Confusing signals in the climatic record

Five supposedly reliable data sets are used to investigate the linear trend in screen-level air temperature in Arizona over the past 50 years. The state's single national benchmark station produces a half-century cooling trend of 1.36°C, but its yearly temperature departures are poorly correlated with those of the other four data sets. Although striking in their apparent similarity, two of these latter data sets produce cooling trends while two produce warming trends; and, although not significantly different from zero, the most extreme of the cooling and warming trends differ from each other by an amount which is comparable to the apparent global warming of the last 100 years. These disparate results suggest that even the assessment of recent historic temperature trends, as contrasted with the more speculative prediction of future trends, can be a most difficult and demanding task.     

1993—2018年中国沿海海平面异常升高的时空格局特征及潜在社会经济风险估计

全球变暖诱发海平面上升是当前陆海作用领域的热点议题。应用卫星高度计观测海平面异常（SLA）数据,结合共享社会经济路径情景（SSP_S）,探讨我国沿海地区1993—2018年海平面异常升高的时空格局特征及潜在社会经济风险。结果显示：（1）过去26年间,我国沿海年均海平面和极端海平面均呈波动上升趋势,变化速率分别达到3.47±0.50 mm/a和4.74±1.39 mm/a。（2）空间上,我国四大海区上升速率由高到低排序为：东海>黄海>渤海>南海;省域尺度上,苏、闽、浙的海平面增速较大,而粤、沪、台的海平面上升速率较慢。（3）MK检验和Sen趋势分析显示,整个海区的年均海平面全部呈显著增加趋势,其中84.16%的区域处于增速中等偏慢水平,2.32%的区域增速快;而极端海平面中显著增加区域占76%,其中59.65%的区域增速慢,2.31%的区域增速快;无显著减少区域。（4）空间波动性上,我国历年海平面变化整体处于较低的波动水平;其中,较低波动区占61.31%,而高波动与较高波动区仅占到3.17%。（5）到2100年,我国海平面上升高度将达到71.71±19.01 cm;在三种共享社会经济发展路径下（SSP₁、SSP₂和SSP₃）,我国沿海地区潜在经济损失将达10万~21万亿元人民币（2005年可比价）,受影响人口数达350万~550万人;其中,广东省水淹面积最大（占到省份陆域总面积的0.7%）,经济和人口风险也最高。因此,减缓和应对海平面上升风险,是21世纪我国沿海地区保持经济社会、资源环境可持续发展的重要命题。     

河北海域海面温度遥感反演业务化算法

对MODIS数据海面温度反演传统劈窗算法进行修正,建立了适用于河北海域的海面温度反演模型。模型的系数是通过河北近海海域海面温度的实测数据与准同步的MODIS数据回归获得。利用实测数据对模型精度进行验证。结果表明,模型反演值与实测值一元线性回归R2为0.984,平均误差为0.4℃,平均相对误差为2.3%,均方根误差为0.5℃,满足业务化监测要求。最后将该反演模型应用到了2012~2014年河北海域海面温度遥感监测,分析统计年际变化趋势。该模型能够较真实地反映河北海域海面温度的分布变化状况。     

1961—2010年广西气温变化对全球变暖的响应

利用广西88 个气象站1961—2010 年的年平均气温和年极端最高、最低气温数据,运用GIS 技术、气候倾向率以及Mann-Kendall 突变检验方法对广西近50 a 气温的时空变化特征及突变特征进行分析。结果表明:在全球变暖影响下, 近50 a 广西全区年平均气温和年极端最高、最低气温总体上均呈上升趋势,其中年平均气温和年极端最低气温的气候倾向率均达到了极显著水平;年平均气温和年极端最高气温的突变时间分别为2001 年和2003 年,均比极端最低气温(1984 年) 晚了近20 a 左右;年极端最高和最低气温存在非对称变化。时空分布图表明,区域平均值忽略了研究区域内的差异,尽管近50 a 来广西气温区域平均值的总体变化呈上升趋势,但不同时期各地区间气温变化的趋势和幅度各有差异。     

