气温序列非均一性检验方法的研究

采用距平累加法、连续t-检验及回归检验法对分布於25个省(区)31个站的气温序列进行了非均一性检验。结果表明这3种方法在显著性水平α=0.01时，能有效地检验气温序列的非均一性，其结论适用於全国。     

背景风场对植被带局地气候影响的数值分析

本文用一个二维模式,实施了三组数值试验.初步分析了背景流的改变对植被带局地气候的影响.结果表明:背景风场强度适当时,植被——裸地下垫面属性的非均一性激发的次级环流会显著增强.背景风强度与次级环流强度之间呈非线性联系.     

陕北黄土高原中部生态修复对局地气候的影响

利用陕北黄土高原2000—2019年MODIS产品的MOD13Q1数据，定边、安塞、志丹、子长、延安气象站1990—2019年月（年）平均气温及最高（最低）气温、降雨量、降雨日数等资料，通过差值（比值）、相关系数、线性回归等方法，对陕北黄土高原生态修复显著区（志丹、安塞、子长、延安）和非显著区（定边）在生态修复前（1990—1999年）和生态修复中（2000—2019年）的气象要素变化进行了对比分析。结果表明：（1）生态修复中显著区、非显著区的归一化植被指数随年份以0.123、0.081/10 a增加，显著区的气温上升速率为非显著区的1.5倍；显著区和非显著区年平均气温分别以0.164、0.467 ℃/10 a速率上升，平均降雨量分别以39.95、25.56 mm/10 a的速率增加，显著区较非显著区升温明显缓慢，但平均降雨量的增加速率明显大于非显著区。（2）生态的显著性修复在2012年之后对年平均气温上升的抑制作用凸显，显著区和非显著区年平均气温差值出现突变发生在2013年，此年为生态修复对年平均气温影响的关键时间点；生态修复显著区在植被生长季（4—9月）对年平均气温上升的抑制较为明显，7月最为明显，显著区较非显著区年平均气温降低了1.05 ℃；对最高气温的抑制出现在7—8月，对最低气温的抑制出现在5—6月。（3）生态修复中（2013—2019年）显著区的降雨日数较修复前明显偏少近6 d，其减少主要是小雨日数的减少，中雨以上的降雨日数均随着生态修复的开展呈增加趋势；显著区植被生长季降雨量增加最为明显，降雨量的增加主要表现为中雨以上降雨日数的增加；1—7月随着植被覆盖度不断增加，显著区与非显著区不同等级降雨日数差值逐渐增大，7月达到最大，8—12月，随着植被覆盖度不断降低，降雨日数的差值又逐渐减小。     

定点观测气候序列的均一性研究

文章分析了气候资料产生非均一性的原因，介绍了近年来国内、外气候资料均一性研究的方法以及一些国家利用这些研究方法对本国或区域气候序列均一性问题的研究成果。对我国气象观测站观测站址、仪器变化等因素进行了总结，并介绍了我国气象资料均一性检验的一些结论，讨论了与气象资料均一性研究相关的一些问题。     

中国西北地区台站迁移对气候资料均一性影响的研究进展

随着全球变暖的趋势越来越明显,气候变化研究也成为最受关注的问题。均一化长序列数据是气候变化研究的基础。然而由于台站的迁移等因素,导致了资料序列中的非均一性,这种包含非气候因素变化的非均一性气候序列直接影响了气候研究的不确定性。本文在综述国内外地面气候资料均一性检验方法、地面气候资料非均一性产生的原因等进展的基础上,重点分析了中国西北地区台站迁移对气候资料均一性的影响,认为台站迁移是造成气候资料不均一性的主要因素之一,使研究结果不能正确反映气候的变化趋势;国外成熟的均一性检验和订正方法为我国西北地区地面台站迁移对气候资料均一性的影响研究提供了可借鉴的思路、方法和手段;以往关于我国西北部地区气候变化的研究较少考虑气候序列中存在的非均一问题,造成了研究结论的不确定性。因此有必要对我国西北地区经过台站迁移的台站进行均一化的检验和订正。     

地面气象站环境变化对气温序列均一性影响

为研究浙江省地面气象站环境变化对气温序列均一性的影响程度,采用测站历史沿革资料,对全省测站环境的时空演变进行了分析。采用距平累加、偏差界限值、F值检验法,对36个代表站的年平均气温序列进行均一性检验,并对非均一性产生的原因进行分析。结果表明:1971~2004年,浙江省测站的地理环境有显著改变;36站中有39%的测站为非均一性,产生非均一性的测站中,迁站原因占57%,环境恶化占36%;测站迁站引起的非均一性多发生在1980年以后;测站迁站时,新旧站址海拔高度差大且地理环境差异显著是造成气温序列非均一性的主要原因,迁站后气温序列较旧址存在偏高或偏低现象,其值对累年平均值有影响。指出了测站在迁移或环境变化过程中应注意的事项,以助于减少气温序列非均一性。     

