自然资源学报 ›› 2018, Vol. 33 ›› Issue (12): 2149-2166.doi: 10.31497/zrzyxb.20171187
梁珑腾, 马龙*, 刘廷玺, 孙柏林, 周莹, 柳杨
收稿日期:
2017-11-09
修回日期:
2018-01-29
出版日期:
2018-12-20
发布日期:
2018-12-20
通讯作者:
马龙(1978- ),男,内蒙古呼和浩特人,博士,教授,主要从事水文及水资源、气候变化、环境演变及响应关系研究。E-mail: malong4444333@163.com
作者简介:
梁珑腾(1993- ),男,山东临沂人,硕士研究生,主要从事水文及水资源、气候变化、环境演变及响应关系研究。E-mail: 1019506337@qq.com
基金资助:
LIANG Long-teng, MA Long, LIU Ting-xi, SUN Bo-lin, ZHOU Ying, LIU Yang
Received:
2017-11-09
Revised:
2018-01-29
Online:
2018-12-20
Published:
2018-12-20
Supported by:
摘要: 利用中国北方357个气象站1951—2014年的季(月)平均最低气温,平均气温和平均最高气温数据,应用Mann-Kendall检验等方法,分析了中国北方地区三类气温季节突变与变暖停滞年份时空变异性。结果表明:平均最低气温、平均气温和平均最高气温各季节整体随纬度降低突变和变暖停滞年份变晚,突变至变暖停滞周期缩短。东北春、冬季突变和变暖停滞整体最早(20世纪70年代至80年代、1993—2002年),华北次之,西北最晚(20世纪80年代至21世纪前10 a、1996—2010年);夏、秋季突变华北最早(20世纪70年代和90年代),东北次之,西北最晚(20世纪90年代至21世纪前10 a),变暖停滞年份地区差异较小。平均最高气温未突变和平均最低气温未停滞站点较多,均主要分布在山地、高纬度地区和华北平原南部,其周边区域突变及停滞年份相对偏晚。同类气温突变和变暖停滞年份整体上分别按冬(1981—1990年)、春、秋、夏季(1994—2008年)和冬(1995—2008年)、秋、夏、春季(1998—2010年)顺序依次变晚,冬→春→秋→夏季突变至变暖停滞周期依次缩短。春、夏和冬季均为平均最低气温整体突变最早(1972—1999、1987—1999、1971—2000年),平均气温次之,平均最高气温最晚(1975—2008、1994—2008、1972—2006年),秋季与之不同。春、夏季整体按平均最低气温(1994—2008、1997—2008年)、平均气温、平均最高气温(均为1997—2010年)停滞依次变晚,秋、冬季与之相反。各季节突变至变暖停滞周期整体按平均最低气温(9~18 a)、平均气温和平均最高气温(5~12 a)依次缩短。夏季三类气温均在华北南部(低纬度)突变最早,与研究区整体规律相悖,该地区大部分站点未停滞,亦与突变早停滞也早的整体规律不同。
中图分类号:
梁珑腾, 马龙, 刘廷玺, 孙柏林, 周莹, 柳杨. 1951—2014年中国北方地区季节气温突变与变暖停滞年份的时空变异性[J]. 自然资源学报, 2018, 33(12): 2149-2166.
LIANG Long-teng, MA Long, LIU Ting-xi, SUN Bo-lin, ZHOU Ying, LIU Yang. The Seasonal Spatiotemporal Variation of the Temperature Mutation and Warming Hiatus over northern China during 1951-2014[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2018, 33(12): 2149-2166.
