西安观测站长序列气温资料缺测记录插补和非均一性检验

以西安观测站1971—2013年日平均气温、最高气温和最低气温序列为研究对象,利用标准序列法和多元线性回归法进行插补实验,计算插补值与实测值的平均误差、平均绝对误差、均方根误差和插补值与实测值误差在0.5℃以内的样本比例,对比分析两种插值方法的相对优劣。结果表明：多元线性回归法插补得到的气温序列效果好于标准序列法,并且气候趋势特征与实际观测值序列更具一致性。采用t检验法、惩罚最大T检验（PMTT）、惩罚最大F检验（PMFT）对西安站1951—2020年平均气温序列的均一性进行检验。依据台站历史沿革数据进行的t检验,在6次台站历史沿革变化中,只有2次造成了年平均气温和年平均最高气温序列间断,分别由观测时次增加和仪器换型导致;年平均最低气温有4次出现间断,分别由台站站址迁移、观测时次增加、仪器换型、缺测值插补造成。PMTT和PMFT检测中发现的4次间断点因无元数据支持,认为属于合理间断点,这2种方法均未检测出因缺测值插补引起的间断点,一定程度上说明采用多元线性回归法对缺测值插补得到的西安站1951—2020年气温序列相对合理,气温序列的均一性较好。     

临安近50年气温变化特征分析

根据临安1959-2007年近50年的气温序列资料,分析了临安各季节平均气温、年平均气温以及平均最高、最低气温变化特征;并用线性回归模型拟合出各季节和年际平均气温的线性回归方程。分析结果表明：年和春、秋、冬季的平均气温呈上升趋势,夏季呈下降趋势,平均最高、最低气温均呈上升趋势。利用ARIMA模型（差分自回归-移动平均模型）预测出未来10年的年、季平均气温变化趋势,其中年平均气温呈上升趋势,春、秋季呈上升趋势,夏季呈下降趋势,而冬季的气温则少有变化。     

延安市冰雹云初始回波识别

根据隰县1961年-2007年的气温资料,利用线性回归分析,结合年平均气温的五年滑动平均值变化趋势和平均气温年际变化趋势,分析了隰县年、季平均气温的变化特征,表明47年来隰县年平均气温有明显升高趋势;各季均以增温为主,春季增温尤其显著。通过Mann—Kendall突变分析对年平均气温进行突变检验,表明年平均气温于1985年发,毛突变,突变前后温差1．2℃,突变显著。     

气温的天气和气候记忆性特征分析:以济南和青岛为例

气温的天气和气候记忆性特征分析对于提高气候预测水平具有积极意义。利用济南和青岛1961—2020 年逐日、月和年平均气温资料,运用自相关性函数和标准化频率分布分析了上述时间序列的气温记忆性特征和概率分布特征,并利用结构函数法建立了月、年平均气温距平与日平均气温距平之间的分数阶导数关系。结果表明:(1)济南和青岛的月、年平均气温距平呈现不同程度的记忆性特征,其中年平均气温距平相比于月平均气温距平具有更好的记忆性。(2)济南和青岛的月、年平均气温距平与日平均气温距平之间存在分数阶导数关系,济南和青岛相应的月、年尺度阶数分别为0. 529、0. 665 和0. 553、0. 791,两地的月尺度阶数相近,但青岛略大,青岛的年尺度阶数大于济南,即青岛月和年平均气温距平的记忆性大于济南。(3)济南和青岛的月和年平均气温距平相比于日平均气温距平有不同程度的长尾特征,长尾特征反映了极值温度发生的概率。     

基于DEM修订的新疆区域气温空间插值精度优化研究

为研究新疆地区气温的空间变异性,以新疆66个国家气象台站1981—2010年月平均气温和30 m空间分辨率DEM数据为基础,采用传统插值法、基于DEM多元线性回归插值和基于DEM修正的空间插值方法对新疆区域气温数据进行栅格化,并分析年平均气温与海拔的相关关系。通过采用反距离权重法(IDW),普通克里格法(Kriging),样条函数法(Spline)和趋势面分析法(Trend)4种空间插值方法对气象要素进行直接插值、气温多元回归模型残差结果插值、基于DEM修正插值对比分析。通过针对插值方法进行基于MAE和RMSIE的交叉验证,结果表明传统插值方法、基于多元线性回归和基于DEM修正4种空间插值精度均为IDWKrigingSplineTrend。反距离权重(IDW)空间插值方法最优,基于DEM修正IDW插值、基于多元线性回归IDW插值与传统IDW插值精度分别是0.039、0.477、1.038,插值结果客观的表达了新疆区域气温随空间梯度的变化趋势。     

