近55年久治县0cm地温变化特征及成因分析

利用1963—2017年久治县气象局0cm地面温度和相关气象资料,采用气候倾向率、M—K检验法和相关分析法,分析了近55年来久治地区0cm地面温度的变化趋势以及与气温、日照时数、降水量、总云量和低云量的相关关系。结果表明:55年来久治地区的地面温度以0.626℃/10a的速率增温,四季地温也呈上升趋势,其中冬季升温极为显著,秋季次之;月变化同年、季变化一致,均呈升温趋势,2月增温最快,5月增温最慢;地面平均最高温度以-2.898℃/10a的速率降温,四季中也呈降温趋势,春季降温最明显,秋季降温最弱,月变化同年、季变化趋势一致也呈降低趋势,9月降温最快,8月降温最慢;地面平均最低温度以2.885℃/10a的速率上升,四季和月变化同年变化一致,冬季升温明显,3月升温最快,8月升温最慢。地气温差在年、四季和月中的变化一致,都呈上升趋势,冬季和3月增加明显。通过M—K检验发现,地面温度于1998年发生了突变,地面平均最高温度于1973年发生由高到低的突变,地面平均最低温度于1994年发生突变,地气温差于2003年发生突变。相关分析发现气温和低云量是影响地面温度升高的主要因子,日照时数、降水量、与地面温度呈负相关关系,总云量与地面温度呈弱的正相关。     

金华市不同下垫面温度特征分析及其预报模型的建立和检验

4种典型城市下垫面日平均温度、日最高温度、日最低温度的逐月变化特征总体与气温变化相似,不同下垫面问温度差异夏半年均大于冬半年。沥青、水泥、砂石和草地日平均温度、日最高温度全年均高于气温,日最低温度与气温差异不大,表明典型城市下垫面对大气具有一定的加热作用。气温、日照时数、总云量、日平均相对湿度等气象因子与4种下垫面的地表温度相关性显著。建立了4种下垫面各温度参数依赖于日平均、日最高、日最低气温、日照时数、日平均相对湿度和总云量等影响因子的回归模拟方程,因此利用精细化数值预报资料代入方程就可以得出城市沥青、水泥、砂石和草地4种下垫面地表温度,提高城市气象服务效率。     

阿勒泰地区气温日较差的气候变化特征

利用线性趋势法对1961-2008年阿勒泰地区7个气象站点气温日较差进行趋势研究,并根据各因子趋势值,应用相关统计法分析了影响气温日较差呈减小趋势的因子。结果表明：阿勒泰地区四季日较差呈现显著减小趋势,其中冬季最显著,秋季变化最弱。各季节最低气温上升趋势最明显,而最高气温上升趋势较弱。阿勒泰地区与月平均气温日较差相关性最强的因子是日照时数,呈正相关;其次分别为总云量、降水量和水汽压,都呈负相关。年气温日较差与降水量和水汽压相关性最大。     

冬季贴地层最低温度差异分析

利用2008年冬季最冷时期在福建省长汀县气象站进行的地面、近地面、草面和气温四个层次每日最低温度的观测资料,分析在晴冷型和阴雨型两类天气条件下各层最低温度的差异。结果表明:(1)晴冷型天气时,贴地层中最低温度:地面近地面草面,各层温差显著,而气温与地面温度相当;(2)阴雨型天气时,贴地层中最低温度:地面近地面气温草面,各层温差小。影响冬季贴地层最低温度差异的主要气象因子为云量(特别是低云量)、风速、湿度、大气透明度和降水等。     

冬季贴地层最低温度差异分析

应用2008年冬季最冷时期在福建省长汀县气象站进行的地面、近地面、草面和气温四个层次每日最低温度的观测资料,分析在晴冷型和阴雨型两类天气条件下各层最低温度的差异。结果表明:(1)晴冷型天气时,贴地层中最低温度:地面近地面草面,各层温差显著,而气温与地面温度相当;(2)阴雨型天气时,贴地层中最低温度:地面近地面气温草面,各层温差小。影响冬季贴地层最低温度差异的主要气象因子为云量(特别是低云量)、风速、湿度、大气透明度和降水等。     

近45年大连地区气温日较差的演变趋势分析

利用Mann-Kendall方法对大连地区7个气象站点1961～2005年的气温日较差进行了趋势分析,并根据各因子趋势值,应用相关统计法分析了影响气温日较差呈减小趋势的因子.得到结论如下:①大连地区四季气温日较差呈现显著减小趋势,其中以秋季和冬季减小趋势最显著,夏季最弱.各季节平均气温、最高气温和最低气温呈显著上升趋势.最低气温较最高气温和平均气温升高趋势显著.②大连地区与月平均日较差相关性最强的因子是风速,其次是最低气温、水汽压和云量,都呈负相关,与最高气温呈正相关.②春夏季,日较差下降主要受最高气温的变化驱动,而秋冬季节则主要受最低气温变化的影响.     

