1960-2013年沙漠地区及周边地区积温变化：以中国西北阿拉善高原为例外文翻译资料

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1. 引言hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;1
2. 资料和方法hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;1

2.1研究区域hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;1

2.2 方法hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;2

2.2.1 累积温度计算hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;3

2.2.2 气候变化率计算hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;3

2.2.3克里金插值hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;4

2.2.4Mann-Kendall趋势检验hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;4 3.结论hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;4

3.1 累积温度时间演化hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;5

3.2 累积温度空间演化hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;5

3.3 累积温度突变演示hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;6

4.讨论hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;9

4.1 互动与相互影响hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;9 4.2区域相关 hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;9 4.3 累积温度变化的原因hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;9 4.4本研究的优势与不足hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;9

5.结论hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;10

参考文献hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;11

1960-2013年沙漠地区及周边地区积温变化：以中国西北阿拉善高原为例

作者姓名

Mengqun Xu bull; Zhuolun Li

兰州大学

摘要：本文以阿拉木图沙漠地区60 - 2013年27个气象站的实测资料为基础，采用滑动平均法、线性回归法、Mann-Kendall突变检验法和克里格插值法，分析了阿拉木图沙漠地区tc0和tc10 ℃的累计气温。结果表明:1960-2013年，tc0 ℃的积温显著升高9.94℃ /a，而tc10 ℃的积温升高8.88℃/a。东部研究区增长最为明显，西部和中部次之。此外，这些区域的趋势与整个研究区域的趋势高度一致。1980年代以前，研究地区的累积温度温和上升，此后在1980年代后期开始相当稳定的上升。tc0和tc10℃的突变点分别在1996年和1998年。此外，累积温度在2000年前后显著上升。分析表明，阿拉善沙漠地区的积温高于周边地区。研究区tc0和tc10℃ 累积温度的升高分布呈现不同的空间差异。对于tc0 ℃的累积温度，腾格里沙漠边缘的温度升高最为明显。tc10 ℃的累积温度比tc0 ℃的累积温度升高小。此外，测量了温度升高的最小幅度。

关键词:阿拉善高原 沙漠面积 积温 气候变化

1.引言

自1880年以来，地球表面的温度上升了0.85摄氏度，预计2000年后将上升2至4.8摄氏度(Easterling and Apps 2005)。从全球变暖的角度来看，近一个世纪的全球气候变化具有明显的地理特征(Baldocchi and Wong 2007;Huang et al. 2012)。过去100年中亚和东亚的气候变化主要与气候变暖和干燥有关(Ghan and Shippert 2006;王2006;Yang et al. 2007;Zhang et al. 2015)。干旱和半干旱地区的气温在这一时期增长最为明显(Ahmed et al. 2015)，主要集中在环流西部地区，特别是内蒙古高原的干旱地区(Wang 2006)。因此，干旱半干旱地区的气候变化是全球气候变化研究的重要组成部分。

在过去的几个世纪里，世界各地的干旱和半干旱地区呈现出不同程度的干燥趋势(Li et al. 2004;Gichangi et al. 2015;特别是在中国。中国干旱和半干旱地区与全球变暖相关的平均气温变化在1961-2007年期间最为显著(Huang et al. 2015)，区域特征明显，过渡标志众多(Shi et al. 2002;Tang et al. 2002, 2003;Li et al. 2003;2003)。其主要表现为持续性。干旱温度升高，降水和径流增加，冰川消融加速，湖泊水位上升，强风和沙尘暴发生和持续时间减少，植被覆盖度改善。年平均气温呈上升趋势，特别是在新疆北部和阿拉木图高原(Zhang et al. 2010)。阿拉木图高原位于内蒙古西部高原，是我国干旱地区的重要组成部分，对认识气候变化及其影响至关重要(Liu and Diamond 2005)。阿拉xa高原夏、冬季日平均最高气温和最低气温在过去45年呈波动改善趋势，研究区由东南向西北的线性升温速率逐渐增加(Li et al. 2011)。温度是植物生长的基本条件，是划分区域生态系统的主要基础之一（Kilpela inen等人2009）。测量区域能源资源的领先指标等于或大于某一温度阈值及其相应持续时间（Miao等人2009）。累积温度是指初始和最终日期（包括第一天和最后一天）之间高于或等于某个温度阈值的日平均温度之和。10℃是高温植物的初始温度，是气候区划的主要指标；0℃是所有高等生物活动的初始温度（Ou等人1990）。因此，T C 10和T C 0℃累积温度及其持续时间通常被用来表示某一区域内的热资源状况，因为全球变暖预计会影响C10和C0平均日温度值的持续时间和累积温度。c.因此，自然区划受到影响，温度带的边界也发生了变化（Zhang等人2011）。气候变暖导致阿拉善高原沙漠地区气候条件和作物生长环境的变化，这可能对干旱地区的农业生产和发展构成障碍（Elhakeem等人2015年；Tian等人2015）。然而，与沙漠地区气候变化相关的研究空白仍然存在。以往的研究主要集中在干旱和半干旱地区的气候变化，通过分析温度和降水（Xiong等人2009年；Chun等人2013年；Yue等人但是，对阿拉善沙漠地区累积温度演变的研究有限。此外，尚未报告阿拉善高原沙漠地区累积温度的区域差异，气候变化对中国其他环境敏感地区的影响程度尚不清楚（翟、任1997）。此外，此类研究缺乏气候预测，用以研究最有可能受未来气候变化影响的地区，并分析其对当地经济产出和生活水平的影响。因此，迫切需要对研究区近54年的积温变化及其对气候变暖的响应进行研究。

