内蒙古巴彦淖尔市农业气象试验站 高级工程师 015400
内蒙古杭锦后旗气象局 工程师 015400
内蒙古杭锦后旗气象局 助理工程师 015400
近一个世纪以来，特别是近十几年来，由于人类活动及自然因素等综合影响，大范围气候异常现象不断出现，全球气候增暖明显，环境变化加剧，气候灾害在我国和世界上许多国家频频发生，极大地影响了经济和社会的长期稳步发展，人民财产受到严重的损失，而人体健康也受到了很大影响，动植物面临着很大危害甚至有些动植物接近濒临境地。因此，异常气候受到许多国家的关注。对于什么样的天气称为异常天气，什么样的气候称为异常气候，人们在使用上往往比较随便。为了避免词类定义上产生混乱，世界气象组织对天气、气候异常，提出了两个定量的判断标准。其一是距平值达到标准差（又称均方差）2倍以上（不管近年是否出现过）；其二是在最近完整的30年气象资料中未出现过的情况（不一定距平值超过标准差的2倍），或称30年以上一遇的罕见天气现象。而我们通常所说的“天气气候异常”，不过指的是就某个地区来说，出现了30—50年、或者百年之内只有一两次机会的那种罕见天气气候现象罢了。本文根据世界气象组织关于异常天气的定义，确定巴彦淖尔市各站月日照时数、气温、极端气温和季降水量的异常值。
一、偏度和峰度
在巴彦淖尔市日照时数、气温、极端气温等因子大多符合正态分布，即接近平均的值数据占多数。对于降水量，则偏离平均值的程度比较高，因此引入偏度系数（r1 )和峰度系数(r2)的概念。偏度系数具有和标准差类似的属性，但因为是高阶乘方，对极端要素的意义表示更为明确。绝对值较大的偏度系数表示有更强烈或更频繁的温度极端距平发生。
式中,n:样本序列长度, 
: 样本平均值, σ:样本标准差。
选显著水平δ = 0.05 ,即偏、峰度系数分别在置信度95%内，偏度临界值(R1)与 峰度临界值(R2)用下式表示。
拒绝域：
二、正态性检验方法
本文是使用偏度、峰度检验法, 以检验样本序列是否服从正态分布。
三、巴彦淖尔市气候异常标准的取值
1、对于服从正态分布的序列, 其异常标准值上限（YU)、下限(YL)分别为:
由于日照时数和降水量是以正值定义的, 所以对于降水和日照来说, 若标准值Y为负值, 则作零处理。巴彦淖尔市属于干旱地区，干旱季节月降水量为0的情况经常出现，此时0不能做为异常值，因此我们只计算季、年的降水气候异常值。
这里使用的正态变换方法是自然对数法,
即: Xi′=In (axi + b )
其中系数a 、b 的取值, 对于不同的序列所取的值是不同的。本文中, 恒取a=1 , b 的取值是: 改变b 的值, 当序列最接近正态分布时, 则取此刻的b值。根据（5）式计算出上下限，但这时的数值为正态变换值, 需进行逆变换, 即求其反自然对数再减去b , 便求得异常标准的上下限。
3、经正态变换后仍不服从正态分布者, 则按二十五年以上仅出现一次左右的稀少气象现象为异常气候” 的定义, 在序列中(本文所取各站的记录长度为30 年即1981-2010年) 挑取最大值和次大值求平均, 则该平均值即为异常标准值上限, 挑取最小值及次小值求平均, 该平均值为异常标准下限。
下面表（1）到表（5）是巴彦淖尔市六个旗（或县、区）的日照、气温、极端最高气温、极端最低气温、降水的气候异常上限和下限值，如果这一年对应地区、对应时段气候数据＞上限值或＜下限值，我们就可以认定是气候异常。
表（1）巴彦淖尔市各旗县（1981-2010年）各月日照时数异常值
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
磴口县 | 异常多 | 267.6 | 266.4 | 319.7 | 331.6 | 382.2 | 381.1 | 365.7 | 354.1 | 317.0 | 311.6 | 269.2 | 256.8 |
异常少 | 191.7 | 181.7 | 209.1 | 234.9 | 241.1 | 227.7 | 240.5 | 234.4 | 223.2 | 224.8 | 199.9 | 186.1 | |
临河 | 异常多 | 243.4 | 249.3 | 296.6 | 329.2 | 351.6 | 353.4 | 354.6 | 332.5 | 322.5 | 293.3 | 259.3 | 234.9 |
异常少 | 167.4 | 169.3 | 207.0 | 213.2 | 268.2 | 254.4 | 256.2 | 242.7 | 209.5 | 226.7 | 179.9 | 160.3 | |
