国家基本/基准站地面气温资料城市化偏差订正

城市化偏差是中国地面气温观测记录中最大的系统性偏差,订正该偏差可为大尺度气候变化监测和研究提供准确的基础资料。论文介绍了用于单站地面月平均气温序列城市化偏差订正的一个方法,并利用该方法订正了685个国家基本/基准站1961—2015年地面年及月平均气温序列中的城市化偏差。采取自东往西迭代订正的方法,即从东往西逐经度订正,订正完的目标站也可作为参考站。首先,规定目标站的参考站在300 km范围内,并利用2站的去线性趋势年均气温的相关系数作为标准,规定相关系数最大且通过信度水平为0.005显著性检验的4个候选参考站作为该目标站的参考站;然后,对各个参考站年均气温与其对应目标站年均气温求相关,并以其平方为权重计算各参考站月和年均气温的平均值序列,即为各目标站年和月平均地面气温参考序列;其次,利用目标站气温序列趋势及其参考序列趋势之差作为总的订正值,订正目标站气温序列中包含的城市化偏差。较大的城市化偏差出现在华北地区、华中部分地区、东北北部、西南及西部部分地区,介于0.1~0.3 ℃/10 a;在中国西北部分地区、西藏西部及南部、东北南部、华南沿海、华东及华中个别站存在负偏差;对整个中国而言,相对城市化偏差为19.6%。以北京、武汉、银川、深圳作为华北、华中、西北和华南地区的大城市代表站,发现其在过去55 a的相对城市化偏差分别为67.0%、75.4%、32.7%和50.3%,与前人针对单站评估城市化影响的结果基本一致,说明论文的订正方法较为合理。论文介绍的城市化偏差订正方法,可用于订正中国等快速城市化地区地面气温观测资料的系统偏差,订正后的气温数据在很大程度上消除了城市化因素引起的不确定性。     

百色气象站自动观测与人工观测数据的对比分析

基于2007年1月至2008年12月百色自动气象站观测资料和人工24次观测资料,采用数理统计方法对气压、气温、相对湿度数据进行对比,并分析两者差异形成的原因。结果表明:两种观测方式所获取的数据有一定的差异,但在相关观测规范所允许的范围内。除仪器的性能和工作原理造成的差异外,观测环境的变化、人为操作和特殊的天气现象也是造成差异的重要原因。     

自动站土壤水分资料质量控制方案的研制

 在已有的人工观测和自动观测土壤水分资料基础上,统计分析土壤水分不同层次四要素（土壤体积含水量、土壤重量含水率、土壤相对湿度、土壤有效水分贮存量）的分布特点,根据四要素相应小时资料的特点,依据土壤水分自动站观测原理和方法,研制了适用于自动站土壤水分小时数据的质量控制方案。将该质量控制方案应用到全国自动站土壤水分观测小时资料中,通过质量评估结果的分析发现,土壤水分自动站小时资料的质量控制方案具有很好的适用性,各个要素各月的可用率均超过90%,平均可用率在97%以上。     

广西西部山区日最低气温短序列订正方法

针对高海拔山区气象台站稀少,研究山区气候较为困难等问题,选择广西西部山区河池市为研究区域,收集该区域内位于海拔800 m以上的6个自动站12月、1月和2月的日最低气温资料,并选择与自动站相关程度较高的气象站为基本站,采用一元回归订正法和差值订正法对这6个自动站逐日最低气温进行订正,并从统计学和订正误差的角度分别对它们进行了比较分析。结果表明:两种方法的订正误差无显著性差异,但由于自动站资料时间序列较短,最低气温的瞬时性及影响因素较为复杂等原因,订正误差较大。     

