中国降水的年代际变化及全球变暖、太平洋年代际振荡、大西洋多年代际振荡对其的相对贡献

虽然中国降水以年际变化为主,但可利用奇异谱分析辨析出10—20 a、20—50 a 年代际变化的显著性区域以及>50 a 的长期趋势的显著性区域。本研究通过奇异值分解、多元线性回归等方法探究了1934—2018年不同海洋模态对6—8月（夏季）和12月—翌年2月（冬季）中国陆地降水趋势以及年代际振荡的相对贡献。通过对中国降水及中低纬度地区海温进行奇异值分解发现,不论冬夏,影响中国降水的主要模态是全球变暖,其次是太平洋年代际振荡。利用多元线性回归模型定量评估全球变暖、太平洋年代际振荡、大西洋多年代际振荡对中国不同区域降水的方差贡献及各因子的相对贡献,结果表明:夏季,三者可以解释西北和华北大约30%的年代际降水,其中全球变暖的相对贡献最大、太平洋年代际振荡次之;冬季,三者可以解释东北42%、西北和华北30%左右的年代际降水,东北和西北以全球变暖的相对贡献为主、大西洋多年代际振荡为辅,华北仍以全球变暖的影响为主、太平洋年代际振荡为辅。      

全球变暖的减慢并没有想像的那么严重

正《自然·地学》2014年2月Curry的文章表明,近16年(1997—2013年)全球变暖的停滞已经成为当前气候学研究的热门问题。因为温室气体的排放仍在继续,大气中温室气体的浓度在不断升高,但是全球平均温度却没有显著升高。为此,提出来各种各样的解释,如太阳辐射减弱、小火山活动不断及热量向深层海洋传输等。然而,近来计算全球平均温度的不确定性问题,再次进入人们的视野。目前用来得到全球平均温度的序列称为     

年代际气候变化研究进展

概述了全球尺度、我国大范围区域及长江中下游梅雨的年代际气候变化的一些研究进展,重点介绍了近期我国气象工作者有关这方面研究的一些成果。指出:①全球尺度的大气、海洋及气温变化不仅存在明显的年际变化,而且年代际变化也十分显著;②受全球气候年代际变化的影响,中国气候也存在多时间尺度的变化特征,但气候的年代际变化特征与全球气候年代际变化有不同之处;③长江中下游梅雨气候变异不仅与海-气相互作用密切相关,而且海洋的年代际变化也是梅雨异常变化的重要气候背景;④年代际尺度变化在全球变暖改变区域气候特征的过程中的贡献、年代际气候变化的形成及作用机制,特别是长江中下游梅雨的年代际变化的成因和机制都是仍需继续加强研究的问题。     

气候变暖对典型草原区降水时空分布格局的影响

立足于全球变暖对内蒙古典型草原区降水时空变化影响的研究，预测全球变化可能带来的后果，为良性的生态系统服务提供理论依据。基于1971—2000年锡林浩特市和阿巴嘎旗两个气象台站的平均温度和锡林郭勒盟境内16个气象站点的降水资料，结合地理信息系统技术，系统分析了气候变暖对典型草原区降水时空分布格局的影响。初步研究结果表明：气温变化过程和全球变暖的趋势相一致,特别是20世纪90年代变暖趋势最为强烈。在全球气候变暖的背景下，研究区的降雨量受东南季风的影响呈现由东南向西北递减的分布规律。但区域降雨存在明显的年代际变化特征,各区域降水变化差异显箸，从东南到西北变化的幅度减小。30年来研究区的降雨量变化表现出时间、空间上的不规则性，表明全球气候变化对草原区过去30年的降雨影响不显著，没有达到可识別的程度。     

2020年全球变暖会创新高吗?

近百年全球气候变暖已是既定事实。伴随着冰川的持续消融、多年积雪的不断融化、海平面的上升、极端事件的增加,气候系统正面临着严峻挑战。2020年是特殊的一年,澳洲山火持续数月,蝗灾肆虐,突破历史记录的洪涝和干旱频发,因而全球变暖问题备受关注。本文利用最新的再分析资料,预测了2020年全球年平均地表温度;2020年全球冬季温度年际增量出现较大正值,结合温室气体、海冰和海表温度距平信号,预测2020年全球变暖将持续。采用年际增量方法进行定量预测,结果显示,2020年全球地表温度很可能超过2016年而成为近百年来最热的一年。     

