不同气候态时段宁夏气温、降水变化对比分析

doi:10.11755/j.issn.1006-7639-2024-06-0889

干旱气象 ›› 2024, Vol. 42 ›› Issue (6): 889-899.DOI: 10.11755/j.issn.1006-7639-2024-06-0889

不同气候态时段宁夏气温、降水变化对比分析

张雯¹^,²(), 王岱¹^,²(), 马阳¹^,², 崔洋¹, 蒯亦雄³, 黄莹¹^,²

1.中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室，宁夏银川 750002
2.宁夏回族自治区气候中心，宁夏银川 750002
3.内蒙古自治区民航机场集团有限责任公司乌海分公司气象台，内蒙古乌海 016000

收稿日期:2023-10-27 修回日期:2024-04-03 出版日期:2024-12-31 发布日期:2025-01-15
通讯作者: 王岱（1990—），女，宁夏银川人，工程师，主要从事气候变化及短期气候预测研究。E-mail：wangd123@126.com。
作者简介:张雯（1990—），女，宁夏银川人，工程师，主要从事短期气候预测及气候变化研究。E-mail：acaimeme@sina.cn。
基金资助:
宁夏回族自治区第七批青年科技人才托举工程;宁夏自然科学基金项目(2022AAC05065);宁夏自然科学基金项目(2023AAC03792);宁夏智能数字预报技术研究与应用科技创新团队(2024CXTD006)

Comparative analysis of temperature and precipitation variations in Ningxia between different climatological normal periods

ZHANG Wen¹^,²(), WANG Dai¹^,²(), MA Yang¹^,², CUI Yang¹, KUAI Yixiong³, HUANG Ying¹^,²

1. Key Laboratory for Meteorological Disaster Monitoring and Early Warning and Risk Management of Characteristic Agriculture in Arid Regions， China Meteorological Administration， Yinchuan 750002， China
2. Ningxia Hui Autonomous Region Climate Center， Yinchuan 750002， China
3. The Wuhai Branch of Inner Mongolia Autonomous Region Civil Airports Group Co.， Ltd.， Meteorological Observatory， Wuhai 016000， Inner Mongolia， China

Received:2023-10-27 Revised:2024-04-03 Online:2024-12-31 Published:2025-01-15

摘要/Abstract

摘要：

使用不同的气候态时段意味着对气象要素、气候事件的异常状况及其变化特征评价结果的改变，这对气候监测预测业务具有实质性的影响。利用1981—2021年宁夏国家级气象站气温和降水量观测数据，对比分析1981—2010年（旧气候态时段）与1991—2020年（新气候态时段）的气温和降水特征差异，并探讨了这些要素的极端性特征变化。结果表明，相比旧气候态时段，新气候态时段宁夏年均及四季平均气温普遍偏高，特别是春、夏、冬3季的平均气温增幅较明显，异常偏高（低）的频率相应增加（减小）；银川市、吴忠市西部和中卫市北部为气温增幅大值区；极端最高（低）气温强度总体增强（减弱）、频率增加（减小）；夏季各地极端高温阈值提高、强度增强，中北部地区尤为突出，而冬季大部地区极端低温强度减弱，但局地极端低温变幅较大。新气候态时段的年均及夏、秋、冬季平均降水量均多于旧气候态时段，其中夏、秋季降水量异常偏多频率增加，春、冬季则相反，各季降水量异常偏少的频率有不同程度的下降；季节降水空间差异明显，夏、秋季降水普遍增多，春、冬季则表现为“北减少、南增多”的格局；春、秋（夏、冬）季极端降水总体趋强（弱），但极端性降水事件趋少（多）；夏季极端降水的阈值和强度差异在南北地区较大、中部较小，石嘴山市的极端性降水明显增加。

关键词: 宁夏, 新气候态时段, 旧气候态时段, 气温, 降水

Abstract:

