我国南方中东部地区地面太阳总辐射变化规律

为进一步探讨我国地面太阳辐射的变化规律及其原因,选择我国南方中东部地区,利用该区域1961—2007年33个站点的地面太阳总辐射资料,结合云量、大气水汽含量和能见度等观测资料,综合研究该区域地面太阳总辐射的变化规律及其原因。结果表明:1961—1989年,我国南方中东部地区地面太阳总辐射呈下降趋势,之后发生逆转,1995年后其变化趋于缓和,1961—2007年总体呈现变暗—变亮—变缓的趋势。究其原因,该区域云量平均值由峰入谷、云量下降速率由快变慢可能是产生此变化趋势的原因之一;其次,20世纪80年代到21世纪初,气溶胶光学厚度上升趋势减缓,气溶胶地面辐射强迫变化趋于缓和,某些区域甚至出现下降,也导致部分站点地面太阳总辐射由暗变亮。     

1980—2009年中国大陆中东部气溶胶-云-辐射变化及其关系

基于中国大陆中东部484个气象站1980—2009年日照时数、总云量、能见度数据,按区域分析了地表太阳辐射长期变化特征及云量和气溶胶对辐射变化的可能影响,深入理解地表太阳辐射变化趋势成因。中国大陆中东部地区地表太阳辐射呈下降趋势（-0.7 Wm-2/10a）。从季节变化分析,下降趋势主要集中于夏季（-2.7 Wm-2/10a）;从区域分析,下降幅度最大的为华北地区（-3.9 Wm-2/10a）,该区云量不明显上升、能见度明显下降,且地表太阳辐射与云量低频部分相关系数（年代际变率）约-0.25,与气溶胶低频部分相关系数达-0.87,以此推测华北地区地表辐射的长期变化是气溶胶与总云量共同作用的结果。华南地区春季辐射上升（4.2 Wm-2/10a）则归因于总云量的下降（-2.1%/10a）。地表太阳辐射与总云量高频部分的相关系数（年际变率）达到-0.85以上,表明地表太阳辐射的年际短期变率主要贡献是来自于总云量的年际变化。     

南宁太阳总辐射长期变化特征

利用南宁气象站1961-2009年太阳辐射观测资料,运用线性倾向估计、M-K突变检验等方法对近49年来太阳辐射变化的主要特征进行了分析。结果表明,近49年来年太阳总辐射呈弱下降趋势,下降突变点为1964年,线性下降速率为28.9 (MJ/m²) /10a,其中下降主要发生在1961-1992年,1993年后显著增加;春、秋和冬季太阳总辐射变化趋势和全年相似,夏季则呈弱增加趋势。分析表明,总云量和表征气溶胶多少的能见度是影响太阳总辐射变化的主要气象因子。     

近50年我国西部地区气象要素的变化特征

利用1951-2000年全国194站地面观测资料和高空观测资料,对近50年我国西部地区的气候变化特征进行分析。结果表明:从20世纪70年代开始,我国西部地区年平均气温呈上升趋势,其中河套区和新疆区气温上升最为明显,其次为青藏高原区和河西区,西南区气温增幅最不明显,地表温度变化与气温的变化基本同步,但地温变化要比气温变化更加剧烈一些。西南区的地温从70年代中期开始回升,但始终未达到50年代初期的水平,因此从线性变化上表现为下降趋势。西部地区除了河套区外,其他4个区的年平均降水量均增加,增加最明显的是新疆区和青藏高原区。我国整个西部地区年平均总云量和低云量均呈线性减少趋势,减少最明显的是西南区和河套区。在辐射变化上,我国西部总辐射呈减少趋势,青藏高原区减少最多;西南区的散射辐射呈增加趋势,其他4个区减少,其中新疆区和青藏高原区散射辐射减幅明显。散射辐射的大小与天空中云量和气溶胶含量的多少成正比,西南区散射辐射呈增加趋势,而总云量和低云量呈下降趋势,可以推测是气溶胶含量增加导致了散射辐射的增加。     

