全球变暖对中国气温变化模式的影响外文翻译资料

 2022-12-21 16:41:42

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全球变暖对中国气温变化模式的影响

陆爱刚

渭南师范学院环境与生命科学学院，陕西渭南714000

电子邮件：lagx1088@163.com

摘要：全球气候变化影响范围广泛，本文利用我国160个气象站的气象资料，对全球变

暖如何改变气温与纬度、海拔的关系进行了研究。研究表明，气温随纬度和海拔的变化

规律存在明显的季节性差异：冬季的纬度效应非常显著，夏季的海拔效应非常显著。然

而，随着全球变暖，冬季的纬度效应减弱，夏季的海拔效应增强。温度与纬度和海拔关

系的这种变化模式有助于重建和解释过去的温度模式和变化。

关键词：全球变暖;纬度效应;海拔效应;中国

介绍

与全球整体变暖相关的区域温度变化模式包括更高纬度地区更显著的变暖（HE等人，2005年），特别是在北极地区（IPCC 2001年，Dixon等人，2005年）狄克逊等人（2003）发现北极地区的变暖范围比地球上其他地方大，气候变化实验表明，北极地区的地表空气温度上升较快，降低了赤道到极点之间的温度梯度（IPCC 2001）。CuBasCH等（2001）还发现高中纬度地区的变暖更大，Marika和Cecilia（2003）的建模工作表明，北极地区的变暖是全球平均值 的1.5到4.5倍。因此，在全球变暖的情况下，整个纬度温度梯度下降。重要的是要检验这种全球规模模式是否也能在区域范围内找到基于我们之前对季节性海拔温度模式的研究（LU等人2007年，LU等人2006b）和纬度温度模式（LU等人2006年）在中国，我们研究了纬度和温度之间的关系。除了纬度效应外，全球变暖还可能影响海拔和温度之间的关系。本研究的目的是探讨全国气温与纬度、海拔的关系，强调纬度和海拔温度模式之间的动态关系，并通过对160个气象站52年的气温资料进行分析得出这一结论。

1数据和方法

160个国家气象台站的长期月气温、月海拔数据由中国气象局国家气候中心提供，包含1951年1月至2002年12月的数据。在中国西部和西北部人口稀少的高山沙漠地区，尤其是青藏高原，车站密度较低（图1）。利用冬季（12月、1月和次年2月的平均气温）和夏季（6月、7月和8月的平均气温）资料，分别分析了纬度和温度、海拔和温度之间的相关性，并用数十年的时间变化进行了检验，以期找出影响纬度和温度的因素。全球变暖公约对纬度和高度影响的关系。本文不包括春季和秋季的数据。利用Origin 7.0软件计算了降水量与气温线性相关点的散射，并确定了R和P的值。

图1 本图所使用的160个中国气象站的位置

2.结果

2.1纬度之间的季节性差异和海拔温度的影响

图2显示了季节性温度1951-2002年期间纬度和海拔的差异。从A和B可以看出，冬季的纬度效应比夏季（r=0.37016）明显得多，而从C和D可以看出，夏季（r=0.80658）的海拔效应比冬季（r=0.17668）明显得多。总之，很明显，在气温较高的夏季，存在显著的海拔效应和较低的纬度效应。冬季气温较低时，海拔效应不明显，纬度效应明显。纬度和海拔效应随季节而变化。为了明确上述一些图中没有纬度和高度的混合效应，我们分析了温度和纬度仅使用海拔500米以下的地点。此外，我们还分析了数据子集的高度和温度所有这些都在一个狭窄的5度纬度带内，25-30°N。表1中的结果相同。模式如图2所示。

图2 纬度和海拔温度效应的季节性差异

（a：冬季纬度与气温的相关性；b：夏季纬度与气温的相关性；c：冬季海拔与气温的相关性；d：夏季海拔与气温的相关性）

表1特定站点纬度和海拔温度影响的季节性差异

相关系数

季节

R

SD

N

P

纬度和温度

（500米以下的车站）

夏季

0.85652

1.40061

95

lt;0.0001

冬季

-0.98105

1.8997

95

lt;0.0001

海拔和温度

（25-30°N之间的站点）

夏季

-0.97625

0.88646

39

lt;0.0001

冬季

-0.43469

2.41023

39

0.00569

2.2纬度之间的时间差异和海拔温度的影响

为了检验纬度和海拔对温度的影响之间的季节变化是否随时间而变化，对1951-1977年和1978-2002年期间纬度和海拔对温度的影响进行了比较（图3）。在1945-1977年的时间框架内（Jones和Moberg 2003），中国有一个冷却期，中国的年平均气温时间序列（图4）还表明，1951-1977年该地区的气温比1978-2002年要低。从A、B可以看出，在暖化期纬度效应减弱，从C、D可以看出，暖化期海拔效应增强。总之，随着全球变暖，纬度和海拔的影响温度的变化是相反的。因此，可以普遍假设，在全球气候变暖期间，纬度对温度的影响减弱，而高度的影响增强；另一方面，当全球气候变暖时冷却发生，纬度效应增强，而海拔效应减弱。每年的数据用160个台站的年平均气温。