重庆市气温变化趋势及其可能原因分析

通过对重庆市1924～2007年的平均气温、平均最高气温、平均最低气温、极端最高气温、极端最低气温随时间变化特征进行分析发现:近84年来重庆市平均气温微弱变冷,与全国平均温度相比线性变化趋势存在一定差异;平均最高和平均最低气温、极端最高和极端最低气温的非对称性变化显著,最高气温的下降对平均气温的影响很大,平均最低气温除春季外增暖都非常显著,最低温度的增高对气温日较差减小的影响更明显.夏季副热带高压位置偏南,使得我国西南地区东部夏季降水天气增多、云量增加、日照时数减少,加之轻雾日数增多,可能是重庆市夏季最高温度持续下降的主要原因.冬季最低气温的显著升高主要是由于降水天气减少、云量增加和城市热岛效应所致.     

青海高原近40年来最高和最低温度变化趋势的初步分析

利用青海１９５９￣１９９６年月平均最高、最低气温以及总云量和日照时数等资料,在剔除台站迁移较大的站点之后,对青海高原近４０年来最高和最低温度的变化特征及其与云量和日照时数的关系进行了初步分析。结果发现,近４０年来青海高原最高气温秋冬季为弱的升温趋势,春季则为明显的降温趋势。最低气温各季都为升温趋势,秋、冬季最为明显,春、夏次之。无论最高、最低或是平均温度的变化趋势,都是高海拔地区（３０００ｍ以上）     

库尔勒市霜冻特征及其驱动力分析

利用库尔勒市气象局2003—2012年春、秋季最低地面温度、最低气温、云量、风速和海平面气压等气象要素资料,分析该地区的霜冻特征以及最低地面气温和其它气象要素之间的关系,结果表明:(1)库尔勒市霜冻主要出现时段为10月、11月以及次年的3月;(2)最低气温与最低地面温度之差介于-3～8℃,其中在3～5℃之间占总数的72.5%;(3)当08时海平面气压低于1015 hPa时,发生霜冻的概率仅为4.8%;气压超过1025 hPa时,出现霜冻的概率达84.7%;(4)通过最低气温、云量和风速建立的最低地面气温预报方程,分别对最低地面温度和霜冻做出预报,其中最低地面温度预报的准确率在70.7%～83.5%之间,霜冻预报的准确率为89.9%,效果良好。     

近45年哈密地区温度变化特征

利用1961-2005年近45年哈密地区6个站点的观测资料,分析了该地区的平均气温、平均最高气温、平均最低气温和平均日较差、炎热日以及寒冷日的年际、年代际的变化特征,同时对降水、云量等要素也进行了分析,揭示其与哈密地区温度变化的可能关系。结果表明,近45年来哈密地区气候显著增暖,平均气温在夏季增暖幅度最大,春季最弱。1990年代以后增暖趋势表现最明显,21世纪以来增幅最大。与平均气温变化趋势相一致,最高温度和最低温度也呈显著升高趋势,其中最低温度的升高幅度远大于最高温度和平均气温的升高幅度。哈密地区近45年平均日较差显著减小,这主要是因为最低气温的升高幅度大于最高气温的升高幅度。在全球增暖背景下,哈密地区的炎热日数显著增加,而寒冷日数显著减少。个别站的气温增温不明显,这与局地的降水、云量增加,日照减少有一定关系。此外,哈密地区冬季平均气温在1980年代中后期有一次明显的突变,突变时间晚于新疆其他地区5~6年左右,表明气候突变在不同地区会有不同的表现。     

我国近30年龙卷风研究进展

从3方面总结了龙卷风研究成果:①研究概况,最初的龙卷风灾后调查到开展天气气候特征分析至近年来开展龙卷风本体结构、产生机制的探讨,获得了丰硕成果;②研究方法提高,从事实调查到利用统计方法,从利用台站常规观测资料到运用卫星、多普勒雷达、风廓线仪等非常规资料开展分析,近年数值模式WRF、ARPS等也被用来研究龙卷风,研究的方法手段不断得到改进;③龙卷风研究、预报面临的困难和未来展望。     