[1] | 王玉洁, 周波涛, 任玉玉, 等. 全球气候变化对我国气候安全影响的思考[J]. 应用气象学报, 2016, 27(6): 750-758.[WANG Y J, ZHOU B T, REN Y Y, et al.Impacts of global climate change on China's climate security. Journal of Applied Meteorological Science, 2016, 27(6): 750-758. ] |
[2] | SUN W Y, MU X M, SONG X Y, et al.Changes in extreme temperature and precipitation events in the Loess Plateau (China) during 1960-2013 under global warming[J]. Atmospheric Research, 2016, 168(22): 33-48. |
[3] | 《第三次气候变化国家评估报告》编委会. 第三次气候变化国家评估报告 [M]. 北京: 科学出版社, 2015.[Editing Commission of the Third National Report on Climate Change of China. The Third National Report on Climate Change. Beijing: Science Press, 2015. ] |
[4] | GUILLAUME L, LAURENCE V, KAZUYO T, et al.ITCZ rather than ENSO signature for abrupt climate changes across the tropical Pacific?[J]. Quaternary Research, 2009, 72(1): 123-131. |
[5] | YANG X S, VECCHI G A, DELWORTH T L, et al.Extreme North America winter storm season of 2013/14: Roles of radiative forcing and the global warming hiatus[J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 2015, 96(12): S25-S28. |
[6] | 吴绍洪, 黄季焜, 刘燕华, 等. 气候变化对中国的影响利弊[J]. 中国人口·资源与环境, 2014, 24(1): 7-13.[WU S H, HUANG J k, LIU Y H, et al. Pros and cons of climate change in China. China Population, Resources and Environment, 2014, 24(1): 7-13. ] |
[7] | 符淙斌, 王强. 气候突变的定义与检测方法[J]. 大气科学, 1992, 16(4): 482-493.[FU C B, WANG Q.The deifniiton and deteetion of the abrupt cilmatic change. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 1992, 16(4): 482-493. ] |
[8] | GAO J, CAMILLE R S, VALERIE M D, et al.Southern Tibetan Plateau ice core δ18O reflects abrupt shifts in atmospheric circulation in the late 1970s[J]. Climate Dynamics, 2016, 46(1/2): 291-302. |
[9] | 赵艳, 刘耀亮, 郭正堂, 等. 全新世气候渐变导致中亚地区植被突变[J]. 中国科学(地球科学), 2017, 47(8): 927-938.[ZHAO Y, LIU Y L, GUO Z T, et al.Abrupt vegetation shifts caused by gradual climate change sincentral Asia during the Holocene. Scientia Sinica Terrae, 2017, 47(8): 927-938. ] |
[10] | 田庆春, 杨太保, 石培宏. 末次间冰期—末次冰期可可西里地区气候演化形式[J]. 地理研究, 2017, 36(2): 336-344.[TIAN Q C, YANG T B, SHI P H.Climatic changes between the last interglacial age and the last glacial age in Hoh Xil area. Geographical Research, 2017, 36(2): 336-344. ] |
[11] | HU Z Y, LI Q X, CHEN X, et al.Climate changes in temperature and precipitation extremes in an alpine grassland of Central Asia[J]. Theoretical and Applied Climatology, 2016, 126(3/4): 519-531. |
[12] | DONG B W, ROWAN T S, CHEN W, et al.Abrupt summer warming and changes in temperature extremes over Northeast Asia since the mid-1990s: Drivers and physical processes[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 2016, 33(9): 1005-1023. |
[13] | 曾波, 闫彩霞, 余莲. 我国南方地区1960—2009年冬季气温分析[J]. 高原山地气象研究, 2016, 36(2): 46-52.[ZENG B, YAN C X, YU L, et al.Analysis of winter temperature in South China during 1960-2009. Plateau and Mountain Meteorology Research, 2016, 36(2): 46-52. ] |
[14] | 阿多, 赵文吉, 宫兆宁, 等. 1981—2013年华北平原气候时空变化及其对植被覆盖度的影响[J]. 生态学报, 2017, 37(2): 576-592.[A D, ZHAO W J, GONG Z N, et al. Temporal analysis of climate change and its relationship with vegetation cover on the North China plain from 1981 to 2013. Acta Ecologica Sinica, 2017, 37(2): 576-592. ] |
[15] | 阿多, 熊凯, 赵文吉, 等. 1960—2013年华北平原气候变化时空特征及其对太阳活动和大气环境变化的响应[J]. 地理科学, 2016, 36(10): 1555-1564.[A D, XIONG K, ZHAO W J, et al. Temporal trend of climate change and mutation analysis of north China plain during 1960 to 2013. Scientia Geographica Sinica, 2016, 36(10): 1555-1564. ] |
