贵州高原起伏地形下日照时间的时空分布

由于坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局地地形因子的影响, 实际起伏地形下的日照时间与水平面上的日照时间有一定差异。该文建立了一种基于数字高程模型 (DEM) 的起伏地形下日照时间的模拟方法, 计算了起伏地形下贵州高原100 m×100 m分辨率日照时间的时空分布。结果表明:坡度、坡向、地形遮蔽对日照时间的影响较大, 实际起伏地形下日照时间的空间分布具有明显地域特征。1月太阳高度角较低, 坡度、坡向的作用非常明显, 地形遮蔽面积较大, 日照时间的空间差异较多, 日照时间为16~142 h, 最大值约为最小值9倍; 7月太阳高度角较高, 地形遮蔽面积相对较小, 日照时间的空间差异相对较少, 日照时间为133~210 h, 最大值为最小值1.6倍, 但由于7月日照时间相对较多, 局地地形对日照时间影响仍明显。4月、10月日照时间及其变化幅度介于1月和7月之间。     

城市化对北京地区日照时数和云量变化趋势的影响

利用1961～2008年北京城区和郊区12个台站的气候观测资料,采用趋势分析和累积距平的方法,研究了北京城区和郊区近48年的日照时数、总云量及低云量的年际和四季变化趋势,并探讨了城市化进程对日照和云量变化的影响。结果表明：近48年来,城区的总云量和日照时数呈减少趋势,但低云量呈增加趋势;郊区的总云量和低云量呈增加趋势,而日照时数呈减少趋势;具体到年代变化,1980年代初以后,城区总云量呈减少趋势,且1990年代减少的趋势最为明显,2000年后,城区总云量变化发生逆转,呈显著增加趋势。对于低云量,1960年代到1980年代,城区郊区低云量呈波动减少趋势,而1990年代到2000年代后呈波动增加趋势。对于日照时数,1960年代到1980年代城区郊区日照时数均呈增加趋势,1990年代至2000年代则呈明显减少的趋势。低云量与日照时数表现出明显负相关特征,这与北京城市化发展对区域气候的影响有密切的关系。     

Sunshine duration hours over the Greek region

Summary In this study, the temporal and spatial distribution of bright sunshine hours and relative sunshine duration over Greece are presented. The datasets used for this study were obtained from the archives of the Hellenic National Meteorological Service (HNMS). Furthermore, mean annual and seasonal duration of bright sunshine has been estimated from empirical formulae, which depend on the following parameters: (i) percentage of land cover around each station (radius of 20 km), (ii) distance of each station from the nearest coast, (iii) height above sea level for each station location, (iv) latitude of each station, (v) longitude of each station. Differences between measured and estimated bright sunshine hours are accounted for. In general a good relationship exists between estimated and observed sunshine values. The annual march of sunshine is simple with a maximum in July and a minimum in January or December. The spatial distribution of the annual and seasonal bright sunshine duration shows minimum values in the interior mountain areas of the Greek region (Western Macedonia, Epirus, Central Greece), increasing gradually towards the coasts of the Ionian and Aegean seas as well as from north to south. The highest sunshine values occur at the southeastern islands of the Aegean Sea and above the southern coasts of Crete, followed by Attica (Athens area) and the surrounding coastal areas, the islands of the eastern Aegean Sea and the southwestern coastal and island parts of the Ionian Sea.     

From brightening to dimming in sunshine duration over the eastern and central Tibetan Plateau (1961–2005)

The Tibetan Plateau (TP) with an average elevation of over 4,000 m asl is the highest and most extensive highland in the world. We used monthly mean sunshine duration from the Chinese Meteorological Administration to examine the spatial and temporal variability of sunshine duration at 71 stations with elevations above 2,000 m asl in the eastern and central TP during the 1961–2005 period. The temporal evolution of the mean annual sunshine duration series shows a significant increase from 1961 to 1982 at a rate of 49.8 h/decade, followed by a decrease from 1983 to 2005 at a rate of ?65.1 h/decade, with an overall significant decrease at a rate of ?20.6 h/decade during the whole 1961–2005 period, which is mainly due to the summer and spring seasons. This confirms the evidence that sunshine duration in the TP ranges from brightening to dimming in accordance with sunshine duration trends in the rest of China. The surface solar radiation downwards from ERA-40 reanalysis data in the same region confirms the brightening/dimming phenomenon shown by the sunshine duration before/after the 1980s. Otherwise, additional climatic variables such as low cloud amount, total cloud amount, precipitation, relative humidity and water vapor pressure, in most cases, exhibit significant negative correlation with sunshine duration in the TP on an annual and seasonal basis before and after 1982, respectively. The trends of these variables suggest that changes in some of them might be related to the brightening and dimming detected with the use of sunshine duration measurements over the TP. We also hypothesize that the impact of anthropogenic aerosols upon the climatic variables analyzed cannot be rejected, especially in the significant increase in low cloud cover since approximately 1980.     