大气中CO2增加引起全球变暖和海平面上升及其对珠江三角洲可能的影响

本文是根据国内外大量实测数据，说明全世界大气层中二氧化碳不断增多，出现“温室效应”，使全球变暖，近地而大气层气温变化的情况；从而引起海面水温变化，使海洋上冰块瓦和融化，引起海平面上升。按世界各国学者研究的结果，近百年全球近地面大气层气温变化总的趋势是上升，北半球比较明显。海平面孔 有上升的趋势。按近40年中海平面可能上升0.4～1m的预测值，估计了海平面可能对珠江水位、沿海风暴潮潮位及咸潮入侵的影响，进而分析了对珠江三角洲、特别广州可能产生的危害。作者认为全球变暖和海平面上升当前还是一个不确定性问题，宜加强科学研究和实测。     

近60 a北方沿海城市人居环境气候舒适性评价——以辽宁省为例

我国北方沿海地区一直被认为是人居环境气候舒适性最佳区域之一。以辽宁沿海城市为例,利用1951-2010年气候资料,在分析区域气候变化特征的背景下,选用人体舒适度评价人居环境气候舒适性,并探讨其影响因素。结果表明:①近60 a来,该地区气候变化基本特征呈明显的升温趋势,降水、风速和相对湿度则为下降趋势,各气象要素在1960-1980年时段分别发生明显的突变;②一年中的4-10月属于感觉舒适状态,其中6-9月为最舒适月份,大连市是辽宁沿海人居环境气候舒适性最好的城市;③气温和风速是影响辽宁沿海城市气候舒适性的主要因素,R/S分析预测表明未来气温将继续升高,降水量和相对湿度及风速将延续现有的减少趋势,人体舒适度指数将继续升高,四季气候舒适性将发生改变。鉴于城市发展、气候变化和人居环境气候舒适性之间的相互作用关系,未来应当积极应对全球气候变化,并减少人类活动对气候的影响。     

基于SST的东海原甲藻比生长率时空分布规律研究

以东海近岸海域为研究区,结合2005年—2016年月均海水温度卫星遥感产品,根据比生长率的温度响应关系,模拟了东海原甲藻比生长率的时空分布。在此基础上,分析了东海原甲藻比生长率的月际变化、年际变化,并与赤潮发生频次进行了对比分析,结果表明,东海原甲藻在每年4月—6月间的比生长率较高,相应的赤潮高发时段也出现在该时段;其中,5月份东海原甲藻赤潮发生频次约占全年的69%,这与藻种比生长率月际变化有较好的一致性;赤潮一般发生在月度增温阶段,且赤潮发生频次与增温幅度呈正相关;此外,赤潮发生频次与比生长率年际变化趋势总体有一定相关性,但个别年份有所出入。本文研究结果可为进一步定量开展海洋生态系统评价技术,及其对气候变化的响应研究提供参考。     

安徽省冬季采暖耗能对全球气候变暖的响应

基于1971—2018年安徽省77个气象站均一化日平均温度资料,采用趋势分析等方法,研究气候变暖对冬季采暖耗能的影响。结果表明：近48年安徽省冬季显著增暖,采暖初日推迟、终日提前,采暖期长度缩短,采暖强度显著下降。冬季温度在1989年发生突变,此后进入升温通道,因而将研究序列划分为基准时段（1971—1989年）和变暖期（1990—2018年）。相比于基准时段,变暖期内采暖期长度呈现空间一致性缩短,变化幅度自东北向西南递减,皖北北部及江淮之间东部缩短程度最大,大别山及皖南山区为全省低值区。全省采暖强度均减少,减少幅度自北向南递减。采暖节能贡献率介于3.6%~8.9%之间,高值区主要位于皖北北部、江淮之间北部和沿江东部,低值区则位于大别山及皖南两大山区。     

Fossil proxies of near-shore sea surface temperatures and seasonality from the late Neogene Antarctic shelf

