京津冀地区极端温度事件时空变化规律及城市化对其影响研究

作     者：焦毅蒙 

作者单位：中国地质大学(北京) 

学位级别：硕士

导师姓名：赵志芳;赵娜

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

主      题：极端温度事件 极端温度指数 时空变化 城市化 京津冀 

摘      要：随着全球变暖,极端气候事件频发,对自然生态系统、社会经济系统以及人民群众的生命安全造成了严重的影响。相关研究结果表明,极端气候事件频发除受气候系统内部变异影响外,城市化带来的影响也不可忽略。极端温度事件作为最具代表性的极端气候事件,对它的研究是极端气候事件研究中的基础和重点。本文以京津冀地区为研究区域,基于1980-2014年该地区174个气象站点的逐日气温观测数据,定义了20个极端温度指数,在此基础上,采用趋势分析、空间插值、对比分析和相关分析等方法,研究了极端温度指数的时空变化规律以及城市化对极端温度事件的影响。基于以上,本文取得了如下主要成果:(1)基于日尺度的温度观测数据计算了20个极端温度指数,并用Sen’s估计方法计算各个指数的变化趋势,通过对指数的分析发现1980-2014年京津冀地区整体上极端冷事件呈减少趋势,极端暖事件呈增加趋势,日温差极大的日数呈显著减少趋势,日温差极小的日数呈显著增加趋势,气温日较差的波动性在减小。(2)首次将高精度曲面建模方法(HASM)引入极端温度指数的空间插值中,分析了极端温度指数在空间上的变化规律,发现研究区内多数地区的极端冷事件呈减少趋势,极端暖事件呈增加趋势,尤其是在如北京市等高度城市化的地区这种趋势更加明显,但是在承德北部等城市化程度比较低的地区这种变化趋势不明显。(3)结合人口、GDP、土地利用和夜间灯光遥感数据,在精细空间尺度上用聚类分析的方法对气象站点进行分类,通过不同类别站点之间的对比分析发现,在城市站点和城郊站点极端暖事件的增加趋势要大于乡村站点,且城市站点的增加趋势大于城郊站点;同时,城市站点和城郊站点的极端冷事件的减少趋势也大于乡村站点,但是城郊站点的减少趋势最大。(4)结合站点的属性,本文定义了一个城市化水平综合参考值,分析每个站点的城市化水平综合参考值与极端温度指数变化趋势的关系,发现城市化水平与极端温度指数的变化趋势呈现一定的相关性:站点的城市化水平越高,表征极端暖事件的指数增加趋势越明显,而表征极端冷事件的指数减少趋势也越明显,且整体上城市化水平与前者的相关性要大于与后者的相关性。