Low-cloud and sunshine duration in the low-latitude belt of South China for the period 1961�C2005

In order to explore the trends in sunshine duration in the low-latitude belt of South China, long-term sunshine duration, total clouds, low clouds, and visibility were investigated for the period 1961?C2005. The results show significant declines in sunshine duration, occurring on the average of ?3.2% and ?2.8% per decade under all-sky and clear-sky conditions, respectively. It is noted that increased air aerosol loading due to rapid socio-economic development is the drive behind the sharp declines in sunshine duration in the study area. Though cloud is the primary regulator of sunshine duration under all-sky conditions, sunshine is strongly correlated with visibility under clear-sky conditions. Relational analysis between sunshine and cloud amount suggests 0.4% change in clouds per decade, which is well in agreement with the trend of decline in sunshine duration under all-sky conditions in the study area. Increasing low-cloud opacity could be the primary factor driving the decline in sunshine duration in the low-latitude belt of South China.     

四川地区人工观测日照时数与自动观测对比分析

本文用2019年1～3月四川全省156个国家级地面观测站日照时数平行观测资料，对比评估了自动与人工观测日照时数的小时、日值一致性及分级一致性，分析空间分布规律和不同日照时长对一致性的影响，结果表明:大多数台站人工日照时数略> 自动观测，人工观测值较自动值偏小的台站、二者间均方根误差较大、小时相关系数较低的台站均多出现在盆地地区；攀枝花、甘孜、阿坝、凉山(以下简称“攀枝花、三州”)等日照充足的地区相较于多阴雨的盆地，人工与自动日照时数更接近；攀枝花、三州区域人工观测在日照时长较长的情况下更准确，盆地区域人工观测在日照时长较短的情况下更准确；日自动日照时数> 8h时，人工观测值较自动值易出现偏小，全省人工观测值与自动观测值之间的误差更小，相关性更高；日自动日照时数< 8h时，人工观测值较自动值易出现偏大，在2～8h时，全省人工与自动观测值之间的误差更大，相关性也更差。      

1961—2015年新疆天山日照时数时空变化特征及其影响因素分析

采用新疆天山地区55个气象站1961—2015年逐月气象数据,用Mann Kendall突变检验、基于ArcGIS的混合插值及偏相关分析对天山日照时数年、季节特征及影响因素进行分析。结果表明：①天山日照时数年及季节均呈减少趋势,天山各区域变化差异显著,山区及天山北坡变化趋势明显于南坡。②天山北坡、天山南坡及天山山区年日照时数突变时间为1985年、1980年和1988年,云量和降水是导致突变发生的主导因素。③新疆天山年日照时数由西向东逐渐增加,平原多、山区少,春季呈“东北部多、西南部少”,夏季为 “东北部多、西南部少”,平原盆地高于山区,秋季呈现“北少南多,东多西少”,冬季由南向北逐渐减少。④云量、降水是导致天山地区日照减少的主要因素,少云区日照时数较多,多云区日照时数较少,天山云量减幅或增幅区域,日照时数突变量变化明显。     

Olive tree phenology and climate variations in the Mediterranean area over the last two decades