年降水量序列非均一性检验方法探讨

使用我国４００余站１９５１－１９９０年年降水量序列，利用比值法检验其非均一性问题。结果表明，该方法对判断我国年降水量是否均一较为有效的，我国台站迁移及雨量器的改变是引起年降水量序列非均一的主要原因。     

资料均一化对气温变化趋势及其城市化偏差估计的影响：以北京地区为例

当前的地面气候观测资料普遍存在非气候性因素导致的非均一性,对气候变化监测和研究结论可靠性造成重要影响。结合观测台站的历史沿革数据,使用ACMANT和Pairwise Comparisons方法以及RHtest V4软件,对北京地区20个台站均一化前的月平均气温序列进行了非均一性检验和订正,最后评估了均一化对北京地区气温序列变化趋势及其城市化偏差估算的影响。结果表明：除元数据中记录的断点外,无元数据记录的断点也会对序列的趋势变化造成明显影响,其中乡村站最显著;经过订正,1958—2018年整个北京地区、乡村站以及城市站增温趋势分别为0.27℃/(10 a)、0.10℃/(10 a)和0.32℃/(10 a),较订正前分别上升了0.03℃/(10 a)、0.06℃/(10 a)和0.02℃/(10 a)。利用均一化资料估算,1958—2018年北京观象台的城市化影响为0.24℃/(10 a),城市化贡献率为70.2%,评估结果较前人结论有所降低。可见,在现有的北京地区气温资料序列中,仍可能存在较明显的非均一性和未被记录的断点,对区域平均气温趋势估算具有显著影响。     

我国气候资料均一性研究现状与展望

时空均一的气候资料是气象科研、业务和服务的基础。介绍了气候资料均一性的基本概念、涉及范围、主要原因以及解决非均一性问题的意义。在此基础上,阐述了国际上气候资料均一性研究的动态和技术发展历程,指出以高时空分辨率的均一化为标志的第二代气象数据产品研发趋势为气候资料均一性研究带来良好的发展机遇和严峻的挑战;结合对我国地面、高空和辐射三类气候资料均一性概况和相关研究现状的总结,分析了我国在相关领域研究的深度和广度上存在的差距和不足,以及当前需要解决的关键科学和技术问题。最后,就如何正确认识气候资料的均一性,如何深化我国气候资料均一性研究,加强气候数据产品研发,实现我国数据产品研发技术和管理水平上一个新台阶等提出了建议。     

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。     

Surface fluxes estimation over agricultural areas. Comparisonof methods and the effects of land surface inhomogeneity

Summary  The Bowen Ratio-Energy Balance (BREB) and the aerodynamic method were used to estimate turbulent fluxes of sensible and latent heat flux over an irrigated agricultural area (IAA) and over two dry agricultural areas (DAA1 and DAA2). These turbulent fluxes were analysed and particular attention paid to two specific areas. First, a quantitative analysis of sensible and latent heat fluxes obtained by the BREB method was carried out, taking into account different soil type, vegetation and surface conditions. The results showed that in IAA latent heat flux was higher than sensible heat flux, except in summer months, while in DAA1 and DAA2, sensible heat flux was higher except in the months when the vegetation was at the stage of maximum development. Second, sensible and latent heat fluxes estimates from the BREB method were compared with those obtained from the aerodynamic method. In this comparison factors such as soil type, soil vegetation cover, homogeneity or inhomogeneity of terrain and mesoscale effects such as orography and wind patterns were taken into account. The results show that in conditions of light wind, the two methods only concur if the condition of horizontal homogeniety is fulfilled. The influence of inhomogeneity seems to decrease and agreement between methods improves, if the wind is stronger and the effects of meso and synoptic scales are predominant. Received May 18, 1999/Revised March 15, 2000     

A method for spaceborne synthetic remote sensing of atmospheric aerosol optical depth and vegetation reflectance

ＡＭｅｔｈｏｄｆｏｒＳｐａｃｅｂｏｒｎｅＳｙｎｔｈｅｔｉｃＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＡｅｒｏｓｏｌＯｐｔｉｃａｌＤｅｐｔｈａｎｄＶｅｇｅｔａｔｉｏｎＲｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ①ＱｉｕＪｉｎｈｕａｎ（邱金桓）Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆ...     