甘肃武威站新旧址风速资料对比分析

为了科学合理地利用台站搬迁前后的气象资料，根据甘肃武威国家基本气象站 2006—2018 年新、旧址风速对比观测数据，采用均值和方差显著性检验、相关系数与线性回归等统计方法，对 比分析了新、旧址风速变化特征、差异性及产生原因。结果表明：新、旧址风速均呈减小趋势，平 均、极大风速的递减率新址大于旧址，最大风速的递减率新址小于旧址。新址与旧址对比观测风 速多数存在正风差，造成风速差异的主要原因是迁址前后观测场周边环境、地理位置及海拔高度 等的不同。方差和均值检验风速差异的显著性不一致，前者检验差异不显著，后者检验多数差异 显著。新、旧址风速存在明显的正相关，相关系数多数通过了显著性检验。各月线性回归方程非 常显著，经 F 检验通过了α = 0.01 显著水平检验，回归订正后，风速差异明显减小，说明新、旧址风速 在统计应用可合并。本研究将为台站迁移、预报预测、气象服务、科研研究和大型工程建设等提供 科学参考依据。     

气象自动站资料在黔南森林火险等级监测预报中的应用

对大量国家级和区域级气象自动站资料的获取和订正,通过对降水、气温、湿度和风速等气象因子对森林火险贡献度数学模型的计算,充分应用在黔南森林火险气象等级的实时监测和预报中。通过多点、多时段的预报值、实时监测值与实况对比检验统计,得出应用系统的实时监测准确率和预报准确率。     

吐鲁番气象站迁移前后资料的差异分析

用吐鲁番站和参考站(托克逊、东坎两站)1974-2014年观测资料,分析城市化对吐鲁番站气候资料的影响发现,地处极干旱区域的吐鲁番站气温、降水量、相对湿度和平均风速与参考站一致性较差,其中,吐鲁番站年平均气温和降水量上升趋势比参考站要大;相对湿度和平均风速下降趋势吐鲁番站比参考站大;由于城市化发展造成吐鲁番市的升温率为0.24℃·(10 a)-1;均一性检测发现,由于城市化的影响,平均气温、相对湿度、降水量、风速分别在1982年和1998年产生了断点。新站与旧站观测资料对比分析发现,由于旧站环境较为湿润而新站环境极为干燥,使新旧站气候资料差异较大。其中,平均气温、最低气温新站比旧站分别高0.9℃和1.5℃;相对湿度新站比旧站低8.1%;年平均风速新站偏大1.4 m·s-1。与6个已经迁过站的平原站资料对比发现,干旱区的吐鲁番站年平均气温、最低气温、相对湿度,新旧站差值及差值标准差比多数站大一倍以上,而迁站前后新旧站年月风向相符率最小,仅为32.29%。     

南极昭和站大气中CO_2浓度变化

本文作者于1987～1988年由国家南极考察委员会派遣随JARE29赴日本南极昭和站、瑞穗站和阿斯加等站进行考察,根据日本同行提供的1984～1988年昭和站大气中二氧化碳浓度连续变化资料以及相应年份该站年平均气温资料进行研究,结果表明:从1984年到1988年该站大气中二氧化碳浓度变化趋势与该站年平均气温变化趋势是相当一致的,二者呈明显正相关。此外,还给出该地区从1984年到1988年大气中二氧化碳浓度变化的年增长率,其值分别为1.21ppmV/年(1984～1985年)、1.35ppmV/年(1985～1986年)、1.68ppmV/年(1986～1987年)和1.99ppmV/年(1987～1988年)。     

黄河GPS站噪声模型初探及稳定性分析

北极黄河科学考察站的GPS站位于挪威斯瓦尔巴群岛,该站对于我国在北极测绘领域的研究具有重要作用。由于极区条件的限制,该站建立在冻土之上,因此需要对其稳定性进行深入研究。本文在利用GAMIT/GLOBK软件处理黄河站及周边IGS站观测数据的基础上,估计了不同噪声模型下的噪声量级、站坐标序列参数和不确定度,分析了黄河GPS观测站与IGS站运动趋势之间的关联性。结果表明,黄河站及周边GPS时间序列不仅存在白噪声,还存在较大量级的闪烁噪声,个别站的一些分量还存在随机游走噪声,仅考虑白噪声会低估总噪声和参数不确定度;黄河GPS站与邻近的NYAL站相比,两者的水平和垂直运动趋势完全一致,仅在垂直方向上有2.15 mm·a~(–1)的差异。     

