1961～2009年我国地面太阳辐射变化特征及云对其影响的研究

基于我国100个地面站点的地面太阳总辐射、日平均云量资料分析1961～2009年我国地面太阳辐射(Surface Solar Radiation,SSR)变化特征及云在不同时期对SSR的影响。结果显示:1961～2009年我国SSR经历了先下降后上升的变化过程,其中1961～1990年SSR显著下降("变暗"),下降速率为-4.3%/10 a(7.87 W m–2(10 a)–1),各地SSR变化趋势比较一致;1990年后SSR开始上升("变亮"),上升速率为2.8%/10 a(2.4 W m–2(10 a)–1),各地SSR变化趋势不如前一阶段一致,但没有显著的地域分布特征。晴空条件的设置对1961～1990年各站点SSR变化特征影响不大,仍为大范围下降("变暗"),但对1990～2009年的结果影响显著。相比全天空条件的结果,晴空条件下1990～2009年我国SSR变化有明显的南北特征,南方地区以"变亮"为主,而北方地区大多继续"变暗",但"变暗"速度减缓。1961～1990年我国总云量总体呈小幅下降趋势,下降速率很慢,这一时期总云量与全天空SSR没有很好的对应关系;1990～2009年我国总云量总体呈小幅上升趋势,有显著的南北分布差异,北方地区以上升趋势为主,南方地区以下降趋势为主,期间云量与全天空情况下SSR有很好的对应关系。这些结果表明,在"变暗"阶段,云对SSR的作用不显著,而在"变亮"阶段,云的作用变得较为突出。     

上海市区与洋山港区气温日变化差异分析

利用上海徐家汇站与洋山站2008—2016年的地面气象观测资料,分析了上海市区和洋山港区的气温日变化差异。结果表明:1)市区和港区气温日变化有明显季节差异,四季市区气温日变化幅度均大于港区,港区气温变化受海洋调节,较为温和。2)港区的最大升(降)温幅度要低于市区,变化更为平缓。市区和港区的升温和降温都存在非对称特征,降温比升温缓慢。3)市区一年四季的最大升温出现时间都比较集中,港区较分散。市区和港区的最大降温出现率围绕峰值呈现明显的不对称性,市区较大的出现率集中在18—20时,港区在16—18时。4)市区和港区最高、最低温度的出现率都存在双峰结构,13时和20时有较高的最高温度出现率,05时和20时有较高的最低温度出现率。各季节最低温度出现率有显著差异。     

青藏高原中东部云量变化与气温的不对称升高

利用ISCCP资料和地面观测资料,对1984 2009年青藏高原中东部云量和云状的气候特点进行了研究,并分析了日最高温度和日最低温度的变化特点及其与云量变化之间的关系。结果表明,青藏高原中东部地区中低云量呈明显的单峰型日变化,而高云云量日变化不显著;青藏高原地区日最低气温的上升速率与日最高气温不一致,即气温出现不对称升高。青藏高原中东部地区白天、夜间云的变化分别与日最高、最低气温的变化速率存在显著相关,并在云量变化与气温的不对称升高之间存在着正反馈机制。高原中东部地区不对称升温使得日出时的地气温差减小,并可能通过减弱对流作用使日出后的云量减少。云量的减少导致到达地面的太阳短波辐射增加,从而使得当日上午气温升高明显;中午,高云的增多与中低云的减少增加了地面接收的太阳短波辐射,导致了较高的日最高温度;而傍晚除卷云外,各类云的云量均出现增加,起到了减缓傍晚气温下降的作用,有利于出现较高的日最低温度。     