图3纬度和海拔温度影响的年代际差异

（a:1951-1977年冬季纬度与气温的相关性；b:1978-2002年夏季纬度与气温的相关性；c:1951-1977年冬季海拔与气温的相关性；d:1978-2002年夏季海拔与气温的相关性）

图4 1951-2002年160个站平均气温系列

（Y1系列为1951-1977年；Y2系列为1978-2002年）

3讨论

温度与纬度关系的季节性和长期趋势分析，温度与海拔的横向和反向关系，温度越低，

纬度效应与海拔效应在季节和时间上的关系越明显，纬度效应越显著，纬度效应越显著。纬度效应随季节和长期气温的变化，海拔效应越显著，纬度效应越不显著；温度的变化被解释为温暖条件有助于形成大的陆海热梯度的结果（Webster等人1998年，韦伯斯特1987年）夏天。这是由于太阳辐射分布不均匀造成的不同纬度（高纬度地区的大幅度）的不均匀升温/降温的结果。因此，暖化条件应降低纬度温度梯度，增强海拔效应，减弱纬度效应。

至于海拔对温度的影响随气候的季节性和长期变化而变化，我们认为海拔不仅是一种简单的海拔效应，而且是一种地形效应。尽管由于太阳的季节性移动，冷气团在不同季节具有不同的强度，并对中低纬地区有不同程度的影响，但不均匀分布的高地形图对冷气团的方向有很大的控制作用，并将其分为不同的方向和强度，使其在不同的季节具有不同的强度。它们的影响在区域上是可变的。冬季风在不同地区，特别是我国，可以将气温降低到不同的程度，具有典型的季风大陆性气候，冬季风强到可以到达和影响低纬度地区。地形对夏季风也有同样的影响，导致不同地区对海洋气团的影响不均匀。但不同的是，在夏季，有一个强烈的垂直温度分布，使夏季的温度高度变化，由于海拔和纬度；而在冬季，由于寒冷的西北季候风，中国各地的气温同步下降，而作为低地盆地的冷空气池，这就降低了低海拔和高海拔之间的温差。因此夏季的海拔效应比冬季更为显著。因此，高度效应是高度和地形控制的结果。

同样的现象在较长的时间尺度上也存在：当气温条件变冷时，冬季季风增强，近地表气温变冷，导致对流层地面气温与高温温差降低，导致高度效应减弱；当气温较高时，冬季风较弱，对气温影响较小。因此，维持正常的强海拔效应。

尽管对于纬度和高度对温度的影响的变化仍有几种可能的解释，但很明显，在中国目前的数据中，纬度和高度对温度的影响之间存在着跷跷板关系。这一关系可能有助于重建和解释不同地形和纬度在不同温度条件构。

4.结论

对中国160个不同纬度和高度的气候站的季节性和长期温度数据分析表明：

（1）在暖期，纬度对温度的影响减弱，海拔对温度的影响增强。

（2）无论是季节还是几十年尺度上，纬度效应与海拔对温度的影响都存在着明显的关系：气温越高，海拔效应越显著，纬度效应越不显著；反之，气温越低，海拔效应越不显著。纬度效应越明显。

（3）该地区的季风气候导致季节温差大，对造成纬度和海拔影响具有重要作用。长期气候变化导致季风变化，进而影响纬度效应和海拔效应之间的关系。

（4）纬度和海拔对温度的影响关系有助于重建和解释不同地形和纬度在不同温度条件下的古温度结构。

致谢

本研究得到了国家自然科学基金（40401054）、中国科学院“人才工程”、中国博士后基金（20070420315）和陕西省教育厅科技工作（09JK429）的国家科技支撑项目（2006年BAD03A0206）的支持。感谢J.Harbor教授对这份手稿提出的建设性建议。

参考文献

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[10] 韦伯斯特P.J.、马格纳V.O.、帕尔默T.N..1998.季风：过程、可预测性和预测的前景.[J]地球物理研究103D:14451-14510.

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