自动观测与人工观测地面温度的差异及其分析

使用我国在人工观测向自动观测转变时原基本 (准) 站的平行对比观测及2005年基准站平行观测的地面温度资料, 进行了自动站观测与人工观测地面温度资料在日、月、年不同时间尺度上的差异分析。用最大似然率检验方法检验地面温度月值的均一性, 对自动观测影响地面温度均一性的程度进行了初步研究。分析结果表明:全国自动观测地面温度日平均值比人工观测高0.54 ℃。地面温度、地面最高温度、地面最低温度年对比差值大于0.0 ℃以上的比例分别为80.3%, 58.2%, 92.2%, 绝大多数站自动观测地面温度的年平均值比人工观测值高。自动与人工观测地面温度日差值从北到南逐渐减少, 45°N以北的黑龙江及内蒙古北部、新疆大部地区是自动与人工观测地面温度日差值平均最大的地区。自动观测与人工观测地面温度的差异在日、月、年的时间尺度上均表现为冷时段比暖时段的差异大, 北方冬季差异最为明显。其主要原因是在北方冬季有积雪时, 自动观测的地面温度是雪下温度, 比原人工观测的雪上温度明显偏高, 如果无积雪影响, 两种仪器观测的差异并不明显, 差值来源于两种仪器和场地差异的共同结果。非均一性检验表明:在北方地区地面温度产生非均一性的主要原因是自动站观测的变化; 而在南方地区, 自动观测的改变对地面温度非均一性影响不大。北方有积雪时, 观测的地面温度不能表现真实的地面温度, 因此, 在使用时要特别注意。     

1998年全球气候系统

１９９８年全球地面温度是自１８６０年全球范围开始有可靠记录以来的最高值，比１９６１￣１９９０年的平均温度高０．５７℃。在本世纪末之际，全球温度比１９世纪末几乎高０．７℃。１９９８年是第２０个连续的全球地面温度不正常的年份。区域温度分布表明所有大陆的温度都高于平均温度。     

热带海表温度持续异常对东亚初夏大气环流的影响

利用NCEP/NCAR月平均海表温度及北半球大气环流分析资料,系统研究了热带海洋表面温度持续异常状况下东亚初夏（5、6月份）大气环流的异常特征.研究发现,暖海温年,南亚高压、西太平洋副热带高压明显偏强,冷海温年明显偏弱;暖海温年,欧亚大陆南支西风急流明显减弱北移,东亚大陆对流层低层温度偏高或接近常年,青藏高原近地面温度偏高,而冷海温年,东亚大陆对流层低层温度偏低,5月份青藏高原近地面温度偏低.研究表明,海表温度的持续异常对东亚初夏大气环流的季节转换有重要影响.     

近千年全球温度变化研究的新进展

结合国内外有关研究,综合评述了美国国家科学院国家研究理事会的报告 --"近两千年地面温度的重建"。重点介绍了气候变暖的新证据,3个特征时期即20世纪气候变暖、小冰期（LIA）、中世纪暖期（MWP）和近千年温度变化模拟的结果。     

2012年FNL气温、气压和地面温度资料与河南省实况观测要素的误差对比分析

为了进行河南省区域范围内FNL资料的可信度检验,利用2012年NCEP/NCAR的FNL分析资料和河南省121个地面气象观测站的气温、气压以及地面温度资料,通过Cressman插值方法,分别从00、06、12、18等4个时次、12个月份和全年平均等方面,系统地对比了分析资料值与观测值之间的误差。分析结果表明,2012年河南省FNL资料气温、气压及地面温度的误差值（FNL分析值-实测值）区域分布特征比较接近,即存在着由西部、西北部山区的误差值负值区向东部误差值正值区的渐变趋势。对比表明,河南省大部分地区气温的误差在-3～2 K之间;气压的误差多在-10～10 hPa之间;而地面温度的平均误差主要在-5～2 K之间。FNL资料气温比地面温度的模拟结果更为准确,气温和气压资料都能够较好地代表实况。     

我国西部地区过去2000年降水变化研究主要进展

概述最近10年来利用多种古气候代用记录研究我国西部地区距今2000年时段的降水(湿度)变化的主要进展。这些代用记录包括冰芯、树木年轮、湖泊沉积、黄土地层沉积和洞穴石笋等。综述利用这些代用资料建立的我国西部地区各地点的过去降水(湿度)气候序列，并对其所用方法、序列的分辨率等问题逐一说明。     