杭锦后旗 | 异常多 | 253.0 | 259.5 | 317.3 | 330.8 | 367.9 | 373.1 | 357.1 | 350.4 | 336.1 | 329.7 | 271.2 | 251.6 |
异常少 | 193.4 | 185.5 | 224.5 | 242.7 | 276.4 | 246.7 | 256.8 | 228.6 | 198.8 | 193.0 | 187.1 | 174.4 | |
五原县 | 异常多 | 292.7 | 294.3 | 362.4 | 380.7 | 428.0 | 424.4 | 415.5 | 396.0 | 359.7 | 353.6 | 302.0 | 274.1 |
异常少 | 108.5 | 115.7 | 144.3 | 164.5 | 190.0 | 189.9 | 193.9 | 179.4 | 165.5 | 152.1 | 119.6 | 104.3 | |
乌拉特前旗 | 异常多 | 262.0 | 257.5 | 314.8 | 329.4 | 365.5 | 364.0 | 353.6 | 343.6 | 321.6 | 295.9 | 263.4 | 239.4 |
异常少 | 177.8 | 180.9 | 216.5 | 243.0 | 268.8 | 257.6 | 267.1 | 236.0 | 204.7 | 225.7 | 187.9 | 174.1 | |
乌拉特中旗 | 异常多 | 249.2 | 251.6 | 306.1 | 313.2 | 359.7 | 351.2 | 346.1 | 334.9 | 312.1 | 295.7 | 260.6 | 228.3 |
异常少 | 170.0 | 165.8 | 207.5 | 236.6 | 264.3 | 258.2 | 256.6 | 243.4 | 227.6 | 216.9 | 171.1 | 170.3 | |
乌拉特后旗 | 异常多 | 259.5 | 262.9 | 313.0 | 327.9 | 364.9 | 360.2 | 365.0 | 332.9 | 329.0 | 299.2 | 261.5 | 248.3 |
异常少 | 205.0 | 193.0 | 228.8 | 245.0 | 275.5 | 261.3 | 247.5 | 252.6 | 219.6 | 237.9 | 202.3 | 191.0 | |
表（2） 巴彦淖尔市各旗县（1981-2010年）各月日平均气温异常值
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
磴口县 | 异常高 | -5.9 | -0.2 | 5.4 | 14.3 | 19.9 | 24.9 | 26.9 | 24.5 | 19.1 | 11.9 | 3.5 | -3.5 |
异常低 | -12.6 | -9.5 | -1.2 | 7.3 | 16.1 | 20.6 | 22.6 | 20.3 | 14.6 | 6.1 | -3.6 | -10.7 | |
临河 | 异常高 | -5.7 | -0.1 | 5.6 | 14.2 | 19.7 | 24.7 | 26.5 | 24.4 | 18.8 | 11.8 | 3.5 | -3.4 |
异常低 | -13.0 | -9.7 | -1.4 | 7.1 | 16.0 | 20.6 | 22.8 | 20.0 | 14.5 | 6.0 | -3.8 | -10.6 | |
杭锦后旗 | 异常低 | -6.8 | -1.0 | 4.9 | 13.4 | 19.1 | 23.5 | 25.4 | 23.1 | 17.7 | 10.8 | 2.7 | -4.5 |
异常高 | -13.8 | -10.5 | -2.0 | 6.7 | 15.7 | 19.9 | 21.9 | 19.5 | 13.7 | 5.6 | -4.0 | -11.2 | |
五原县 | 异常低 | -7.5 | -1.4 | 4.5 | 13.2 | 18.9 | 24.0 | 26.1 | 23.8 | 18.3 | 11.0 | 2.1 | -5.4 |
异常高 | -14.3 | -11.1 | -2.5 | 5.9 | 15.2 | 19.9 | 21.7 | 19.5 | 13.7 | 5.2 | -4.8 | -11.9 | |
乌拉特前旗 | 异常低 | -6.7 | -0.4 | 5.3 | 14.4 | 19.8 | 24.9 | 27.0 | 24.7 | 19.2 | 12.2 | 3.2 | -4.3 |
异常低 | -13.7 | -10.8 | -1.9 | 6.7 | 15.7 | 20.3 | 22.0 | 19.8 | 14.0 | 5.6 | -4.2 | -11.1 | |