沈阳近百年的温度变化特征及其环流形势分析

沈阳地处全球温度变化的敏感带，在近百年的温度观测记录中，沈阳的温度变化呈逐渐上升之势，近百年增高约1．7℃，这种上升趋势在冬季远比夏季明显。沈阳的年平均温度变化有一个12a的周期，各周期温度基本呈阶梯状上升，20世纪末的周期冬季平均温度比世纪初的周期升温2．8℃左右。从近50a的极端温度的变化趋势来看，极端最低温度明显升高，而极端最高温度并没有上升，变化趋势甚至略下降，以致冬、夏两季温差缩小。从沈阳的最低平均温度和最高平均温度变化来看，两者均随时间逐渐升高，说明沈阳市的增温不仅是最低温度升高造成的，最高温度的增温作用亦十分重要。从冬季环流形势分析来看，东亚大槽及其后弱脊和地面蒙古高压在上世纪80年代、90年代明显减弱，使得冷空气向南侵袭的径向气流减弱，是导致位于冷空气通道中的沈阳冬季增温明显的原因之一。     

1961～2007年西北地区地面太阳辐射长期变化特征研究

利用西北地区16个甲级辐射站1961～2007年的总辐射资料,和1961～1992年的直接辐射、散射辐射资料,研究该地区地面太阳辐射的长期变化特征。发现,从1961～2007年总辐射的长期变化经历了"维持"、"变暗"、"变亮"和"回落"4个阶段。其中从70年代至80年代中期总辐射持续"变暗",之后开始转折"变亮"。"变亮"过程持续到90年代中期基本停止,之后振荡"回落"。各个季节总辐射的长期变化都表现出"变暗"和"变亮"这两个明显特征,其中冬季的"变暗"过程持续时间最长,"变亮"过程持续时间最短。从1961～1992年,直接辐射的变化过程为先下降后回升,散射辐射则是先上升后下降,两者的变化趋势和相对幅度决定了总辐射在不同阶段的变化趋势。60年代至80年代中期是西北地区直接辐射下降的主要时期,直接辐射和日照时数的下降过程具有地域性和季节性差异,表现为省会城市和冬季的下降百分率最显著。这种特征表明气溶胶排放的增加或许是影响该地区直接辐射和日照时数减小的因子之一。     

我国南方中东部地区地面太阳总辐射变化规律

为进一步探讨我国地面太阳辐射的变化规律及其原因,选择我国南方中东部地区,利用该区域1961—2007年33个站点的地面太阳总辐射资料,结合云量、大气水汽含量和能见度等观测资料,综合研究该区域地面太阳总辐射的变化规律及其原因。结果表明:1961—1989年,我国南方中东部地区地面太阳总辐射呈下降趋势,之后发生逆转,1995年后其变化趋于缓和,1961—2007年总体呈现变暗—变亮—变缓的趋势。究其原因,该区域云量平均值由峰入谷、云量下降速率由快变慢可能是产生此变化趋势的原因之一;其次,20世纪80年代到21世纪初,气溶胶光学厚度上升趋势减缓,气溶胶地面辐射强迫变化趋于缓和,某些区域甚至出现下降,也导致部分站点地面太阳总辐射由暗变亮。     

近40年呼伦贝尔地区气候变暖初探

选取呼伦贝尔市8个代表站1961～2000年资料,用线性拟合等方法,对呼伦贝尔市及其林、牧、农区的年平均温度、季平均温度、年平均最高温度和年平均最低温度、气温日较差、无霜期和积温等进行了分析.结果表明:(1)全市近40年气候变暖明显,年平均气温、年平均最高温度和年平均最低温度均呈升高趋势.(2)年温升高的趋势主要受到冬季气温显著变化的影响.(3)年平均最高和最低气温变化表现出非常明显的不对称性趋势,气温日较差变小趋势是以最低温度升高高于最高温度升高为特点的.(4)无霜日数显著增加,无霜期延长,≥10℃积温带有明显北移的特征.     

