西南地区近50年来气温变化特征研究

通过对中国西南地区1951~2000年的平均气温、日最高气温、日最低气温随时间变化特征的分析发现：在全球气候变暖的背景下,西南地区年平均气温、年平均日最高气温、年平均日最低气温自20世纪80年代中期以来呈升温态势,在1998年达到50年来最高值;中国西南地区近50年来日最高气温呈降温态势,其年际变化大于平均气温和日最低气温;日最高气温的下降对平均气温影响大;日最低气温总体上呈升温态势,冬季1月升温比夏季7月显著;冬季气温在80年代为暖期;夏季气温在50年代为暖期。     

无锡城市化对气象要素的影响

近20a来,无锡城市化和工业化发展较快,建成区面积显著增加,耕地面积锐减;能源消耗量、汽车拥有量以及工业废气排放量逐年增加。利用1955~2012年无锡市气象资料,对无锡市近60a来的气候变化特征进行分析,并讨论了气候变化特征对城市化的响应。结果表明:(1)近60a来无锡市平均气温、最高和最低气温、极端最高和最低气温都呈上升趋势,高温日数逐年增加,且1980年后尤为明显,低温日数减少,气温日较差减小。(2)年平均相对湿度呈下降趋势,2000年以后下降明显,年平均相对湿度≤75%的年份有10a,全部都出现在2002年后。年平均降水量变化不大,小雨频次减少,雨量区域性分布不均匀;极端降水年增加,且雨量较为集中。低云量和日照时数减少,2002年以后低云量基本在25%以下,90年代日照时数降幅最明显,平均日照时数减少了129.1h。(3)城市热岛效应全年都较显著,冬季更为显著,城市气温高于区域均值0.3℃~0.8℃,沿湖地区和乡村则基本低于区域均值0℃~0.8℃。(4)霾日数明显增多雾日数显著减少,2003年后霾日数大都在30d以上,雾日数在10d左右。(5)城市化和工业化发展引起了城市热岛效应和城市浊岛效应,改变了下垫面条件,影响了气温、相对湿度和降雨的时空分布,也导致了霾日的增加和雾日的减少。     

1951-2014临沂气温与高低温日数变化特征分析

根据1951-2014年临沂年平均气温、最高气温、最低气温资料,采用线性倾向估计、九点二次平滑和M-K检验法等气候统计方法,分析了64a来临沂气温及高低温日数变化趋势特征。结果表明临沂64a来平均气温呈现升高趋势,每10a升高0.22℃,平均最高气温每10a升高0.09℃,平均最低气温每10a升高0.25℃,最低气温的升高在平均气温升高过程中起主要作用。临沂气候从1990年代中期开始变暖,变暖的主要阶段为2000年代,冬春季节的升温是年气候升温的重要因素。高温日数和低温日数呈现减少趋势,高温日数每10a减少0.48d,低温日数每10a减少2.81d。     

长江流域年平均气温的时空变化特征

利用长江流域146个气象站点1960~2005年的逐年气温资料,选用EOF和REOF方法识别长江流域年平均气温空间变化特征,并对长江流域年平均气温变化敏感区域进行时间演变分析和突变检测。研究表明:长江流域年平均气温主要有2种空间振荡型（即全流域气温变化趋向一致型和流域内气温变化存在东西向差异型）,3个变化敏感区域（长江流域中下游地区、长江流域南部和金沙江流域）。3个变化敏感区域的年平均气温都在20世纪90年代明显升高,且均在90年代后期呈突变增加,其中金沙江流域升温趋势最为明显,气候倾向率为0.20℃/10a。全流域1991~2005年年平均气温距平空间分布表明,自1991年以来全流域都为升温趋势,其中长江流域中下游地区和金沙江流域是升温幅度最大的地区。     

长江流域年平均气温的时空变化特征

利用长江流域146个气象站点1960~2005年的逐年气温资料，选用EOF和REOF方法识别长江流域年平均气温空间变化特征，并对长江流域年平均气温变化敏感区域进行时间演变分析和突变检测。研究表明:长江流域年平均气温主要有2种空间振荡型（即全流域气温变化趋向一致型和流域内气温变化存在东西向差异型），3个变化敏感区域（长江流域中下游地区、长江流域南部和金沙江流域）。3个变化敏感区域的年平均气温都在20世纪90年代明显升高，且均在90年代后期呈突变增加，其中金沙江流域升温趋势最为明显，气候倾向率为0.20℃/10a。全流域1991~2005年年平均气温距平空间分布表明，自1991年以来全流域都为升温趋势，其中长江流域中下游地区和金沙江流域是升温幅度最大的地区。     