基于Alxa沙漠地区的数据,大约27附近气象站从1960年到2013年,T C 10 0和T C℃ 积温分析了本研究通过使用积温测量代表当地热量资源和进一步研究其热平衡。此外，从全球变暖的角度分析了研究区1960-2013年累积温度变化的基本特征，讨论了tc10和tc0 ℃的累积温度变化趋势。此外，我们还考察了气候变化的可信度。本研究为阿拉善沙漠及其周边地区的沙漠气候资源利用和荒漠化防治提供了科学依据。

2.资料和方法

2.1研究区域

阿拉木图高原(37 300-42 360 n, 93 60 - 106 360 e),位于内蒙古自治区的西部,从西方Mazong山脉延伸至贺兰山和Langshan山脉的东部和北部山南部,包括直升机和Longshou山脉,北部边界线(图1)。Alxa高原位于欧亚大陆远离海洋的内陆,受中纬度西风环流和蒙古高在一年的大多数时间。大陆性气候温和，夏热冬冷，昼暖夜凉，大风多尘，蒸发量大，季节短，无霜冻，生态环境脆弱，太阳能、风能资源丰富。阿拉xa高原平均海拔在1000 - 1500米之间，少数山区海拔超过2000米(Li et al. 2015)。阿拉xa高原盆地的特点是地势低，南北高，地表起伏缓慢，包括巴丹吉林、腾格里和乌兰布赫沙漠，周围是丘陵地区。

我们将阿拉善高原沙漠地区统一划分为东部、中部和西部地区。如表1所示，沙漠生态系统占研究区土地总面积的85.59%，其次是草原生态系统，占12.76%。在东部研究区，大约土地总面积的84.83%为农田。林地生态系统主要分布在研究区东部和西部，以灌丛为主。草地、水域、湿地生态系统和建设用地主要分布在东部研究区。西部主要是戈壁沙漠。在东部和中部研究区，以砂为主(Wang et al. 2008)。

为研究累积气温变化，采用中国气象局提供的1960-2013年27个气象站的日平均气温和坐标数据。实际应用表明，该数据稳定、可靠、准确(Zhang et al. 2010)。地形数据来自美国国家航空航天局(NASA) Terra卫星上的高级星载热发射和反射辐射计(ASTER)收集的数字高程数据。

图1.显示研究区域位置的地图

表1阿拉木州东部生态系统土地利用类别比例

2.2 方法

2.2.1累积温度计算

利用5天简单移动平均法，分析了气候因子的周期性变化特征。我们采用5天简单移动平均法，根据日平均温度计算出54年的累计温度。为此，我们确定了各气象站的tc0和tc10 ℃的开始和结束日期，并按以下方法计算了tc0和tc10 ℃的累计温度。在暖季，我们确定了平均日温度值不低于或高于临界温度的第一天，并对随后4天的数据进行了检验。然后以5天为单位计算平均温度。选取一年中最长5天的简单移动平均温度序列数据中第一个不小于临界温度的温度。从对应的5天中，选取平均日温度不低于临界温度的第一天作为tc0和tc10℃的起始日。同样的，选取对应的5天中日均温度不低于临界温度的最后一天作为最终数据。从开始日到结束日的平均日温度之和被确定为tc0和tc10 ℃的累计温度。

2.2.2 气候变化率的计算

我们将阿拉善高原沙漠地区统一划分为东部、中部和西部地区。我们计算了各气象站对各区域54年累计气温序列数据的算术平均值，构建了各区域1960 - 2013年平均年累计气温变化序列。然后利用线性回归分析比较各区域气候要素变化速率，对趋势系数进行显著性检验，趋势系数是气候要素值与持续时间的相关系数。

2.2.3 克里金插值

对于许多样本数据的自然现象，如温度分布和在空间或时间上的一定相关性，近距离样本的测量值的相似性往往高于远距离样本。克里金插值是基于随机变量并建立相应的空间或时间结构;这种方法是最好的线性无偏估计(蓝色)。利用附近27个气象站的tc0和tc10 ℃数据，计算了阿拉xa高原荒漠地区年平均积温值。然后，我们建立了一个数据库，对累积的温度数据进行汇总，并使用ArcGIS软件生成覆盖文件。经纬度决定了气象站的空间位置。点层属性数据包含各站点的年平均积温。将覆盖文件导入ArcGIS中的阿拉xa高原荒漠地区数字高程模型数据中，进行克里金插值分析。

2.2.4 Mann-Kendall趋势检验

世界气象组织推荐并广泛使用Mann-Kendall非参数统计方法，该方法能够有效区分自然波动中的自

然过程或确定的趋势。采用Mann-Kendall趋势检验对气候因子进行趋势检验和突变检验。这种检验不遵循一定的分布，避免了离群值的干扰，通常用于气候因子突变的检验(Fu和Wang 1992)。其他已发表的报告(Wei 2007)也给出了详细的计算。上升顺序设为x1, x2，hellip;，xn, Sk为第i个样本的累积量。我们将统计数据定义，假设时间序列是随机独立的，则Sk的均值和方差分别为

其中UF1 = 0。在a的显著性水平下，如果|UFk|[Ua]，序列具有显著的趋势变化。此外，所有的UFk都可以形成一条折线。此外，利用反色调序列中的方法，xn, xn-1，hellip;，x1表示为x1，x2,xnhellip;hellip;国际扶轮表示累积量的第i个样本,当= n 1 - i，因此反色调序列的UBk可以表示为UBkfrac14;UFk;i0frac14;此外，UB1 = 0。本文选取a = 0.05和a = 0.01作为显著性水平。如果UF的值超过置信区域界限，则

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