基于逐步多元线性回归和随机森林模型预测黄河流域极端气温事件

全球变暖背景下,极端气候事件频发,且对黄河流域等地区的经济发展及人民生活造成严重危害。基于1961—2020年黄河流域80个站点的日气温数据提取了6个逐月极端气温指数(ETI)。利用多重共线性分析去除有相依性的环流指数,并考虑滞后性进行Pearson相关分析,筛选出各ETI的关键环流指数及最佳滞后时间;之后基于最佳滞后时间下的关键环流指数建立逐步多元线性回归(SMLR)和随机森林(RF)模型。对模型进行精度评价,探究环流指数在单站点及整个流域的重要性,并预测了2022年11月的6个ETI值。结果表明：黄河流域ETI中最高气温(TXx)、暖昼天数(TX90p)、酷热天数(TD30)和最低气温(TNn)呈波动上升趋势,而霜冻天数(FD0)和冷夜天数(TN10p)呈下降趋势;极端高温事件的强度和发生频率的空间分布特征与极端低温事件基本相反。以靖远站TXx为例,各关键环流指数对TXx具有不同程度的影响(0.10max<0.89),r_max对应的最佳滞后时间主要为5、6、11、12个月。SMLR和RF模型对黄河流域各ETI的预测能力都较...     

基于气温特征分析雅安碧峰峡避暑旅游适应性

基于雅安碧峰峡气象观测站逐日的气温观测资料数据,运用常规统计方法分析雅安碧峰峡避暑旅游适应性。结果表明：碧峰峡全年平均气温为12.8℃,全年没有高于35.0℃的暑热日和高于37.0℃的酷热日,最高气温高于32.0℃以上的天数平均仅为2.0d,夏季平均气温为20.8℃,较为凉爽,特别适宜避暑。     

长江流域近地表气温对地理位置和高程的依赖性分析

利用长江流域189个气象站1963～2018年的数据资料,建立月(季)平均气温、平均最高和最低气温的逐步多元回归(SMR)模型,分析近地表气温梯度(TG)的变化特征,并探究降水梯度(PG)、相对湿度和水汽通量状况对TG变化的胁迫过程.结果 表明:(1)各类气温的纬向(TGa)和经向(TGo)梯度均在冬季较大而夏季较小,但垂直梯度(TGe)的变化相异,而且夜间的TGa和TGe总体较日间的大.(2)气温对纬度、经度和高程的偏依赖程度较相应的TG大但两者的变化趋势类似,且各类气温对高程的偏依赖程度最高,而平均最低气温总体上对各地理因子的依赖性最强.(3)流域相对湿度的时空变化是导致气温模型精度夏高冬低的重要原因,而同海拔站点间相似的地理环境使其模型残差呈现总体偏正或偏负的季节变化.(4)流域地形、降水、相对湿度和水汽通量对TG变化具有调节和控制作用.其中,干冷空气势力越强TGa越大,水汽通量场的转换强化了TGa变化的季节性;相对湿度分布越均匀TGo越小,但地形作用使其变大;而日、夜间云辐射强迫温度效应的不同促使平均最高和最低气温垂直梯度变化趋势相反.     

1971-2016年新疆极端温度时空变化特征分析

基于新疆地区42个气象站点1971-2016年逐日温度数据资料,选取世界气象组织(WMO)推荐的10个极端温度指标,使用线性趋势法、克里金插值法和Mann-Kendall突变检验等方法,分析该地区极端温度指数在时间和空间上的变化规律.结果 表明:新疆地区1971-2016年间4个极端高温指数均呈现出明显的上升趋势,除极...     