The use of different climatological normal periods means the change of the evaluation results of meteorological elements, the abnormal state of climate events and their change characteristics, which have a substantial impact on the climate monitoring and prediction operations. Using temperature and precipitation observation data from national meteorological stations in Ningxia from 1981 to 2021, this study conducted a comparative analysis of the temperature and precipitation characteristics between the old climatological normal period (1981-2010) and the new climatological normal period (1991-2020). Additionally, it explored the changes in extreme characteristics of these factors. The results are as follows: Compared to the old climatological normal period, the annual and seasonal average temperatures in Ningxia are generally higher in the new climatological normal period, which is particularly evident in spring, summer and winter, and the frequency of abnormally high (low) temperatures increases (decreases) accordingly. Yinchuan, the western part of Wuzhong, and the northern part of Zhongwei are areas experiencing significant temperature increase. The overall intensity of extreme high (low) temperature has intensified (weakened), and their frequency has increased (decreased). In summer, the threshold and intensity of extreme high-temperature rise across various regions, especially in the central and northern areas, while in winter, the intensity of extreme low-temperature weakens in most regions, the amplitude of extreme low-temperature varies significantly. The average annual precipitation, as well as the summer, autumn and winter average precipitation, are greater in the new climatological normal period compared to the old. There’s an increased frequency of abnormally more precipitation in summer and autumn, whereas the opposite trend is observed in spring and winter. Meanwhile, the frequency of abnormally less precipitation in all seasons has decreased to some extents. There are significant spatial differences in seasonal precipitation, with a general increase in precipitation in summer and autumn, and a pattern of “decreasing in the north and increasing in the south” in spring and winter. The overall trend of extreme precipitation in spring and autumn (summer and winter) is intensifying (weakening), albeit with fewer (more) extreme precipitation events. In summer, the threshold and intensity variations of extreme precipitation are greater in the north and south, and smaller in the central region, with a notable increase in extreme precipitation in Shizuishan.

Key words: Ningxia, the new climatological normal period, the old climatological normal period, temperature, precipitation

中图分类号:

P467

张雯, 王岱, 马阳, 崔洋, 蒯亦雄, 黄莹. 不同气候态时段宁夏气温、降水变化对比分析[J]. 干旱气象, 2024, 42(6): 889-899.

ZHANG Wen, WANG Dai, MA Yang, CUI Yang, KUAI Yixiong, HUANG Ying. Comparative analysis of temperature and precipitation variations in Ningxia between different climatological normal periods[J]. Journal of Arid Meteorology, 2024, 42(6): 889-899.

图/表 11

图1 宁夏24个国家级气象台站分布

Fig.1 Distribution of the 24 national meteorological observation stations in Ningxia

表1 宁夏新、旧气候态时段年和季节气温均值和标准差

Tab.1 The annual and seasonal mean and standard deviation of temperature in the new and old climatological normal periods in Ningxia 单位：℃

	新气候态时段		旧气候态时段
	平均值	标准差	平均值	标准差
年	9.0	0.6	8.5	0.7
春季	10.5	1.0	9.9	0.9
夏季	21.4	0.7	20.9	0.7
秋季	8.7	0.7	8.4	0.9
冬季	-5.0	1.2	-5.4	1.2

图2 宁夏新、旧气候态时段年（a）及春（b）、夏（c）、秋（d）、冬（e）季平均气温差异（单位：℃）（黑色三角形表示通过置信水平为95%的显著性检验的气象站点，下同）

Fig.2 The differences of annual (a), spring (b), summer (c), autumn (d) and winter (e) average temperature between the new and old climatological normal periods in Ningxia (Unit: ℃) (The black triangles are meteorological stations that passed the significant test at a 95% confidence level, the same as below)

图3 宁夏新、旧气候态时段春（a）、夏（b）、秋（c）、冬（d）季平均气温频率密度直方图（虚线）和频率密度分布线（实线）（g2、g1分别为新、旧态时段偏度系数，下同）

Fig.3 The frequency density histograms （dashed line） and distribution lines （solid line） of average temperature in spring （a）， summer （b）， autumn （c） and winter （d） in the new and old climatological normal periods in Ningxia （g2 and g1 are the skewness coefficients in the new and old climatological normal periods， respectively， the same as below）

图4 宁夏新、旧气候态时段春（a、e）、夏（b、f）、秋（c、g）、冬（d、h）季极端最高气温（a、b、c、d）和极端最低气温（e、f、g、h）的频率密度直方图（虚线）和频率密度分布线（实线）

