气温作为一项重要的天气指标,其异常变化会对局部气候产生重要影响,与寒冷和热浪等恶劣天气事件相关的区域极端气候事件是气候变化的重要方面。本研究选用华北及周边地区169个气象站1960-2018年逐日气象数据,利用适用于本地区的寒潮和热浪指标国家标准,甄别华北历年寒潮和热浪灾害;采用地统计学等方法,对灾害时空演变规律进行分析;在此基础上分析小尺度局地气象因子和大尺度环流因子对灾害的影响,探究华北寒潮和热浪灾害对气候变化的响应关系。通过研究得出以下结论:(1)华北单站寒潮空间分布受纬度和海拔影响较大,具体表现为由南向北逐渐增多,各区域中冀北山地和辽东丘陵发生频次最高,山东丘陵频次较低。年际变化上,单站寒潮、强寒潮和特强寒潮呈减少趋势,年际倾向率分别为-0.38站次/10a、-0.23站次/10a和-0.13站次/10a,寒潮在1960年代发生频次最高、影响范围最大;在发生时间上,单站寒潮11月发生次数最多,其次是1月和12月,各月寒潮均呈减少趋势,季节分布上冬季发生频次最高,其次是秋季和春季。近59年寒潮开始时间推迟而结束时间提前,推迟和提前趋势分别为1.7d/10a和2.4d/10a。不同尺度的区域性寒潮在1960年代发生最多,年际变化上呈减少趋势,11月华北地区大范围降温过程次数最多。(2)华北单站热浪日数、强度和持续时长空间分布高值区均在黄淮海平原和黄土高原东南部,发生日数与纬度和海拔均呈负相关。年际变化上热浪日数呈多-少-多的分布态势,热浪总体增多,年际倾向率为0.41/10a,1990年代后热浪日数明显增多,影响范围明显扩大。发生时间上,热浪主要发生在夏季,7月发生最多,其次是6月和8月。热浪持续时间在年际变化上先减短、后增长,2000年后持续时间明显增长;热浪结束日期比开始日期日序分布更稳定,开始和结束日期受纬度影响较大,开始日序呈先推迟、后提前的趋势,结束日序则相反。区域性热浪过程在年代际变化上先减少、后增多的趋势,在时间分布上,热浪在7月中旬和下旬发生频次最高,影响范围最广。(3)对比华北寒潮与热浪气候特征,寒潮和热浪在年际变化上均有明显的阶段性特征,1960至1970年代初,寒潮与热浪均较多;1970至1980年代末,寒潮异常偏多的年份较多而热浪在此时段均异常偏少;1990年代后寒潮频次均异常偏少而热浪日数多数年份异常偏多。5a滑动平均变化曲线显示,1984年之前,寒潮与热浪变化趋势相似,呈极显著正相关,1984年之后两者变化趋势则呈极显著负相关。(4)寒潮与气温多呈负相关,与平均风速呈正相关,各气象要要素中平均气温、最低气温和平均风速变化对寒潮影响较大。各气象要素与寒潮相关系数在华北地区东部和北部分布较高,西部黄土高原寒潮与各气象要素的相关性较差。大尺度环流因子与寒潮的关系上,近59年北极涛动指数呈升高趋势,年际倾向率为0.11/10a,1990年后冬季北极涛动指数呈正位相年份明显增多。单站寒潮频次与北极涛动指数呈正相关,寒潮多发月份与同期北极涛动指数呈极显著负相关;华北区域性寒潮与北极涛动指数呈显著负相关,1月和2月的北极涛动对区域性寒潮影响最大。(5)热浪与气温多呈正相关,与相对湿度变化呈负相关,平均、最高、最低气温和相对湿度变化对热浪日数影响较大。1960年代黄淮海平原热浪日数较多是由于其最高气温和相对湿度均较高,2000年之后该区域相对湿度降低,但热浪日数却有增多,表明2000年之后该区域热浪增多主要受最高气温升高的影响。热浪与大尺度环流因子相关关系上,近几十年夏季西太副高面积增大、强度增强、西伸脊点西移,夏季西太副高对山东、辽东丘陵热浪影响相对较大。7月热浪与同、前期副高强度相关性在华北西部多呈正相关,东部多呈负相关,与脊线位置在黄淮海平原南部呈显著正相关,当脊线位置偏北时,黄淮海平原南部受副高控制,使其热浪日数增多。8月热浪与脊线位置多呈正相关,8月脊线偏北时控制华北地区,使得热浪日数增多、强度增强。当西太副高处于负位相时,区域性热浪发生日数更多。