透视中国小时极端降水强度和频次的时空变化特征(1961～2013年)

极端降水事件具有小概率和高风险的特征,采用高分辨率数据有助于了解极端降水真实情况。采用1961～2013年中国小时降水数据,从极端降水的强度和频次特征出发,采用多种数理统计方法诊断中国小时极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)不同重现期下的中国小时极端降水强度具有明显的东南高-西北低的空间分异特征。不同百分位数下的中国小时极端降水阈值也具有东南高-西北低的空间分异特征。(2)不同百分位数下的1961～2013年中国小时极端降水频次变化趋势主要以增加趋势为主,且随着百分位数的增加,增加趋势趋于减小并向长江流域地区集中。中国小时极端降水频次波动特征则呈东南波动小-西北波动大的空间分异格局,且随着百分位数的增加波动大的地区从西北向东部和南部地区扩张,同时西部地区逐渐呈现出波动大小镶嵌的格局。(3)90%和95%分位数下的中国小时极端降水频次EOF分析表明,中国小时极端降水频次具有明显不同的时空变化模态,且前两个模态可以反映中国小时极端降水频次的主要时空变化模态。两种超阈值取样方法均反映了长江流域呈增加趋势的时空模态特征。     

非平稳性条件下淮河流域极端气温时空演变特征及遥相关、环流特征分析

在全球升温的背景下,为掌握淮河流域极端气温的时空变化特征及其变化规律,以提高淮河流域对极端气温灾害的应对能力。以淮河流域1961～2016年149个气象站点、太平洋气候因子和NCEP/NCAR再分析数据为基础,利用优化的非平稳性(Transformed-Stationary)极值分析方法、空间Ward-like层次聚类分析方法、M-K趋势分析和经验正交函数分析方法(Empirical orthogonal function)对淮河流域极端气温进行分析。结果发现:(1)年最高气温在1960和2000s为增加趋势,2000s后增加趋势不显著;从1970～1980s,年最高气温呈减小趋势;年最低气温在1960s呈下降趋势,1970s以后年最低气温呈增加趋势;(2)年最高气温重现期对应的温度多数站点表现出非平稳态并显著上升,增幅达1.5℃。年最低气温均呈现上升趋势,在1978年前后出现上升的拐点,在2000年前后暖化现象有所减缓。年最高气温距离海洋越近,上升趋势越显著;年最低气温则相反。(3)不同重现期年最高气温显著增加趋势,主要分布在淮河的东北部和东南部地区,中西部地区呈显著减小趋势,年最低气温的空间分布恰好与其相反。(4)北太平洋海温异常显著的影响着淮河流域的7、8月极端气温的变化,淮河流域的极端气温的非平稳变化有着与西太平洋和北太平洋显著正相关关系,与东太平洋呈显著负相关关系。淮河流域12～1月气温异常与渤海海温异常同步、与厄尔尼诺或拉尼娜同步变化;7～8月温度异常与12～1月的温度异常结果相反。环流特征分析表明,淮河流域冬季暖化现象受到东北地区暖化的影响;7～8月温度的变化主要由青藏高原低压和蒙古低压在逐年减弱而改变环流特征造成,东南区域极端高温增加,西部区域降水增多、极端高温的降低。     

一种水源地气温-水温-水质关系智能预警算法

设计了一种两阶段算法,引入水温作为中间桥梁,第一阶段利用多变异位自适应遗传算法解析气温与水温数学关系,第二阶段根据遗传算法改进的BP神经网络通过水温对水质进行预测,进而设计气温-水温-水质组成的水质预测算法GA-GABP,并将该算法应用于秦皇岛石河水库的水质监测模拟。结果表明,整个过程算法寻优速率快,网络学习时间短,其最终拟合、预测效果理想,能够对水质预警作出有效分析。     

数字

4 英国政府22日发布一份“全球气温升高4摄氏度影响图”,描述了如果无法遏制全球变暖趋势将可能出现的“灾难性”景象,在全球平均气温上升4摄氏度的情况下,北极地区气温可上升达16摄氏度,地中海沿岸地区水资源将减少70％,美洲的玉米和谷物产量将减少40％,而亚洲一些国家的水稻产量将减少30％。     

极端天气背后的警示

全球领导人12月7日齐聚哥本哈根讨论有关气候变暖应对措施的全球协定。此时全球气候问题已经成为热点话题。不要以为气候变化离我们很远,事实上,它已经一点一点渗入生活。