龙滩水库罗甸库区的局地气温变化分析

根据罗甸县气象站1977年～2010年34年的地面观测资料,及作为对比的平塘县气象站资料,分析罗甸气温指标的历年实际、趋势、移动平均等曲线变化趋势,对比水库蓄水前后的变化;计算罗甸、平塘两站气温的差值,用t检验库后年份差异点的差异显著性,如有显著差异,认为水库对气温有影响。分析得到:罗甸气温指标基本呈上升的趋势,库后平均值大于库前平均值0.4℃或0.5℃;罗甸气温年较差的变化趋势是略有减小,日较差历年变化趋势平缓。水库对气温的上升趋势有抑制作用,对年较差、日较差有减小的作用,但影响都不是很明显。     

祁连山自然保护区不同高度带气候差异性分析

为了揭示祁连山不同高度带的气候差异性规律,选择了祁连山自然保护区的森林、草原和荒漠建立气象站,气象站分别位于不同的高度带,进行长期定位监测。气象站分人工和自动两种,人工监测从1985年开始,自动监测从2003年开始。基于22 a气象监测数据,利用平均值法、Excel电子图表等方法对监测数据进行深入分析。结果表明,平均气温有逐年升高趋势,降水有逐年下降趋势;年平均气温和年降水量呈负相关关系,年日照时数和年蒸发量呈正相关关系;荒漠、草原和森林带气温变化曲线一次性方程斜率都为正,分别为0.0182、0.0427和0.01167,3个带的年平均气温都是上升的;地温、日照和蒸发均为荒漠＞草原＞森林。     

普里兹湾区域风和温度资料对比分析: 以2007 年为例

通过分析再分析资料与站点观测资料的差异评估了普里兹湾区域5 套再分析资料的风速、风向以及 温度产品。这5 套再分析资料包括欧洲中心再分析资料(ERA-I)、日本25 年再分析资料(JRA-25)、日本55 年再分析资料(JRA-55)、美国国家环境预报中心再分析资料(CFSR)和美国国家航空航天局再分析资料 (MERRA)。采用的观测资料来自两个人工观测站和三个自动气象站。月平均和季节差异分析结果表明, Mawson 站点再分析资料的风速一般小于站点风速, 其他站点再分析资料一般风速过大, 所有的站点风向与 再分析资料风向差异不大, 再分析资料的2 m 温度总体低于人工观测站的温度, 自动站和再分析资料的差 异则没有一致的差异特征。通过6 h 风速资料对比, 发现当Mawson 站点风速低于5 m·s^–1 时, 再分析资料偏 高, 当站点风速高于15 m·s^–1 时, 再分析资料偏低, 且该站点记录的极端强风次数远多于再分析资料。     

南极长城站能见度变化分析

利用南极长城站1986—2012年能见度人工观测资料,分析了能见度的变化特征和趋势。结果显示,高于10 km能见度出现频率为61.0%,低于1 km的频率为8.0%。11—3月能见度较好,6—10月能见度较差;海雾和降水是夏季能见度降低的主要原因,冬季则主要归因于频繁的降雪、吹雪或雪暴等灾害性天气。10 km能见度发生频数有显著减小倾向,10 km能见度呈上升趋势,且冬季的上升速度最快,大雾、吹雪和降雪减少是主导冬季能见度升高趋势的重要因素。长城站能见度显著的天气尺度周期为2.1—8.3 d,年际变化周期为2 a、4.1 a和6.9—8.2 a,又以4.1 a最为显著。2012年开展的能见度自动观测实验表明,20 km范围内的自动观测精度较高,适用于长城站的连续监测。     