65年来济南冬季气温变化特征

利用济南市1951年12月-2016年2月逐日气温观测资料,分析讨论了济南65年冬季(12月和次年1、2月)平均气温、极端最低气温、冷积温(T-10℃)以及低温日数的变化趋势和特征,探讨了济南冬季气温的年代变化和冷冬、暖冬的分布。结果表明:65年来济南冬季平均气温是90年代以前是明显上升的,90年代最高,进入21世纪略有下降,极端低温和冷积温这种震荡更为显著。济南20世纪50年代和60年代为冬季低温期,冷冬皆分布在70年代以前,80年代以后没有冷冬,多为暖冬,80年代以来济南冬季明显升温,90年代偏暖异常。     

近30年来黄河入海口地区气温与高低温日数变化特征

黄河入海口地处渤海与莱州湾的交汇处,具有中国最完整、最广阔、最丰富的湿地生态系统。为了研究黄河入海口地区的气温变化特征,进而为该地区农业生产、环境保护提供气象方面的参考,选取1984—2015年东营市年平均气温、最高气温、最低气温资料,采用线性倾向估计、九点二次平滑、M-K检验法等统计方法,研究分析了近三十年来黄河入海口地区平均气温及高温日数、低温日数变化趋势特征。结果表明:该地区气温升温趋势明显,增速为0.22℃/10a,最低气温的升高在平均气温升高过程中起主要作用;黄河入海口地区气候自1990年代中期开始变暖,变暖的主要阶段为2000年代,春季升温最明显,是造成年气候升温的重要因素;高温日数呈现增加趋势,与平均气温和平均最高气温均呈正相关,相关性最好的为7月;低温日数呈现减少趋势,与平均气温和平均最低气温均呈负相关,相关性最好的为12月。     

９６１~２０１０年中国大陆地面气候要素变化特征分析

利用1961~2010年全国大陆地面468个气象台站的气温、降水和日照时数等资料,采用Jones等提出的计算区域平均气候时间序列的方法对全国数据进行加权平均处理,采用线性趋势、反距离加权插值、Morlet小波分析、Mann Kendall法,分析了我国大陆地面近50 a来各气候要素的变化特征。研究表明：年平均气温、年平均最低气温、年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温均呈显著上升趋势,年平均温度差、年极端温度差、年平均日照时数均呈显著减少趋势;年平均气温、年平均降水、年平均最低气温、年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温、年平均温度差、年极端温度差、年平均日照时数分别存在14、26、14、14、25、16、26、25和25 a左右的变化主周期;在005的置信度水平下,年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温、年极端温度差、年平均降水和年平均日照时数均发生突变,其分别在1996、1981、1997、1975、1983和1982年发生突变,其余要素均未发生突变。分析还发现,各气候要素的变化主周期分别存在一定的相似性,突变时间也存在一定联系     

汉江流域1951~2003年降水气温时空变化趋势分析

利用Mann Kendall检验方法和空间插值方法，分析了1951~2003年汉江流域年和春、夏、秋、冬四季降水和气温变化趋势的时空分布，并重点分析了丹江口水库上游年降水、年平均气温和北半球气温的变化趋势及相互间的联系。分析发现，在显著性水平α=0.1上，近50年来汉江流域大部分地区降水没有明显的变化趋势，气温呈上升趋势。丹江口水库上游降水在1991年发生突变，从20世纪80年代多雨期进入90年代少雨期，80年代平均降水比1951~2003年多年平均降水多9.7%，90年代平均降水比多年平均降水少11.6%；上游平均气温90年代比多年平均气温高0.2℃，而同期北半球的平均气温也比多年平均高了0.3℃，上游气温同北半球气温同步上升，而上游降水变化受北半球气温升高的影响不断减少，两者之间存在反相关系。分析成果有助于进一步研究气候变化对汉江流域水资源和防洪安全的影响，也将为南水北调中线工程的顺利实施提供科学依据。     

南京市不同时间尺度温度变化特征

利用南京市1951～2005年的气温资料,研究了南京市不同时间尺度的气温变化特征。结果表明：1951～2005年,南京市温度的年变化呈现上升趋势,年平均最高温度的上升幅度较年平均最低温度高,温度日较差（DTR）的年平均值为下降趋势,1992年可作为近55a南京地区冷暖期的转折点。温度的季节变化也多数呈现上升趋势,四季的平均气温增暖幅度最大是春季,最小的是夏季;四季的平均最高气温与平均最低气温多数都表现为上升的趋势,只有夏季的平均最高温度表现为下降的趋势。因此,近55a南京市在温度总体呈现上升趋势的情况下,夏季有变凉的趋势。四季的DTR的变化中,只有春季为上升趋势,其余季节都是下降的趋势。极端年份的日平均温度变化趋势基本一致,但各年份的DTR变化趋势却不相同。     