We evaluate the available palaeontological and geochemical proxy data from bivalves, bryozoans, silicoflagellates, diatoms and cetaceans for sea surface temperature (SST) regimes around the nearshore Antarctic coast during the late Neogene. These fossils can be found in a number of shallow marine sedimentary settings from three regions of the Antarctic continent, the northern Antarctic Peninsula, the Prydz Bay region and the western Ross Sea. Many of the proxies suggest maximum spring–summer SSTs that are warmer than present by up to 5 °C, which would result in reduced seasonal sea ice. The evidence suggests that the summers on the Antarctic shelf during the late Neogene experienced most of the warming, while winter SSTs were little changed from present. Feedbacks from changes in summer sea ice cover may have driven much of the late Neogene ocean warming seen in stratigraphic records. Synthesized late Neogene and earliest Quaternary Antarctic shelf proxy data are compared to the multi-model SST estimates of the Pliocene Model Intercomparison Project (PlioMIP) Experiment 2. Despite the fragmentary geographical and temporal context for the SST data, comparisons between the SST warming in each of the three regions represented in the marine palaeontological record of the Antarctic shelf and the PlioMIP climate simulations show a good concordance.     

Effects of climate change on water resources in Tarim River Basin, Northwest China

Based on hydrology, temperature, and precipitation data from the past 50 years, the effects of climate change on water resources in Tarim River Basin in Northwest China were investigated. The long-term trends of the hydrological time series were detected using both parametric and nonparametric techniques. The results showed that the increasing tendency of the temperature has a 5% level of significance, and the temperature increased by nearly 1℃ over the past 50 years. The precipitation showed a significant increase in the 1980s and 1990s, and the average annual precipitation exhibited an increasing trend with a magnitude of 6.8 mm per decade. A step change occurred in both the temperature and precipitation time series around 1986. The streamflow from the headwater of the Tarim River exhibited a significant increase during the last 20 years. The increase in temperature, precipitation, and streamflow may be attributed to global climate change.     

长江口外围重要港区及邻近海域沉积物中有机锡分布特征及生态风险评价

为全面了解长江口外围重要港区及邻近海域沉积物中有机锡(OTCs)污染状况,主要选取长江口外围重要港区及邻近海域共29个点的表层沉积物,分析其OTCs含量并进行生态风险评价. 使用气相色谱-三重四级杆串联质谱仪(GC-MS/MS)对沉积物中三丁基锡(TBT)、二丁基锡(DBT)、一丁基锡(MBT)、三苯基锡(TPhT)、二苯基锡(DPhT)、一苯基锡(MPhT)共6种OTCs化合物的含量进行测定,结果表明:①MBT、DBT、TBT、MPhT、DPhT和TPhT在长江口外围重要港区及邻近海域均被检出,其含量(以干质量计、以锡离子计)范围分别为nd (未检出)~16 ng/g、nd~7.8 ng/g、nd~2.6 ng/g、nd~1.0 ng/g、nd~2.3 ng/g、nd~3.3 ng/g,检出频率分别为82.8%、48.3%、6.9%、41.4%、75.9%、72.4%. ②空间分布总体呈离海岸港口越近OTCs污染越严重的趋势,部分渔业活动频繁区域OTCs污染相对较高且TBT、TPhT可能存在新近输入. 与其他地区相比,该研究区域OTCs整体污染水平较低且主要来源于历史残留和沿岸发达地区的污水输入. ③生态风险评价表明,虽然长江口外围重要港区及邻近海域整体OTCs污染风险水平较低,但根据荷兰国家海岸与海洋管理研究所(RIKZ)提出的《沿海海洋沉积物质量指南》,TBT和TPhT的最大允许浓度分别为0.7和1.0 ng/g,仅个别位点超过最大允许浓度,且均出现在渔业活动频繁区域. 研究显示,长江口外围重要港区及邻近海域总体OTCs含量和生态风险均处于较低水平,但对于某些TBT、TPhT的新近输入区域应持续关注.      

