基本介紹
特性,統計方法,重要性,影響,
特性
影響空氣溫度的主要因素，是太陽輻射強度，太陽光熱並不能直接使氣溫升高。空氣中的各種氣體直接吸收陽光的熱能只有14%左右，而43%左右被地面所吸收。地面吸收了太陽輻射熱量後，再通過輻射、對流、亂流等形式向空氣中傳導，這種向上輸送熱量的結果，是使氣溫增高的主要原因。所以說，地面溫度的升高，主要是吸收太陽輻射能量的結果。
太陽光照射到地面上，曬熱了地面，地面吸收的熱再放出去烘熱空氣，空氣的溫度主要是間接從地面得到的。雖然夏天的中午，太陽光照射地面最接近直射，地面和空氣受熱量強，但地面放出的熱量，少於太陽所供應的熱量，所以此時並非是熱的時候。中午以後，地面溫度仍能繼續升高，一直等到地面放出的熱量等於太陽所供應的熱量時，地面溫度才能升到最高；而近地面氣溫的升高，必須從地面放出的熱量得到，這一切都需要時間，因此夏天最熱的時候不是中午，而是午後2—3點鐘的時候。
同理，太陽下山後，空氣和地面都同時失去了太陽光熱的供應，因此開始不斷地散失熱量，氣溫也就不斷降低，到第二天清晨，這時地面溫度下降到最低值。所以一般在日出前空氣溫度最低。
（1）日最高、最低氣溫隨高度的變化，在晴天最高氣溫值隨高度按指數規律減小，最低氣溫按對數規律增大，而雨雪天這種規律不存在。
（2）最高氣溫出現時間一般在正午2.5h後出現，有較強天氣變化過程時在20：00後出現，最低氣溫出現時間比較分散，低層和有天氣變化時在日出前出現的情況比較多。
（3）天氣變化過程對高層最高溫度出現時間的影響比低層明顯，對最低氣溫出現時間的影響不大。
統計方法
為了提高區域氣候的模擬精度，通過降尺度方法將GCM 信息轉化為區域尺度的地面信息非常必要。目前常用的降尺度方法主要有兩種: 一種是動力降尺度方法，另一種是統計降尺度方法。動力降尺度採用區域模式或者有限域模擬嵌套預報，這種方法需要較好的資源以及計算機條件，通過嵌套的區域模擬可以獲得較高解析度的局地氣候變數，從而達到時間和空間上的降尺度。而統計降尺度方法則相對簡單，利用多年的觀測資料建立大尺度氣候狀況( 如大氣環流) 和區域氣候要素之間的統計關係，並用獨立的觀測資料檢驗這種關係，最後再把這種關係套用於GCM 輸出的大尺度氣候信息從而得到區域的氣候信息。
對於溫度的統計降尺度，這些年來，國內外已做了許多研究。研究者用ANN、MLR、CCA、SDSM ( Statistical Downscaling Model) 、 SDSM 等統計降尺度方法模擬最高最低溫度。
而在逐日溫度的降尺度方面，有研究者用典型相關分析，主分量分析、奇異值分解和多元線性回歸方法模擬中歐地區日平均溫度。Paulin Couli研究加拿大東南部逐日極端氣溫時比較了GeneticProgramming( GP) 和SDSM 方法。GP 方法是基於建立大尺度因子與模擬值的聯繫這樣一種思想，但是與傳統方法不一樣的是，GP 方法建立模型時並未確定模型的形式，而是通過反覆試驗疊代計算得到最終模型。該方法的好處在於模型更加精確，但是相應的，反覆試驗導致計算量比較大。