湖北省60年代以来气温日较差的变化趋势

利用湖北省７２站１９６１￣１９９５年逐月最高、最低气温资料,计算并详细分析了湖北省年、四季及逐月气温日较差的线性变化趋势。结果表明：（１）年最低气温呈明显上升趋势,而最高气温为下降趋势,因此气温日较差呈显著减少趋势。（２）就四季来看,最高气温在春、夏、冬季均呈下降趋势,但只有夏季的下降趋势是显著的,秋季呈弱上升趋势;最低气温在四季均呈上升趋势,但只有冬季的上升趋势是显著的;气温日较差在冬季与夏季均     

环洱海地区气候变化特征研究

环洱海地区是云南省具有高原湖泊生态脆弱区、民族文化多元融合区和乡村经济发展活跃区等多重叠合特征的典型区域,是全球气候变化影响的敏感区和脆弱区。以环洱海地区1951~2014年6个基本站点的逐年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、降水量、最大日降水量和日降水量≥0.1 mm日数资料为基础。采用线性倾向估计、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析和R/S分析等方法,研究了环洱海地区气候变化规律。结果发现:自1951年以来,环洱海地区年均气温和极端最低气温呈现出升高的趋势,而极端最高气温则呈现降低的趋势,变化速率分别为0.07℃/10 a、0.03℃/10 a和–0.14℃/10 a,对于年降水量、最大日降水量和降水日数而言,三者均为减少趋势,速率分别为–12.85 mm/10 a、–1.09mm/10 a和–1.73 d/10 a;环洱海地区年均气温、极端最高和极端最低气温均没有发生突变,年降水量和降水日数在2010年发生了一次减少突变,而最大日降水量则没有检测到突变的年份;环洱海地区年平均气温和年降水量在长时间尺度上的周期性变化最为显著,分别存在30 a和33 a左右的周期变化,并贯穿整个研究时段,而短时间尺度上的周期变化局域性特征突出;从未来演变趋势来看,年平均气温和极端最低气温将维持升温趋势,而极端最高气温则将持续降低趋势,年降水量继续减少的趋势未来将会逆转,但最大日降水量和降水日数两者将持续减少的概率更大。     

MTCLIM模型在岷江上游气候模拟中的应用

采用MTCLIM对岷江上游气候变量进行了模拟,由已知测站的数据作为输入,对整个岷江上游平均最高温度、平均最低温度、潜在蒸散发进行估计,模拟时段为1995年7月~9月。结果表明：此3种气象指标的最高值均出现在7月,7月份温度高,潜在蒸散量大,从7月到9月,各项指标指均递减,它们的空间分布基本是与地形变化一致的,但由于植被因素的作用,潜在蒸散量的表现略有不同。最后,选取岷江上游已有的五个气象测站1981~2000年的实测数据对模拟的结果进行验证,模拟结果基本符合,平均最高温与平均最低温拟合的相对误差较小,蒸散发的相对误差较大。以MTCLIM模型与GIS技术相结合,采用不同垂直递减率,运用Kriging方法,对气象因子的时间、空间分布的模拟,不仅可以了解温度、湿度等诸因子在岷江上游的空间分布情况,为更进一步的生态过程研究奠定基础;同时也可以为建立基于地形的分布式流域植被动态水文模型提供气象参数,以揭示不同森林植被类型与水文功能的耦合关系。     

近50 a三江源地区蒸发量的变化特征及其影响因子分析

选用青海省三江源地区1964~2013年14个气象台站观测的基本气象数据,利用线性倾向性估计和Mann-Kendall检验方法等分析了三江源地区蒸发皿蒸发量的时空变化和变化趋势,并以完全相关分析方法进行蒸发量上升成因分析。结果表明:三江源地区年蒸发量总体呈显著上升趋势,其线性变化速率为30.1 mm/10 a,夏秋冬季蒸发量均呈显著上升变化,春季变化趋势不明显,夏季和秋季蒸发量上升对年蒸发量上升贡献最大;逐月蒸发量变化趋势均增加,但幅度各异;冬季蒸发量在2011年发生了突变,其余各季和年均未发生突变.蒸发量月际变化规律明显,表现为双峰型分布,双峰出现在5月和7月,最小值出现在1月;季节变化也十分明显,夏季蒸发量最大,其次为春季和秋季,冬季蒸发量最少,表明春夏两季蒸发量的多少对三江源地区水循环起重要作用。年和四季蒸发量呈现出西北部少,东南部及东北部多的分布特点,气候变化速率分布自西向东逐渐增大。蒸发量年际变化不剧烈,年蒸发量变异系数从西北向东南逐渐增大,四季蒸发量变异系数空间分布明显不同。年蒸发量与平均气温总体上呈正相关,与气温日较差、相对湿度呈负相关,平均气温上升、气温日较差和相对湿度下降是三江源地区蒸发量上升的主要因素。     