1956-2005年中国暖冬和冬季温度变化

利用全国565个台站1956-2005年冬季平均温度资料,将多年温度变化划分为偏暖、偏冷和正常三类等概率气候事件,由此给出了一个新的暖冬指数和暖冬的定义。结果表明：暖冬指数与中国冬季温度的变暖趋势相一致,并表现出显著的年代际变化特征,其变率分别为10%/10 a和0.4℃/10 a。近50 a暖冬事件共计发生13次,其中近85%的暖冬发生在1986年以后。受年际尺度变化的影响,2004/2005年和2005/2006年暖冬主要发生在青藏高原和华南南部,而东北、内蒙古及中部大部分地区为冷冬或正常。     

内蒙古东部地区近45年秋季气温与霜冻特征及对玉米产量的影响分析

利用内蒙古东部地区1961—2005年秋季月平均温度及秋霜冻日期资料,分析了内蒙古东部地区近45年秋季气温变化规律、秋霜冻分布,年际变化和秋霜冻变化规律以及温度与秋霜冻的变化趋势分析。其结果表明:内蒙古东部地区在近45年气温呈现出由冷变暖趋势,秋霜冻也有减少的趋势,但强度有所加强。     

近50年环贝加尔湖区变暖对中国华北夏季降水的影响机理

利用1951-2007年中国722站逐月降水观测资料、NCEP/NCAR再分析资料及1958-2002年逐月欧洲中心的ERA-40再分析资料,分析了近57年中国华北夏季降水的年代际变化特征,重点讨论了全球变暖背景下环贝加尔湖地表气温升高对中国华北夏季降水长期变化的影响机理.结果表明,华北夏季降水长期减少趋势与全球变暖存...     

近50年中国东部夏季降水与贝加尔湖地表气温年代际变化的关系

最近50年全球变暖,陆地增温幅度大于海洋,主要的增温中心位于亚洲北部、欧洲和北美等地区。因此,全球变暖有可能通过改变大尺度季风环流而影响中国气候变化。利用美国国家航空航天局空间研究中心(GISS)的逐月地表气温资料、NCEP/NCAR再分析资料及中国604个站逐月气温和降水观测资料,重点讨论了1951—2007年中国东部夏季降水与同期的北半球大陆地表气温年代际尺度变化关系。结果表明,近50年中国东部夏季降水异常主要表现为南旱北涝与南涝北旱两者年代际异常之间的转换,但在1996年之后,伴随北方干旱区向南发展,呈现出华北和长江中下游地区降水同时减少的特征。研究发现中国华北地区夏季降水与同期的环贝加尔湖地表气温在年代际尺度上存在显著的负相关关系;贝加尔湖地区地表气温增暖可能导致蒙古高原对流层出现异常的暖性反气旋,使得位于蒙古高原的气旋频数减少和强度减弱。由于华北降水与蒙古气旋的活动直接相关,从而导致华北地区夏季降水的持续性减少。自1996年开始贝加尔湖地区的地表气温进一步升高,导致中国北方干旱化加剧。由于环贝加尔湖地区是过去50年全球变暖的最显著地区之一,因此,全球变暖可能是通过关键区域的温度变化对中国的气候变化产...     

香山红叶变色日气象统计预测方法研究

采用香山公园逐日黄栌树叶变色率以及相应的气象资料研究了黄栌树叶变色的气象条件,并建立了香山红叶变色日的气象统计预测模型。(1)黄栌树叶变色与临近几天的温度变化关系非常密切,根据气象条件闭值回报变色目的可信度比较高。(2)黄栌树叶平均变色日是10月4—5日,最早为9月27日,最晚为10月13日。(3)黄栌树叶变色日与7月的最低气温、平均气温和最高气温均存在显著的负相关。值得注意的是,黄栌树叶变色日的年际增量与7月降水的年际增量之间存在显著的正相关。(4)选择7月的平均温度和最高温度的年际增量作为预报因子建立模型,1999—2010年回报的平均误差为3d左右。(5)通过2011年独立样本检验和2012年预报试验的结果,可以认为香山红叶变色日气象统计模型具有比较高的准确率和可操作性。     