可見，對於逐日溫度的統計降尺度，前人的研究主要是利用某類統計學方法針對較小區域的，這對於大範圍的降尺度問題，計算較為繁瑣; 而SDSM 方法主要是針對一段時間內服從於某一分布特徵的要素的隨機再現，而對於某日氣溫之具體降尺度問題，則不是一個合適的方法。因此，能否發展一種簡潔而有效的降尺度方法就顯得十分重要。插值方法無疑是最簡單的降尺度方法，國外學者也套用不同的插值方法進行了一些降尺度研究，但由於它將所有相鄰信息毫無區別地完全同等對待，使其難以成為一個十分有效的降尺度方法。
重要性
我們一般所說的最高/最低氣溫是指氣象台站用最高和最低溫度表 ，在百葉箱觀測到的距地面1.5m高處一天內空氣溫度出現的瞬間最高和最低值，一般氣象台站只觀測日最高 、最低氣溫值的大小 ，而出現時間由於受觀測儀器的限制不能準確觀測 ，日最高、最低氣溫的高低和出現時間的遲早與水汽蒸發 、凝結等大氣物理過程的關係十分密切 ，是判斷寒潮 、霜凍 、高溫 、冷害等極端氣候事件強度的重要指標。研究近地層不同高度日最高 、最低氣溫的變化特點和出現時間的規律，對我們準確認識極端氣候事件出現時在什麼時間造成的危害最大 ，大氣中的化學成分進行化學反應在什麼時間最劇烈等有著十分重要的作用 。另外，在研究全球和區域性氣候變化 、地氣之間能量的轉化、大氣化學成分、濃度的變化等方面日最高 、最低氣溫的變化和出現時間都非常重要。近年來對全球氣候變化的研究成為科學家們研究的熱點，針對最高最低氣溫的年際變化趨勢、區域分布特點 、非對稱變化規律以及最高、最低氣溫變化與其它氣象要素之間的相互關係都有人進行過相關研究。一般來說日最高、最低氣溫的高低和出現時間主要受太陽日變化的影響，然而在近地層的不同高度由於地表狀況的差異，天氣狀況的不同。
影響
隨著全球氣候變暖加劇，人們越來越意識到氣溫等氣象因素在人類健康中起著不可忽視的作用。心腦血管疾病作為當前危害人類生命與健康的常見病，其與氣溫的關係更成為人們研究的重點。相關研究指出，5~9月極端氣溫對心肌梗死的影響表現為極端氣溫使當日，延後1天和延後2天的累計病死率分別增加：1．24% (95%CI：1．57%~4．73%)，4．68% (95%CI：1．56%~7．89%)，4．37% (95%CI：O．15%~8．78%)，這一結果提示夏季的最高氣溫是能夠較敏感地反映氣溫對心腦血管疾病影響的指標之一。
在同時控制相對濕度、日均氣壓和平均風速條件下，春、夏季日最高氣溫每升高1℃，心腦血管疾病死亡病例分別增加17．3% (OR=1．173，95%CI：1．149~1．197)和4．2% (OR=1．042，95%，CI：1．011~1．074)；而秋季日最高氣溫每升高1℃ ，心腦血管疾病死亡病例反而下降25% (OR=0．750，95%CI：O．727~0．773)。
目前，國內外關於氣溫與心腦血管疾病相關關係研究的結果大致可以歸納為，氣溫與心腦血管疾病發病率或病死率之間存在“u”、 “V”或“J”型關係，即當氣溫低於或高於某一臨界溫度時，隨著溫度的降低或升高，心腦血管疾病的發病率和病死率逐漸升高 。在氣溫對心腦血管疾病影響的機制方面，人的體溫是通過機體調節產熱和散熱的動態平衡而實現的。而病人及體質弱的人群的溫度調節能力和溫度敏感性均較差，這就使維持身體正常體溫的能力降低，異致暴露於高溫或低溫中的危險增加，而且患有心腦血管病或循環系統有障礙的人群，夏季高溫使他們的體溫調節系統處於“超負荷”狀態，感受“熱壓迫”，增加死亡的危險。所以炎熱天氣往往導致超額死亡，表明炎熱使原已受損的系統的負荷增加，是促成死亡的一種外因。
