IPCC第五次评估报告重点针对极端事件变化及其风险应对进行了评估，全球变暖背景下，各地极端天气气候事件规律发生变化或导致区域气象灾害频发，灾害风险加剧[1]。近半个世纪以来，我国西北地区呈显著的变暖增湿趋势[2-4]，新疆各区域均呈现出极端暖事件显著增加、极端冷事件显著减少的变化趋势[5]。在新疆，温度急剧上升(强升温过程)后并维持，可直接引发严重灾害。夏季气温急剧上升能引起河流源区冰川消融加剧，甚至会引发特殊流域出现冰川消融洪水、融冰降水混合型洪水以及冰坝溃决型洪水[6-7]。我国最大的内陆河塔里木河流域，发源于昆仑山、帕米尔高原和天山山区的各大源流都是高温融雪(冰)洪水的高发区，随全球变暖近几十年来塔里木河流域的融雪(冰)洪水增多、加剧[8-9]。冬季出现的极端暖事件同样对新疆冰雪水资源造成显著影响，甚至也能引发洪水灾害。2010年1月北疆地区的极端升温过程，造成北疆塔额盆地积雪在隆冬时节快速消融，发生冬季融雪型洪水[10]。
国际上美国科学家在20世纪80年代首先关注极端温度及日较差研究[11-12]，在中国关于极端温度事件较早的研究出现在20世纪90年代后期[13-14]。近年来，区域极端温度以及高温热浪等极端事件变化的研究成果较为丰富[15-16]，但是，从变温天气过程(不论是降温过程还是升温过程)角度来研究其极端特征的工作成果尚不多见。我们在前期已经分析了乌鲁木齐市近65年来的降温过程[17]、寒潮过程基本特征[18]，并讨论了在年、季节气候评价业务中的可用性[19]，我们近期用乌鲁木齐市1951— 2015年的逐日最高气温，将升温过程按照强度分为5个等级，给出了近65年来乌鲁木齐市不同级别升温过程中各要素的基本气候特征[20]。为了进一步加强区域温度变化带来的危害和风险应对，开展乌鲁木齐市极端升温过程变化研究非常必要，为进一步推进极端变温事件研究提供支持，也是在全球变暖背景下积极应对新疆区域极端天气气候事件带来的新挑战的具体举措。
1 资料与分析方法1.1 资料选取乌鲁木齐市气象站日最高气温资料，资料长度为1951年1月1日到2015年12月31日，共计65个完整年度，3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月至翌年2月为冬季。
1.2 升温过程定义首先确定了以下定义：单站升温日，单站升温过程(初日、终日及持续日数)，过程升温幅度，不同时段升温幅度等。具体见表 1。
表 1Table 1
表 1 单次升温过程基本概念Table 1 The basic concepts of temperature-rising process概念定义升温日测站日最高气温较前一天上升，即当天的AT24 > 0℃，则定义为一个气温上升日，简称为升温日升温过程、过程初日(GCCR)及终日(GCZR)测站24 h变温AJ^由 < 0 C转为 > 0 C的第一天定义为升温过程初日，持续到AK4再次出现 < 0 C的前一天，称为升温过程终日，从过程初日到终日称为一次升温过程持续日数(CXRS)过程初终日之间(含初、终日)的天数称为升温过程持续日数升温幅度(FD)升温过程终日与过程初日的前一天之间的日最高气温差定义为过程升温幅度最大24 h升温幅度(FD24)过程中所有AJ24中的上升幅度最大者称之为过程最大24 h升温最大48 h升温幅度(FD48)过程中所有AJ48中的上升幅度最大者称之为过程最大48 h升温，如果升温过程持续不足2 d，则过程最大48h升温不统计最大72 h升温幅度(FD72)过程中所有AJ72中的上升幅度最大者称之为过程最大72 h升温，如果升温过程持续不到3 d，则过程最大72h升温不统计最高气温(TG)过程终日的日最高气温值最大日最高气温距平偏高幅度(JP)过程中所有日最高气温与同日多年平均值之差的最大值表 1 单次升温过程基本概念Table 1 The basic concepts of temperature-rising process1.3 过程发生频数及强度季、月统计标准春、夏、秋、冬四季升温过程发生频数统计标准为：过程的开始日期与结束日期在同一季节，则记为该季节1次过程，如果升温过程的开始日期和结束日期跨两个相邻季节，则两个季节各记录0.5次升温过程。各月的升温过程频数统计方法类似。
各季的升温过程强度要素统计标准为：过程的开始日期与结束日期在同一季节内，则该过程要素参与该季节统计；如果升温过程的开始日期和结束日期跨两个相邻季节，则计算两个季节的升温过程强度要素指标时均考虑该过程贡献。各月的升温过程强度统计方法类似。
2 基于单要素指标的升温过程强度排序1951—2015年乌鲁木齐市共出现5677次升温过程，平均每年87.3次，1957年(99次)最多，1996年(79次)与1997年(79次)最少。升温过程单要素强度包括6项，分别为：过程升温幅度(FD)、过程最大24 h升温幅度(FD24)、48 h升温幅度(FD48)及72 h升温幅度(FD72)、过程最高气温(TG)和过程最大日最高气温距平偏高幅度(JP)，每一项均可从一定角度反映升温过程的强度。以下分别以6项单要素强度指标为依据，讨论乌鲁木齐市升温过程强度排序情况。