Fig.4 The frequency density histograms （dashed line） and distribution lines （solid line） of extreme maximum temperature （a， b， c， d） and extreme minimum temperature （e， f， g， h） in spring （a， e）， summer （b， f）， autumn （c， g） and winter （d， h） in the new and old climatological normal periods in Ningxia

图5 宁夏新、旧气候态时段夏季极端高温阈值（a）、极端高温强度（b）和冬季极端低温阈值（c）、极端低温强度（d）的差异（单位：℃）

Fig.5 The differences of extreme high temperature threshold (a) and intensity (b) in summer, and extreme low temperature threshold (c) and intensity (d) in winter between the new and old climatological normal periods in Ningxia (Unit: ℃)

表2 宁夏新、旧气候态时段年和季节降水量均值和标准差

Tab.2 The annual and seasonal mean and standard deviation of precipitation in the new and old climatological normal periods in Ningxia 单位：mm

	新态时段		旧态时段
	平均值	标准差	平均值	标准差
年	281.2	44.5	268.8	49.6
春季	47.4	23.7	49.4	26.5
夏季	161.9	40.4	154.9	36.3
秋季	65.3	24.2	58.2	20.9
冬季	6.7	3.2	6.4	3.7

图6 宁夏新、旧气候态时段年（a）及春（b）、夏（c）、秋（d）、冬（e）季降水量差异（单位：mm）

Fig.6 The differences of the annual (a), spring (b), summer (c), autumn (d) and winter (e) precipitation between the new and old climatological normal periods in Ningxia (Unit: mm)

图7 宁夏新、旧气候态时段春（a）、夏（b）、秋（c）、冬（d）季降水量频率密度直方图（虚线）和频率密度分布（实线）

Fig.7 The frequency density histograms （dashed line） and distribution lines （solid line） of precipitation in spring （a）， summer （b）， autumn （c）， and winter （d） in the new and old climatological normal periods in Ningxia

图8 宁夏新、旧气候态时段春（a）、夏（b）、秋（c）、冬（d）季极端降水量频率密度直方图（虚线）和频率密度分布（实线）

Fig.8 The frequency density histograms （dashed line） and distribution lines （solid line） of extreme precipitation in spring （a）， summer （b）， autumn （c）， and winter （d） in the new and old climatological normal periods in Ningxia

图9 宁夏新、旧气候态时段夏季极端降水量阈值（a）、极端降水量强度（b）差异（单位：mm）

Fig.9 The differences of extreme precipitation threshold (a) and intensity (b) in summer between the new and old climatological normal periods in Ningxia (Unit: mm)