中国近海海表温度对气候变暖及暂缓的显著响应

基于多套全球海温再分析数据和2种线性趋势分析方法,评估了1958-2014年中国近海海表温度（SST）的变化及其对全球气候变化的响应特征,并与全球平均地表温度特别是与若干重要海区的SST做了比较。研究表明：在全球变暖的显著加速期（1980年代和1990年代）,中国近海区域年平均SST表现出更快速的升温特征,其速率达0.60℃/10a,是同期全球平均升温速率的5倍以上;在变暖暂缓期（1998-2014年）,中国近海SST出现显著的下降趋势。研究还表明,中国近海区域SST的年代际变化与太平洋年代际涛动（PDO）的位相转换一致,前者SST的快速上升（下降）期与PDO正（负）位相最大值的时期相对应,PDO可能是通过东亚季风和黑潮影响中国近海SST的年代际变化。     

海洋环流对全球增暖趋势的调制：基于FGOALS-s2的数值模拟研究

在工业革命以来全球长期增暖趋势背景下,全球平均表面气温还同时表现出年代际变化特征,二者叠加在一起使得全球平均气温在某些年份增暖相对停滞(如1999～2008年)或者增暖相对较快(如1980～1998年).利用中国科学院大气物理研究所大气科学和地球流体力学数值模拟国家重点实验室(LASG)发展的耦合气候模式FGOALS-s2历史气候和典型路径浓度(RCPs)模拟试验结果研究了可能造成全球增暖的年代际停滞及加速现象的原因,特别是海洋环流对全球变暖趋势的调制作用.该模式模拟的全球平均气温与观测类似,即在长期增暖趋势之上,还叠加了显著的年代际变化.对全球平均能量收支分析表明,模拟的气温年代际变化与大气顶净辐射通量无关,意味着年代际表面气温变化可能与能量在气候系统内部的重新分配有关.通过对全球增暖加速和停滞时期大气和海洋环流变化的合成分析及回归分析,发现全球表面气温与大部分海区海表温度(SST)均表现出几乎一致的变化特征.在增暖停滞时期,SST降低,更多热量进入海洋次表层和深层,使其温度增加;而在增暖加速时期,更多热量停留在表层,使得大部分海区SST显著增加,次表层海水和深海相对冷却.进一步分析表明,热带太平洋表层和次表层海温年代际变化主要是由于副热带—热带经圈环流(STC)的年代际变化所致,然后热带太平洋海温异常可以通过风应力和热通量强迫作用引起印度洋、大西洋海温的年代际变化.在此过程中,海洋环流变化起到了重要作用,例如印度尼西亚贯穿流(ITF)年代际异常对南印度洋次表层海温变化起到关键作用,而大西洋经圈翻转环流(AMOC)则能直接影响到北大西洋深层海温变化.     

1960—2009年咸宁市气候变化特征

利用1960—2009年咸宁市3个地面气象站气象资料,统计分析近50 a来该区域气温、降水等主要气候要素的年变化、四季变化及年代际变化的趋势特征。结果表明：近50 a研究区气温有上升趋势,气候倾向率为0.23℃/10 a,年平均气温在20世纪90年代末发生突变。春秋季平均气温分别在2002年和1999年发生突变,夏季平均气温在2006年发生突变,冬季平均气温在1990年发生突变。春季与秋季平均气温的变化较一致,冬季平均气温对全球变暖响应最敏感,春季与秋季对气候变暖的响应较敏感,而夏季对气候变暖的响应最为迟缓。近50 a咸宁市年降水量呈波动但无明显增降的趋势,其中春夏两季变化趋势较为一致并有下降的趋势,且春夏降水量的变化主导着年降水量的变化;而冬季降水量有上升的趋势。通过对气温与降水变化趋势的比较,发现冬季对气候变化的响应最显著,其余季节无明显相关性。     

新疆积雪对气候变暖的响应

积雪对全球变暖的响应是当前正在争论的问题。文中通过地面气象台站和 SMMR微波卫星遥感两种积雪资料所建立的两个独立的积雪序列的一致性 ,证明前者在表现新疆积雪长期变化能力方面具有可靠性。阐明了积雪年际变化特征及其与冬季气温和降水量年际波动的关系 ,检验了积雪长期变化趋势。研究表明 ,虽然近 5 0 a来新疆冬季变暖十分显著 ,尤其 2 0世纪 90年代为最温暖的时期 ,但是积雪并未出现持续减少的现象 ;积雪长期变化表现为显著的年际波动过程叠加在长期缓慢的增加趋势之上。积雪年际波动是冬季降水量和气温两者年际波动共同作用的结果 ;冬季气温和降雪量变化受不同的欧亚环流振荡所控制 ;积雪增加趋势与降雪量趋势相一致 ,这可能是由于全球变暖导致海洋蒸发量增加 ,以及在寒冷干燥气候下积雪对降雪量变化更为敏感的缘故。     