我国东南沿海地区城市太阳辐射变化差异及其影响因素分析

基于东南沿海地区6个主要代表城市1961—2009年的逐日地面辐射数据和其他气象数据,利用线性回归、多元回归方法,探讨了近半个世纪以来6个城市太阳辐射的变化特征;通过逐步回归、通径分析方法,探讨了导致6个城市太阳辐射变化的主要影响因素。结果表明:福州、广州、汕头、桂林、南宁和杭州6个城市总太阳辐射在1960—1970年代由“亮”变“暗”,开始“变暗”时间分别为1963、1963、1963、1964、1963和1967年;在1980—1990年代由“暗”变“亮”,开始“变亮”的时间分别为1989、1995、1981、1991、1984和1989年。在总太阳辐射“变暗”阶段,福州、广州是低云量占主导因素;汕头、桂林、南宁是能见度占主导因素;杭州是总云量占主导因素。在总太阳辐射“变亮”阶段,福州、杭州是总云量占主导因素;广州是低云量占主导因素;汕头是能见度、日照时数占主导因素;桂林、南宁是日照时数占主导因素。总的来说,我国东南沿海地区太阳辐射变化主要受到低云量、气溶胶、总云量、日照时数的影响。由此看出,我国东南沿海地区各城市之间影响总太阳辐射变化的主体因素是不一样的。      

山西万荣县近52a气候特征及其与参考作物蒸散量和土壤湿度的关系

利用山西省万荣县气象观测资料,分析了1957～2008年气候变化特征.结果表明:万荣县年平均气温呈上升趋势,其上升速率为0.22℃/10 a.平均气温冬季升高最大;年平均最高、最低温度与年平均温度的整体变化一致,呈明显升高趋势.万荣县降水量总体呈减少趋势,其减少速率为22.1 mm/10 a.年日照时数、年小型蒸发皿蒸...     

1961-2010年青藏高原气候变化特征分析

利用1961-2010年青藏高原及其周边地区158个气象站温度(包括平均温度、最低和最高温度)、降水和风速资料,对青藏高原的气候变化特征进行了分析。结果表明:(1) 1961-2010年青藏高原主体正在变暖变湿,但是高原东侧部分地区正在变暖变干,同时高原整体风速都在减小。(2)升温主要是夜间的最低温度贡献的。不同地区升温速率有差异,中部地区高于东部地区;平均温度和最高温度分别在1994年和1997年发生突变,突变后升温速率明显加快;三种温度都存在准8年周期震荡,其他短周期及更长周期震荡表现不一致。(3)降水量空间分布上表现为从东南向西北逐级减少,并且出现过多次突变,突变时间分别为1965年、1977年和1995年,突变前后降水的变化速率明显不同,降水存在准4年和准10年周期震荡。风速存在18～20年周期震荡。(4)青藏高原平均温度、最低温度及最高温度EOF分解的第一载荷向量均表现出全区一致的正值,中心区位于94°E-97°E一带,说明青藏高原腹地是平均温度、最低温度及最高温度变化最敏感的地区。(5)平均温度、最低温度及最高温度EOF分解的第二载荷向量大体表现出高原主体与东部以及北部边缘地带变化趋势相反,即高原主体升温(降温)时,东部及北部边缘地带是降温(升温)的。     

京藏高速民和至西宁段冬季路面与地面最低温度变化特征及影响分析

利用2018年1月1日至2020年12月冬季1月、2月和12月-次年2月逐日逐小时京藏高速民和至西宁段常规气象站和交通气象站逐日逐时气象观测资料,分析了冬季逐月平均路面最低温度和地面最低气温的日变化特征及其相关关系,建立了4站冬季各月路面最高温度和最低温度分别与地面最高温度和最低温度的相关性方程,旨在为路面温度精细化预报服务提供参考。结果表明：京藏高速民和至西宁路段4站冬季各月平均路面最低温度和地面最低温度冬季各月具有明显的日变化特征,平均路面最低温度和地面最低温度达到最低值和最高值的时间并不是完全相同；。常规气象站点平均地面最低温度日出/日落的变化速率要高于交通站点平均路面最低温度,并且平均地面最低温度的变化幅度要比路面最低温度变化幅度大。平均地温面最低温度的最高值比路面最低温度的最高值超前1～2h,常规气象站点逐小时地面最低温度＜0℃的时间维持15～18h,交通站点路面最低温度＜0℃的时间维持8～22h。应用统计学方法建立的朝阳站、汉庄站、高庙桥站和老鸦峡站最高和最低路面温度与最高和最低地面温度相关性方程具有很好的实际应用价值,可在实际业务工作中推广应用。     

