1971—2025年科尔沁沙地极端气候变化特征

doi:10.7522/j.issn.1000-694X.2026.00026

摘要/Abstract

摘要：

科尔沁沙地是中国北方风沙源区和典型的生态脆弱区，为明确科尔沁沙地极端气候演变规律，本文基于1971—2025年科尔沁沙地20个国家气象站的逐日气温和降水量等数据，系统研究了24个极端气候指数的变化特征。结果表明：（1）极端气温指数呈显著非对称性增温，表现为暖升冷降，夜间增温幅度高于白天；空间上高纬度地区增温效应更显著。突变集中在20世纪80至90年代中后期，多数指数未来将呈持续性变化。（2）极端降水指数年际波动较大，整体变化趋势不显著，极端降水强度指数和频率指数以增加趋势为主，2011年后进入多雨、强降水频发阶段。空间变化呈东多西少格局。多数指数持续性较弱，未来变化可能存在转折和波动风险。（3）西太平洋副高、暖池及大西洋多年代际振荡指数（AMO）主要促进极端高温并抑制极端低温（P<0.05），极涡作用则相反。副高系统增强显著增加降水量（P<0.05），并减少持续干旱；冷舌型ENSO、AMO、西太平洋暖池与持续干旱负相关（P<0.01），极涡则加剧持续干旱（P<0.01）。研究结果可为区域气候风险评估与适应策略制定提供科学依据。

关键词: 极端气温, 极端降水, 突变检验, 持续性分析, 科尔沁沙地

Abstract:

Horqin Sandy Land is a sandstorm source region and a typical ecologically fragile area in northern China. To clarify the evolution patterns of extreme climate in this region， this study systematically investigates the variation characteristics， mutation features， and future trend predictions of 24 extreme climate indices based on the daily temperature and precipitation data from 20 national meteorological stations in Horqin Sandy Land from 1971 to 2025. The results showed that：（1） The extreme temperature indices exhibited a significant asymmetric warming trend， with nighttime warming being more pronounced than daytime warming. The warm event indices showed a highly significant increase （P<0.01）， while the number of frost days and cold nights showed a highly significant decrease （P<0.01）. Spatially， the increase in warm events and decrease in cold events were more pronounced in high-latitude regions.The mutation points were predominantly concentrated in the mid-to-late 1980s and 1990s， and most indices were projected to continue their historical trends into the future.（2） Extreme precipitation indices exhibited significant interannual variability， with no notable overall trend.Extreme precipitation magnitude indices and the number of precipitation days showed a predominantly increasing trend， and after 2010， the region entered a phase of frequent heavy rainfall and increased precipitation. Spatial variation exhibited a pattern of “more in the east and less in the west”.Most indices had low persistence， posing risks of abrupt changes and fluctuations in the future.（3） The Western Pacific Subtropical High and the Atlantic Multidecadal Oscillation （AMO） primarily promote extreme high temperatures and suppress extreme low temperatures （P<0.05）， while the polar vortex systems in Asia and the Northern Hemisphere exhibit the opposite effect. The strengthening of the subtropical high system significantly increases precipitation （P<0.05） and reduces persistent drought； cold-tongue ENSO， AMO， and the Western Pacific Warm Pool are negatively correlated with persistent drought （P<0.01）， while the polar vortex exacerbates persistent drought （P<0.01）. The research findings can provide a scientific basis for regional climate risk assessment and the formulation of adaptation strategies.