1960-2005年京津冀地区地表太阳辐射变化及成因分析

利用1960—2005年京津冀地区的地面太阳辐射资料,综合分析了该地区45年太阳辐射的分布状况和变化趋势,并结合云量、降水量、气溶胶光学厚度和大气含水量,分析了该地区太阳辐射的变化原因。结果表明:(1)京津冀地区的太阳辐射并没有出现20世纪80年代末到90年代中期的"变亮"现象;同期冬、春季总辐射下降,夏、秋季上升;(2)在1985—1997年间,依据总辐射变化情况,京津冀地区被分为截然相反的两个区域:东部地区总辐射增加,倾向率为1.016 MJ.m-2.mon-1.(10a)-1;西部地区总辐射减少,倾向率为10.092MJ.m-2.mon-1.(10a)-1;(3)总辐射增加的区域,主要是由于云量减少、降水量减少所伴随的日照时数增加以及气溶胶光学厚度降低所造成的;(4)总辐射减少的区域,云量、气溶胶光学厚度和降水量变化并不显著,总辐射持续减少。     

华南地面太阳辐射状况及其转折特征分析

利用华南地区1961—2003年的太阳总辐射、直接辐射和散射辐射资料分析了该地区地面太阳辐射状况,包括年际变化和季节变化,重点分析了该地区太阳总辐射在1980—1990年代期间的转折过程,并与全国平均状况进行对比。结果表明：1961—2003年,华南地区的总辐射和直接辐射整体呈下降趋势,散射辐射的变化不显著,与全国平均辐射状况的变化趋势一致。1983年之前,华南总辐射处于迅速下降阶段,之后发生转折开始回升,至2001年前后已经恢复到平均水平。华南地区总辐射和散射辐射的季节变化非常明显,夏季最高,春秋两季次之,冬季最低,一年中散射辐射的最高和最低值相比总辐射提前一个月出现。另外,结合云量和能见度资料初步分析了广州市地面太阳辐射的变化和转折过程,表明广州地面太阳总辐射的下降及转折过程主要与该地区的大气清洁程度相关。     

近60年西安日照时数变化特征及其影响因子分析

利用常规气象观测资料和MODIS卫星C5气溶胶产品,分析了近60年西安日照时数变化特征及其相关影响因子。结果表明,西安日照时数在1981-2001年之间存在明显的下降趋势,以春、夏季日照时数下降最为明显,秋、冬季次之。渭南、华县的日照时数变化表明,西安及其以东地区的日照时数存在区域性下降,且3个城市的日照时数下降百分率存在明显的相关性。而华山(海拔2064.9m)的日照时数在近几十年中并未出现明显的增加或减少趋势,因此,影响西安及其东部日照时数下降的原因很可能位于近地面2km以下。通过分析气溶胶光学厚度、总云量、低云量和降水量的变化,发现关中东部地区的气溶胶光学厚度明显高于西部地区,高浓度的气溶胶并未导致西安、渭南、华县3个城市的总云量、低云量和降水量的增加,相反云量和降水量均呈现弱的区域性下降趋势。因此,西安及其以东地区日照时数的区域性下降不是气溶胶的间接效应引起的,很可能是在地形和盛行风向的共同作用下导致气溶胶在关中东部地区堆积而产生的直接辐射效应所致。     

环渤海地区1961—2010年太阳总辐射时空变化特征

根据1961—2010年环渤海地区4个辐射站太阳总辐射资料和56个台站日照百分率资料,研究了该地区太阳总辐射的时空分布及变化特征。同时利用1991—2010年太阳总辐射数据初步分析了环渤海地区太阳能资源潜力。结果表明：年内太阳辐射呈单峰型,5月最高,4—8月是太阳能资源最丰富的时期;1961—2010年太阳总辐射在1990年之前呈显著下降,之后没有明显变化趋势;太阳总辐射趋势变化在环渤海地区有明显的空间差异,下降幅度最大的集中于京津塘周边地区以及山东中南部地区;四季总辐射均呈显著下降趋势,其中春、夏两季降幅略高,秋、冬两季降幅略低;1991—2010年环渤海地区太阳总辐射呈西北部高,向东、南方向递减的分布特征。     