[16] | FU C B, FLETCHER J.Large signals of climatic variation over the ocean in the Asian monsoon region[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 1988, 5(4): 389-404. |
[17] | 赵宗慈, 罗勇, 黄建斌, 等. 围绕全球变暖“停滞”的争论[J]. 气候变化研究进展, 2016, 12(6): 571-574.[ZHAO Z C, LUO Y, HUANG J B, et al.Debate on global warming “Hiatus”. Progressus Inquisitiones DE Mutatione Climatis, 2016, 12(6): 571-574. ] |
[18] | TRENBERTH K E.Has there been a hiatus?[J]. Science, 2015, 349(6249): 691-692. |
[19] | LI C, STEVENS B, MAROTZKE J.Eurasian winter cooling in the warming hiatus of 1998-2012[J]. Geophysical Research Letters, 2015, 42(19): 8131-8139. |
[20] | LI Q X, YANG S, XU W H, et al.China experiencing the recent warming hiatus[J]. Geophysical Research Letters, 2015, 42(3): 889-898. |
[21] | THOMAS L D, ZENG F R, ANTHONY R, et al.A link between the hiatus in global warming and North American drought[J]. Journal of Climate, 2015, 28(9): 3834-3845. |
[22] | LI F L, JO Y H, YAN X H, et al.Climate signals in the mid- to high-latitude North Atlantic from altimeter observations[J]. Journal of Climate, 2016, 29(13): 4905-4925. |
[23] | COHEN J, BARLOW M, SAITO K.Decadal fluctuations in planetary wave forcing modulate global warming in late boreal winter[J]. Journal of Climate, 2009, 22(16): 4418-4426. |
[24] | 王绍武, 罗勇, 唐国利, 等. 近10年全球变暖停滞了吗?[J]. 气候变化研究进展, 2010, 6(2): 95-99.[WANG S W, LUO Y, TANG G L, et al.Does the global warming pause in the last decade: 1999-2008? Progressus Inquisitiones DE Mutatione Climatis, 2010, 6(2): 95-99. ] |
[25] | EASTERLING D R, WEHNER M F.Is the climate warming or cooling[J]. Geophysical Research Letters, 2009, 36(8): 1160-1172. |
[26] | 王绍武, 罗勇, 赵宗慈, 等. 全球变暖的停滞还能持续多久?[J]. 气候变化研究进展, 2014, 10(6): 465-468.[WANG S W, LUO Y, ZHAO Z C, et al.How long will the pause of global warming stay again? Progressus Inquisitiones DE Mutatione Climatis, 2014, 10(6): 465-468. ] |
[27] | KARL T R, ARGUEZ A, HUANG B, et al.Possible artifacts of data biases in the recent global surface warming hiatus[J]. Science, 2015, 348(6242): 1469-1472. |
[28] | 向辽元, 陈星. 近55年中国大陆气温突变的区域特征和季节特征[J]. 气象, 2006, 32(6): 44-47.[XIANG L Y, CHEN X.Regional and seasonal features of abrupt temperature change in China in recent 55 years. Meteorological Monthly, 2006, 32(6): 44-47. ] |
[29] | 郭志梅, 缪启龙, 李雄, 等. 中国北方地区近50年来气温变化特征的研究[J]. 地理科学, 2005, 28(2): 176-182.[GUO Z M, MIU Q L, LI X, et al.Variation characteristics of temperature over northern China in recent 50 years. Scientia Geographica Sinica, 2005, 28(2): 176-182. ] |
[30] | 林长存, 王堃, 孙钰茗. 中国北方农牧交错带中段近60年气温序列变化研究[J]. 草地学报, 2016, 24(4): 747-753.[LIN C C, WANG K, SUN Y M.Study on the change of temperature time series in medium section of agro-pastoral ecotone of northern China during the last 60 years. Acta Agrestia Sinica, 2016, 24(4): 747-753. ] |
[31] | 李辑, 焦敏, 胡春丽, 等. 1951—2012年东北地区夏季气温及其影响因子变化特征[J]. 气象与环境学报, 2016, 32(5): 74-83.[LI J, JIAO M, HU C L, et al.Characteristics of summer temperature and its impact factors in Northeast China from 1951 to 2012. Journal of Meteorology and Environment, 2016, 32(5): 74-83. ] |
[32] | 黄星, 马龙, 刘廷玺, 等. 黄河流域内蒙古段1951—2012年气温、降水变化及其关系[J]. 自然资源学报, 2016, 31(6): 1027-1040.[HUANG X, MA L, LIU T X, et al.Variations and periodic symmetry of temperature and precipitation in Inner Mongolia section of the Yellow River Basin during 1951-2012. Journal of Natural Resources, 2016, 31(6): 1027-1040. ] |
[33] | 陈隆勋, 朱义琴, 王文, 等. 中国近45年气候变化的研究[J]. 气象学报, 1998, 56(3): 257-271.[CHEN L X, ZHU Y Q, WANG W, et al.Studies on climate change in China in recent 45 years. Journal of Meteorological Research, 1998, 56(3): 257-271. ] |