参考文献 36

[1]	崔晓军, 王一飞, 吴明亮, 等, 2022. 气候变化研究中“气候平均值”等术语标准化问题探析[J]. 标准科学(10): 80-88.
[2]	丁一汇, 柳艳菊, 徐影, 等, 2023. 全球气候变化的区域响应:中国西北地区气候“暖湿化”趋势、成因及预估研究进展与展望[J]. 地球科学进展, 38(6): 551-562. DOI
[3]	丁一汇, 王会军, 2016. 近百年中国气候变化科学问题的新认识[J]. 科学通报, 61(10): 1 029-1 041
[4]	丁裕国, 江志红, 2009. 极端气候研究方法导论:诊断及模拟与预测[M]. 北京: 气象出版社.
[5]	房一禾, 赵春雨, 王颖, 等, 2016. 新、旧气候态的差异及对东北地区气候业务的影响[J]. 气候变化研究进展, 12(3): 193-201.
[6]	李晓帆, 于长文, 龚志强, 等, 2023. 气候态调整对华北冬、夏季气候监测的影响研究[J]. 大气科学, 47(3): 599-615.
[7]	林婧婧, 张强, 2015. 中国气候态变化特征及其对气候变化分析的影响[J]. 高原气象, 34(6): 1 593-1 600
[8]	马金龙, 庞雪琪, 杨建玲, 2017. 中国西北东部汛期降水主模态的年代际差异及其大气环流特征[J]. 干旱气象, 35(6): 940-948. DOI
[9]	马柱国, 符淙斌, 杨庆, 等, 2018. 关于我国北方干旱化及其转折性变化[J]. 大气科学, 42(4): 951-961.
[10]	梅梅, 侯威, 周星妍, 2022. 新、旧气候态差异及对中国地区气候和极端事件评估业务的影响[J]. 气候变化研究进展, 18(6): 653-669.
[11]	施雅风, 沈永平, 李栋梁, 等, 2003. 中国西北气候由暖干向暖湿转型的特征和趋势探讨[J]. 第四纪研究, 23(2): 152-164.
[12]	童宣, 严中伟, 李珍, 等, 2018. 近百年中国两次年代际气候变暖中的冷、暖平流背景[J]. 气象学报, 76(4): 554-565.
[13]	王澄海, 李健, 许晓光, 2012. 中国近50年气温变化准3年周期的普遍性及气温未来的可能变化趋势[J]. 高原气象, 31(1): 126-136.
[14]	王澄海, 张晟宁, 张飞民, 等, 2021. 论全球变暖背景下中国西北地区降水增加问题[J]. 地球科学进展, 36(9): 980-989. DOI
[15]	王岱, 杨建玲, 张雯, 等, 2024. 北极海冰对中国西北地区东部主汛期7月降水分布型的可能影响[J]. 高原气象, 43(2): 318-328. DOI
[16]	王劲廷, 马振峰, 杨小波, 等, 2014. 新旧气候平均值的差异及其对西南气候业务的影响[J]. 高原山地气象研究, 34(1): 46-50.
[17]	王永光, 2002. 多年平均值的改变对中国气候业务的影响[J]. 气象, 28(8): 41-43.
[18]	魏凤英, 2007. 现代气候统计诊断与预测技术[M]. 北京: 气象出版社.
[19]	晏红明, 袁媛, 王永光, 2022. 气候变暖背景下气候平均值更替对中国气候业务的影响[J]. 气象, 48(3): 284-298.
[20]	翟盘茂, 周佰铨, 陈阳, 等, 2021. 气候变化科学方面的几个最新认知[J]. 气候变化研究进展, 17(6): 629-635.
[21]	张强, 杨金虎, 王朋岭, 等, 2023a. 西北地区气候暖湿化的研究进展与展望[J]. 科学通报, 68(14): 1 814-1 828
[22]	张强, 杨金虎, 马鹏里, 等, 2023b. 西北地区气候暖湿化增强东扩特征及其形成机制与重要环境影响[J]. 干旱气象, 41(3): 351-358.
[23]	张强, 朱飙, 杨金虎, 等, 2021. 西北地区气候湿化趋势的新特征[J]. 科学通报, 66(增刊2): 3 757-3 771
[24]	张雯, 马阳, 王素艳, 等, 2023. 西北地区东部春夏季旱涝转换环流特征及其与大西洋海温的关系[J]. 干旱气象, 41(1): 14-24. DOI
[25]	GU W, LI C Y, WANG X, et al, 2009. Linkage between Mei-yu precipitation and North Atlantic SST on the decadal timescale[J]. Advances in Atmospheric Sciences, 26(1): 101-108.
[26]	IPCC, 2022. Climate change 2021: The physical science basis[M]. Cambridge: Cambridge University Press.
[27]	MANTUA N J, HARE S R, ZHANG Y, et al, 1997. A Pacific interdecadal climate oscillation with impacts on salmon production[J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 78(6): 1 069-1 079
[28]	WANG L, CHEN W, 2014. The East Asian winter monsoon: Re-amplification in the mid-2000s[J]. Chinese Science Bulletin, 59(4): 430-436.
[29]	WANG X J, TUO Y, LI X F, et al, 2023. Features of the new climate normal 1991-2020 and possible influences on climate monitoring and prediction in China[J]. Advances in Climate Change Research, 14(6): 930-940.
[30]	WMO, 2007. The role of climatological normals in a changing climate[R]. Geneva: WMO.
[31]	WMO, 2017. WMO guidelines on the calculation of climate normals[R]. Geneva: WMO.
[32]	WU P, DING Y H, LIU Y J, et al, 2019. The characteristics of moisture recycling and its impact on regional precipitation against the background of climate warming over Northwest China[J]. International Journal of Climatology, 39(14): 5 241-5 255
[33]	XING W Q, WANG W G, SHAO Q X, et al, 2016. Periodic fluctuation of reference evapotranspiration during the past five decades: Does evaporation paradox really exist in China?[J]. Scientific Reports, 6: 39503. DOI: 10.1038/srep39503. PMID
[34]	ZHANG Q, YANG J H, WANG W, et al, 2021. Climatic warming and humidification in the arid region of Northwest China: Multi-scale characteristics and impacts on ecological vegetation[J]. Journal of Meteorological Research, 35(1): 113-127.
[35]	ZHOU T J, 2021. New physical science behind climate change: What does IPCC AR6 tell us?[J]. Innovation (Cambridge (Mass.)), 2(4): 100173. DOI: 10.1016/j.xinn.2021.100173.
[36]	ZHU Y L, LIU Y, WANG H J, et al, 2019. Changes in the interannual summer drought variation along with the regime shift over Northwest China in the late 1980s[J]. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124(6): 2 868-2 881