1961-2010年杭州太阳总辐射及日照时数气候变化

利用1961-2010年杭州站太阳总辐射、日照、降水、云量、水汽压和视程障碍日数资料,采用气候倾向率、突变检测和相关分析等方法,研究了近50 a太阳总辐射和日照时数的变化特征及其成因.结果表明,近50 a杭州年太阳总辐射和日照时数均呈减少趋势,以日照时数下降更明显,其突变年份分别发生在1975和1971年;年太阳总辐射下降主要出现在1961-1992年,1993-2010年呈波动变化,1993年以后未出现明显“变亮期”,而年日照时数在上述两个时段都表现为显著下降趋势,至21世纪00年代降到最低.夏、秋、冬3季太阳总辐射和日照时数趋势变化与年变化基本一致,春季两者在1961-1992年均呈下降趋势,1993年后存在较明显的“变亮期”.降水量、低云量和轻雾日的增加是造成杭州年及夏、秋、冬3季太阳总辐射和日照时数减少的主要原因,春季太阳总辐射的增加则主要与降水量、雨日、总云量和低云量减少关系密切,此外,霾日数变化对日照时数的影响也非常重要.     

昌吉市太阳总辐射的气候学计算及其变化特征分析

利用昌吉市1961—1997年的逐日气候资料,对昌吉市1961—1997年多年平均逐日太阳总辐射进行了气候学计算,并分析了其变化特征和变化趋势,结果表明:昌吉市太阳总辐射多年平均年日总量为22.82MJ.m-2.d-1,太阳总辐射在8～9月份最高,12月份最低,昌吉市的太阳总辐射呈逐年下降趋势。     

Climatology and trends of wet spells in China

Summary Climatological features and variations of wet spells, especially their trends over China, are investigated using a dataset of 594 meteorological stations across China from 1951 to 2003. The results show that the lower the latitude is, the longer the annual duration of wet spells is. The mean annual precipitation from wet spells is higher in southeastern coastal areas and much lower in western and northern China. The longest wet spells are found in Southwest China and the eastern Tibetan Plateau. The maximum daily precipitation of wet spells decreases from the southeast to the northwest, with the highest in southeastern coastal areas and the lowest in western China. The trends of wet spells exhibit striking regional differences. In most areas of western China, the annual number of days in wet spells has slightly increased, but significantly decreased over North China, Central China and Southwest China. The annual precipitation amount from wet spells displays significant downward trends in North China, eastern Northeast China and the eastern part of Southwest China, but upward trends in the eastern Tibetan Plateau and some southeastern coastal areas. Two clearly-contrasting regions in climatic changes of wet spells are the mid-lower reaches of the Yellow River and the eastern Tibetan Plateau, characterized by a decrease of about 24 days and an increase of about 6 days in annual wet spell days from 1953 to 2003, respectively.     

1988～1998年北半球积雪时空变化特征分析

利用NOAA提供的北半球近10年(1988～1998)逐周雪盖观测资料，通过引入年或季节累积雪盖周数作为对雪量累积情况的定量衡量，对北半球雪盖变化时空特征进行了分析。结果表明:近10年来，北半球积雪年际变化的关键区位于青藏高原、蒙古高原、欧洲阿尔卑斯山脉及北美中西部，其中青藏高原是北半球积雪异常变化最强烈的区域。青藏高原和欧亚大陆其他地区积雪变化的关联表现为两种不同的时空变化型，第一种型表现为青藏高原地区和其他地区(如欧洲、俄罗斯远东地区)积雪的同位相趋势性增多；第二种型表现为青藏高原地区和中亚地区积雪变化同位相，而和蒙古高原－我国东北地区积雪变化反位相的年际振荡。     

青藏高原气温变化趋势与同纬度带其他地区的差异以及臭氧的可能作用

利用台站探空观测资料和卫星观测资料,分析了1979—2002年青藏高原上空温度的变化趋势。结果表明:高原地区上空平流层低层和对流层上层的温度与对流层中低层具有反相变化趋势。平流层低层和对流层上层降温,温度出现降低趋势,降温幅度无论是年平均还是季节平均都比全球平均降温幅度更大。高原上空对流层中低层增温,温度显示出增加的趋势,并且比同纬度中国东部非高原地区有更强的增温趋势。对1979—2002年卫星臭氧资料的分析表明,青藏高原上空臭氧总量在每个季节都呈现出明显的下降趋势,并且比同纬度带其他地区下降得更快。由于青藏高原上空臭氧有更大幅度的减少,造成高原平流层对太阳紫外辐射吸收比其他地区更少,使进入对流层的辐射更多,从而导致高原上空平流层低层和对流层上层降温比其他地区更强,而对流层中低层增温更大。因此,高原上空比其他地区更大幅度的臭氧总量减少可能是造成青藏高原上空与同纬度其他地区温度变化趋势差异的一个重要原因。     