用Bivariate-Test方法分析温度资料的不均一性

Ｂｉｖａｒｉａｔｅ－Ｔｅｓｔ方法（以下简称Ｂ－Ｔ方法）是一种基于二维正态分布随机矢量的假设检验方法，可以在一个分量的均值不改变的前提下，检验另一分量的均值有无改变。一些气象研究工作者最早用这种方法来分析年降水量的均一性。从温度资料不均一性产生的原因看，一般可分为两类：突变型不均一及渐变型不均一。对两种类型的不均一性，我们分别推导了理想情形下Ｂ－Ｔ方法的检验结果．并用随机试验的方法分析了检验结果对资料的敏感性。以上两方面的结果表明。渐变型及突变型不均一分别对应明显不同的Ｂ－Ｔ检验结果，在实际分析中这种差异可以用来定性判断不均一性的类型。东北区２０站３０年年平均温度资料的试算结果表明，有７站资料不能通过信度９５％的Ｂ－Ｔ检验，有３站资料不能通过信度９０％的Ｂ－Ｔ检验。其中有４个站的检验结果与理想情形下渐变型不均一的检验结果相似，有４个站的检验结果与理想情形下突变型不均一的检验结果相似。有一个站存在个别点的资料错误，有一个站可能有一次以上的不均一性发生。计算结果也表明，尽管Ｂ－Ｔ方法按照理论推导只是用来检测资料的不均一性，但对个别点上的资料质量问题也有一定的检测效果。     

Characteristics of microscale evapotranspiration: a comparative analysis

Summary ?Evapotranspiration characteristics on the point-scale (several hundred square meters) and the local scale (several square kilometers) are analysed by comparing a deterministic and a statistical – deterministic surface energy balance model. The vegetation surface variability is represented by both the surface heterogeneity and inhomogeneity. Heterogeneity means the mosaic of wet (wif ≠ 0) and dry (1-wif) fractions of vegetation surface, while inhomogeneity addresses small scale variations of soil moisture content. The microscale characteristics of evapotranspiration are considered in terms of analysing evapotranspiration E _v versus soil moisture content θ, relative frequency distribution characteristics of E _v (θ) and the aggregation algorithms for its estimation. The analyses are performed for loam soil type under different atmospheric forcing conditions. The main result is as follows: For dry vegetation surface (wif = 0), the relationship between the aggregated (θ_agg) and the area-averaged (θ _m ) soil moisture content is nonlinear and depends on both the states of the surface and the atmospheric forcing conditions. In the study, we assumed that there are no advective effects and mesoscale circulation patterns induced by surface discontinuities. Based on this fact it seems unlikely to be able to construct an aggregation algorithm for calculating θ_agg without inclusion of the atmospheric forcing conditions. This means that it will be difficult to construct a simple formula for calculating area-averaged transpiration, if it is possible at all. Received May 3, 2001; revised May 31, 2002; accepted June 3, 2002     

AGCM中云的不均匀性作用的初步研究

利用ISCCP的云不均匀性资料,探讨了云不均匀性在AGCM中的作用,分别考查了不均匀云光学厚度的贡献、单次散射反照率和不对称因子的贡献,以及3个因子的总贡献.研究表明,考虑云不均匀性效应后,AGCM模拟的气候场有着较为明显的变化.由于不均匀云光学厚度对短波辐射场的贡献与不均匀云单次散射反照率和不对称因子这两个因子对短波辐射场的作用基本上是相反的,从而造成同时考虑3个因子作用时,云的不均匀性效应对辐射场的直接作用很小,但可通过云水场的改变来间接影响辐射场.研究清楚地显示了云-辐射相互作用的复杂性,云的全面正确处理对模式模拟能力的提高非常重要.       

A micrometeorological investigation of surface exchange parameters over heathland

An automated system for measuring the dry deposition fluxes of SO₂ on a routine basis based on the micrometeorological gradient technique has been developed for application over grassland and other short vegetation. The ability of the system to determine turbulent exchange parameters such as the friction velocity u _* and the heat flux H was investigated by comparison with an automated eddy correlation system.Determinations of u _* and H by both methods have generally been found to be in very good agreement for 20 min averages. Aerodynamic resistances derived from both systems showed no systematic differences but individual values differed considerably. From the analysis it appeared that in addition to classical rejection criteria on wind speed and inhomogeneity, etc., periods with large shifts in wind direction also have to be removed from the data set before interpretation.     

黑龙江省年降水量和年平均气温序列均一性检验

采用SNHT方法和台站历史沿革信息对黑龙江省62个地面观测站1961～2006年年降水量和年平均气温序列进行了均一性检验。结果表明：台站迁移、仪器更换等是造成黑龙江省年降水量序列非均一性的主要原因;年平均气温序列非均一性主要是由于仪器更换、台站迁移、观测时制变化等原因引起。     

黄淮海地区植被覆盖变化驱动力与驱动机制研究

基于1982-2003年GIMMS NDVI遥感资料、气候资料和社会经济统计资料,利用主成分分析、逐步回归等方法,对黄淮海地区植被覆盖变化的驱动力和驱动机制进行了研究,从气候、社会经济两方面分析了区内6种植被类型区植被覆盖变化的驱动机制。结果发现,不同植被类型区,其驱动机制差别很大,但总体来说,区内各类植被类型区植被覆盖变化大都受到气候和人类活动的共同驱动,主要驱动力为气候因素,人类活动在局部区域能够产生较大作用,而大范围区域植被NDVI(归一化植被指数)的变化或改变,主要受气候变化的影响。在此基础上,分别建立了6种植被类型区年均NDVI变化驱动力模型。