Coastal flooding in the Northeastern United States due to climate change

With dense population and development along its coastline, the northeastern United States is, at present, highly vulnerable to coastal flooding. At five sea level stations in the United States, from Massachusetts to New Jersey, sea level rise (SLR) trends and tidal effects were removed from the hourly sea level time series and then frequency analysis was performed on the positive remaining anomalies that represent storm surge heights. Then using eustatic SLR estimates for lower and higher greenhouse gas emissions scenarios and assumed trends in local sea level rise, new recurrence intervals were determined for future storm surges. Under the higher emissions scenario, by 2050, the elevation of the 2005 100-year event may be equaled or exceeded at least every 30 years at all sites. In more exposed US cities such as Boston, Massachusetts and Atlantic City, New Jersey, this could occur at the considerably higher frequency of every 8 years or less. Under the lower emissions scenario, by 2050, the elevation of the 2005 100-year event may be equaled or exceeded at least every 70 years at all sites. In Boston and Atlantic City, this could occur every 30 years or less.     

上海市绿地植被的吸热降温效益评估

城市绿地夏季高温时具有明显降温作用。但现有研究侧重降温效应观测及其影响因子解析,而对绿地降温效益与人居环境需求的空间一致性鲜有研究。以上海市为例,基于高分卫星影像与样地观测数据,采用植被蒸腾吸热经验模型评估了城市绿地夏季降温效益,并利用GIS空间分析技术量化了绿地降温效益与空气温度及人口分布的空间耦合程度。结果表明:2017年上海城市绿地面积为10.45万hm ²,夏季（6-9月）绿地植被吸热量可达8.49×10 ¹⁵ J,相当于节约夏季空调降温的经济价值为14.57亿元,其中46%和33%的绿地降温效益来自阔叶林与混交林;浦东新区、崇明区和奉贤区的绿地植被合计贡献了67%的降温效益,但虹口、黄浦、徐汇等中心城区绿地的单位面积降温效益较高。更需关注的是,绿地植被降温效益与人居环境需求表现出局部地区的空间不一致,其中28.62%的地区植被降温效益与空气温度处于低耦合状态,7.31%的地区植被降温效益与人口密度为低耦合水平,且均集中分布在中心城区。因此,重点提升中心城区绿地植被降温功能,并规划建设周边绿地降温效益的空间辐射通道,是上海城市生态空间优化的重要方向。     

2000～2017年贵州省植被覆盖时空变化特征及其对气候变化的响应

利用MODIS/NDVI数据、近18年来贵州省气象站点数据，辅以时间序列、变化趋势和空间动态变化分析等方法，研究贵州省植被覆盖的时空变化特征；探讨植被覆盖变化对气象因子在地域、变化速率和变化方向方面的时空响应规律。研究结果显示：（1）2000~2017年贵州省植被覆盖呈现显著增加的趋势，增速为0.004/a，夏季NDVI值最高，冬季增加趋势最大；空间上，贵州省植被覆盖格局呈现"南高北低、东高西低"的空间分布特征。在变化趋势上，贵州省植被覆盖呈改善和退化趋势的面积分别占贵州省总面积的94.97%和5.03%。（2）2000~2017年，贵州省气候变化特征是降雨量在年内分布不均，且主要分布在5月至8月；温度在各个季节变化趋势不明显，但是总体呈上升的趋势。气温和降水变化趋势大于零的面积分别占贵州省总面积的98.4%和60.46%，说明在全球暖湿化的大背景下，贵州省大部分地区亦呈温度升高、降水增加的态势。（3）贵州省NDVI与气温的相关性大于降水，但其对降水的滞后性却高于气温。其中，秋季植被受降水影响滞后性最强，其次是夏季。（4）不同气候要素对贵州省植被生长影响具有空间差异性，98.4%的地区NDVI与同期温度均达到正相关水平；NDVI与同期降水并未表现出良好的相关性，但82.63%的地区植被与前一年降水呈正相关水平。植被与降水呈负相关的地区，建设用地、裸地占更大比率，且人类活动在植被变化中的作用不容忽视。     