近56a新疆塔里木盆地非对称性增温变化特征分析

基于塔里木盆地25个气象台站1960—2015年的气温数据,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法分析了年、季平均气温、最高气温、最低气温及日较差的时空变化特征。结果表明:56 a来,研究区年平均最高、最低气温在时间变化上呈非对称性增长,年平均最低气温变率为年平均最高气温变率的1.5倍。区域间的变暖幅度大致随纬度差异由北向南递增。不同季节增温幅度亦表现出非对称性,冬季平均气温、最低气温增幅均为全年最高,夏季最低,秋季最高气温增幅最高,夏季最小。四季平均气温的升高主要与最低气温的显著升高关系密切。年平均气温日较差呈显著下降趋势,气候倾向率为-0.19℃/10 a。平均气温和最高气温的气候突变年份基本都发生在1993年前后。     

基于DEM的气温空间插值方法比较

基于2007—2016年新疆105个气象观测站月平均气温数据,利用GIS技术提取数字高程模型(DEM)中的经度、纬度、坡度、坡向和高程,分析气温与各地形要素之间的关系,选取普通克里金、协同克里金、多元线性回归3种空间插值方法,分别对天山以北和天山以南的气温进行插值,并通过误差分析和相关性分析对插值精度进行对比检验。结果表明:无论是天山以北还是天山以南区域,普通克里金方法更适用于夏季,协同克里金方法则更适用于冬季,多元线性回归法的整体插值精度最低。因天山南北气候差异因素,普通克里金法和协同克里金法在天山以北的插值精度优于天山以南。同时受季节特征影响,天山以北4—9月普通克里金法最优,10月至次年3月协同克里金法最优;天山以南3—9月普通克里金法最优,10月至次年2月协同克里金法最优。     

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。     

基于DEM的复杂地形气温空间插值研究

利用江西省87个国家气象观测站点1987—2016年月平均气温资料,结合数字高程模型(DEM),建立了一个基于江西省DEM的多元线性回归空间插值模型,并与传统的反距离权重法(IDW)、普通克里金插值法(OK)和协同克里金插值法(CK)进行空间插值精度和效果对比。研究表明:基于DEM的多元线性回归空间插值方法(MLR)的误差精度和插值效果均优于其他3种传统插值方法。江西省月(年)平均气温与纬度和海拔高度呈负相关,与经度呈正相关,与坡度、坡向无明显相关性;江西省月平均气温垂直递减率约为0.35—0.65℃/(100 m),年平均气温垂直递减率约为0.49℃/(100 m)。     

鲁西南木本植物生长季及物候期持续日数对气候变暖的响应

以1981-2010年中国鲁西南地区的植物为研究对象,采用统计分析法研究7种木本植物生长季与物候期持续日数对气候变暖的响应规律。结果表明：1981-2010年中国鲁西南地区气温呈极显著上升趋势（p<0.01）,随着气候变暖,木本植物春季物候期间隔缩短,秋季物候期间隔延长,全生长季延长,且全生长季变化趋势比各物候持续期变化趋势明显;展叶持续期主要与上月、当月和持续月平均气温呈负相关,其中梧桐展叶持续期与当月平均气温呈极显著负相关（p<0.01）;旱柳和刺槐开花持续期与持续月平均气温呈显著正相关（p<0.05）;叶变色持续期和落叶持续期与上月、当月、结束月和持续月平均气温呈正相关,其中旱柳与平均气温达到显著正相关（p<0.05）。木本植物全生长季与气温呈正相关,其中旱柳生长季变化对气候变暖的响应最敏感,其次是榆树、梧桐和楝树生长季变化对气候变暖的响应较敏感;随着年平均气温每升高1 ℃,植物生长季延长3.0-20.0 d;年平均最高气温每升高1℃,生长季延长5.0-14.0 d;年平均最低气温每升高1 ℃,生长季延长2.0-18.0 d。     

巴彦淖尔市近47年气温变化特征分析

选取1974—2020年巴彦淖尔市9个气象观测站逐月的平均气温、平均气温日较差、平均最高气温、平均最低气温资料,采用线性倾向趋势分析法、滑动平均法、M-K检验法、Morlet小波分析法、反距离权重插值法对气温变化特征进行分析。结果表明：（1）近47年,巴彦淖尔市年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温呈升温趋势,春季对升温的贡献最大。年平均气温日较差为减小趋势,春季对日较差减小的贡献最大;4月最大,11、12月最小;空间分布为西北部低东南部高。（2）年平均气温、年平均气温日较差、年平均最高气温分别在1991—1992、1983—1984、1993—1994年出现突变。（3）年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温主要的震荡周期均为14年,平均气温日较差为31年。     