The flowering characteristics of plant species of economic interest and the influence of climate on them are of great importance considering the implications for fruit setting and the final harvest: Olive is one of the typical species of the Mediterranean habitat. We have investigated the timing of olive full flowering during the anthesis period and flowering intensity over a period of 20 years (1990–2009), in three major cultivation areas of the Mediterranean basin: Italy, Spain and Tunisia. The importance of these characteristics from a bioclimatic point of view is considered. The biological behaviour was studied to determine its main relationships with temperature and water availability, considering also the different sub-periods and the bio-climatic variations during the study period. The flowering dates and pollen emissions show different behaviours for the Spanish monitoring area in comparison with the other two olive cultivation areas. In the Italian and Tunisian areas, the flowering period over the last decade has become earlier by about 5 and 7 days, respectively, in comparison to the previous decade. Moreover, pollen emissions have decreased in Perugia (Italy) and Zarzis (Tunisia) over the period of 2000–2009, while in Cordoba (Spain), they showed their highest values from 2005 to 2009. The climate analysis has shown an increase in temperature, which results in an increase in the growing degree days for the growth of the olive flower structures, particularly in the more northern areas monitored. Although the olive tree is a parsimonious water consumer that is well adapted to xeric conditions, the increase in the potential evapotranspiration index over the last decade in the Italian and Tunisian olive areas might create problems for olive groves without irrigation, with a negative influence on the flowering intensity. Overall, in all of these Mediterranean monitoring areas, the summer water deficit is an increasingly more important parameter in comparison to the winter parameters, which confirms that the winter period is not as limiting as the summer period for olive tree cultivation in these Mediterranean areas.     

中国地区日照时数近50年来的变化特征

根据国家气象信息中心给出的逐日日照时数资料, 利用经验正交函数分解(EOF)和Mann-Kendall方法分析了1956～2005年中国地区日照时数的变化趋势、突变情况、时空分布和季节变化特征。研究表明:中国绝大部分地区近50年来日照时数总量呈减少的趋势, 在1980年前后大部分观测站显示有突变, 20世纪 90年代之后减少趋势有所缓解, 保持在稳定偏低的状态;此类变化趋势在东南地区较西北地区更为显著。且日照时数的上述变化主要由于夏季日照的变化造成的。     

青藏高原植被指数最新变化特征及其与气候因子的关系

利用GIMMS/NDVI(全球库存模拟和影像研究/归一化植被指数,Global Inventory Modeling and Mapping Studies,Normalized Difference Vegetation Index)和MODIS/NDVI遥感数据以及青藏高原6个气象代表站的站点数据,结合多种统计和计算方法,分析了青藏高原植被NDVI变化规律及其影响因子。结果表明:1982~2013年青藏高原多年平均植被NDVI的空间分布存在明显的区域差异,总体上呈从东南向西北递减的趋势,而且发现不同地区植被的时间变化规律也不尽相同。根据高原长势最好的6~9月植被NDVI进行经验正交分解,将青藏高原植被分为5个区,并进一步分析了不同分区内植被的变化规律,得出:青藏高原植被NDVI下降最明显的区域在二区的噶尔班公宽谷湖盆地地区和北羌塘高原地区,植被NDVI上升最明显的区域在四区的祁连山东部地区。为了探讨青藏高原不同分区内影响植被NDVI下降的因子,从青藏高原二区、四区、五区各选取NDVI处于下降趋势的两个代表站点。研究分析了各个站点植被NDVI与降水量、平均气温、平均最低气温、平均最高气温、日照百分率5个气象因子的关系,得出:在高原二区日照强度是其它分区的两倍左右,而降水量相对较少导致植被NDVI降低。高原四区由于降水量小、温度高、日照强,导致植被NDVI处于下降趋势;在青藏高原五区虽然降水充足,但日照较弱,限制了植被的正常成长导致NDVI处于下降趋势中;其结果为高原植被退化机制研究及高原植被对大气反馈等奠定了基础。     

1951-2013年格尔木及周边地区日照时数气候变化特征分析*

利用柴达木盆地格尔木站及周边9个气象站近60a逐月、年日照时数、气温、云量、降水、相对湿度资料以及1951~2013年西太平洋副高面积指数资料,通过统计学方法、突变检验、小波分析等方法,对格尔木日照时数的气候变化特征进行了分析。结果表明：近60a来格尔木日照时数变化总体呈下降趋势,春季变化较平稳,夏、秋、冬三季呈明显的减少趋势。月日照时数5月最多、2月最少。年代际变化上世纪50年代和60年代较为平稳,70年代突然下降,80年代又有所增加,90年代比80年代略有减少。到了本世纪头十年,平均日照时数急剧减少。日照时数具有明显的5年和7年短周期,日照时数在2006年出现突变。从研究结果来看,自然因子大气环流、气温、总云量、低云量、相对湿度等因素是格尔木及周边地区日照时数变化的主要影响因子,人工增雨为主的人类活动和三江源地区生态保护工程的实施对格尔木及周边地区日照时数也可能是影响因子,但这还有待进一步研究证实。     

