我国夏季积温在不同阈值下的年际变化及影响因子分析

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在全球变暖的背景下,夏季高温事件带来的影响日益增大,且发生区域的不均一性明显。研究中使用夏季积温来反映夏季高温的强弱。针对夏季积温的内部统计特征因子,即日数和强度,定量分析了在不同阈值下,二者对积温的相对影响,以及影响随阈值改变的变化趋势。对相对影响的变化特征相近的地区,给定其各自的区域积温的阈值。通过与其它常用高温指数的对比,探讨了区域积温在现实应用中的意义。并分析了积温的年际变化及外部影响因子的区域差异。结论如下:(1)当使用较低的积温阈值来定义“高温”日时,测站夏季积温的主要影响因子为高温强度。强度对积温的相对影响在东部地区从南向北逐渐减小,在西部地区的趋势相反。东西方向上,强度的影响在中低纬度的分布趋势为由东向西递减,在高纬度则相反。当使用较高的阈值来定义高温日时,测站夏季积温的主要影响因子则为高温日数,且日数对积温的影响从北向南、从东向西减弱。(2)夏季积温的主导性分析结果对阈值的变化十分敏感,当使用不同的温度作为积温阈值时,结果会随之改变。对单个测站来说,随着阈值的升高,高温强度对夏季积温的相对影响逐渐减弱,而高温日数对积温的相对影响逐渐增强。对全国测站来说,在阈值升高的过程中,由高温强度主导的测站数量逐渐减少,由高温日数主导的测站数量逐渐增加。这种变化趋势是合理的,并从侧面印证了分析方法的可靠性。(3)夏季积温的主导性分析结果对阈值变化的敏感程度呈现明显的区域差异。按变化率的区域特征选取五个区域并分析其特征。并对每个地区,给出了“建议”的阈值,分别为:Ⅰ区28.5℃、Ⅱ区30.8℃、Ⅲ区32.3℃、Ⅳ区32.7℃、Ⅴ区29.6℃。分布规律基本符合全国夏季高温分布。本文将这些温度作为区域积温的阈值使用。区域阈值对比常用的35℃,有其存在的实际意义:更加灵活,适用于高纬度高海拔等相对低温的地区;更平衡地体现出高温日数和高温强度二者的变化特点;缩小了在对比分析时由于地区气候差异引起的误差。(4)以位于东北地区的Ⅰ区、位于长江下游地区的Ⅲ区为例,将区域阈值下积温的反映结果,与常用高温指数的反映结果进行对比,以此分析区域积温的准确率以及优势。结果表明,区域阈值对比35℃(长江下游地区的高温预警温度)、32℃(东北地区的高温预警温度),作为积温的阈值要更合适。区域积温在季节内尺度的反映中比HWDI、WSDI更好,在气温变幅较大的年份中反映比Tmax更好。在相关关系、变化趋势、逐年代距平、突变年份、极端年份等方面,区域积温的反映结果准确且更加全面,与区域增暖的关系更加紧密。对比结果表明,区域积温在对夏季高温年际变化的反映中相对更好。区域积温的提出和使用,完善了高纬度地区的夏季高温指数。(5)在对各个区域的积温影响因子的分析中发现,区域积温与降水量、降水日数和总云量均呈负相关,与太阳辐射呈正相关。但在不同区域,各因子对积温的影响程度不同。总体而言,区域积温与太阳辐射相关最好,与降水量相关最差。此外,在不同年代,各因子对区域积温的影响也出呈现较大的差异。
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