随着城市化进程的加快,在全球气候变暖的大背景下,高强度的人类活动,对局地气候造成了异常变化。因此,对昭阳区城市气候和热岛效应进行探究,能为昭阳区农业和社会经济发展等方面提供科学依据。基于昭通站平均气温、最高气温、最低气温、降水量、相对湿度(1951-2013年),日照时数、平均地面温度、最低地面温度(1954-2013年),最高地面温度(1959-2013年)等气候要素逐月和逐日数据,及鲁甸站、大关站、彝良站、巧家站、会泽站、永善站气温(1959-2012年)逐月数据,采用线性回归分析、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析、灰色预测模型等方法,对昭阳区城市气候变化、极端气温降水(1951-2013年)和热岛效应(1959-2012年)进行研究,为昭阳区城郊农业生产,城市内涝、干旱、霜冻,能源资源的消耗和配置,建设生态宜居城市等提供气候方面的理论依据。结果表明:(1)气候要素变化:昭阳区平均气温、最低气温,年和季节均呈增温趋势变化;最高气温除春季(-0.047℃/10a)呈降温趋势外,其余时段均呈增温趋势;从突变分析看,平均气温、最高气温、最低气温,年和季节突变均发生于20世纪90年代以后,并存在20年以上的变化主周期;而未来10a,平均气温、最高气温、最低气温将呈持续增温趋势变化。降水量除冬季(0.643mm/10a)和干季(1.439mm/10a)呈增多趋势外,其他时段均呈减少趋势;除干季降水量没有突变外,其余时段突变均发生于20世纪80年代以后,年、春、夏、秋、雨季变化主周期较短均小于15a,冬季和干季变化主周期较长分别为27a和25a左右的时间尺度;未来10a降水量将呈减少趋势变化。日照时数,除秋季(2.178h/10a)和冬季(2.863 h/10a)呈增多趋势外,其他时段均呈减少趋势变化;干季没有明显突变点,而其他时段突变发生于20世纪80年代以后;年和季节变化主周期都小于18a;未来10a日照将呈减少趋势变化。相对湿度均呈减少趋势变化;突变都发生于21世纪初期,年相对湿度变化主周期较长为30a左右,其他时段都为14a以内;未来10a相对湿度将呈减小趋势变化。地温年和季节变化均呈增温趋势;其中增温速率最明显的是最高地温,平均地温次之,最低地温增温速率最小;突变均发生于20世纪90年代末期以后;变化主周期时间尺度各不相同,未来10a平均地温、最低地温、最高地温将呈升高趋势变化。(2)极端气温变化:在16个极端气温指数中,有11个指数(月最高气温极大值、月最低气温极大值、月最低气温极小值、热月日数、夏季日数、暖夜日数、暖昼日数、热日持续指数和作物生长期、月最高气温极小值)呈上升趋势,5个指数(霜冻日数、冰封日数、冷夜日数、月平均日较差和冷日持续指数)呈下降趋势;除热月日数、冷昼日数、热日持续指数和冷日持续指数在该时段内没有明显突变点外,其余指数突变均发生于20世纪80年代-21世纪初期;极端气温指数都存在2~3个变化周期,时间介于3~52a,除月最低气温极小值、暖夜日数和月平均日较差虽然有变化周期,但没有明显的主周期,其余指数变化主周期时间尺度为10~20a。(3)极端降水变化:11个极端降水指数中有8个指数呈下降趋势,主要包括中雨日数、大雨日数、大于等于25mm降水日数、强降水量、持续潮期、年降水总量、5日最大降水量、降水强度;3个指数呈上升趋势,分别为特强降水量、持续干期和1日最大降水量;除特强降水量没有明显突变点外,其余指数均有突变点,并且突变年份主要集中在20世纪80年代,其中中雨日数、大雨日数、大于等于25mm降水日数、强降水量、持续潮期、年降水总量、1日最大降水量等指标变化显著,超出了95%置信区间;极端降水指数,存在2到3个变化周期,时间介于6~16a,主周期时间尺度也均小于16a。(4)热岛效应变化:1959-2012年昭阳区年和季节热岛效应均呈上升趋势变化,其中年热岛效应为0.38℃、夏季最高为0.68℃,冬季最低为0.11℃;从年代变化来看,昭阳区20世纪60和70年代该区域热岛效应不明显,甚至有的季节或时段,出现城区气温低于郊区气温的情况,70年代以后热岛效应逐渐加强,90年代以后热岛效应稳步增强,按目前昭阳区热岛效应最大的季节为夏季(0.68℃),但升温最快的季节为冬季0.142℃/10a;月变化来看,昭阳区热岛效应最明显的月份是9月热岛效应为0.9℃,7月次高为0.8℃,1月份和4月份最不明显,出现城区气温低于郊县气温的情况,但各月总体呈现出20世纪80年代以后热岛效应上升显著;年和季节热岛效应均有突变发生,突变年份基本都出现在20世纪80年代以后,并且都超过95%置信区间,上升显著;在未来的10a,年和各季节热岛效应都呈上升趋势,其中冬季热岛效应上升最高,未来有望超过夏季,进而使昭阳区热岛效应和大多数城市一样,呈现冬季热岛效应最强的现象。