湖北省2008年初低温雨雪冰冻过程气候特征分析

2008年初，湖北省出现了严重的低温雨雪冰冻灾害，直接经济损失高达110亿元以上，有必要对灾害期间的气候特征进行系统、科学的分析和总结。对湖北省76个气象站2008年1月12日～2月3日气温、降水（雪）、日照以及低温持续日数等要素进行时空间差异分析及历史与同期比较，并选取10个代表站历史上所有低温雨雪天气过程，对其过程持续低温日数、最长连续雨雪日数、过程极端低温进行比较分析。结果表明：（1）此次过程的平均气温异常偏低，该省大部为-1～-2℃，比常年同期偏低4～6℃，为各站历史同期最低，其中主要是最高气温异常偏低所致，但极端低温并不低；（2）降雪过程频繁，雨雪量异常偏多；（3）低温冰冻持续时间长，该省大部在16～22 d，位于历史第一；（4）日照异常偏少。持续而稳定的大气环流异常形势是湖北省大范围低温雨雪天气的直接原因。     

成都未来气候变化趋势的R/S分析

运用R/S分析法,对1951～2002年成都的平均值气温、极端气温值及降水累积值进行了计算分析。研究表明,成都未来气候变化趋势与过去50年来的变化趋势有着很好的自相似性。今后成都将继续变暖。依平均气候倾向率,未来10年,年平均气温将升高0.25°C,年平均最低气温将升高0.14 °C,年平均最高气温将升高0.04 °C,年极端最低气温将升高0.54 °C,年极端最高气温将升高0.13 °C。其中,年平均气温、年平均最低气温和年平均最高气温升高趋势的持续性强度很强。成都未来降水量将继续减少。未来10年的年降水量将减少45.2 mm,并且这种减少趋势具有很强的持续性强度。     

三峡库区雷暴气候变化特征分析

利用长江三峡库区及其周边地区38个气象站1961～2001年的逐日雷暴资料,统计、分析了三峡库区雷暴日数及其初、终日的时空分布特征。结果表明：41年来,长江三峡库区年平均雷暴日数较多,一般为34～45 d,其中库区西北部和中南部为多雷区;年际变化大,最多年比最少年一般偏多27～61 d;整个库区年雷暴日数的变化均存在不同程度的减少趋势,气候倾向率为 1～7 d/10 a;雷暴出现的季节变化很明显,4～8月为多发时段;雷暴初日库区东部早于西部,终日东西段差别不大;雷暴持续期普遍在195～239 d之间,其中西部持续时间短,东部长;大部地区雷暴初日有推后的变化趋势,推迟速率约2～6 d/10 a;终日有提前的变化趋势,且提前速率为2～4 d/10 a;库区大部雷暴期呈缩短的变化趋势,缩短速率为2～8 d/10 a。     

太湖辐射和能量收支的时间变化特征

湖泊的辐射和能量收支的观测研究对于气象学和水文学研究都具有重要的意义。于2012年采用涡度相关系统和小气候观测系统观测太湖表面的辐射平衡、湖泊与大气之间的感热和潜热通量、水温廓线和常规气象要素数据,分析太湖表面辐射及能量收支的时间变化特征以及环境控制因子。结果表明:(1)太湖2012年辐射收支四分量(向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射)的年均值分别为146.5、9.4、359.7和405.4 W/m~2,反照率的年均值为0.06,各辐射分量日变化和季节变化特征明显;(2)净辐射和热储量日变化趋势相同,正午最高,午夜最低;湍流能量通量的日变化幅度较小;不同天气条件下能量分配具有一定差别:晴天条件下能量分配以潜热通量为主,阴天净辐射能量主要被水体吸收转换为热储量;(3)通过分析湍流能量通量与环境因子的相关性发现:感热通量变化最主要的相关因子是风速与湖–气界面温度差的乘积;风速与湖-气界面水汽压的乘积是潜热通量的主要驱动因子。本研究结果能为边界层气象学、全球能量和物质循环以及湖泊生态环境治理等研究提供理论基础和数据支持。