河南省气温资料均一化前后气温变化趋势对比分析

基于河南省111个气象站1961—2017年均一化前后逐日平均气温数据,采用统计分析方法,分析均一化前后河南省年、四季和月的平均气温变化规律及其空间分布,以期明确非自然因素对河南省平均气温变化趋势的影响。结果表明：1961—2017年,均一化前后河南省年平均气温均呈显著上升,均一化后增温速率为0.21℃/10 a,较均一化前偏大0.02;季节之间,均一化前后均以冬季增温速率最大,均一化前后分别为0.36℃/10 a和0.38℃/10 a;月份之间,均一化前后均以2月增温速率最大,分别为0.49℃/10 a和0.51℃/10 a。从各站看,全省有41.4%的站点平均气温变化未受到非自然因素的影响,其余58.6%的站点受非自然因素影响较大;对于年平均气温,均一化后有96.4%站点气温显著上升,均一化前为90.1%,增加了6.3%,58.6%的站点中有43.3%的站点气候倾向率被低估、15.3%被高估;对于季节平均气温,均一化后冬春两季均有99.1%的站点平均气温显著上升,均一化前分别为98.2%和92.8%;对于月平均气温,均一化前,12个月中月平均气温增温显著的站点超过50%的月份有2月、3月、4月、10月和12月,均一化后,又增加了个1月;非自然因素对平均气温数据的影响导致了对全省气温变暖速率的低估。     

城市化进程对南京市气温变化影响的主成分分析

为揭示城市环境气象的蠕变过程,利用南京站1956—2007年逐日气温资料及南京市1995—2006年的统计年鉴数据,通过主成分分析法,研究了南京市年平均气温变化与城市化进程之间的关系。结果表明:(1)1956年以来南京市年平均气温、年平均最高、最低气温总体呈上升趋势,增温率分别为0.28℃/(10 a)、0.18℃/(10 a)、0.33℃/(10 a),特别是1990年以后,增温速率进一步加大。(2)城市化进程中影响气温变化的主导因子为:城市下垫面性质、工业排污和人口数量。(3)1990年代后南京市城市化进程与年平均气温和年平均最低气温之间存在显著的正相关关系。     

邹城气温增高与大型火电厂热排放关系探讨

分析邹城站和参考站1960-2009年的年、季平均气温变化趋势特点,对比邹县电厂的发展情况,研究大型火电厂的热排放对环境气温的可能影响程度和相对贡献比例,结果表明,近50 a来,邹城站和参考站年平均气温序列不断上升,年气温增温速率分别为0.326 ℃/10a和0.19 ℃/10a,电厂投产后20 a内,邹城年平均气温热排放增温率为0.099 ℃/10a,其增温贡献率达19%.各季的增温表现为冬季增温最强,秋季次之,夏季较小,春季微弱降温,火电厂的热排放对邹城站地面气温增温贡献率冬季最大(79%),秋季次之(36%),夏季较小(24%).     

中国地面气温变化趋势中的城市化影响偏差

在中国大陆2300个气象台站网中遴选出138个参考站,对614个国家级气象站和138个参考站1961 2004年的月平均气温资料进行了非均一性检验和订正,利用REOF(旋转主分量)分析方法,按照气温变率空间相关特点将中国大陆划分为6大区域,并采用经纬度网格面积加权平均法分别建立了中国大陆及其6大区域平均的国家站和参考站的月、季、年地面气温时间序列,对国家站和参考站序列进行了对比分析。结果表明,由国家站资料建立的中国大陆年平均气温序列在44年间线性增温率为0.278 C/10 a,而由参考站资料建立的中国大陆年平均气温序列同期增温率为0.202℃/10 a。就中国大陆平均来说,1961 2004年国家级站城市化增温率为0.076 C/10 a,占全部增温率的27.33%。在6大区域中,除北疆区外,其他地区年平均城市化增温率均非常显著。其中城市化影响最大的地区是江淮区,年平均热岛增温率为0.086℃/10 a,其后依次为东北华北区、青藏高原区、华南区和西北区,年平均热岛增温率分别达到0.060、0.059、0.042和0.042℃/10 a。各区域年平均热岛增温贡献率由大到小排列依次为江淮区55.48%、青藏高原区23.23%、华南区23.20%、东北华北区15.35%、西北区13.73%、北疆区-1.57%。因此,中国大陆20世纪60年代初以来城市化造成的国家站地面气温增暖偏差非常显著,今后应予以订正,以便建立代表背景气候变化的区域平均气温序列。     

