Temporal and spatial variation of abrupt cooling and warming in Chinese mainland based on site observations during 1979-2019

ZHANG Wei; WANG Chengyu; WANG Dagang

doi:10.11714/acta.snus.ZR20250085

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Temporal and spatial variation of abrupt cooling and warming in Chinese mainland based on site observations during 1979-2019

Research articles | 更新时间：2026-05-22

- Temporal and spatial variation of abrupt cooling and warming in Chinese mainland based on site observations during 1979-2019
- Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni Vol. 65, Issue 3, Pages: 82-90(2026)
- 作者机构：
  
  中山大学地理科学与规划学院，广东广州 510006
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.11714/acta.snus.ZR20250085
  CLC： P9
- Received：18 May 2025，
  
  Revised：2025-10-25，
  
  Accepted：19 November 2025，
  
  Online First：09 January 2026，
  
  Published：25 May 2026
- 稿件说明：
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张未,王程宇,王大刚.基于站点观测的中国大陆地区1979—2019年骤冷骤热时空变化特征[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2026,65(03):82-90.

ZHANG Wei,WANG Chengyu,WANG Dagang.Temporal and spatial variation of abrupt cooling and warming in Chinese mainland based on site observations during 1979-2019[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2026,65(03):82-90.
张未,王程宇,王大刚.基于站点观测的中国大陆地区1979—2019年骤冷骤热时空变化特征[J].中山大学学报(自然科学版)(中英文),2026,65(03):82-90. DOI： 10.11714/acta.snus.ZR20250085.

ZHANG Wei,WANG Chengyu,WANG Dagang.Temporal and spatial variation of abrupt cooling and warming in Chinese mainland based on site observations during 1979-2019[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2026,65(03):82-90. DOI： 10.11714/acta.snus.ZR20250085.

摘要

在气候变暖背景下，短期气温剧变会对人类社会与生态系统构成显著威胁。然而，现有研究多关注温度的绝对变化，对表征变化方向的“骤冷”与“骤热”尚缺乏充分探讨。鉴于此，本研究基于中国气象局1979—2019年全国2 295个气象观测站点的逐日最高气温数据，采用阈值法识别骤冷骤热现象，并结合Mann-Kendall趋势检验法与线性回归模型，探究其时空演变规律及影响因素。研究发现：1）空间上，青藏高原周边地区为全国骤冷（9.37次）、骤热（9.24次）现象年均频率最高的区域，而川渝地区增幅最为显著，华南地区虽频率较低但呈快速上升趋势，东北地区的频率接近全国平均水平但呈下降趋势；2）时间上，骤冷骤热现象年变化模式均符合正弦波模式，其中春季频率显著高于其他季节，全国60%以上的站点骤冷骤热现象频率呈上升趋势；3）归因分析显示，北极涛动（AO）正相位的加剧对东北地区骤冷现象频率下降具有一定影响，而太阳短波辐射量的增加则是影响东部及西南地区骤热事件频率上升的关键因素。本研究可为我国各区域制定有效的气候变化适应策略提供科学依据。

Abstract

The increase in short-term temperature extremes， despite global warming， poses significant threats to ecosystems and society. However， most research has predominantly focused on absolute temperature changes rather than their direction， specifically， rapid cooling and heating events. Using daily maximum temperature data from 2 295 meteorological stations across China （1979-2019） provided by the National Meteorological Administration， this study employed the threshold method to identify such events. It systematically explored their spatiotemporal patterns and driving mechanisms by combining the Mann-Kendall trend test with linear regression models. The results show that the frequency was highest around the Tibetan Plateau （9.37 for cooling and 9.24 for heating events per year）. While the Sichuan-Chongqing region experienced the most significant increase in these temperatures， southern China showed a rapid upward trend from a relatively low baseline. In contrast， northeastern China exhibited a declining trend. The annual pattern of both cooling and heating events follows a sinusoidal wave， peaking significantly in spring. Over 60% of the stations show increasing trends. Attribution analysis indicates that the intensified positive phase of the Arctic Oscillation influenced the decrease in rapid cooling events in the northeast， while increased solar shortwave radiation was a key factor driving the rise in rapid heating events in eastern and southwestern China. This study can provide a scientific foundation basis for formulating effective climate change adaptation strategies across various regions of China.

关键词

Keywords

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