1961～2016年中国春季极端低温事件的时空特征分析

利用1961～2016年中国529个台站逐日最低气温资料,研究了中国春季极端低温事件的时空变异特征。旋转经验正交分解结果显示,中国春季极端低温事件的频次在空间上可以分为5个区域,即东北—华北东部地区、江南地区、西北东部—华北西部地区、西南地区和新疆北部地区。小波分析表明,这5个区域春季极端低温事件的频次在年际尺度上呈现出2～4年的振荡周期,其中江南地区、西北东部—华北西部地区和新疆北部地区2～4年的振荡周期在整个研究时段都显著,但东北—华北东部地区和西南地区2～4年的显著周期分别出现在20世纪80年代之前和80年代到90年代中期。在长期变化上,这5个区域春季极端低温事件的频次总体均呈减少趋势,但突变年份具有明显差异。Mann-Kendall和滑动t检验结果表明,东北—华北东部地区春季极端低温事件频次的突变时间为1987/1988年、江南地区为1995/1996年、西北东部—华北西部地区为1990/1991年、西南地区为1987/1988年、新疆北部地区为1997/1998年。伴随着春季极端低温事件频次的降低,5个区域春季极端低温事件的强度在过去半个多世纪也呈现出显著的下降趋势。但近10年来,中国东部地区春季极端低温事件的频次和强度却有所增加,需要引起关注。     

全球变暖背景下青藏高原夏季气温在对流层上下反相变化及其与降水和环流的关系

本文利用NCEP/NCAR月平均再分析资料及中国596个测站月降水资料,采用线性倾向估计、经验正交函数分解(EOF)、相关分析、合成分析等方法,对青藏高原夏季对流层气温垂直变化及其与降水和环流的关系进行了分析。气温垂直变化特征分析表明:自1971年以来,青藏高原夏季对流层低层至对流层中上部气温呈现显著增暖趋势,对流层上部气温呈现显著变冷趋势,高原对流层低层至中上部气温及对流层上部气温在年际、年代际尺度上均呈较显著负相关,且均存在2~4 a及8~13 a的周期;夏季青藏高原地区沿27.5°N~40°N平均的气温距平垂直分布的EOF分解第一模态特征向量在对流层表现为"下降温上增温"的反相变化,其时间系数呈显著负趋势,且存在1978年及1994年的突变点。高原夏季气温在对流层的上下反相变化与我国夏季降水的关系在年际、年代际尺度上均显示:当高原对流层低层至对流层中上部升温而对流层上部降温时,我国夏季降水表现为南方型,其中以江南至华南地区降水显著偏多而我国东北地区降水显著偏少为主要分布特征;另外,长江流域的局部地区及我国西北的部分地区降水也明显偏少,而华北东部的局部地区、青藏高原中部及东部地区以及新疆西北部地区降水明显偏多;降水异常分布在年代际尺度上比年际尺度更显著。环流分析显示:当高原对流层低层至对流层中上部升温而对流层上部降温时东亚中高纬度地区为异常高压控制,中低纬度地区受异常低压影响。环流场与降水分布有较好的配置关系。     