1951—2010年大连市气温变化特征

利用1951—2010年大连市气温资料,采用气候趋势系数和气候倾向率、Mann-Kendal1突变分析等方法对年和季平均气温、最高最低气温变化特征进行了分析和突变检验。结果表明：大连市年和季平均气温呈上升趋势,进入21世纪,升温趋势有所减缓;大连市年平均气温的增温速率为0.33/10 a,明显高于近50 a中国平均增温速率0.22/10 a,更高于近50 a全球平均0.13/10 a的增温速率。大连市平均气温的升高主要发生在春季和冬季;年平均最低气温的升温幅度大于年平均最高气温的升温幅度;年、季平均气温存在突变,突变始于1987—1990年前后,突变前后平均气温均值相差较大;年、季平均最高气温和最低气温大都存在突变,但秋季平均最高气温无突变。     

近36年德令哈地区气温变化特征及突变分析

利用德令哈市国家基本气象站1981—2016年的气温数据资料,运用统计法、气候倾向法和Mann-Kendall检验法分析了德令哈市近36a来气温的变化特征。结果表明:年平均气温以0.478℃/10a的倾向率呈显著的上升趋势;四季平均气温均呈现显著的上升趋势,上升幅度呈现春季冬季夏季秋季的气候特征;平均气温的月变化呈现单峰式特点,7月份平均气温最高,1月份平均气温最低,各月平均气温均呈现上升趋势,4月份平均气温以0.775℃/10a的倾向率上升最快,12月份平均气温以0.197℃/10a的倾向率上升最慢;平均最高气温和最低气温分别以0.534℃/10a和0.495℃/10a的倾向率呈明显的上升趋势;平均气温在1996年发生突变,平均最高气温和平均最低气温均在1997年发生突变,突变后三者气温增温趋势明显。     

近54年中国地面气温变化

采用国家基准气候站和基本气象站地面月平均气温资料,在严格质量控制和非均一性订正的基础上,分析了1951年以来中国大陆地区近地表年和季节平均气温演化的时间与空间特征.结果表明,我国近54年来年平均地表气温变暖幅度约为1.3℃,增温速率接近0.25℃/10 a,比全球或半球同期平均增温速率高得多.全国大范围增暖主要发生在近20余年.气温变化的季节差异和空间特征与前人分析结论基本一致,冬季增温速率高达0.39℃/10 a,春季为0.28℃/10 a,秋季0.20℃/10 a,夏季增温速率最小,但也达到0.15℃/10 a.我国20世纪80年代初期开始的明显增暖主要表现在冷季,但进入90年代以来夏季增暖也日趋明显.从区域上看,中国大陆地区最明显的增温发生在北方和青藏高原地区,而西南的四川盆地和云贵高原北部仍维持弱的降温趋势.值得提出的是,作者给出的结果尚未考虑城镇化对地面气温观测记录的影响.     

1961—2018年内蒙古平均气温突变前后变化特征

文章选用1961—2018年内蒙古109个气象站的气温数据,采用线性趋势、Mann-Kendall检验、气候倾向系数等方法,对内蒙古平均气温突变前后的变化特征进行了分析。结果表明:(1)1961—2018年内蒙古年平均气温的增暖趋势非常明显,时间序列在1990年前后发生突变,而且平均气温在突变前、后存在时间变化和空间变化。(2)四季平均气温均呈明显增温趋势,但存在季节差异。春季平均气温的增温速率为0.428℃/10a,高于全年平均水平,突变时间在1996年;夏季平均气温的增温速率为0.312℃/10a,近58a夏季平均气温上升约1.8℃,与其他季节相比突变时间最晚,发生在1998年;秋季平均气温的增温速率最小,为0.297℃/10a,近58a秋季平均气温上升1.7℃,气温突变时间在1989年;冬季平均气温的增温速率最大,为0.463℃/10a,近58a冬季平均气温上升2.7℃。(3)从58a的增温空间分布上看,增温幅度差异明显:突变前的30a里,大部地区年平均气温增温速率在0.20℃/10a以上,其中,赤峰市大部地区的增温趋势不显著,其余地区的年平均气温都是显著或极显著的增温趋势;突变后的28a里,大部分地区的年平均气温增温速率0.10℃/10a和0.20～0.40℃/10a,其中,呼伦贝尔市的大部、赤峰市的大部地区平均气温增温趋势不显著,其余地区都在显著或极显著的增温趋势。     