[34] | 丁一汇, 张莉. 青藏高原与中国其他地区气候突变时间的比较[J]. 大气科学, 2008, 32(4): 794-805.[DING Y H, ZHANG L.Intercomparison of the time for climate abrupt change between the Tibetan Plateau and other regions in China. Atmospheric Sciences, 2008, 32(4): 794-805. ] |
[35] | BRULEBOIS E, THIERRY C, RICHARD Y, et al.Hydrological response to an abrupt shift in surface air temperature over France in 1987/88[J]. Journal of Hydrology, 2015, 531(3): 892-901. |
[36] | FOSTER G, RAHMSTORF S.Global temperature evolution 1979-2010[J]. Environmental Research Letters, 2011, 6(4), 044022. doi: 10.1088/1748-9326/6/4/044022. |
[37] | MA Y, MAO R, FENG S H, et al.Does the recent warming hiatus exist over northern Asia for winter wind chill temperature[J]. International Journal of Climatology, 2017, 37(7): 3138-3144. |
[38] | DUAN A M, XIAO Z X.Does the climate warming hiatus exist over the Tibetan Plateau?[J]. Scientific Reports, 2015, 5, 13711. doi: 10.1038/srep13711. |
[39] | KOSAKA Y, XIE S P.Recent global-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling[J]. Nature, 2013, 501(7467): 403-407. |
[40] | 马金玉, 罗勇, 梁宏, 等. 中国近半个世纪地面太阳总辐射时空变化特征[J]. 自然资源学报, 2012, 27(2): 268-280.[MA J Y, LUO Y, LIANG H, et al.Spatial and temporal variation of total solar radiation in China in recent 50 years. Journal of Natural Resources, 2012, 27(2): 268-280. ] |
[41] | RIDLEY D A, SOLOMON S, BARNES J E, et al.Total volcanic stratospheric aerosol optical depths and implications for global climate change[J]. Geophysical Research Letters, 2014, 41(22): 7763-7769. |
[42] | ROBERT K K, HEIKKI K, MICHAEL L M, et al.Reconciling anthropogenic climate change with observed temperature 1998-2008[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United Sates of America, 2011, 108(29): 11790-11793. |
[43] | ANTONELLO P, UMBERTO T, ALESSANDRO A.Evidence for the role of the Atlantic multidecadal oscillation and the ocean heat uptake in hiatus prediction[J]. Theoretical and Applied Climatology, 2017, 129(3/4): 873-880. |
[44] | KERR R A.Both of the world's ice sheets may be shrinking faster and faster[J]. Science, 2009, 326(5950): 217. |
[1] | 李帅, 张勃, 马彬, 候启, 何航. 基于格点数据的中国1961—2016年≥5 ℃、≥10 ℃有效积温时空演变[J]. 自然资源学报, 2020, 35(5): 1216-1227. |
[2] | 王萌, 陈仕涛, 黄琬淳, 蔡雯沁, 龚清霖, 梁怡佳, 王先锋, 汪永进. 石笋灰度和同位素对末次冰期气候事件的响应[J]. 自然资源学报, 2020, 35(12): 3064-3075. |
[3] | 张亮, 丁明军, 张华敏, 文超. 1982—2015年长江流域植被覆盖度时空变化分析[J]. 自然资源学报, 2018, 33(12): 2084-2097. |
[4] | 周晓宇, 赵春雨, 崔妍, 刘鸣彦, 敖雪, 易雪, 侯依玲, 张新宜. 1961—2013年中国东北地区初终霜日及无霜期的气候变化特征[J]. 自然资源学报, 2017, 32(3): 494-506. |
[5] | 孟丹, 陈正洪, 丁乃千, 陈城. 宜昌地区中低空风速变化特征分析[J]. 自然资源学报, 2016, 31(2): 354-362. |
[6] | 王彦君, 王随继, 苏腾. 降水和人类活动对松花江径流量变化的贡献率[J]. 自然资源学报, 2015, 30(2): 304-314. |
[7] | 赵安周, 朱秀芳, 刘宪锋, 潘耀忠. 1965—2013年渭河流域降水时空变化分析[J]. 自然资源学报, 2015, 30(11): 1896-1909. |
[8] | 陈学凯, 雷宏军, 徐建新, 黄鑫, 张泽中, 胡娟萍, 商崇菊, 杨静. 气候变化背景下贵州省农作物生长期干旱时空变化规律[J]. 自然资源学报, 2015, 30(10): 1735-1749. |
[9] | 杜军, 路红亚, 建军. 1961—2012 年西藏极端降水事件的变化[J]. 自然资源学报, 2014, 29(6): 990-1002. |
[10] | 崔日鲜. 山东省太阳总辐射的时空变化特征分析[J]. 自然资源学报, 2014, 29(10): 1780-1791. |
[11] | 盖美, 王宇飞, 马国栋, 郝慧娟. 辽宁沿海地区用水效率与经济的耦合协调发展评价[J]. 自然资源学报, 2013, 28(12): 2081-2094. |
[12] | 武玮, 徐宗学, 李发鹏. 渭河关中段水文情势改变程度分析[J]. 自然资源学报, 2012, (7): 1124-1137. |
[13] | 周园园, 师长兴, 杜俊, 范小黎. 无定河流域1956—2009年径流量变化及其影响因素 [J]. 自然资源学报, 2012, (5): 856-865. |
[14] | 郭鹏程, 包安明, 陈曦, 陈晓娜, 王兴娟, 白泽龙. 1960—2006年艾比湖流域冷暖季气候状况分析[J]. 自然资源学报, 2012, 27(1): 132-142. |
[15] | 何永坤, 郭建平. 1961—2006年东北地区农业气候资源变化特征[J]. 自然资源学报, 2011, 26(7): 1199-1208. |
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