乌拉特中旗 | 异常高 | -9.8 | -2.8 | 2.5 | 11.6 | 17.4 | 22.7 | 25.2 | 22.8 | 16.6 | 8.9 | -0.3 | -7.9 |
异常低 | -16.7 | -14.4 | -5.0 | 4.1 | 13.4 | 18.7 | 20.6 | 18.0 | 12.2 | 2.9 | -7.8 | -14.7 | |
乌拉特后旗 | 异常高 | -8.5 | -3.1 | 2.5 | 11.7 | 17.5 | 22.6 | 24.8 | 22.2 | 16.5 | 9.1 | 0.8 | -6.3 |
异常低 | -16.0 | -14.7 | -6.8 | 1.9 | 10.9 | 16.2 | 18.7 | 16.3 | 10.4 | 1.3 | -8.6 | -14.5 | |
表（3）巴彦淖尔市各旗县（1981-2010年）各月极端最高气温异常值
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
磴口县 | 异常高 | 8.8 | 16.5 | 24.9 | 34.1 | 35.9 | 38.9 | 39.4 | 37.2 | 35.2 | 28.7 | 20.1 | 12.5 |
异常低 | 0.6 | 4.7 | 14.8 | 21.8 | 30.0 | 31.6 | 33.2 | 31.9 | 26.6 | 20.4 | 11.3 | 0.8 | |
临河 | 异常高 | 7.3 | 15.5 | 23.6 | 33.2 | 35.6 | 38.2 | 39.1 | 36.8 | 34.4 | 27.8 | 18.9 | 11.2 |
异常低 | -0.6 | 3.9 | 14.2 | 21.7 | 29.8 | 32.0 | 33.4 | 31.4 | 26.3 | 20.1 | 10.1 | 0.4 | |
杭锦后旗 | 异常低 | 7.9 | 14.7 | 23.5 | 33.5 | 35.3 | 37.1 | 37.9 | 36.7 | 34.2 | 27.8 | 18.5 | 11.3 |
异常高 | -1.2 | 4.3 | 13.1 | 21.4 | 29.0 | 31.2 | 31.9 | 30.4 | 25.7 | 19.0 | 10.1 | -0.7 | |
五原县 | 异常低 | 5.7 | 14.6 | 23.2 | 33.5 | 34.8 | 37.2 | 38.2 | 35.4 | 33.8 | 27.1 | 16.9 | 9.1 |
异常高 | -1.9 | 3.4 | 12.9 | 20.6 | 29.2 | 31.0 | 31.8 | 29.9 | 25.2 | 19.5 | 9.3 | -1.1 | |
乌拉特前旗 | 异常低 | 6.6 | 15.7 | 23.9 | 34.0 | 35.5 | 38.1 | 39.1 | 36.5 | 34.2 | 27.8 | 19.6 | 11.1 |
异常低 | -0.9 | 3.6 | 13.3 | 20.9 | 29.4 | 31.2 | 32.0 | 30.1 | 25.4 | 19.3 | 10.4 | -0.1 | |
乌拉特中旗 | 异常高 | 5.3 | 12.9 | 21.4 | 30.6 | 33.2 | 36.2 | 37.4 | 34.9 | 32.0 | 24.9 | 15.6 | 8.2 |
异常低 | -3.2 | 0.6 | 10.9 | 18.8 | 27.1 | 29.3 | 30.7 | 28.2 | 23.4 | 17.6 | 8.4 | -3.0 | |
乌拉特后旗 | 异常高 | 7.5 | 13.6 | 21.9 | 29.8 | 31.6 | 35.3 | 36.4 | 34.8 | 31.5 | 25.2 | 18.6 | 10.2 |
异常低 | -4.0 | -0.7 | 8.1 | 16.8 | 24.6 | 26.4 | 28.4 | 26.1 | 22.1 | 15.5 | 6.8 | -1.7 | |
表（4） 巴彦淖尔市各旗县（1981-2010年）各月极端最低气温异常值
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
磴口县 | 异常高 | -16.2 | -13.1 | -7.4 | -1.2 | 7.6 | 13.1 | 16.7 | 13.7 | 8.2 | 0.3 | -6.4 | -13.3 |