天津地区近40年日照时数变化特征及其影响因素

对天津市区、西青、蓟县、塘沽4个站1961~2003年日照时数以及对日照有影响的云量、水汽压和地面能见度等资料的进行了统计分析。结果表明:天津地区日照时数呈明显的下降趋势,1961~2003年4站气候变化率分别是为每10年-177.3-、165.2-、174.1-、145.6 h。与60年代相比,90年代4站的年日照时数分别减少了425.1、403.4、486.03、77.5 h,相当于市区每日的日照时数减少了1.2 h、西青1.1 h、蓟县1.3 h、塘沽1.0 h。40年来云量和水汽压的变化不大,而地面能见度呈下降趋势。能见度下降可能主要是对流层大气气溶胶含量上升的结果,这是造成天津地区日照时数减少的主要原因。     

High-resolution sea wind hindcasts over the Mediterranean area

The goal of this study is to develop a high-resolution atmospheric hindcast over the Mediterranean area using the WRF-ARW model, focusing on offshore surface wind fields. In order to choose the most adequate model configuration, the study provides details on the calibration of the experimental saet-up through a sensitivity test considering the October–December 2001 period (the 2001 super-storm event in the West Mediterranean). A daily forecast outperforms the spectral technique of previous products and the boundary data from ERA-Interim reanalysis produces the most accurate estimates in terms of wind variability and hour-to-hour correspondence. According to the sensitivity test, two data sets of wind hindcast are produced: the SeaWind I (30-km horizontal resolution for a period of 60 years) and the SeaWind II (15-km horizontal resolution for 20 years). The validation of the resulting surface winds is undertaken considering two offshore observational datasets. On the one hand, hourly surface buoy stations are used to validate wind time series at specific locations; on the other hand, wind altimeter satellite observations are considered for spatial validation in the whole Mediterranean Sea. The results obtained from this validation process show a very good agreement with observations for the southern Europe region. Finally, SeaWind I and II are used to characterize offshore wind fields in the Mediterranean Sea. The statistical structure of sea surface wind is analyzed and the agreement with Weibull probability distribution is discussed. In addition, wind persistence and extreme wind speed (50 year return period) are characterized and relevant areas of wind power generation are described by estimating wind energy quantities.     

苏北大型湖泊水域的EOS/MODIS遥感监测

为了从宏观上了解江苏省境内主要湖泊水体的动态变化及原因,并为有关部门指挥防洪抗旱和治理水环境提供准确的决策依据,利用2005年夏季多景EOS/MODIS卫星遥感影像数据,对入夏以来苏北地区主要湖泊水域——骆马湖、洪泽湖、高邮湖(含邵伯湖)进行了卫星遥感动态监测,生成3通道合成彩色图像,运用阈值法提取湖泊及其周边水域的水体边界,并计算水体面积。最后从气象因素对湖泊的水体面积变化进行了分析。遥感图像与面积统计数据直观地反映出,2005年入夏以来苏北各大湖泊水域的水体面积随着前期干旱和其后大量降水的发生而出现比较明显的减小和增加,可见一段时期内的日照时数、降水量等气象因子会对湖泊及周边水域的面积增减产生很大影响。     

河南日照变化特征及成因分析

利用线性分析方法,根据河南31个站1954~2005年的日照资料分析了河南省及濮阳市的日照变化特征。结果表明,河南省年日照时数呈减少趋势,平均减少每10年74.2 h,东部平原地区年日照时数的递减幅度明显大于西部山区年日照时数的递减幅度。濮阳市年日照时数的递减幅度为每10年135 h,冬季与夏季日照的递减幅度大于春季和秋季日照递减幅度,日照时数减少时段主要发生在日出后和日落前太阳高度角较低的两段时间内。造成日照减少的气候原因主要是空气污染逐年加重,加之风速逐年减小,利于大气气溶胶在低空积聚,空气湿度增大,轻雾日数增多,造成大气透明度降低。非气候因素的影响主要是观测场周围障碍物高度角逐年增高,遮挡了部分阳光,使记录到的日照时数减少,气候因素对日照的影响大于非气候因素的影响。     