河西走廊农业区春季气溶胶光学特性

为研究干旱农业区农耕季节气溶胶的基本光学特性,2014年4月利用地面气溶胶移动集成系统在甘肃武威黄羊镇农场开展气溶胶综合观测试验。结果表明,河西走廊黄羊镇农场PM2.5和PM1.0的散射系数以及PM2.5的吸收系数分别为98.2±38.3、74.6±29和8.8±6.3 Mm-1,均小于中东部地区观测值。气溶胶单次散射反照率为0.90±0.03,PM2.5和PM1.0的Angstrom指数分别为1.31±0.29和2.10±0.24。散射系数和吸收系数的日变化具有明显的双峰特征,单次散射反照率在散射系数出现峰值的时间段出现谷值。黄羊镇农场受人为气溶胶影响较大,西、西南和东南方向来的气溶胶散射系数和吸收系数值较大,西北方向传输过来的气溶胶主要是农业生产活动产生的。     

武汉市气候变暖与极端天气事件变化的归因分析

根据武汉市1951—2007年间年平均、最高、最低气温与8类年极端天气日数的序列,计算分析其变化趋势及年平均气温与极端天气日数的相关性,引入格兰杰因果性检验法,探讨气候变暖与极端天气事件之间的因果关系。结果发现:(1)近57年来武汉市年平均最低气温增幅为0.45℃/10a,明显高于年平均最高气温0.19℃/10a的增幅,可见气候变暖主要是由夜间气温升高所致;(2)高温和闷热天气事件为增多趋势,其中闷热天气事件最明显,达到2.8 d/10a,而年雷暴、降雪、低温、大风、雾日则均为下降趋势,雷暴、雾和低温事件降幅明显,每10年减少3.0 d、4.0 d和2.1 d。大风和降雪事件,每10年减少1.8 d和1.5 d。暴雨事件波动幅度较小。(3)年平均气温与当年及超前、滞后1～2年的极端天气事件具有高相关性;(4)格兰杰因果性检验结果发现,气候变暖是闷热天气增多和降雪事件减少的原因,同时亦是大风和低温减少的结果。这种因果关系的存在对极端天气事件预测和预估有重要的价值。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

Trends in Temperature Extremes in Association with Weather-Intraseasonal Fluctuations in Eastern China

Trends in the frequencies of four temperature extremes (the occurrence of warm days, cold days, warm nights and cold nights) with respect to a modulated annual cycle (MAC), and those associated exclusively with weather-intraseasonal fluctuations (WIF) in eastern China were investigated based on an updated homogenized daily maximum and minimum temperature dataset for 1960–2008. The Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) method was used to isolate the WIF, MAC, and longer-term components from the temperature series. The annual, winter and summer occurrences of warm (cold) nights were found to have increased (decreased) significantly almost everywhere, while those of warm (cold) days have increased (decreased) in northern China (north of 40°N). However, the four temperature extremes associated exclusively with WIF for winter have decreased almost everywhere, while those for summer have decreased in the north but increased in the south. These characteristics agree with changes in the amplitude of WIF. In particular, winter WIF of maximum temperature tended to weaken almost everywhere, especially in eastern coastal areas (by 10%–20%); summer WIF tended to intensify in southern China by 10%–20%. It is notable that in northern China, the occurrence of warm days has increased, even where that associated with WIF has decreased significantly. This suggests that the recent increasing frequency of warm extremes is due to a considerable rise in the mean temperature level, which surpasses the effect of the weakening weather fluctuations in northern China.     

Changes in polar amplification in response to increasing warming in CMIP6

由于全球变暖,极地地区的气候经历了明显的变暖放大.在本项研究中,我们根据CMIP6模式的三种变暖情景(SSP1-2,6,SSP2-4.5和SSP5-8.5)下,极地放大变化对各个反馈机制(包括普朗克,温度递减率,云,水蒸气,反照率反馈,CO2强迫,海洋热吸收和大气热传输)的响应进行了分析.结果表明,通过用“辐射核”方法量化不同反馈机制对地表温度的增温贡献,北极放大(AA)强于南极放大(ANA),由温度递减率反馈主导,其次是反照率和普朗克反馈.此外,海洋的热吸收导致冬季比夏季有更强的极地变暖.在冬季,温度递减率反馈主导了AA大于ANA.AA和ANA的模式间差异随着全球变暖的增强而减小.     

