齐齐哈尔市气温变化小波分析

利用1909年1月至2002年12月逐月平均气温距平资料和Morlet小波变换方法，对齐齐哈尔市气温变化的年际、年代际周期以及突变特征进行了分析。得出近百年来齐齐哈尔市气温变化具有准2、4、4～6、8年左右的年际尺度和40～60年的年代际尺度周期变化，并存在突变特征，齐齐哈尔市气温变化是不同尺度周期振荡综合作用的结果。所得结论对齐齐哈尔市的短期气候预测具有一定的参考意义。     

大庆市近50a来的气温变化及突变分析

利用Morlet小波变换方法和3种突变检测方法对大庆市近50a气温变化的周期特征及突变特征进行了综合分析,结果表明:近50a来大庆市的气温变化具有1.5a、4a左右的年际尺度的周期变化和12～15a左右的年代际尺度的周期变化,气温变化的阶段性特征明显。气温的冷暖交替具有突变特征,突变点为1987年。     

河南省气温变化与北极涛动指数的关系研究

利用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了北极涛动指数和河南省近50多年来月平均气温距平序列的时频变化特征以及两者之间的关系.结果表明:河南省气温和北极涛动都存在着不同时间尺度的周期性变化,且各周期分量的强度不同.北极涛动指数具有2～4 a、8 a左右年际尺度和12～25 a、35 a以上年代际尺度的周期振荡;河南气温存在准2 a、4 a、6～8 a、10～20 a、28 a和35 a以上时间尺度的周期性变化.AO振荡过程影响河南省气温变化的时频结构,且主要表现在年代际时间尺度上.     

中国冬季气温的次季节尺度振荡及其与年际异常的关系

利用全国756站逐日平均气温资料和旋转经验正交展开方法(REOF)、功率谱方法,分析了中国冬季气温次季节尺度振荡的基本特征,并对次季节尺度振荡引起的冬季气温年际异常进行了研究。结果表明:(1)中国冬季气温的次季节尺度振荡存在地域差异。中国南部、西部和东部地区的冬季气温次季节尺度都存在10～20天和20～60天的振荡变化,只是南部和东部地区10～20天振荡较西部更显著。(2)冬季气温的10～90,10～20和20～60天主振荡的强度具有明显的年际变化,其中西北、华中、华南地区振荡周期的年际变化相似;华北、东北地区振荡周期的年际变化相似;西南地区和云南省振荡周期的年际变化相似。(3)中国冬季气温的次季节尺度振荡与冬季气温的年际变化有密切的关系。区域主振荡强弱年对应的中国冬季气温存在明显的异常,且相应的次季节变化与冬季气温年际变化存在负相关关系。     

哈尔滨、石家庄、武汉和广州的气候变化对比

利用国家气候中心整编的全国160站的逐月降水和气温资料,采用距平分析和小波变换方法,对哈尔滨、石家庄、武汉、广州等4城市的1951-2004年的年平均气温和夏季降水进行了对比分析。结果表明：4个城市54 a来气温变化趋势比较一致,1970年前后为气温最低的年代,只是在1970年以后开始出现升温趋势,尤其自20世纪80年代后期以来,升温更加明显;4城市气温年代际演变特征非常明显,存在10～25 a尺度的变化周期,在80年代中期发生了气候突变。对于54 a来的夏季降水,哈尔滨和武汉变化趋势基本一致,石家庄和广州变化趋势比较接近;4城市夏季降水年代际变化特征非常明显,都存在10 a左右尺度的变化周期,与气温变化周期明显不同。     

江苏冬季气温的年代际变化及其背景场分析

利用1961-2000年江苏省60个台站的月平均气温资料，分析了江苏冬季(12月至次年2月)气温的异常空间分布特征；在此基础上，研究了江苏冬季气温的年代际变化及其对应的大气环流和SST异常的背景场特征；最后，初步探讨了江苏冬季气温的年代际异常与全球气温变化之间的可能联系。结果表明：(1)江苏冬季气温异常表现出整体偏冷或偏暖的趋势；(2)近40a，江苏冬季气温的异常变化具有显著的年代际变化特征，其中1961—1985年为偏冷期，而1986—1999年为偏暖期；(3)江苏冬季冷、暖期的大气环流、SSTA背景场存在显著的差异；东亚冬季风及江苏冬季气温的年代际异常与SSTA的年代际背景有着十分密切的联系。(4)在年代际尺度上，江苏冬季气温的异常变化与全球气温的异常变化具有较好的一致性，尤其是1980年代中期以来的异常升温与全球气温的明显增暖是同步的，可以认为江苏冬季气温的年代际变化主要体现为对全球增暖的响应。     