东莞市1980—2010年浅层地温的变化特征

根据1980—2010年东莞市国家气象观测站0～20 cm各层逐月平均地温,采用线性趋势法分析了东莞市近30年浅层地温变化特征。结果表明:年平均地温升温率在0.001～0.105℃/年,夏季最大,春季最小;20世纪80年代前期变化较为平稳,80年代后期至90年代中期处于低温期,2000年之后有明显的下降趋势。地面最高温度呈逐年递减,递减率为0.344℃/年,地面最低温度呈逐年递增,递增率为0.036℃/年,地面最高温度的递减趋势远大于最低温度的递增趋势,地面气温差距也明显减小。     

河北省近45年温度变化的特征分析

利用河北省39个地面观测站1961-2005年气候观测资料,研究河北省的平均温度、最高温度、最低温度和炎热日、寒冷日的变化趋势和特点.结果表明:近45年来河北平均温度显著上升,其中冬季增暖幅度最大,夏季变化不明显,而且20世纪60年代最冷,70、80年代开始增温,90年代至今最暖.各季节的最低温度增暖幅度均远高于最高温度,表明气候变暖主要体现在最低温度的明显升高.     

我国部份地区雷暴活动、大气电场等与太阳活动的关系

本文用时序迭加法统计分析了1976—1985年太阳黑子一个完整周期内太阳活动与雷暴活动及地面大气电场之间的可能相关性。结果表明:高纬度地区有较好的相关性,耀斑爆发以后雷暴指数有明显增大趋势,最大关联日在+5日以后。中、低纬度地区几乎不存在相关性。随着耀斑强度增强,相关性也增大,且影响区域从高纬度向中、低纬度移动。在耀斑爆发后2天左右,地面电场强度增大,其关联日比雷暴指数提前。太阳黑子数和雷暴活动之间的相关性很微弱。本文又从全球电路概念出发,简单地解释了形成上述相关性的可能原因。     

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。     

那曲站与其相邻野外站气象要素的对比分析

利用1955-2009年西藏那曲气象站(NQ站)和2001-2009年BJ野外气象站(BJ站)的观测资料,对NQ站和BJ站气温、风速的变化特征进行了对比分析。结果表明,BJ站的年平均温度和最低温度均低于NQ站,年平均风速反之;两站(NQ站-BJ站)温度差的增长率依次为最低温度(0.117℃.a-1)>年平均温度(0.034℃.a-1)>最高温度(-0.014℃.a-1),年平均风速为0.076m.s-1.a-1;以青藏铁路正式通车的2006年为界,2001-2005年和2006-2009年分别为人类活动影响较弱期和较强期。人类活动影响较强期与较弱期相比,两站温度差异增加的幅度依次为最低温度(0.512℃)>年平均温度(0.152℃)>最高温度(-0.025℃),年平均风速为-0.198m.s-1。     

平流层火山气溶胶时空传播规律及其气候效应

根据平流层火山气溶胶传播规律研究,该文构建了反映火山喷发强度、平流层火山气溶胶相对浓度、火山气溶胶扩散速率和反映火山爆发地理位置并且按e指数规律衰减的火山活动指数(VEI)时空分布函数,进一步建立了北半球中高纬度、南北半球低纬度和南半球中高纬度3个1945-2008年逐月火山活动指数时间序列。根据3个逐月火山活动指数时间序列分别分析了北半球中高纬度、南北半球低纬度和南半球中高纬度火山活动对于相应纬度带地面气温的影响。研究表明:无论南北半球还是热带,火山活动强时地面气温下降,火山活动弱时地面气温上升,并且地面气温对于火山活动的响应明显滞后。     