中国地气温差时空分布及变化趋势

利用中国825个气象站点1961—2016年的逐日地表温度和气温观测资料,系统分析了中国地区地气温差（地表温度减气温）的时空分布以及变化趋势。结果表明,中国多年平均的年地气温差西部大部地区及华南部分地区在2.5℃以上,而中东部大部地区在2.5℃以下。其中春、夏季全国各地地气温差均为正值,且总体呈经向型分布,西高东低;秋、冬季中国各地地气温差总体呈纬向型分布,南高北低,尤其是冬季北方部分地区为负值。年内,中国区域平均各月地气温差均为正值,其中1月份和12月份相对较小,6—8月份（夏季）相对较大。不同地区地气温差的年内分布特征有所不同,西藏地区地气温差年平均值为全国最大,最大值出现在雨季来临前的5月份;东北、华北、黄淮、西北及内蒙古地区最大值均出现在雨季来临前的6月份;江淮、江汉、江南、华南地区地气温差最大值均出现在雨季过后的7月份或8月份;西南地区年内各月地气温差变化相对较小,在雨季之前的5月和雨季之后的8月出现2次峰值,呈双峰型分布。1961—2016年,中国区域平均地气温差4月和4—10月上升趋势较明显,而7月和10月变化趋势不明显或略有上升趋势。空间分布上,东北、西北及内蒙古、西藏西部等地平均地气温差有增加趋势,而中东部地区有减小趋势。     

中国大风集中程度及气候趋势研究

利用1961—2010年中国553个地面气象站大风资料,并且定义和采用大风集中度和大风集中期的方法,讨论了大风日数年内分布形态的时空特征。结果表明:中国大风日数呈现出西多东少的空间分布特点。近50 a来全国范围内,大风日数都具有减少的变化趋势,其中青藏高原地区减少趋势最显著。在大风天气的年内分布形态上,青藏高原地区出现的大风天气较为集中;而内蒙古地区的大风天气较为分散。青藏高原地区大风集中期最早;而东南沿海地区大风集中期最晚。近50 a来中国大风集中度均有增加的趋势,其中东南沿海地区增加最显著;内蒙古地区和华北地区的大风集中期有显著增加的趋势。同时,西太平洋副热带高压强度、北半球极涡强度和欧亚经向环流型与中国大风集中度的变化关系密切。     

ON THE RELATIONSHIPS BETWEEN THE SUMMER RAINFALL IN CHINA AND THE ATMOSPHERIC HEAT SOURCES OVER THE EASTERN TIBETAN PLATEAU AND THE WESTERN PACIFIC WARM POOL

The relationships between the summer rainfall in China and the atmospheric heat sources over the eastern Tibetan Plateau and the western Pacific warm pool were analyzed comparatively, using the NCEP/NCAR reanalysis daily data. The strong (weak) heat sou…     

西藏高原汛期旱涝年水汽输送差异特征

利用西藏高原39个气象站自1961年或建站开始至2010年汛期(5—9月)的逐月降水资料,根据Z指数和区域旱涝指数分析了近50年西藏高原汛期旱涝的变化特征。在此基础上,选取了典型旱、涝年,采用NCEP/NCAR再分析月平均资料,通过合成分析方法分析了旱、涝年的水汽输送特征的差异。结果表明:近50年以来,西藏高原以旱为主,涝灾较少,干湿状况具有明显年代际变化;西藏高原汛期旱涝与水汽输送异常联系紧密,典型旱(涝)年北印度洋、西北太平洋和亚洲中纬度地区的整层水汽通量经向、纬向及整层水汽通量和水汽通量散度均存在显著差异,呈反位相分布。越赤道急流区的差异最为显著,索马里越赤道气流区的水汽输送差异主要表现在经向上,而菲律宾越赤道气流区的水汽输送差异主要表现在纬向上。     

积雪分布及其对中国气候影响的研究进展

对北半球不同地区的积雪分布状况、积雪异常影响中国气候的事实以及影响机理等问题的研究成果进行了较系统的回顾与总结。青藏高原、蒙古高原、欧洲阿尔卑斯山脉及北美中西部是北半球积雪分布的关键区,其中青藏高原是北半球积雪异常变化最强烈的区域。中国积雪分布范围广泛,其中新疆、东北和青藏高原是3个大值区。总体来看,北半球积雪有减少的趋势,而中国积雪却有弱的增加趋势。冬、春季高原积雪与欧亚积雪对中国夏季降水的影响是相反的。积雪影响中国气候的机理解释为：冬季积雪反照率效应起主要作用,春夏季积雪水文效应起主要作用。积雪被视为中国短期气候预测的一个重要物理因子,继续加强该领域的研究对于提高中国短期气候预测的准确率将有重要意义。