赤峰地区近50a气候变化诊断分析

利用线性回归、累积距平和多项式回归法,对赤峰地区1951—1990年12个气象台站的月、季、年平均气温、最高气温、最低气温序列进行连续性变化趋势分析,确定该区域的气候变化趋势。应用Mann-Kendall法和滑动t检验法检验气温序列变化的不连续性,确定突变时间。结果表明:赤峰地区12个月的平均气温均有升温趋势,增温幅度从0.56℃/10a到0.15℃/10a,其中2月份最强。季节增温最显著的是冬季,其次是秋季和春季,夏季最弱。年平均气温增温率是0.28℃/10a,1988年是变暖的第一年,突变时间在1993年;年平均最低气温增温率是0.29℃/10a,1988年是变暖的第一年,突变时间在1988年;年平均最高气温增温率是0.26℃/10a,1993年是变暖的第一年,突变时间在1993—1996年附近;平均最低气温和最高气温的变暖时间具有不对称性。     

若羌绿洲近55a气候变化基本特征

利用1954～2008年若羌气象站年平均气温、年降水量、年平均地面风速、年沙尘日数和沙尘暴日数等资料,分析了近55 a若羌绿洲地面气候变化基本特征。研究表明：（1）近50 a来若羌绿洲各气象要素综合表现为显著的暖湿化趋势,其中年平均气温增温速率普遍为0.25℃/10 a,高于0.22℃/10 a的全国平均水平,与全球变...     

探测环境对北京气象站气温观测值的影响分析

为深入了解气象探测环境对气温观测数据的影响,利用2017年北京市观象台（54511）与南海子站（A1274）逐小时地面气象要素数据,分析两站气温差异以及因站点探测环境导致的日照、风速和降水对两站气温差异的影响。结果表明：2017年两站气温差异较明显,年平均气温54511站比A1274站高0.75℃;两站逐月平均气温54511站全年高于A1274站,两站差值7月最低为0.60℃,9月最高为1.09℃;两站平均日最高气温较接近,平均日最低气温差异较大,54511站较A1274站高1.24℃;两站气温的日变化特征相似,呈单峰分布,54511站气温日较差低于A1274站。两站小时气温差值随着日照时长和强度的增加而增加,短波辐射效应最强的10-14时和长波辐射效应最强的19-23时两站气温差值与当日白天直接辐射曝辐量的相关系数分别为0.459和0.601;水平风速对两站气温差值的影响较大。水平风速超过5 m·s^-1时,两站气温差小于0.1℃;当水平风速不超过1 m·s^-1时,两站观测气温差值达到1.28℃;降水天气下两站的气温差值小于非降水天气,出现降水时次54511站平均气温仅比A1274站高0.2℃。两站相距4.3 km,气候均一,测站周边2 km范围内建设用地占比54511站比A1274站高约30%,植被占比低28%,水体占比相差不大。另外,54511站附近的五环路具有低反射率和高热容的特征,白天能够吸收太阳辐射储存较多的热量,这些热量在夜间释放,可能是两站探测环境对太阳辐射吸收的差异决定了两站温差受太阳辐射和风速的影响较大,而受降水影响较小。     