河南省气温变化与北极涛动指数的关系研究

利用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了北极涛动指数和河南省近50多年来月平均气温距平序列的时频变化特征以及两者之间的关系。结果表明:河南省气温和北极涛动都存在着不同时间尺度的周期性变化,且各周期分量的强度不同。北极涛动指数具有2-4 a、8 a左右年际尺度和12-25 a、35 a以上年代际尺度的周期振荡;河南气温存在准2 a、4 a、6-8 a、10-20 a、28 a和35 a以上时间尺度的周期性变化。AO振荡过程影响河南省气温变化的时频结构,且主要表现在年代际时间尺度上。     

华南南部前汛期气温异常的时空变化特征

利用国家气候中心整编的1951—2000年中国160个站的月平均气温资料，根据“九五”重中之重项目执行组指出的华南地区代表站，选出华南南部地区12个代表站。侧重分析了华南南部前汛期气温异常的季节、年际和年代际变化的时空特征。发现在年代际变化方面，20世纪60年代中期到80年代末为相对低温期，90年代以后温度有明显升高的趋势，而且50a温度变化的总趋势是增加的。华南南部前汛期气温异常存在2a、4a、5a的年际周期和12a和19a的年代际周期；在空间上，华南南部前汛期气温增暖的幅度相对较弱，华南南部的前汛期气温与全国大部分地区呈现同位相的变化特征，与个别地区呈反位相。     

近40年灯塔市气温趋势分析

利用一元回归方法，将灯塔市20a气温资料延长至近40a，对气温的年际、年代、四季、作物生长季等不同时段的变化规律进行量化分析。得出了1961～2000年近40a灯塔市不同时段的气温变化特征。     

东北夏季(6-8月)气温异常的时空特征分析

利用夏季（6—8月）中国东北地区91站44a气温资料，采用谐波分析方法将该区夏季气温异常变化的年代际、年际尺度分量分离，研究时空特征，然后应用REOF进行气温异常的区划，研究局域异常变化的年代际、年际分量的变化特征。结果发现：1）东北各站夏季异常方差中，东北大部分地区的气温异常的年代际变化分量均明显大于年际变化分量。2）区域气温异常的年代际变化主要特征为线性上升趋势。大范围夏季异常高温（低温）常出现在年代际、年际异常同时为正（负）的年份。3）气温异常可划分为南部型、北部型、东部型、西部型4个型，其中南部型和西部型的年代际变化相对重要，而东部型和北部型的年际变化相对重要。     

Multi-scale analysis of global temperature changes and trend of a drop in temperature in the next 20 years

Summary A novel multi-timescale analysis method, Empirical Mode Decomposition (EMD), is used to diagnose the variation of the annual mean temperature data of the global, Northern Hemisphere (NH) and China from 1881 to 2002. The results show that: (1) Temperature can be completely decomposed into four timescales quasi-periodic oscillations including an ENSO-like mode, a 6–8-year signal, a 20-year signal and a 60-year signal, as well as a trend. With each contributing ration of the quasi-periodicity discussed, the trend and the 60-year timescale oscillation of temperature variation are the most prominent. (2) It has been noticed that whether on century-scale or 60-year scales, the global temperature tends to descend in the coming 20 years. (3) On quasi 60-year timescale, temperature abrupt changes in China precede those in the global and NH, which provides a denotation for global climate changes. Signs also show a drop in temperature in China on century scale in the next 20 years. (4) The dominant contribution of CO₂ concentration to global temperature variation is the trend. However, its influence weight on global temperature variation accounts for no more than 40.19%, smaller than those of the natural climate changes on the rest four timescales. Despite the increasing trend in atmospheric CO₂ concentration, the patterns of 20-year and 60-year oscillation of global temperature are all in falling. Therefore, if CO₂ concentration remains constant at present, the CO₂ greenhouse effect will be deficient in counterchecking the natural cooling of global climate in the following 20 years. Even though the CO₂ greenhouse effect on global climate change is unsuspicious, it could have been excessively exaggerated. It is high time to re-consider the trend of global climate changes.     