Key words: extreme temperature, extreme precipitation, mutation test, persistence analysis, Horqin Sandy Land

中图分类号:

P468.1/.7

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图/表 12

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指数类型		指数名称	名称缩写	定义	单位
极端气温指数	极值指数	极端最高气温	TXx	日最高气温的年最大值	℃
		最高气温极小值	TXn	日最高气温的年最小值	℃
		最低气温极大值	TNx	日最低气温的年最大值	℃
		极端最低气温	TNn	日最低气温的年最小值	℃
	冷事件指数	霜冻日数	FD	日最低气温<0 ℃的日数	d
		结冰日数	ID	日最高气温<0 ℃的日数	d
		冷昼日数	TX10p	日最高气温<10%分位值的日数	d
		冷夜日数	TN10p	日最低气温<10%分位值的日数	d
	暖事件指数	夏天日数	SU	日最高气温>25 ℃的日数	d
		热夜日数	TR	日最低气温>20 ℃的日数	d
		暖昼日数	TX90p	日最高气温>90%分位值的日数	d
		暖夜日数	TN90p	日最低气温>90%分位值的日数	d
	持续指数	持续冷日指数	CSDI	至少连续6 d日最低气温<10%分位数的日数	d
		持续暖日指数	WSDI	至少连续6 d日最高气温>90%分位数的日数	d
极端降水指数	强度指数	年降水量	PRCPT	≥1 mm日降水累积量	mm
		降水强度	SDII	年降水量与湿日日数(日降水量≥ 1mm)的比值	mm·d^-1
		1日最大降水量	Rx1d	最大1日降水量	mm
		5日最大降水量	Rx5d	最大连续5日降水量	mm
		强降水量	R95p	日降水量>95%分位值的总降水量	mm
		极强降水量	R99p	日降水量>99%分位值的总降水量	mm
	频率指数	中雨日数	R10	日降水量≥10 mm的日数	d
		大雨日数	R25	日降水量≥25 mm的日数	d
	持续指数	持续干旱指数	CDD	日降水量< 1mm的最长连续日数	d
		持续湿润指数	CWD	日降水量≥ 1mm的最长连续日数	d

指数类型		指数名称	名称缩写	定义	单位
极端气温指数	极值指数	极端最高气温	TXx	日最高气温的年最大值	℃
		最高气温极小值	TXn	日最高气温的年最小值	℃
		最低气温极大值	TNx	日最低气温的年最大值	℃
		极端最低气温	TNn	日最低气温的年最小值	℃
	冷事件指数	霜冻日数	FD	日最低气温<0 ℃的日数	d
		结冰日数	ID	日最高气温<0 ℃的日数	d
		冷昼日数	TX10p	日最高气温<10%分位值的日数	d
		冷夜日数	TN10p	日最低气温<10%分位值的日数	d
	暖事件指数	夏天日数	SU	日最高气温>25 ℃的日数	d
		热夜日数	TR	日最低气温>20 ℃的日数	d
		暖昼日数	TX90p	日最高气温>90%分位值的日数	d
		暖夜日数	TN90p	日最低气温>90%分位值的日数	d
	持续指数	持续冷日指数	CSDI	至少连续6 d日最低气温<10%分位数的日数	d
		持续暖日指数	WSDI	至少连续6 d日最高气温>90%分位数的日数	d
极端降水指数	强度指数	年降水量	PRCPT	≥1 mm日降水累积量	mm
		降水强度	SDII	年降水量与湿日日数(日降水量≥ 1mm)的比值	mm·d^-1
		1日最大降水量	Rx1d	最大1日降水量	mm
		5日最大降水量	Rx5d	最大连续5日降水量	mm
		强降水量	R95p	日降水量>95%分位值的总降水量	mm
		极强降水量	R99p	日降水量>99%分位值的总降水量	mm
	频率指数	中雨日数	R10	日降水量≥10 mm的日数	d
		大雨日数	R25	日降水量≥25 mm的日数	d
	持续指数	持续干旱指数	CDD	日降水量< 1mm的最长连续日数	d
		持续湿润指数	CWD	日降水量≥ 1mm的最长连续日数	d