异常低 | -26.6 | -24.3 | -18.8 | -9.4 | -2.3 | 6.0 | 10.8 | 8.2 | -0.7 | -9.0 | -18.9 | -25.3 | |
临河 | 异常高 | -14.8 | -11.7 | -6.7 | 0.4 | 8.3 | 13.8 | 17.1 | 14.7 | 8.8 | 0.8 | -5.8 | -12.7 |
异常低 | -26.9 | -24.1 | -17.2 | -8.5 | -1.1 | 6.8 | 12.0 | 8.9 | -0.8 | -8.4 | -18.1 | -24.9 | |
杭锦后旗 | 异常低 | -17.0 | -13.9 | -8.2 | -1.9 | 6.1 | 11.8 | 14.9 | 13.3 | 7.0 | -0.7 | -6.4 | -13.7 |
异常高 | -27.6 | -25.4 | -19.1 | -9.1 | -2.5 | 5.2 | 9.9 | 5.8 | -2.9 | -8.0 | -17.8 | -25.3 | |
五原县 | 异常低 | -16.0 | -13.6 | -6.8 | 0.2 | 6.5 | 12.9 | 16.6 | 13.9 | 7.3 | -0.1 | -6.8 | -14.6 |
异常高 | -27.6 | -25.3 | -19.2 | -10.0 | -2.7 | 5.4 | 10.8 | 7.6 | -1.4 | -8.7 | -18.7 | -25.3 | |
乌拉特前旗 | 异常低 | -16.7 | -13.2 | -7.2 | -0.5 | 8.1 | 13.6 | 17.5 | 14.5 | 7.7 | 0.5 | -6.7 | -14.5 |
异常低 | -28.2 | -27.4 | -20.1 | -9.0 | -2.8 | 4.9 | 10.1 | 7.5 | -1.6 | -9.5 | -19.2 | -25.9 | |
乌拉特中旗 | 异常高 | -19.9 | -16.6 | -10.8 | -3.4 | 5.1 | 11.4 | 15.4 | 12.4 | 5.2 | -3.1 | -10.9 | -18.4 |
异常低 | -30.4 | -28.7 | -23.1 | -12.7 | -4.6 | 3.1 | 8.9 | 5.5 | -4.3 | -13.2 | -24.0 | -28.7 | |
乌拉特后旗 | 异常高 | -19.7 | -17.0 | -12.3 | -4.5 | 4.0 | 9.8 | 14.3 | 10.6 | 4.1 | -2.8 | -9.5 | -19.4 |
异常低 | -32.7 | -31.8 | -26.3 | -15.1 | -6.2 | 0.2 | 6.6 | 4.3 | -6.3 | -16.5 | -28.3 | -30.9 | |
表（5）巴彦淖尔市各旗县（1981-2010年）各季降水量异常值
春 | 夏 | 秋 | 冬 | 年 | 春 | 夏 | 秋 | 冬 | 年 | ||||
磴口县 | 异常多 | 56.6 | 129.9 | 40.4 | 2.3 | 218.8 | 乌拉特前旗 | 异常多 | 78.8 | 240.1 | 92.7 | 11.7 | 329.2 |
异常少 | 0.8 | 20.7 | 5.9 | —— | 37.7 | 异常少 | 3.4 | 38.7 | 12.1 | 0.2 | 97.1 | ||
临河 | 异常多 | 62.7 | 191.5 | 70.4 | 7.3 | 244.6 | 乌拉特中旗 | 异常多 | 63.2 | 229.6 | 81.1 | 11.2 | 312.6 |
异常少 | 1.1 | 37.0 | 4.4 | —— | 53.2 | 异常少 | 2.3 | 38.1 | 6.8 | 0.2 | 84.7 | ||
杭锦后旗 | 异常多 | 46.7 | 159.8 | 76.8 | 8.6 | 215.7 | 乌拉特后旗 | 异常多 | 50.2 | 159.8 | 48.5 | 7.8 | 211.4 |
异常少 | 0.2 | 32.9 | 3.3 | —— | 57.3 | 异常少 | 1.8 | 28.1 | 6.6 | 0.3 | 42.3 | ||
五原县 | 异常多 | 66.3 | 195.3 | 83.2 | 13.1 | 276.3 | |||||||
异常少 | 1.8 | 19.5 | 5.0 | 0.3 | 64.3 | ||||||||
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