内蒙古气温演变对气候变暖停滞现象的响应

　　摘    要：　文章利用内蒙古107个气象站Tmean、Tmax和Tmin的逐月观测数据，对比分析了近54a(1961—2014年）和CWH时期（1998—2014年）的Tmean、Tmax和Tmin分别在年、季、月尺度上的变化特征，初步探讨了内蒙古气温变化是否也有减缓或停滞现象，结果表明：全球气候变暖减缓背景下，1998—2014年内蒙古气温变化存在一定程度的变暖减缓现象。年尺度上，气温响应最明显的是Tmax,Tmean次之，Tmin最小；空间分布上，内蒙古东部地区的响应相对较大，中部次之，西部最小，但响应均不显着；季节尺度上，虽然春、冬季的气温呈下降趋势，但四季气温的响应也均不明显；月尺度上，2月气温响应最明显，其次是9月。1998—2014年内蒙古年平均气温的下降趋势主要是由春、冬两季降温引起的,而冬季气温的下降趋势主要是由2月明显降温引起的。

　　关键词：　全球气候变暖停滞; 气温; 变化特征; 内蒙古;

　　Abstract：　This paper uses the monthly observation data including average temperature(Tmean), maximum temperature(Tmax) and minimum temperature(Tmin) of 107 meteorological stations in Inner Mongolia to compare and analysis the characteristics of Tmean, Tmax and Tmin between nearly 54 years(1961-2014) and CWH period(1998-2014) on the annual, seasonal and monthly scales, and preliminary discussion on whether temperature changes in Inner Mongolia have also mitigated or stagnated. The results show that under the background of global warming slowdown, there is a certain degree of warming mitigated in the temperature change in the Inner Mongolia from 1998 to 2014. On the annual scale, the most obvious temperature response is Tmax, followed by Tmean and Tmin. In terms of spatial distribution, the response in eastern Inner Mongolia is relatively large, followed by the central region and the smallest in the western region. But all responses are not significant. On the seasonal scale, although the temperature in spring and winter shows a declining trend, the response of four seasons was not obvious as well. On the monthly scale, the temperature response in February was the most obvious, followed by September. The annual average temperature decline mainly caused by significant cooling in spring and winter, while the declining trend of winter temperature is mainly caused by the obvious cooling in February of the Inner Mongolia from 1998 to 2014.

　　Keyword：　Global climate warming hiatus; Temperature; change characteristic; Inner Mongolia;

　　引言

　　近几年，“全球气候变暖停滞”（Climate Warming Hiatus，简称CWH）现象的表现和成因已成为当今国际气候变化科学研究的焦点问题。最早提出气候变暖停滞的是来自澳大利亚詹姆斯·库克大学的Carter[1],Easterling等[2]定义的全球气候变暖停滞现象是指20世纪末（1998年）以来，在人类活动导致温室气体加速排放的背景下，全球气温达到最高后，至今并未再出现明显的上升趋势，甚至还出现了微弱的下降变化，即气候系统增暖的趋势减缓。对于全球变暖停滞现象，国外科学家做了大量研究[3,4,5]，一些科学家认为全球变暖停滞会一直持续，而另一些科学家则认为这种变暖停滞现象只是暂时的，在20世纪90年代及20世纪60年代都出现过超过10 a的温度下降或保持负距平的情况，另外模拟研究也表明[6]，即使保持0.2℃/10 a的增温速率，每百年中仍可能出现两次与当前类似的停滞现象。但值得注意的是，即使目前发生了变暖停滞，但依然保持了很高的温度。
 

　　国内学者也开展了关于区域或流域对全球气候变暖停滞现象的响应研究[7,8,9]，如杜勤勤等[10]分析了1998—2012年中国及三大自然区气温变化对全球变暖停滞的响应；王岱等[11]分析了中国极端气温季节变化对全球变暖减缓的响应；郝润全等[12]分析了1961—2005年内蒙古东部、中部和西部地区的气温平均状态和异常波动特征及可能影响；杨晶[13]较为全面地分析了1961—2013年内蒙古极端气温变化趋势；黄星等[14]分析了黄河流域内蒙古段平均最高气温、平均气温和平均最低气温突变前后变化及气温突变后变暖停滞特征。但是对1998年以来内蒙古气温变化趋势与之前对比分析和检验的研究不足，而内蒙古作为对气候变化响应最为敏感的地区之一，内蒙古气温变化是否也有减缓或停滞现象，这些都有必要进一步分析，但目前还尚未有相关研究。因此，本文通过研究内蒙古气温变化对全球变暖停滞的响应情况，初步探讨了内蒙古气温变化是否也有减缓或停滞现象，这对认识全球气候变暖停滞背景下内蒙古气温变化情况是十分必要的，可为内蒙古生态、农业和水资源等的可持续发展提供参考依据，具有重要的现实意义。