不同气候态时段宁夏气温、降水变化对比分析

Comparative analysis of temperature and precipitation variations in Ningxia between different climatological normal periods

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 11

参考文献 36

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

[1]	任至涵, 倪长健, 石荞语, 陈宁. 基于最优概率分布函数的成都市近63 a干旱特征分析[J]. 干旱气象, 2024, 42(6): 844-853.
[2]	韩晶, 焦美玲, 曹彦超, 王娟, 贺涛, 徐耕, 周忠文, 金满慧. 基于CRA空间检验技术的甘肃河东汛期降水智能网格预报偏差特征分析[J]. 干旱气象, 2024, 42(6): 976-986.
[3]	杨静坤, 李谢辉, 雷沁雅, 龚光泽. 四川省极端气温事件与城镇化发展的关联影响[J]. 干旱气象, 2024, 42(5): 744-754.
[4]	郑丽君, 肖安, 李浙华. 江西大气整层可降水量特征及其与暴雨的关系[J]. 干旱气象, 2024, 42(5): 755-766.
[5]	孙林海, 竺夏英, 李想, 艾婉秀, 杨明珠. 1971—2020年我国月气候预测业务预报评估[J]. 干旱气象, 2024, 42(5): 794-803.
[6]	孙涛, 李玥, 王津, 李晓琴, 何金梅, 赵文婧, 吕玫霞. 强降水诱发陇南电网地质灾害风险评估及预警方法研究[J]. 干旱气象, 2024, 42(5): 813-823.
[7]	段云霞, 崔锦, 李得勤, 王月, 班伟龙, 刘青. 东北冷涡背景下两次强降水干侵入特征对比分析[J]. 干旱气象, 2024, 42(3): 357-366.
[8]	邓佩云, 常倬林, 何佳, 杨萌, 陈得圆, 林彤, 穆建华, 戴言博. 六盘山地区大气水汽的时空差异与驱动因子分析[J]. 干旱气象, 2024, 42(3): 376-384.
[9]	赵蔚, 刘建宏, 王坤, 张超华, 车晶晶, 韩颖娟. 半干旱区暴雨综合灾害风险预警模型构建及其在宁夏的应用[J]. 干旱气象, 2024, 42(3): 458-464.
[10]	龙柯吉, 杨康权, 康岚. 多模式对四川盆地强降水过程的预报性能检验[J]. 干旱气象, 2024, 42(3): 473-483.
[11]	高志伟, 刘佳, 陈艳, 钟爱华. 中国降水对热带太平洋海温的滞后响应特征探讨[J]. 干旱气象, 2024, 42(2): 209-216.
[12]	邱金晶, 陈锋, 董美莹, 范悦敏, 余贞寿. CLDAS陆面资料对区域数值预报系统气温预报的改进研究[J]. 干旱气象, 2024, 42(2): 238-250.
[13]	张铁凝, 孙丽, 赵姝慧, 康博识, 张梦佳. GPM DPR产品在东北地区两类降水过程中的应用评估[J]. 干旱气象, 2024, 42(2): 251-262.
[14]	刘菊菊, 赵强, 井宇, 张蔚然, 戴昌明. CMPAS融合产品在陕西短时强降水监测中的适用性评估[J]. 干旱气象, 2024, 42(2): 263-273.
[15]	焦洋, 郑丽娜, 张永婧, 苏轶. 两种降水客观统计方法对ECMWF集合平均降水预报的订正研究[J]. 干旱气象, 2024, 42(2): 293-304.