1960—2010年孝感地区的气温变化特征

根据湖北省孝感气象观测站1960—2010年逐月平均气温数据,利用趋势分析、小波变换、M-K突变检验等方法,研究了孝感市近50年来平均气温的时间变化特征。结果表明：孝感市年平均气温总体以0.017℃/年的速率上升,其中冬、春季上升幅度最为显著,夏季呈微下降趋势。年代际尺度上40年以上的周期振荡起主导作用,年际尺度上主要表现为准4年、准2~4年或准3年的周期变化。1997年是年平均气温发生突变的节点。     

MULTIPLE TIME SCALE ANALYSIS OF CLIMATE VARIATION IN MACAU DURING THE LAST 100 YEARS

The multiple time scale climate changes are studied and calculated with statistical analysis and wavelet transformation on the basis of daily series of observed data over the period 1901-2007 in Macau.The result shows that statistically significant oscillations with 2 to 5 years of period generally exist in the series of climate variables(e.g.annual mean surface air temperature and precipitation as well as evaporation etc.),but with obvious locality in time domain.The variation of annual mean surface air temperature has a quasi 60-year period.The phases of the 60-year variation approximately and consistently match that of Atlantic Multidecadal Oscillation(AMO).The oscillations of seasonal mean surface air temperature in summer and winter have the periods of quasi 30-year and quasi 60-year,respectively.These two periods of oscillations have statistically significant correlation with Pacific decadal oscillation(PDO) and AMO,individually.The multidecadal variations of the precipitation of the annually first flood period and annual evaporation are dominated by periods of quasi 30-year and quasi 50-year,respectively.     

近50年新疆温度降水配置演变及其尺度特征

用小波多分辨分析方法研究近20年新疆出现的高温多雨型气候的时间尺度特征及其演变趋势。新疆近55年温度和降水的小波功率谱分析显示,二者在年际尺度上都有2—4和6—8 a的显著周期分量,在年代际尺度上有准16 a周期;但它们的时间演变和时间平均谱都存在差异,导致温度和降水配置演变比较复杂,呈现非平稳性。正交小波分解证实,温度和降水年际变化的高频部分具有显著的负相关,除个别几年外几乎都是高温少雨或低温多雨配置;在年际变化的低频部分,即6—8 a尺度部分,高温少雨/低温多雨及高温多雨/低温少雨配置交替出现,55a平均而言二者相关性不显著。在年代际以上尺度,二者的能量主要集中在约50 a以上尺度部分,16—32 a尺度部分方差贡献很小。在降水和温度时间序列中去除趋势后发现,50 a以上尺度部分具有稳定的高温多雨/低温少雨配置。因此,近20年新疆高温多雨型气候的出现主要是二者50—60 a尺度成分的正位相和线性增加趋势部分叠加形成的,其中降水主要是年代际尺度成分的贡献,温度主要是线性增暖趋势即全球变暖的影响结果。     

中国近50年气温变化准3年周期的普遍性及气温未来的可能变化趋势

利用全国98个测站的年和冬季气温资料,采用Marr小波分析方法,分析了近50年(1961—2009年)中国8个气候区的年和冬季气温变化,研究了中国气温变化的周期性,并对未来20年(2010—2029年)气温的可能变化趋势进行了预测。结果表明,我国8个气候区气温的年际变化以高频变化为主,普遍存在着准3～4年周期变化,尤其是冬季气温的准3年周期变化显著,而且这种周期变化具有相对的稳定性。而年气温的周期特征存在显著的南北差异。周期叠加外推的结果表明,未来20年,中国将继续保持增暖趋势,北方地区和青藏高原的升温要大于除西南地区外的南方地区。如果按照线性趋势升温,2010-2029年气温上升幅度不会超过1℃。     

1885~2000年长江中下游梅雨特征量的统计分析

该文分析了1885~2000年长江中下游梅雨特征量的基本统计特征及其相互关系，在此基础上研究了梅雨较长时间尺度的变化特征。结果发现:①梅雨量的大小与梅雨期的长短和出梅日期的早晚为显著的正相关；②梅雨的主要周期为3 a、6 a和8 a，它们分别与低纬100 hPa高度场、热带系统以及全球陆地温度的变化有关；③控制入梅、出梅和梅雨期6 a左右周期的气候因素是相同的，而3 a左右的周期可能受到不同气候因素的影响；④长江中下游梅雨在近116年期间，经历了6个不同的气候阶段。     