　　1、 研究数据和方法

　　为保证数据的完整性和连续性，本文选择内蒙古1961年已建站的107个国家级地面气象站的平均气温（Tmean）、最高气温（Tmax）和最低气温（Tmin）的逐月观测数据，并按照内蒙古各盟市的行政边界，将内蒙古划分为东部地区（呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市和赤峰市）、中部地区（锡林郭勒盟、乌兰察布市、包头市和呼和浩特市）和西部地区（巴彦淖尔市、鄂尔多斯市、乌海市和阿拉善盟）。采用线性趋势法和相关系数显着性检验的统计方法，对比分析内蒙古近54 a(1961—2014年）和CWH时期（1998—2014年）的Tmean、Tmax和Tmin分别在年、季、月尺度上的变化趋势。

　　2 、结果与分析

　　2.1、 内蒙古气温的年变化特征

　　在1961—2014年，内蒙古年平均Tmean、Tmax和Tmin均呈明显上升趋势，相关系数均通过0.05显着性检验，上升速率分别为0.36、0.26℃/10 a和0.50℃/10 a，其中Tmin升温趋势最明显，约为Tmax升温趋势的2倍。在CWH时期，内蒙古年平均Tmean、Tmax和Tmin均出现了下降趋势，下降速率分别为-0.29、-0.33℃/10 a和-0.18℃/10 a，其中Tmean、Tmax下降趋势明显，相关系数均通过了0.05显着性检验，并且Tmax下降幅度最大，约为Tmin降温趋势的1.8倍（图1）。

　　图1 内蒙古1961—2014年和CWH时期的年平均Tmean、Tmax和Tmin的线性变化趋势

　　在1961—2014年，内蒙古东、中、西部地区年平均Tmean、Tmax和Tmin均呈明显上升趋势，相关系数均通过0.05显着性检验，其中,中、西部地区的上升速率较大且相差不大，约为0.39、0.28℃/10a和0.54℃/10 a，均高于内蒙古的上升速率。在CWH时期，内蒙古东、中、西部地区年平均Tmean、Tmax和Tmin均呈下降趋势，但相关系数未通过0.05显着性检验，其中东部年平均Tmean和Tmax以及中部年平均Tmin的下降幅度最大，分别为0.31、0.37℃/10 a和0.23℃/10 a，同样高于内蒙古的下降速率（图2）。

　　图2 内蒙古东、中、西部地区1961—2014年和CWH时期的年平均Tmean、Tmax和Tmin的线性变化趋势

　　2.2、 内蒙古气温的季节变化特征

　　在1961—2014年，内蒙古四季Tmean、Tmax和Tmin均呈明显上升趋势，相关系数均通过0.05显着性检验，其中Tmin升温速率最大，约为Tmax升温趋势的1.7倍，四季中冬季升温最显着，上升速率分别达到0.48、0.35℃/10 a和0.62℃/10 a。在CWH时期，Tmean、Tmax和Tmin在春、冬季均呈下降趋势，在秋季均呈增加趋势，而在夏季的变化趋势则不一致，表现为夏季Tmean和Tmax变化不大，Tmin呈增加趋势，但相关系数均未通过0.05显着性检验。同时，四季中春、冬两季的Tmean、Tmax和Tmin下降趋势相对较大，说明1998—2014年内蒙古年平均Tmean、Tmax和Tmin的下降趋势主要是由春、冬两季降温引起的（图3）。

　　图3 内蒙古地区1961—2014年和CWH时期四季Tmean、Tmax和Tmin的线性变化趋势（℃/10 a)

　　2.3 、内蒙古气温的月变化特征

　　在1961—2014年，内蒙古各月Tmean和Tmin均呈明显升温趋势，相关系数均通过0.05显着性检验，月Tmax除1、5、11月和12月外其余月份的升温趋势也很明显，其中,Tmin升温速率最大，约为Tmax升温趋势的1.5倍。各月中2月Tmean、Tmax和Tmin升温最显着，上升速率分别达0.72、0.59℃/10 a和0.86℃/10 a。在CWH时期，内蒙古多数月份的Tmean、Tmax和Tmin呈下降趋势，其中2月和9月的降温趋势明显，相关系数均通过0.05显着性检验，并且2月的降温幅度最大，2月Tmean、Tmax和Tmin的降温速率分别达到-1.76、-1.81℃/10 a和-1.64℃/10 a，使得原来升温最快的2月变为降温最显着的月份，说明CWH时期内蒙古冬季Tmean、Tmax和Tmin的下降趋势主要是由2月明显降温引起的（图4）。