城市化对长沙市两气象站气温记录的影响

为深入认识城市对其附近气象站气温的影响,采用位于长沙市区东部和西部两个气象观测站的2007-2009年的逐日气温、风向和风速资料,结合地表覆盖特征数据,对比分析了两站气象记录差异,并通过改进的城市影响指数模型估算了气温资料中的城市影响偏差。分析显示：（1）2007-2009年东、西气象站逐月平均气温（T_mean）、最高气温（T_max）和最低气温（T_min）差异很大,最大差异分别可达0.90℃、0.83℃和1.34℃;（2）受城市及风向的影响,两气象站的逐月城市影响指数（K）差异较大,东、西站平均K值分别为2.01和1.50,年内同一台站的K值存在季节变化规律;（3）两站逐月△K与△T之间存在极显著正相关关系;（4）东、西两站2007年T_mean中的城市增温最大,分别达0.63℃和0.45℃。城市附近气象站气温记录受城市规模、风向和风速等因素影响明显,在分析长历时气候变化特征和利用站点记录数据进行空间分析时,有必要对气温数据进行订正。     

浙江省高分辨率气温空间分布图的计算与绘制

以浙江省及周边74个气象站1961—2000年常规气温观测资料为基础,利用月平均气温物理经验统计模型,完成了浙江省100m×100m分辨率月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温空间分布的制图,分析了拟合气温的局地分布规律,并从多个角度对拟合结果进行了验证。结果表明,月平均气温的绝对误差平均值为0.09～0.59℃,平均最高气温误差为0.09～0.80℃,平均最低气温误差为0.10～0.58℃。拟合结果较好地反映了浙江山地月气温的宏观分布趋势和局地分布特征,为浙江山地气候资源的合理开发与利用提供了科学依据。     

近50a廊坊地区气温变化及其与城市发展的关系

利用1964—2011年廊坊9个气象观测站的日平均气温数据,分别利用可行性倾向估计、累计距平、M-K检验三种分析方法,分析了廊坊地区近50 a气温的气候变化特征;并通过统计分析,研究了廊坊地区年平均气温与全社会固定资产投资总额、城市总人口数、国内生产总值三项城市发展指标的关系。结果表明:廊坊市人口、GDP、全社会固定资产投资总额均与年平均气温显著相关。近48 a来,廊坊城区站与郊区站的温度差成逐步减小趋势,受城市化影响,廊坊地区年平均温度呈缓慢上升趋势,空间分布特征郊区站低于城区站,城区站每10 a增温0.5℃,郊区站每10 a增温0.41℃,10 a总增温0.42℃。     

濮阳市0 cm地温变化特征及成因分析

利用线性分析方法和相关分析方法,分析了濮阳近50年地面温度的变化倾向率及成因。月平均地面温度变化趋势具有明显的阶段性,12月至翌年4月呈升温趋势,5～11月呈降温趋势,其变化倾向率分别为0．01～0．32℃／10a和-0．04～-0．83℃／10a,年平均地面温度变化倾向率为-0．23℃／10a;各月地面平均最高温度的变化倾向率,11月为0．01℃／10a,其余月份则为-0．46～-2．16℃／10a,年变化倾向率为～0．23℃／10a;各月地面平均最低温度的变化倾向率,11月为-0．02℃／10a,其余月份则为0．09～0．76℃／10a,年变化倾向率为0．34℃／10a;各月平均地气温差的变化倾向率为-0．17～-0．66℃／10a,年变化倾向率为-0．35℃／10a。当地地面平均最高温度呈逐年递减趋势,地面平均最低温度呈逐年递增趋势,地面平均最高温度的递减趋势远大于平均最低温度的递增趋势,因此,年平均地面温度呈逐年递减趋势。地气温差逐年递减,大气稳定度增强,不利于近地层污染物和水汽扩散,由此带来轻雾日数增多,空气污染加重。日照时数减少,地面受太阳直接辐射减少,是地面温度趋降的直接原因,空气湿度和降水量趋增、空气污染加重等要素的变化,是地面温度趋降的间接原因。     