过去2000a中国东部冬半年温度变幅与周期

The amplitude and rhythm of temperature changes at inter-decadal and inter-centennial timescale were studied, based on the winter-half year temperature change series reconstructed from historical phenological events in eastern China for the past 2000 years, together with the temperature change simulation from ECHO-G model for the past 1000 years, and the quasi-periods of temperature fluctuation were discussed by using wavelet analysis. The results indicate: 1) the maximal amplitude of winter half-year temperature change in eastern China at decadal and centennial scale, was above 2℃ and 0.5-1.0℃ respectively. The reconstructed result indicates that the amplitude of warming during the 20th century was identical with the maximum amplitude before the 20th century in eastern China, but the simulated result suggests that the amplitude of warming has exceeded the maximum amplitude. 2) The rhythms of temperature change at centennial to millennial scale in eastern China were about 100-year, 250-year, 400-year, 600-year and 1000-year. The 20th century, the 1st-3rd century and the 9th-13th century were warm peaks at inter-centennial scale as well as at millennial scale. It is implicated that the warming during the 20th century should be attributed to not only anthropogenic effect, but also natural climate variation.     

长江梅雨的长期变率与海洋的关系及其可预报性研究

采用最新发布的梅雨国家标准资料,以长江区域梅雨为代表,在分析区域梅雨的多时间尺度变化特征的基础上,从海洋外强迫影响因子角度探讨了梅雨的可预报性来源,进一步综合海洋背景变率和预测模型回报试验讨论梅雨异常的可预报性。结果表明:（1）长江梅雨呈现周期为3-4、6-8、12-16、32、64 a的多时间尺度变化分量和长期减少趋势。其中,3-4 a准周期变化是梅雨异常变化的主要分量。梅雨的干湿位相转变受12-16 a的准周期变化调制,极端涝年易出现在12-16 a准周期变化湿位相和3-4 a变化分量峰值位相叠加的情况。（2）长江梅雨的各准周期变化分量有不同的海洋外强迫背景,是梅雨可预报性的重要来源。与时间尺度较短的年际变化分量相关联的海温关键区主要分布于热带,而与时间尺度较长的年代际或多年代际变化分量相联系的海温关键区则来自中高纬度。3-4 a准周期变化分量的海洋外强迫强信号随季节变化由前冬的ENSO（厄尔尼诺-南方涛动）转为春末夏初的印度洋偶极子（IOD）。6-8和12-16 a年准周期变化分量的海洋强迫关键区主要位于太平洋。准32和准64 a周期振荡则受北太平洋多年代际变化（PDO）和北大西洋多年代际变化（AMO）的共同影响。梅雨的长期变化趋势则与全球变暖背景及以PDO为代表的年代际海洋外强迫因子相联系。（3）尽管梅雨异常与ENSO的正相关关系呈现减弱趋势,但20世纪70年代以后的梅雨异常年际变化分量的可预报性有所增大。（4）将梅雨各变化分量作为预测对象分别建模,进一步构建梅雨异常预测统计模型。采用该模型对近5年梅雨预测进行独立样本检验,有较好的回报效果,验证了梅雨异常年际分量可预报性的稳定性以及基于多时间尺度分离建立梅雨预测模型的优越性。      

西南地区近40a气温变化的时空特征分析

利用西南地区96个测站近40 a的月平均、月平均最高、月平均最低气温资料,采用主成分分析、旋转主成分分析、小波分析、Mann-Kendall等方法对西南地区气温变化的时空特征进行了分析.结果表明:西南地区年平均、年平均最高、年平均最低气温的空间变化均具有很好的整体一致性,反映了年平均和年平均最高气温在1960s到1980s中期经历了一个由暖变冷的过程后,1980s后期开始呈现明显上升趋势,而年平均最低气温从1970s就开始呈单调上升趋势.青藏高原东侧山脉走向对气温变化的东西差异具有十分明显的影响.气温的主要空间异常可分为4个敏感区.小波分析表明,西南地区气温整体变化在近40 a主要存在准8 a的周期,其中四川盆地东部的气温在整个时段存在准20 a和准8～9 a的周期.