2.1 基于过程升温幅度指标的过程强度排序以过程升温幅度标准化值(IZFD)为指标，1951—2015年乌鲁木齐市5677次升温过程中强度排前10位的过程见表 2，春季出现8次，每次过程持续日数为5 ~ 12 d。乌鲁木齐市最强升温过程出现在2015年4月2—13日，日最高气温从4月1日的-4.7 ℃上升到13日的26.8 ℃，过程升温幅度达31.5 ℃。
表 2Table 2表 2 1951—2015年以过程升温幅度指数(IZFD)为指标的乌鲁木齐市升温过程强度排序Table 2 Intensity sort about process based on rising range index in Urumqi during 1951-2015排序IZFD/C开始日期结束日期131.52015年4月2日2015年4月13日226.32008年4月20日2008年4月27日325.51972年4月21日1972年4月28日425.32001年4月9日2001年4月15日525.21985年5月15日1985年5月21日625.12002年4月6日2002年4月12日725.11966年1月27日1966年1月31日825.01955年2月11日1955年2月15日924.81960年4月11日1960年4月21日1024.41982年5月11日1982年5月18日表 2 1951—2015年以过程升温幅度指数(IZFD)为指标的乌鲁木齐市升温过程强度排序Table 2 Intensity sort about process based on rising range index in Urumqi during 1951-20152.2 基于不同时段升温幅度指标的过程强度排序以过程最大24 h升温幅度标准化值(IZFD24)为指标，在1951—2015年乌鲁木齐市5677次升温过程中，强度排前10位的过程集中出现在深秋11月到初春3月，冬季最多，达6次，过程持续日数较短，有6次过程仅持续1 d。乌鲁木齐市最强升温过程出现在1955年1月26日，持续1 d，日最高气温从1月25日的-16.3 ℃上升到26日的-0.3 ℃，过程最大24 h升温幅度达16.0 ℃。
1951—2015年乌鲁木齐市有3237次升温过程持续日数超过2 d，以过程最大48 h升温幅度标准化值(IZFD48)为指标，强度排前10位的过程集中出现在初春3月和隆冬1月，分别达5次和3次。乌鲁木齐市最强升温过程出现在2010年3月16—17日，持续2 d，日最高气温从3月15日的-4.1 ℃上升到17日的18.2 ℃，过程最大48 h升温幅度达22.3 ℃。
1951—2015年乌鲁木齐市有1700次升温过程持续日数超过3 d，以过程最大72 h升温幅度标准化值(IZFD72)为指标，强度排前10位的过程集中出现在1—4月，2—3月共计出现7次。乌鲁木齐市最强升温过程出现在1951年3月1—3日，持续3 d，日最高气温从2月28日的-27.0 ℃上升到3月3日的-3.5 ℃，过程最大72 h升温幅度达23.5℃。
2.3 基于过程最高气温以及最大距平幅度指标的过程强度排序以过程最高气温标准化值(IZTG)为指标，在1951—2015年乌鲁木齐市5677次升温过程中，强度排前10位的过程均出现在夏季。乌鲁木齐市最强升温过程出现在1973年7月28日—8月1日，8月1日的日最高气温达到42.1 ℃。
以过程最大日最高气温距平偏高幅度标准化值(IZJP)为指标，在1951—2015年乌鲁木齐市5677次升温过程中，强度排前10位的过程出现在冬半年的秋季10月到初春3月，冬季出现7次。乌鲁木齐市最强升温过程出现在1979年2月16— 18日，18日最高气温距平达19.5 ℃。
2.4 基于单要素强度指标的升温过程强度排序比较采用上述6项单要素强度指标，分别对乌鲁木齐市升温过程强度进行排序可知，近65年乌鲁木齐市最强升温过程存在6种不同情况，分别是：2015年4月2—13日(依据IZFD指标)、1955年1月26日(依据IZFD24指标)、2010年3月16— 17日(依据IZFD48指标)、1951年3月1—3日(依据IZFD72指标)、1973年7月28日—8月1日(依据IZTG指标)、1979年2月16—18日(依据IZJP指标)。基于不同单要素指标得到的最强10次升温过程的季节分布特征也存在明显差异。为了综合客观地分析近65年乌鲁木齐市极端升温过程的强度变化规律，有必要构建表征升温过程强度的综合指标。
3 升温过程多要素综合强度指标分析在构建升温过程综合强度指标计算方法时，