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非洲地区人口增长迅速，热浪事件在非洲的频繁发生造成了大量的伤亡和经济损失。高温天气在非洲地区日益增长的威胁，使得该地区关于高温的系统研究有至关重要的现实意义。基于ERA-Interim再分析资料、NCEP2再分析资料、BEST温度观测资料、GPCP降水数据和NOAA海表温度资料，首先分析了北半球地区高温的气候态和长期趋势，以此为依据选取中非地区(CA: Central-Africa;0-15°N，15-30°E)进行系统地研究，再分析其高温热浪对应的环流异常演变、以及高温的年际和年代际变化特征及相关的物理机制。在此基础上设计了大气环流模式敏感性试验来验证热带印度洋和热带北大西洋海温增暖对中非高温年代际变化的影响，并定量地分析两个大洋的相对贡献。论文的主要结论如下:
(1)高温天气的长期趋势及中非地区气候特征。
近几十年北半球高温天气以增加趋势为主，中非地区是增加最为显著的区域。中非地区区域平均高温日数具有明显的年代际变化特征，在2003年发生了年代际增加。从高温日数的时间序列来看，中非地区高温显著的长期趋势并不是线性增加的结果，而是由2003年的年代际增加造成的。EOF分析的结果表明中非南部和中非北部（以7°N为界）日最高温度异常值存在反向的变化，相关分析也验证了这一结果。
(2)中非地区热浪事件对应的环流异常演变。
中非南部和北部日最高温度异常值的变率存在反向变化，这两个区域的热浪并不是同时发生的，需分别探讨热浪事件对应的环流异常。中非南部热浪主要由高层辐合中心和低层辐散中心导致的下沉运动引起。下沉运动通过减少云量而使入射到地面的短波辐射增加，利于高温天气的发生。中非南部热浪的强度和高层辐合低层辐散导致的下沉运动过程密切相关。中非北部热浪同样受高层辐合和低层辐散异常引起的下沉运动影响，但其高层不存在辐合中心异常。中非北部热浪的强度和暖平流异常的强度关系密切。中非北部热浪发生前，基于日平均温度最大值分布在10°N，近地面气旋异常带来的南风异常输送暖平流到中非北部以北地区，在该地区先出现了日最高温度异常。因此在中非北部以北和中非北部之间存在温度梯度异常，该温度梯度异常在平均北风的作用下输送暖平流异常到中非北部。
(3)热带海温异常对中非地区冬季和春季高温年际变化的影响。
冬季高温日数的年际变化在中非南部和北部有明显差异，表现为反向变化。将北半球冬季海温异常回归到高温序列上，发现热带海温表现为不同空间型的ENSO信号:中非地区对应为中太平洋(CP)型El Ni(n)o，中非南部对应为东太平洋(EP)型El Ni(n)o，中非北部对应的海温信号表现为弱的La Ni(n)a模态。根据Ni(n)o3、Ni(n)o4和Ni(n)o3.4指数挑选不同空间型ENSO的年份，通过合成分析发现高温日数异常在中非南部显著，且主要和EP型ENSO有关:在EP型El Ni(n)o年为高温日数正异常，在EP型La Ni(n)a年为负异常。EP型El Ni(n)o年，沃克环流在东太平洋的异常上升支强且位置偏东，对应地在中非地区受异常下沉支控制，利于高温的发生。EP型La Ni(n)a年，沃克环流在东太平洋的异常下沉支偏东，对应地在中非地区受到异常上升支的影响，不利于高温的发生。近地面环流在EP型El Ni(n)o年(EP型La Ni(n)a年)为反气旋异常（气旋异常），中非南部存在北风（南风）异常。由于冬季平均温度最大值分布在10°N附近，故北风（南风）异常输送暖（冷）平流至中非南部，利于（不利于）高温的发生。
此外，前冬热带太平洋的ENSO信号可以滞后地影响春季热带印度洋(TIO)和热带北大西洋(TNAO)的海温异常，再通过这两个区域的海温异常间接地影响中非地区春季高温的年际变化。前冬为El Ni(n)o（La Ni(n)a）年，对应次年春季TIO和TNAO地区海温异常偏暖（冷），中非地区高温日数异常偏多（少）。
(4)中非地区高温的年代际增加及其与热带印度洋和热带大西洋的联系。
中非地区区域平均高温日数和温度均在2003年发生了年代际增加。和P1（1979-2003年）时期相比，P2(2004-2016年)时期温度异常的概率密度分布标准差不变，但其分布图向异常值更大的右边平移，即平均值增加。说明中非地区高温的增加很大程度上是温度平均值增加的结果。相对于P1时期，P2时期中非地区200hPa为速度势正异常和辐合风异常，纬向环流在该地区表现为下沉运动异常，850hPa为比湿负异常，入射到地面的短波辐射增加，且从地面向上有感热通量正异常，利于高温天气的发生。