我国东部地区冬季模式边界层探空效果评估

应用中尺度气象模式MM5对2006年和2007年12月东部地区进行逐日模拟,并用地面常规观测资料及南京和安庆12h一次的逐日探空资料对模拟的地面及边界层内气象要素进行检验,计算地面和边界层内不同高度的温度、湿度、风向和风速等要素的多种常用统计参数;并分别评估雾发生前和发生时边界层探空的模拟效果。结果表明:(1)MM5模式模拟的地面温度和湿度均较理想,但风速误差较大。温度、相对湿度、风速的观测与模拟的偏差概率分布均呈近正态分布,峰值中心分别为-1.52℃、4.59%和1.92m·s-1,白天模拟效果优于夜间。(2)以南京、安庆两站为例,模拟的08:00(北京时,下同)和20:00边界层内探空基本可靠,但20:00的效果比08:00好;模拟效果均随高度上升而变好;且南京站边界层内温度、湿度的模拟效果优于安庆站,但安庆站风的模拟效果优于南京站。(3)以南京站为例,雾发生前和发生时温度、湿度模拟效果较平均情况差,风速模拟较其他模拟时段无明显变化。(4)南京、安庆冬季近地层逆温发生频率都比较高,常见多层逆温,MM5模式能再现近地层逆温,但有高估的倾向,且对边界层中上部逆温模拟效果不佳。此外,敏感性试验的结果表明,模拟方案中地面负的温度偏差不是由近地层高垂直分辨率所致。     

夏季全国降水EOF展开与黑龙江省降水的关系

用EOF对全国160个站夏季降水展开，取前5个特征向量进行分析，发现全国主要有4种雨型分布，依次呈“＋－＋”、“＋－”、“－＋－”、“－“型。与黑龙江省降为第1种，即东北区及黄河下游多雨，江浪少雨， 长江中下游流域多雨；夏末雨带南退至长江以南，华南多雨，而中国中部为广大的少雨区。     

Recent advances in monsoon studies in China

This review provides a synopsis of the major progress that has been made in monsoon studies in China and to further bridge the gap between the Chinese and international meteorological community. It consists of seven major sections. After the introduction, the second section begins with the global monsoon systems and their seasonal variation, based on some new methods proposed in recent years. Besides, some major intraseasonal features of East Asian monsoon, including the onset of South China Sea summer monsoon are discussed. In the third section, we review the interactions between ENSO and the East Asian monsoon, focusing in particular on the results of Chinese meteorologists that indicate the influence of ENSO on the East Asian summer monsoon(EASM) is obviously different from that on the tropical monsoon. Besides the tropical Pacific,other ocean basins, such as the Indian Ocean and the Atlantic Ocean, are also important to the East Asian monsoon, and this topic is discussed in the fourth section. In the fifth section, we address the role of land surface processes in East Asian monsoon. For example, we describe work that has shown more snow cover in spring on the Tibetan Plateau is followed by a weakened EASM and more summer rainfall in the Yangtze River valleys. The sixth section focuses on the influence of atmospheric circulation in the Southern Hemisphere(SH) on EASM, demonstrating how the signal from the SH is likely to provide new clues for the seasonal forecasting of summer rainfall in China. Finally, in the seventh section, we concentrate on the interdecadal variations of EASM. In particular, we look at a significant interdecadal variation that occurred at the end of the 1970 s, and how our understanding of this feature could affect forecasting ability.     

Quantile Trends in Temperature Extremes in China

A number of recent studies have examined trends in extreme temperature indices using a linear regression model based on ordinary least-squares. In this study, quantile regression was, for the first time, applied to examine the trends not only in the mean but also in all parts of the distribution of several extreme temperature indices in China for the period 1960-2008. For China as a whole, the slopes in almost all the quantiles of the distribution showed a notable increase in the numbers of warm days and warm nights, and a significant decrease in the number of cool nights. These changes became much fas- ter as the quantile increased. However, although the number of cool days exhibited a significant decrease in the mean trend estimated by classical linear regression, there was no obvious trend in the upper and lower quantiles. This finding suggests that examining the trends in different parts of the distribution of the time-series is of great importance. The spatial distribution of the trend in the 90th quantile indicated that there was a pronounced increase in the numbers of warm days and warm nights, and a decrease in the number of cool nights for most of China, but especially in the northern and western parts of China, while there was no significant change for the number of cool days at almost all the stations.