类型变更的相邻气象观测站的日气温资料整合

利用日气温资料,分析了因气象观测站类型变更而致的气候资料连续性和均一性问题及其影响,提出了订正相邻观测站日气温并将因观测站类型变更而致的相邻站不连续日气温资料整合的方法。主要结论有:(1)气象观测站类型变更而致的气候数据不连续既影响资料的均一性,也影响气候变化研究的结果。在考虑或不考虑测站类型变更(仅1980年以后)时,对我国过去60年1月气温趋势变化的估计结果差别达6.0%。(2)虽然海拔差异明显影响相邻站气温,但城乡差别等下垫面及其周边环境差异因素的作用极为显著;可导致两个地理位置相近的测站最大月气温差别超过0.50℃。(3)利用相邻测站的月气温差异进行各月的日气温订正可以消除海拔、台站下垫面及其周边环境差异对观测资料的均一性影响;使订正后的序列能更好地反映出气候的年际变化特征;从而可为我国正在开展的气候区划新方案、气候变化对区划影响及冷暖期环境格局变化等研究工作提供更均一的气候观测基础资料。     

广西都安农业气象自动观测站的建设和管理

以广西都安农业气象自动观测站建设为例,从气候因素、地理环境、农业生产、观测条件等方面分析了农业气象自动观测站的选址原则和依据,并给出实际的站点规划布局、基础设施建设和管理运行工作案例。     

Investigation of monitoring system for high-speed railway subgrade frost heave

This paper presents methods for monitoring frost heave, device requirements, testing principals, and data analysis requirements, such as manual leveling observation, automatic monitoring (frost heave, frost depth, and moisture), track dynamic detection, and track status detection. We focused on the requirements of subgrade frost heave monitoring for high speed railways, and the relationship of different monitoring methods during different phases of the railway. The comprehensive monitoring system of high speed railway subgrade frost heave provided the technical support for dynamic design during construction and safe operation of the rail system.     

宁夏植被覆盖动态变化及与气候因子的关系

利用1999-2009年的SPOT-VGT NDVI数据,计算出宁夏近11 a来的植被覆盖度,对其变化特征进行了研究,结合同期气象观测资料,从空间上分析了植被覆盖度与区域气候因子之间的关系。结果表明,南部六盘山区和北部引黄灌区植被覆盖度高,而中部干旱带等地区的植被覆盖度较低,但中部干旱带却有较高的绝对变化率;从时间变化来看,近11 a来宁夏大部分地区的植被覆盖度在逐年增加。植被覆盖度的变化与气候因子有关,除引黄灌区和六盘山林区外,中部干旱带等地的植被覆盖度与降水呈正相关,区域气候的干湿波动,影响了植被覆盖度的高低;在有灌溉保障条件的农业垦殖区,植被覆盖度还与气温呈正相关,即有效积温的增加,会促进农作物生长,从而导致区域植被的覆盖度提高。     

天山暴雨数值模拟的试验研究

利用新疆天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和NOAA卫星AMSU辐射亮温资料,应用中尺度模式(WRF-ARW)和(3DVAR)同化系统,对2007年7月16-17日发生在新疆东天山的暴雨天气过程进行了数值模拟试验。结果表明:①通过WRF模式对天山地区“2004-07-18”和“2010-06-22”两次暴雨过程的数值模拟试验, WRF模式在天山地区以Lin微物理过程方案,Grell积云对流参数化方案,MYJ边界层参数化方案,耦合Noah陆面模式的方案组合更优。②同化天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和AMSU-A/B辐射亮温资料,使初始场更接近于当时的实际大气状况,且同化后的模拟预报效果,无论是对降水落区还是对降水强度均较控制试验有明显的改善。③适当提高模式水平分辨率,有助于改进暴雨落区的预报强度。