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。     

环青海湖地区气温变化特征

利用刚察、海晏、共和、天峻、茶卡5站1961—2008年气温资料,分析了环青海湖地区气温变化趋势、气候突变和异常年份。结果表明：环青海湖地区平均气温具有明显的升高趋势,升幅为0.304~0.551℃/10a,各地平均气温上升幅度：南部〉东部〉西部〉北部;年、季平均气温均发生了突变,刚察、共和年平均气温在1987年发生突变,海晏在1990年出现突变,茶卡、天峻两地在1992年出现气候突变;刚察、天峻两地年平均气温在20世纪60年代中期出现异常偏低,刚察、天峻和茶卡年平均气温在2006年异常偏高,共和年平均气温在20世纪末异常偏高,季平均气温异常各地出现的年份不尽相同。     

巴基斯坦近40a气温时空变化特征分析

基于巴基斯坦不同气候区4个代表站(卡拉奇、雅各布阿巴德、奎达、德罗什)1979—2018年地面观测资料和ERA-Interim气温资料,利用一元线性回归、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析,分析其气温时空变化特征。结果表明:(1)巴基斯坦过去40 a经历了先降温后增温的过程,除北部山区年平均气温增温趋势显著,四季总体都有增温,春秋两季增温趋势显著。巴基斯坦于1998年左右发生气温突变,年平均气温存在4~5、12、20~22和32 a的周期。(2)ERAInterim再分析资料与地面观测数据拟合分析显示两者相关性达到极显著水平,除北部山区外,在大部分区域误差较小,能够较好地反映巴基斯坦气温的变化特征。(3)巴基斯坦年、季平均气温空间分布地带性明显,高温区位于南部印度河平原、三角洲地区,低温区分布在北部山区,年、春季、秋季平均气温变化在空间上总体均呈现明显增长趋势.     

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。     

巴基斯坦近40 a气温时空变化特征

基于巴基斯坦不同气候区4个代表站(卡拉奇、雅各布阿巴德、奎达、德罗什)1979—2018年地面观测资料和ERA-Interim气温资料,利用一元线性回归、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析,分析其气温时空变化特征。结果表明:(1)巴基斯坦过去40 a经历了先降温后增温的过程,除北部山区年平均气温增温趋势显著,四季总体都有增温,春秋两季增温趋势显著。巴基斯坦于1998年左右发生气温突变,年平均气温存在4～5、12、20～22和32 a的周期。(2)ERAInterim再分析资料与地面观测数据拟合分析显示两者相关性达到极显著水平,除北部山区外,在大部分区域误差较小,能够较好地反映巴基斯坦气温的变化特征。(3)巴基斯坦年、季平均气温空间分布地带性明显,高温区位于南部印度河平原、三角洲地区,低温区分布在北部山区,年、春季、秋季平均气温变化在空间上总体均呈现明显增长趋势。     

灰色GM(2,1)模型在气温和降水预测中的应用

根据灰色系统理论,选取四川省部分站点五十多年年平均气温和降水资料,通过对资料长度及资料本身预处理,用GM(2,1)方法进行建模和预测,与实际值比较后得出了一些对预测模型的评价,为利用灰色系统建模法进行气候长期预测进行了有益的探索.     

1958—2004年江汉平原气温变化特征分析

根据1958—2004年江汉平原地区8个站点的月平均气温资料,采用一元回归、相关分析和距平等数理统计方法对近47 a江汉平原地区的多年年、月平均气温和各站点年平均气温随时间的变化进行分析。结果表明:近47 a江汉平原地区年平均气温呈明显上升趋势,四季气温特别是秋、冬季的气温上升显著,而夏季有变凉趋势;月平均气温除7月呈下降趋势之外,其余各月均上升;太阳黑子峰值年和谷值年前后,江汉平原地区的年平均气温易出现极值。     

榆阳区近62年气温突变分析

利用估计温度变化趋势的线性回归方程及M-K检验方法,对陕西北部榆阳区1951—2012年年、季平均气温和最高(低)气温序列进行诊断分析。结果表明:近62a来榆阳区升温显著,年平均气温线性趋势率0.21℃/10a;榆阳区气温变化有两个特点,一是最低气温升高,二是冬季升温明显高于其它季节;M-K检验表明年平均气温在1993年发生突变,年平均最高气温突变发生远早于年平均最低气温。     

1959—2011年澄海气温的变化特征分析

根据澄海观测站1959—2011年气温逐日资料,利用一元线性回归、Mann-Kendall检验等方法分析澄海近53年来气温变化特征,结果表明:澄海年平均气温波动上升,气候倾向率为0.03℃/年,年平均气温变化呈4个阶段,分别是气温偏低阶段、振荡上升阶段、显著上升阶段、气温调整阶段;四季气温呈上升趋势,秋冬季贡献最大;高温天气骤增,有早开始晚结束的特点;低温日数锐减,这与今年全球变化结论一致;1993—2004年热岛强度为0.5～0.6℃,1979—2008年的城市增温贡献率为22.5%。