱头部效应的影响，还需要进一步的证明。

时域平均小波功率谱分析表明主中心强度存在准2.5年周期振荡（图3.2b）。从以上的分析来看，临安极端高温日数有明显的年际变化特征，且某些年代具有突变性质。为了进一步了解临安45年来极端高温日数的突变性质，我们对其做了Mann-Kendall检验（图3）。由UF曲线可见，1966至1975年，UF值由正变负，且一直减小，表明此期间临安年高温日数呈现下降趋势，而1976-1994年变化比较平缓，突变点发生在1994年，之后出现明显上升趋势，1999年有小幅下降，但之后上升趋势进一步加强。临安极端高温变化的影响因素分析本文定义临安极端高温日数的标准化距平（图1）大于1.0为临安极端高温多年，小于-1.0为极端高温少年。以这个标准得到了9个极端高温多年和7个极端高温少年（表2）。由表2可知，临安高温年份主要集中在90年代以后，这进一步表明在全球变暖背景下，临安的高温事件增加的现象愈发显著。2.1临安极端高温多年和少年的同期500hPa环流特征由于临安市地处北亚热带南缘，夏秋以西南风为主，冬春东北风为主。而一个地区气温异常及其程度主要取决于南下的冷空气和北上暖空气在该地区势力的相对强弱及停留时间的长短。

因此，研究临安气温的异常，就有必要对环流特征进行分析。由临安极端高温多、少年夏季500hPa高度距平及差值分布（图4）可以看出，临安极端高温多年（图4a），除了鄂霍次克海上空为负距平外，其他都为正距平区，这说明东北冷涡强度偏强，位置偏北，副热带高压异常强盛、副高北界明显偏北，我市在副热带高压控制下，天气炎热。而在极端高温少年（图4b）日本海上空为正距平，其他地方都为负距平，说明此时东北冷涡活动位置偏南，副热带高压减弱，这使得北方的冷空气能在较低纬度活动，容易南下。由临安极端高温多年和少年500hPa 高度场差值场（图4c）可以看出， 更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页！ 极端高温多年和少年，500hPa 高度场确实存在显著差异。从图中可 以看到，东海上空为正差值显著区，这说明临安极端高温与夏季副热 带高压的强弱存在相关。许多研究指出（项素清等，2003；邹燕等， 2001）夏季西太平洋副热带高压的活动与我国东部天气有十分密切的 关系， 是影响华东夏季高温的一个重要因素。为此，将临安极端高 温频数与夏季西太平洋副热带高压指数（包括副高面积指数、强度指 数、脊线、北界和西伸脊点）做相关（表3），结果显示高温日数与 夏季西太平洋副高面积指数、强度指数在0.05 水平上显著正相关， 与副高西伸脊点在0.05 水平上显著负相关， 而高温日数与脊线位 置和北界位置相关性较差。

这表明当临安高温日数较多时， 副高面 积指数和强度指数较高， 脊点西伸，反之亦然。 2.2 海温影响 海表温度是影响大气环流的重要因子之一。海温通过影响副高活动而 影响高温天气， 高温相对于海温异常则有数月之久的滞后性（ 芳等，2000）。丁华君等（2007）对2003年夏季江南异常高温天气分 析表明， 赤道东太平洋关键区（即Nino3 区）海温与江南高温呈6 个月的正相关。为此我们将临安夏季极端高温频数与Nino 温做相关，结果发现，临安极端高温频数与Nino4区海温关系最密切， 而与其他海区则没有明显的相关性。从表4 中可以看到，临安极端高 温频数与上年4-12 月的Nino4 区海温在0.05 水平上显著正相关， 尤其与上年6-9 月海温在0.01 水平上显著正相关， 这表明，当Nino4 区海温异常偏高时，第二年临安容易出现高温天气，而当Nino4 温异常偏低时，第二年临安不易出现高温天气。史军等（2009）研究发现浙江的高温日数与上年下半年Nino4 区海温都在0.05 水平上显 著正相关， 这与本文的研究结果具有很好的一致性。 三、结论 在全球变暖的影响下，临安极端高温日数变化明显。

本文通过对临安 过去45 年间极端高温气候及影响因素进行分析，得到以下一些主要 结论： 1.过去45 年间， 临安年平均极端高温日数为26d。极 端高温主要发生在7 月。近45年来临安极端高温日数呈增加 趋势，临安高温日数具有多-少-多的年代际变化规律。20 世纪60-70 年代和20 世纪90 年代中期-21 世纪初，极端高温日数较多，而在70 年代至90 年代初期，极端高温现象较少，而90 年代中期以后极端高 更多专业、稀缺文档请访问——搜索此文档，访问上传用户主页！ 温事件发生频繁。对临安极端高温频数进行突变检验后发现1994 是临安高温日数显著增加的明显突变点。2.临安地区45 年来极 端高温日数变化呈现出周期性振荡，临安高温日数以2-3 年左右的周 期为主。 3.临安极端高温日数与西太平洋副热带高压密切相关。 临安高温日数较多时，副高面积指数和强度指数较高，脊点西伸，反 之亦然。 4.临安极端高温日数与上年4-12 月Nino4 区海温显著 正相关。当Nino4 区海温异常偏高时，第二年临安容易出现高温天气， 而当Nino4 区海温异常偏低时，第二年临安不易出现高温天气。 参考文献 [1]杨萍.近四十年中国极端温度和极端降水事件的群 发性研究[D].兰州大学，2009 东.2005.长江三角洲城市地区近50年气候变化及其影响[M].大气科 学研究与应用.北京：气象出版社，8-16. 林丽.2009.华东极端高温气候特征及成因分析[J].大气科学，33（2）：347-358. [4]项素清，毛俊萱，曹美兰.舟山市高温天气气候特 征分析[J].气象科技，2003，31（3）：160-162，166. 周信禹，林毅，等.福建省夏季高温成因分析[J].气象，2001，27（9）：26-30. [6]李海鹰，余江华，唐仰华.2005.热带气旋与珠江三角 洲高温天气的关系[J].气象科技，33（6）：501-504. 月洛阳持续高温天气成因分析[J].河南气象，（2）：44-45. [8]陈兴芳，赵振国.2000.夏季降 水气候分析[M]//中国汛期降水预测研究及应用.北京：气象出版社， 48-64. 年夏季江南异常高温天气分析[J].浙江大学学报（理学版），34（1）：100-105， 120. [10]项素清，张蔺廉，曹美兰.2002.舟山市气候与厄尔尼 诺事件的相关性[J].气象科技，30（4）：226-228.