热带印度洋和热带北大西洋海温分别在2001年和2002年发生了年代际增加，且这两个区域海温异常和中非地区温度有很好的相关关系。为了检验热带印度洋和热带北大西洋海温对中非温度年代际增加的的作用并量化其相对贡献，用ECHAM5进行了4组大气模式试验。结果表明，热带印度洋海温的年代际增加贡献了中非地区温度突变增暖的51.8％，而热带北大西洋贡献了14.5％。印度洋海温的增暖通过影响纬向环流使得中非地区被下沉支异常控制，利于温度的升高和高温的发生。
(1)高温天气的长期趋势及中非地区气候特征。
近几十年北半球高温天气以增加趋势为主，中非地区是增加最为显著的区域。中非地区区域平均高温日数具有明显的年代际变化特征，在2003年发生了年代际增加。从高温日数的时间序列来看，中非地区高温显著的长期趋势并不是线性增加的结果，而是由2003年的年代际增加造成的。EOF分析的结果表明中非南部和中非北部（以7°N为界）日最高温度异常值存在反向的变化，相关分析也验证了这一结果。
(2)中非地区热浪事件对应的环流异常演变。
中非南部和北部日最高温度异常值的变率存在反向变化，这两个区域的热浪并不是同时发生的，需分别探讨热浪事件对应的环流异常。中非南部热浪主要由高层辐合中心和低层辐散中心导致的下沉运动引起。下沉运动通过减少云量而使入射到地面的短波辐射增加，利于高温天气的发生。中非南部热浪的强度和高层辐合低层辐散导致的下沉运动过程密切相关。中非北部热浪同样受高层辐合和低层辐散异常引起的下沉运动影响，但其高层不存在辐合中心异常。中非北部热浪的强度和暖平流异常的强度关系密切。中非北部热浪发生前，基于日平均温度最大值分布在10°N，近地面气旋异常带来的南风异常输送暖平流到中非北部以北地区，在该地区先出现了日最高温度异常。因此在中非北部以北和中非北部之间存在温度梯度异常，该温度梯度异常在平均北风的作用下输送暖平流异常到中非北部。
(3)热带海温异常对中非地区冬季和春季高温年际变化的影响。
冬季高温日数的年际变化在中非南部和北部有明显差异，表现为反向变化。将北半球冬季海温异常回归到高温序列上，发现热带海温表现为不同空间型的ENSO信号:中非地区对应为中太平洋(CP)型El Ni(n)o，中非南部对应为东太平洋(EP)型El Ni(n)o，中非北部对应的海温信号表现为弱的La Ni(n)a模态。根据Ni(n)o3、Ni(n)o4和Ni(n)o3.4指数挑选不同空间型ENSO的年份，通过合成分析发现高温日数异常在中非南部显著，且主要和EP型ENSO有关:在EP型El Ni(n)o年为高温日数正异常，在EP型La Ni(n)a年为负异常。EP型El Ni(n)o年，沃克环流在东太平洋的异常上升支强且位置偏东，对应地在中非地区受异常下沉支控制，利于高温的发生。EP型La Ni(n)a年，沃克环流在东太平洋的异常下沉支偏东，对应地在中非地区受到异常上升支的影响，不利于高温的发生。近地面环流在EP型El Ni(n)o年(EP型La Ni(n)a年)为反气旋异常（气旋异常），中非南部存在北风（南风）异常。由于冬季平均温度最大值分布在10°N附近，故北风（南风）异常输送暖（冷）平流至中非南部，利于（不利于）高温的发生。
此外，前冬热带太平洋的ENSO信号可以滞后地影响春季热带印度洋(TIO)和热带北大西洋(TNAO)的海温异常，再通过这两个区域的海温异常间接地影响中非地区春季高温的年际变化。前冬为El Ni(n)o（La Ni(n)a）年，对应次年春季TIO和TNAO地区海温异常偏暖（冷），中非地区高温日数异常偏多（少）。
(4)中非地区高温的年代际增加及其与热带印度洋和热带大西洋的联系。
中非地区区域平均高温日数和温度均在2003年发生了年代际增加。和P1（1979-2003年）时期相比，P2(2004-2016年)时期温度异常的概率密度分布标准差不变，但其分布图向异常值更大的右边平移，即平均值增加。说明中非地区高温的增加很大程度上是温度平均值增加的结果。相对于P1时期，P2时期中非地区200hPa为速度势正异常和辐合风异常，纬向环流在该地区表现为下沉运动异常，850hPa为比湿负异常，入射到地面的短波辐射增加，且从地面向上有感热通量正异常，利于高温天气的发生。
热带印度洋和热带北大西洋海温分别在2001年和2002年发生了年代际增加，且这两个区域海温异常和中非地区温度有很好的相关关系。为了检验热带印度洋和热带北大西洋海温对中非温度年代际增加的的作用并量化其相对贡献，用ECHAM5进行了4组大气模式试验。结果表明，热带印度洋海温的年代际增加贡献了中非地区温度突变增暖的51.8％，而热带北大西洋贡献了14.5％。印度洋海温的增暖通过影响纬向环流使得中非地区被下沉支异常控制，利于温度的升高和高温的发生。