　　图4 内蒙古1961—2014年和CWH时期各月Tmean、Tmax和Tmin的线性变化趋势

　　3 、结论与讨论

　　本文通过从年、季、月尺度上分别对比了内蒙古及其东、中、西部地区在近54 a(1961—2014年）和CWH时期（1998—2014年）的Tmean、Tmax和Tmin的变化趋势，较为全面地分析了内蒙古气温变化对全球气候变暖停滞现象的响应情况，以及是否存在减缓或停滞现象。

　　(1）在CWH时期，内蒙古年Tmean、Tmax和Tmin均出现下降趋势，并且年Tmean、Tmax的下降趋势明显（P<0.05），其中年Tmax的降温幅度最大，约为年Tmin的1.8倍，空间分布上，内蒙古东、中、西部地区的年Tmean、Tmax和Tmin的下降趋势均不显着，其中东部地区的年Tmean和Tmax以及中部地区年Tmin的降温幅度最大。

　　(2）在CWH时期，内蒙古春季和冬季的Tmean、Tmax和Tmin均呈不显着的下降趋势，但下降趋势相对较大，说明1998—2014年内蒙古年平均Tmean、Tmax和Tmin的降温趋势主要是由春、冬两季降温引起的。

　　(3）在CWH时期，内蒙古多数月份的Tmean、Tmax和Tmin呈下降趋势，其中2月和9月下降趋势明显（P<0.05），并且2月的降温幅度最大，原来升温最快的2月变为降温趋势最显着的月份，说明1998—2014年内蒙古冬季Tmean、Tmax和Tmin的降温趋势主要是由2月明显降温引起的。

　　(4）全球气候变暖减缓背景下，1998—2014年内蒙古气温变化存在一定程度的变暖减缓现象。年尺度上，气温响应最明显的是Tmean、Tmax次之，Tmin最小；空间分布上，内蒙古东、中、西部地区的响应均不显着，其中东部地区的响应相对较大，中部次之，西部最小。季节尺度上，虽然春、冬季的气温呈下降趋势，但对全球变暖减缓的响应均不明显；月尺度上，2月气温响应最明显，其次是9月。

　　参考文献

　　[1] Carter B.There is a problem with global warming it stopped in 1998[EB/OL].(2006-04-09)[2019-03-20]. https://www.telegraph.co.uk/comment/personal-view/3624242/ThereIS-a-problem-with-global-warming-it-stopped-in-1998.html.
　　[2] Easterling D R,Wehner M F.Is the climate warming or cooling[J].Geophysical Research Letters,2009,36(8):262-275.
　　[3] Balmaseda M A,Trenberth K E,Kallen E.Distinctive climate signals in reanalysis of global ocean heat content[J].Geophysical Research Letters,2013,40(9):1754-1759.
　　[4] Trenberth K E,Fasullo J T,Branstator G,et al.Seasonal aspects of the recent pause in surface warming[J].Nature Climate Change,2014,4(10):911-916.
　　[5] Chen X,Tung K K. Varying planetary heat sink led to global warming slowdown and acceleration[J].Science,2014, 345:897-903.
　　[6] Kosaka Y,Xie S P.Recent global-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling[J].Nature, 2013,501(7467):403-407.
　　[7] Li Q X,Yang S,Xu W H,et al.China experiences the recent warming hiatus[J].Geophysical Research Letters,2015,42(3):889-898.
　　[8] 王绍武,罗勇,唐国利.近10年全球变暖停滞了吗?[J].气候变化研究进展,2010,6(2):95-574.
　　[9] 赵宗慈,罗勇,黄建斌.围绕全球变暖“停滞”的争论[J].气候变化研究进展,2016,12(6):571-574.
　　[10] 杜勤勤,张明军,王圣杰,等.中国气温变化对全球变暖停滞的响应[J].地理学报,2018,73(09):140-156.
　　[11] 王岱,游庆龙,江志红,等.中国极端气温季节变化对全球变暖减缓的响应分析[J].冰川冻土,2016,38(1):36-46.
　　[12] 郝润全,刘秀荣,杨勇.内蒙古地区气温异常变化特征及可能影响分析[J].内蒙古气象,2009(2):3-6.
　　[13] 杨晶.1961-2013年内蒙古极端气温变化分析[J].内蒙古气象,2014(3):17-20.
　　[14] 黄星,马龙,刘廷玺,等.近60年黄河流域典型区域气温突变与变暖停滞研究[J].中国环境科学,2016,36(1):3253-3262.