冬季青藏高原地面辐射平衡

本文根据实测资料建立了冬季青藏高原上地面辐射平衡与日照百分率、地面反射率之间的经验公式,并用此公式试验了纬度、时间、地面反射率和日照百分率对地面辐射平衡的影响。试验结果表明:冬季高原地面辐射能收支的盈亏状况是由地理纬度和地面反射率决定的。天空遮蔽状况(本文用日照百分率表示)仅影响其盈亏值的大小。亦即地面辐射平衡的地理分布形式由地理纬度和地面反射率所决定,但正、负中心的数值还受天空遮蔽状况的影响。冬季青藏高原地面辐射平衡场是一个由地理因子(地理纬度和自然地理带)作用下形成的基本场叠加上一个地面积雪区形成的扰动场。长江和黄河源区的巴颜喀拉山和藏北草原是冬季高原地面加热场最可能出现异常的关键区。     

华南地区城市化对区域气候变化的影响

按照人口数将华南地区站点分为大城市站、一般城市站、郊区站,并利用华南地区1960~2011年的站点观测资料分别计算了3类站点年平均、季节平均的气温、高温日数、降水、相对湿度、风速、日照时数距平序列的变化,分析了城市化对华南地区区域气候的影响。结果表明:相较于背景场,大城市的平均气温有更明显的上升趋势;高温日数在3类站点中均有增加的趋势,在城市化的影响下,大城市的高温日数有明显的增加;平均气温日较差在整个华南地区均有下降趋势,特别是在大城市中。在3类站点中,降雨总量均有减少的趋势,且降雨更多的以中雨及以上的形式表现。该地区的相对湿度、风速、日照时数均呈现减少趋势,在城市化影响下,大城市的相对湿度、风速、日照时数均有明显的减少。华南地区处于我国最大的城市群之一——珠江三角洲地区,同时处于气候系统复杂的热带季风区,因此有必要研究城市化对该地区多个气象变量的可能影响。     

基于DEM的新疆区域可照时间的分布式模拟

以新疆区域500 m×500 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据为主要数据源,在提取纬度、坡度、坡向等地形要素栅格数据的基础上,使用考虑地形遮蔽的分布式计算模型,完成了新疆区域全年每日可照时间的数值模拟计算,分析了其时空变化特征,讨论了地形因子对可照时间的影响,结果表明:对新疆而言,可照时间7月最长,为441 h;12月最短,为266 h,区域内可照时间的离散度较大,主要原因是地形差异所致;海拔高于1500 m的山区对全区可照时间标准差的贡献率达到了80.1%;冬夏两季有较为显著的纬向分布特征,三大山脉地区可照时间与同纬度平地相比差异明显,表现出可照时间的地域性分布特征;地形对可照时间的影响比较明显,坡度越大可照时间越少;坡向对可照时间的影响主要表现在冬季,大致为可照时间南坡多、北坡少;随着地形开阔度的增大,可照时间有较为明显的增加。     

近50年西南地区秋雨监测指标的建立及成因分析

利用西南地区四川、重庆、云南和贵州秋季降水量和日照时数资料,对西南地区秋雨极端天气气候事件的监测指标进行了探讨,最终定义连续5天以上日降水量大于等于0.1 mm,且日照时数小于等于0.1h的天气过程为1次秋雨事件.以此指标得出西南秋雨事件主要发生在四川盆地中南部、重庆西部、云南东北部和贵州北部等地区,秋雨最强中心平均每年发生华西秋雨事件可达1.6次以上,年平均秋雨日数大于11天.近50年西南秋雨强度呈波动下降趋势.结合NCEP/NCAR同期的位势高度场、水汽场以及风场资料对西南秋雨的成因分析表明：在秋雨强年,500 hPa高度场上极区气压偏高,中纬地区气压偏低,西风环流较弱,副高脊线易偏北,印缅槽较深.850hPa高度场上在西南秋雨较强的区域有一个明显的水汽汇,在风场上也有较强的来自孟加拉湾和印度洋水汽输送.垂直经圈环流和纬圈环流有明显的上升运动与之配置.     

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。