西南地区陆地植被生态系统NPP时空演变及驱动力分析

研究西南地区陆地植被生态系统净初级生产力(NPP)的时空演变特征及其驱动力,对区域生态环境保护具有重要的现实意义.利用2000～2021年MODIS NPP、1999～2021年基于站点的气象数据和2000～2020年土地利用类型等数据,结合主成分分析、残差分析、Theil-Sen Median趋势分析和偏相关分析等方法,研究西南地区陆地植被生态系统NPP时空演变及其对驱动力的响应特征.结果表明,时间上,2000～2021年西南地区植被NPP呈波动上升趋势,速率为3.54g·(m²·a)^-1.气候变化和人类活动影响下,农田、草地和森林生态系统NPP均呈上升趋势,但农田生态系统NPP的上升趋势最为显著.空间上,西南地区植被NPP呈上升趋势的面积占比为89.06%,显著上升和极显著上升的区域主要分布在广西南部、四川东部、重庆西部,以及云南和贵州交界处.气候变化和人类活动对西南地区植被生长具有双重影响,气候变化和人类活动影响下农田生态系统NPP呈上升趋势的面积占比均高于草地和森林生态系统.西南地区植被NPP与各气象因子的相关性呈明显地域差异.区域尺...     

海南岛沿海牡蛎体中PAHs的时空分布及其健康风险评价

2009~2014年对海南岛沿岸近江牡蛎(Crassostrea rivularis)体中16种PAHs的污染水平、空间分布及趋势变化进行了研究.结果表明,海南岛沿岸牡蛎体中多环芳烃(PAHs)含量范围为289~2426ng/g d.w.,平均值为856.7ng/g d.w..与国内外相比,海南岛牡蛎体PAHs含量处于中等水平.海南岛牡蛎体PAHs含量表现出一定的空间差异,平均含量大小顺序为:八所港>榆林港>马袅港>东寨港. Mann-Kendall检验结果显示,八所港牡蛎体中PAHs含量有显著上升趋势(P0.05).组分分析结果显示,海南岛牡蛎主要以2~3环的低分子量PAHs为主(62.3%~92.5%).来源分析表明牡蛎体PAHs主要为石油源和油类燃烧源.风险评价结果显示,八所港牡蛎的PAHs致癌风险超过最大可接受致癌风险(10-5),但尚未达到严重的致癌风险(10-4),而其他站点牡蛎均处于可接受致癌风险水平.本研究建议居民对八所港牡蛎和海南其它牡蛎的日均消费量分别不超过56g和 67g.     

气候变暖对中国夏热冬冷地区居住建筑采暖降温年耗电量的影响

20世纪80年代中期以来的气候变暖,尤其是90年代中期以来的气候显著变暖带给社会经济发展的利与弊,一直以来受到广泛关注。气候变暖对于建筑耗能,尤其是对采暖和降温总耗能的影响很值得研究。论文以主要使用电能进行空间调节的中国夏热冬冷地区为对象,以《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JCJ134-2001》中所规定的采暖、降温耗电量限值为依据,研究了气候变暖对该区居住建筑单位面积采暖年耗电量、降温年耗电量及采暖降温年耗电总量的影响。结果表明,1986年以来的气候变暖,尤其是1996年以来的气候显著变暖,理论上使夏热冬冷地区居住建筑单位面积采暖年耗电量降低;同时增加了相当一部分地区居住建筑单位面积降温年耗电量;除个别地区外,气候变暖理论上使中国夏热冬冷地区居住建筑单位面积采暖降温耗电总量普遍下降。     