1960-2010年中国华北东北地区热量资源时空变化

利用1960-2010年华北、东北地区165个气象站日平均气温资料,运用线性倾向估计等方法,对近51 a来≥0 ℃和≥10 ℃积温及其持续天数和起止日期的时、空分布特征进行分析,以了解气候变暖对华北、东北地区热量资源分布的影响。结果表明：近51 a来华北、东北地区气温增暖趋势明显,气候倾向率达0.32 ℃/10 a（P<0.001）,且与各项热量资源指标相关显著。随着气候变暖,≥0 ℃和≥10 ℃积温及持续天数普遍显著增加,其气候倾向率分别在（30 ℃·d）/10 a和2 d/10 a以上;2000年以后亚热带北界和暖温带北界在华北、东北地区均出现了北移,以亚热带北界移动幅度更大;20世纪90年代以后,一年两熟制种植北界在山西和辽宁两省明显北抬,平均移动幅度超过1.5个纬距。华北、东北地区≥0 ℃和≥10 ℃积温及持续天数普遍增加是受起始日期提前和终止日期延后共同影响,≥0 ℃前者比后者的影响更明显,≥10 ℃两者作用相当。     

基于小波和M-K方法的商丘气温时间序列分析

利用1955-2011年商丘气象站地面逐日气象数据,集成Morlet小波分析法、Mann-Kendall分析法、回归分析法、变异系数等方法,分析商丘气温序列的年、季周期变化特征、突变特征、变化趋势特征及年际变率特征。结果表明：根据回归分析、5 a滑动平均分析,商丘年平均气温呈增加趋势,年际变化倾向率为0.17 ℃/10 a;各季节气温变化趋势差异明显,夏季气温呈下降趋势,年际变化倾向率为-0.08 ℃/10 a,冬春秋季气温呈增加趋势,冬季增温最为显著,冬季气温年际变化倾向率为0.35 ℃/10 a。根据Mann-Kendall分析,年平均气温突变点为1992年,夏季气温不存在明显突变,冬季气温突变点为1986年。根据小波分析,20世纪50-80年代商丘年平均气温存在准17 a周期信号,之后该周期信号消失,80年代和90年代出现准32 a周期信号,在本研究的整个时间序列上存在准5 a和准2 a周期信号,周期信号显示未来几年可能会出现低温年。商丘年平均气温的年际变异系数为0.04,年际变率较小,年际变化较平稳。商丘作为重要的粮食生产基地,集成多种方法的气温变化特征和趋势预测分析,对该区域的农业种植活动具有重要的指导意义。     

近57年我国气温格点数据集的建立和质量评估

在普通克里金插值方法的基础上, 引入高程因子并充分考虑插值的边界效应, 对1951:2007年我国气温站点资料进行空间结构分析和插值, 得到我国地面气温日、月、年平均值1°×1°格点数据集。数据集的质量评估结果表明:高程在我国区域气温空间结构分析和插值中起着重要作用, 高程资料的引入有效提高了大部分高山地区的插值效果; 相比站点资料, 所建立的格点数据集在描述我国年平均气温以及季节平均气温分布时更为合理, 突出了温度场的大尺度特征; 数据集反映出了我国年平均气温变化趋势主要的空间差异; 数据集较好地反映了我国年平均气温变化状况, 1951- 2007年气温变暖幅度约为1.6 ℃, 增温速率0.28 ℃/10 a, 比全球或半球同期平均增温速率明显偏高, 且气温增暖主要发生在最近的20余年之内。另外, 格点数据集显示, 1998—2007年是1951年以来最暖的10年, 其中2006年全国平均气温距平接近2000年之前的历史最高年份1998年, 而2007年全国平均气温距平值超过1998年, 达到1951年以来的历史最高值1.3 ℃, 为最暖的一年。     

多种方法分析城市化对保定气温变化的贡献

文章通过三种方法构造不同的背景气温序列,分析近33a(1979—2011年)城市化对保定气温变化的影响。结果表明:(1)对比保定站与郊区背景站气温资料得到城市热岛效应导致的增暖幅度为0.15℃/10a,城市化贡献率为30.3%。(2)用NCEP/DOE的2m气温再分析资料为背景得到的城市化增温幅度为0.238℃/10a,分离出的城市化贡献率为48.08%。(3)比较城市站与山区背景站资料得出年均气温的城市化增暖幅度为0.216℃/10a,贡献率为43.64%。(4)三种方法计算得出的城市化增温幅度及贡献率各不相同,却一致表明城市化对保定年气温的增暖贡献较为显著。