西北地区东部气候的转折性变化

过去半个世纪,西北地区东部经历了暖干化趋势,21世纪以来,这种趋势是继续维持还是发生了变化?针对这个问题,本文基于最新资料对西北地区东部的降水和平均温度的变化特征进行再分析,结果表明,对于降水而言,近58年来西北地区东部仍呈减少趋势,但21世纪初以来却呈显著增加趋势,特别是近8年的增加幅度更大。对于平均温度而言,近58年来整个西北地区东部仍呈显著的变暖趋势,但是36°N以南和以北区域变化特征并不完全一致,21世纪初以来,36°N以北地区由于出现了阶段性变冷,使得变暖特征明显减缓,而36°N以南地区虽然继续呈现变暖特征,但变暖幅度同样明显减缓。因此自21世纪初以来西北地区东部的降水和平均温度发生了转折性变化。初步分析发现这种降水增多、增温减缓甚至阶段性变冷的转折性变化可能与PDO从暖位相转换为冷位相有关。     

年际增量方法在西南夏季降水预测中的应用

利用中国西南地区80站逐月降水资料及NCEP/NCAR再分析资料等,采用降水预测新方法——年际增量法,考察影响中国西南地区夏季降水年际增量的前期冬、春季大气环流年际增量状况,并选取5个关键影响因子,采用多元回归法建立中国西南夏季降水年际增量预测模型。对降水年际增量进行预测,在1971—2010年的建模阶段,预测模型的拟合率为0.78,在2011—2017的后报检验7年中,有6年与实况值同位相。后报检验2011—2017年的降水距平百分率,均方根误差为16%。为考察对降水异常分布型的预报效果,逐站建立回归方程,并进行趋势预报检验,近5年的趋势异常综合评分高于发布预测,预报效果较好。因此,该方法的应用及模型的建立对提高西南地区夏季降水预测水平有重要意义。      

中国东北地区冬季气温趋势及反相模态分析

利用1951—2010年我国东北地区共97个台站的逐月气温资料,应用trend-EOF和EOF分析方法研究了我国东北地区冬季气温的趋势模态和反相模态及其影响因子。trend-EOF的结果表明,东北地区均为一致型的趋势变化,trend-PC1有明显的年代际周期变化和更长期的上升趋势变化特征。去除全球变暖信号后的EOF分析结果表明:第一模态仍为全区一致型的空间分布,而第二模态的空间分布呈现南北反相型的分布特征,是东北冬季气温变化模态中极为重要的一部分,对应的时间序列有明显的年际周期变化,前两个模态可以解释总方差80%以上的变化。东北地区全区一致的上升趋势是在全球变暖大背景下发生的,既是对全球变暖的局地响应,同时全球变暖也使大气环流发生了变化,西伯利亚高压减弱,纬向环流增强,导致了东北地区冬季气温全区的上升趋势。赤道东太平洋的异常海温对第二模态的出现具有一定的预示意义,当太平洋出现典型的厄尔尼诺年海温距平场分布特征时,东北南部较常年偏暖,北部地区却较常年偏冷。     

全球变暖的停滞还能持续多久?

<正>2009年8月Knight等~)([1])首先指出,1999—2008年全球变暖出现停滞现象,同年10月Kerr~([2])在Science杂志上对此表示支持,但认为停滞很快会结束。2009年之后全球变暖的停滞已经得到了广泛的承认,英国气象厅为此于2013年7月发布了3个报告,讨论了变暖停滞的事实~([3])、成因~([4])及对未来预估的影响~([5])。下面对这几个问题进行简要的讨论。     

全球变暖预估的不确定性

根据IPCC第4次评估报告(AR4)第10章[1],到2100年全球平均温度相对于1980—1999年平均有可能上升1.1～6.4℃,最佳估计值为1.8～4.0℃。这里给出来的是一个变化范围,但是,要注意这并不是预估的不确定性。1.1℃是最低排放情景B1的下限,6.4℃是最高排放情景A1F1的上限。1.8℃是     

1951—2009年中国地表湿润状况变化趋势研究

利用1951—2009年中国160站的月降水和月平均温度资料,通过计算地表湿润指数,在分析其与降水及气温联系的基础上,探讨了中国区域平均地表湿润指数的年代际变化特征差异,给出了地表湿润指数年趋势的地理分布。结果表明：1951—2009年,中国北方的西北地区东部、华北和东北地区长江中下游地区及东南部分地区以干旱化趋势为主...