热带及北太平洋海表温度与两类El Ni?o事件的关系

副热带及热带海温异常变化对两类厄尔尼诺事件具有一定影响,定量分析热带及北太平洋关键海区海表温度对两类厄尔尼诺事件(尤其是中太平洋型厄尔尼诺事件)的不同贡献,对完善两类厄尔尼诺事件预报模型及极端气候预报具有重要意义。本次研究利用海表温度资料,采用旋转经验正交函数分解、功率谱分析、相关分析等方法研究了热带及北太平洋区域海表温度异常变化关键区与两类厄尔尼诺事件的关系。结果表明:1985~2009年热带太平洋海表温度前两个模态的时空分布能够很好地表征两类厄尔尼诺事件发生过程中最大海温变化的时间演变特征。热带及北太平洋海表温度变化最显著的区域主要有四个,分别是赤道中东太平洋、加利福尼亚西南、阿留申群岛和白令海一带。其中阿留申群岛地区与其他海区存在显著的负相关。春季和秋季海温异常变化区域位于赤道中太平洋,夏季和冬季海温异常变化区域位于赤道东太平洋。根据热带及北太平洋海表温度显著变化关键区域与两类厄尔尼诺事件的密切关系,通过回归分析,建立了二者之间的回归方程,得到的结果为进一步研究热带及北太平洋关键海区海温对两类厄尔尼诺事件的影响提供有益的参考。     

1948~2016年全球主要气象要素演变特征

采用M-K趋势检验与R/S分析法,探究了近70a全球全年及各季节的降水、气温、蒸发量的演变特征与空间分布格局.研究发现：（1）1948~2016年间,全球72.7%地区的降水呈现出非显著的上升或下降趋势,全球总降水量呈现上升趋势,趋势率为1.9mm/10a;全球气温呈现显著性、持续的上升趋势,趋势率为0.23℃/10a,1980年后气温上升速率变快;1980~2016年间全球蒸发量在大部分地区呈现上升趋势,总蒸发量的变化趋势率为8.2mm/10a;Hurst指数显示气温与蒸发变化的持续性明显大于降水量的变化;（2）降水量在北半球高纬地区多呈现出非常显著的增加趋势,在低纬度地区多呈现波动或下降趋势,且在12月~次年5月（DJF、MAM）的上升趋势的显著性普遍高于其他两个季节;气温在DJF和MAM的上升趋势相对微弱,中高纬地区呈现非显著性的变化趋势,亚洲中部部分地区在JJA呈现出显著性的下降趋势;蒸发量在沿海湿润地区的上升趋势显著,美洲北部在DJF呈现出显著下降的趋势,格陵兰岛、尼罗河流域在一年四季均为下降趋势;（3）各大洲的气温在1948~2016年均呈现出显著的上升趋势,其中北美洲的平均上升率最高;降水除非洲外均为上升趋势,非洲地区的降水量呈现出下降趋势,南美洲降水呈现出3个阶段的下降趋势;各大洲的蒸发量均呈现上升趋势,其中欧洲的平均上升率最高;除大洋洲外,各大洲降水量的上升速率低于蒸发量的上升速率.     

中国城乡统筹绩效评估与城乡统筹趋势的相关性分析

基于中国2000—2009年的城乡统计数据,从人口、经济、社会、生活、资源5方面构建城乡统筹绩效评估体系,综合运用熵权法、综合评判法、关联性分析和关联度计算等方法,测算了中国城乡统筹绩效,定量评价了中国城乡统筹趋势的相关性。结果表明:总体而言,中国城乡统筹总绩效系数偏离1的程度大,中国城乡差距明显并有逐渐扩大趋势。从城乡统筹单项绩效看,城乡人口统筹和生活统筹绩效逐渐趋好,城乡经济统筹绩效不甚明显,城乡社会统筹绩效波动变化,城乡资源统筹绩效较差。通过正负关联性的计算可知,城乡统筹绩效指数的总体发展趋势与城乡人口、经济和资源统筹绩效指数的发展趋势相一致,而与城乡社会、生活统筹绩效指数的变化趋势相反。从综合指标的关联度进行分析,发现城乡统筹总绩效与城乡资源统筹绩效、城乡经济统筹绩效和城乡人口统筹绩效的关系密切,资源经济和人口是中国城乡统筹的重点。此外,中国城乡统筹还存在较大的内部差异,比如总量和平均量的差异、投入与产出间的差异、大区域之间的差异以及省际差异。