时间	年降水量/mm	降水强度/(mm·d⁻¹)	1日最大降水量/mm	5日最大降水量/mm	强降水量/mm	极强降水量/mm	中雨日数/d	大雨日数/d	持续干旱指数/d	持续湿润指数/d
1971—1980年	338.40	8.95	49.19	72.23	120.63	41.22	10.25	4.3	104.51	3.97
1981—1990年	395.30	9.20	55.51	82.33	150.99	58.94	11.98	5.06	68.72	4.25
1991—2000年	374.86	8.97	57.53	87.45	140.49	58.45	11.04	4.53	71.87	4.02
2001—2010年	313.43	8.36	44.81	65.97	98.29	28.93	9.72	3.62	72.88	3.77
2011—2020年	391.63	9.47	56.57	82.02	150.93	53.82	11.81	5.09	63.43	3.99
2021—2025年	456.77	9.53	62.85	89.89	196.26	88.08	13.38	4.56	61.41	4.03
1971—2025年	371.27	9.04	53.64	79.08	138.08	51.89	11.19	4.64	74.93	4.00

时间	年降水量/mm	降水强度/(mm·d⁻¹)	1日最大降水量/mm	5日最大降水量/mm	强降水量/mm	极强降水量/mm	中雨日数/d	大雨日数/d	持续干旱指数/d	持续湿润指数/d
1971—1980年	338.40	8.95	49.19	72.23	120.63	41.22	10.25	4.3	104.51	3.97
1981—1990年	395.30	9.20	55.51	82.33	150.99	58.94	11.98	5.06	68.72	4.25
1991—2000年	374.86	8.97	57.53	87.45	140.49	58.45	11.04	4.53	71.87	4.02
2001—2010年	313.43	8.36	44.81	65.97	98.29	28.93	9.72	3.62	72.88	3.77
2011—2020年	391.63	9.47	56.57	82.02	150.93	53.82	11.81	5.09	63.43	3.99
2021—2025年	456.77	9.53	62.85	89.89	196.26	88.08	13.38	4.56	61.41	4.03
1971—2025年	371.27	9.04	53.64	79.08	138.08	51.89	11.19	4.64	74.93	4.00

排名	极端降水事件			极端雨雪事件
排名	时间	平均降水量/mm	备注	时间	平均雨雪量/mm	备注
1	1994年7月12—13日	84.01	13日降水量科左后旗239 mm、库伦旗191.5 mm，均突破1961年以来单日历史极值；宝国吐187.6 mm、青龙山181.8 mm，均为1961年以来单日历史第2。	2021年11月7—9日	34.36	2021年11月7—9日大暴雪，8日雨雪量库伦旗42.3 mm、科左中旗37.1 mm、舍伯吐36.4 mm、科右中旗14.5 mm，均突破1961年以来单日历史极值。
2	2017年8月2—3日	80.57	3日降水量青龙山349.7 mm、科尔沁区179.0 mm、宝国吐206.4 mm，均突破1961年以来单日历史极值。	2020年11月18—19日	25.65	2020年11月18—19日大暴雪，19日雨雪量阿旗24.9 mm，突破1961年以来单日历史极值；科左中旗27.8 mm、翁牛特旗22.7 mm、巴林左旗14.8 mm、富河11.9 mm，均为1961年以来单日历史第2。
3	1998年7月13—14日	71.39	13日降水量阿旗113.9 mm、富河107.9 mm，均突破1961年以来单日历史极值。	1981年3月24—26日	24.40
4	1984年8月10—11日	70.48		2023年11月5—6日	23.41	6日雨雪量奈曼旗41.9 mm、开鲁县35.9 mm、敖汉旗35.3 mm、青龙山34.3 mm、富河12.8 mm，均突破1961年以来单日历史极值。
5	2024年8月10—11日	58.41	10日降水量高力板104.8 mm，为1961年以来单日历史第2。	2012年11月11—12日	18.75	11日雨雪量宝国吐39.9 mm、科左后旗30.8 mm、巴雅尔10 mm，均突破1961年以来单日历史极值。