近52a秦岭南北极端温度变化及其与区域增暖的关系

利用中国气象局提供的地面气象站基本气象要素日值数据集(V3.0)中均一化温度数据,分析了1961~2012年陕西境内秦岭山脉南北两侧4个地貌单元平均最高温度和最低温度的趋势分布特征,同时采用极端气候指标计算软件RClimdex计算了5种极端温度指数,并分析其变化特征及其与区域增暖的关系。结果表明:不同季节秦岭地区极端温度变化存在较大的差异,平均最高温度春季增暖信号最明显,而平均最低温度冬季升温明显,不同的增暖趋势导致了秦岭地区春季、秋季气温日较差变大,冬季、夏季气温日较差变小。陕北黄土高原、关中盆地、秦岭南坡和汉水流域平均最高、最低温度变化趋势基本一致,但变化幅度存在一定差异,其中秦岭北部黄土高原和关中盆地平均最低、最高温度的变化幅度均大于南部的秦岭南坡和汉水流域,尤其平均最低温度关中盆地增幅更明显。秦岭北部2区域极端最低温度相关指数的变化幅度大于极端最高温度指数,而南部2区域前者的变化幅度小于后者。秦岭山脉区域增暖与平均最高、最低温度变化密切相关,还受极端温度变化的影响,其北部地区增暖主要是暖夜增加的贡献,而南部地区增暖主要与暖昼增加有关。     

近50年石家庄地面温度变化特征与气候因子的关系分析

利用石家庄地区5个观测站1961-2010年逐日地面温度、气温、风速、日照时数和总云量观测数据,分析讨论了该地区地面温度最高值和最低值的变化特征以及气温、降水、风速、日照时数和总云量对地面温度变化的影响.结果表明:地面最高温度波动幅度较大,其中冬季波动幅度明显偏大;地面最低温度波动幅度较小,其中夏季波动幅度明显偏大;地面最高温度夏、秋季降温趋势显著;地面最低温度各季节增温趋势显著;地面最高温度与最高气温、日照时数和风速互为正相关,与总云量互为负相关;地面最低温度与最低气温和总云量互为正相关,与风速、日照时数互为负相关;最高气温对地面最高温度的正相关性最强,风速最弱;总云量对地面最高温度的负相关性在夏、冬季较强;最低气温对地面最低温度的正相关性最强,总云量最弱;风速对地面最低温度的负相关性在春、秋季较强,日照时数在秋、冬季较强.     

基于Parsivel天气现象仪资料的郑州“7·20”罕见特大暴雨微物理特征分析

基于2016-2018年ECMWF模式温度预报和浙江省72个国家基本站观测资料,根据温度日变化特征,采用K-近邻(KNN)回归算法进行误差订正,改进浙江省172 h精细化温度预报。在KNN回归算法中,将模式起报时刻的温度视作“背景”,由模式预报减去起报时刻温度消除“背景”影响,得到温度日变化曲线,通过温度日变化曲线构建差异指标,选取历史相似个例。根据历史相似个例的误差特征,对温度预报进行订正,得到改进的温度预报。检验结果表明,KNN方案的温度预报平均绝对误差较ECMWF和30 d滑动平均误差订正方案(OCF)的分别减小26.2%和5.2%;日最高和最低温度预报误差绝对值小于2℃,准确率较ECMWF的分别提高14.8%和4.3%,较OCF的分别提高3.0%和1.3%。KNN方案对地形复杂地区的温度预报改进效果更为明显,对冷空气活动和夏季高温等天气过程预报改善效果也较稳定。