陆地上空大气温度廓线及地面辐射参数的卫星遥感

本文利用TIROS—N系列卫星HIRS—2资料，结合相应的无线电探空，提出了一个处理卫星遥感方程中地面辐射因子的新方法，在反演大气温度廓线的同时，还获得了地面温度及其比辐射率与统计反演方法得到的结果对比表明，本文的方法对低层大气的温度反演精度有明显的提高。地面温度及其比辐射率的结果也是合理的。     

大气科学的国际合作与变化中的大气

自十九世纪后期以来,在世界范围资料交换的基础上,已有可能由直接仪器测量来估计地球的平均地面温度。这些年来,提供温度记录的观测站在逐渐增加。有了这些温度记录,就有可能确定温度趋势。100年来的温度趋势曲线表明温度呈增暖的趋势,而去年(即1987年)是仪器记录上记载的最暖的一年。     

近百年来青岛气温变化及火山爆发,厄尔尼诺的影响

利用青岛近百年气温资料，揭示了青岛气温近百年来先后经历了押个变化时段，１８９８－１９３０年为冷期，１９３１－１９５０年为暖期，１９５１－１９７０年为冷，１９７１年以来为暖期。各月气温均存在在变暖的趋势，其中以春，冬季较明显。     

甘肃气候之最（5）

甘肃气候之最（５）陈敏连甘肃地面温度之最甘肃地面温度的高低分布与气温趋势一致，从数值上来说要比气温高，在夏季尤为明显。这是太阳辐射在夏季最强的原因。地温的变化与气温也一致，但各地极端最低地温要比极端最低气温低得多。年平均地面温度最高值在陇南亚热带和暖...     

英国CRU高分辨率格点资料揭示的20世纪中国气候变化

中国覆盖比较完整的台站观测始于1951年,1951年之前虽然有一些观测记录,但是残缺不全.所以要建立更长的气候序列就要吸收代用资料,但是代用资料可能与气候要素仅有一定程度的相关,不可能一一对应,因此应用代用资料重建的气候序列有一定的不确定性.英国East Anglia大学的Climatic Research Unit(简称CRU)通过整合已有的若干个知名数据库,重建了一套覆盖完整、高分辨率、且无缺测的月平均地表气候要素数据集,时间范围覆盖1901～2003年,空间为0.5°×0.5°经纬网格覆盖所有陆地.这套资料和中国已有的气候数据相比具有如下优点: 第一,中国西部20世纪前半期非常缺少观测,CRU资料尽管包含插值带来的误差,经比较仍可作为有一定信度的参考; 第二,中国现有的百年温度序列只是年或季分辨率,而CRU资料达到月分辨率; 第三,建立这个序列仅使用观测结果,做统计内插,不包括代用资料所带来的不确定性.因此,CRU的序列与用代用资料补充得到的序列在资料方面有较大不同,比较这两个序列,不仅可以进一步确认中国气候变化的特征,也可以彼此校正.结果表明:(1)CRU资料反映的全国年平均温度年际变化和考虑代用资料重建的序列吻合得很好,相关系数达到0.84;(2)区域尺度上,两者在10个典型分区的气温变率也相当一致,相关整体保持在0.8左右,仅新疆西南部和西藏西北部两者差异较大;(3)CRU资料揭示的中国年总降水量在1951～2000年的变化与160站观测吻合,相关系数达到0.93;(4)CRU资料的中国东部四季降水量和重建资料十分一致,秋季一致性最好,相关0.93;(5)CRU资料和重建的序列比较一致地表现出中国温度和降水年代际变化的主要特征,其给出的20世纪20年代中国大旱和20世纪40年代中国高温的空间分布与作者过去的结论相一致.这表明,作者过去重建的中国气候序列有比较大的可靠性,而CRU资料也提供了新的信息,特别是在20世纪前半期和中国西部.     

一次PM2.5化学污染过程的实况及气象要素影响分析

在收集NARR资料、ARB资料、Caltech站观测数据3类气象资料的基础上,对一次化学污染过程中PM2.5站点分布和时间演变特征进行分析,同时按照地理位置分布将13个观测站点分类,分析气象要素场对PM25区域分布形成和扩散的影响,并找出PM25与气象要素演变的相关性.结果表明:各类观测站的PM2.5浓度值主要以“单峰型”日变化特征为主,其中以城区站的特征最为显著,通常在早上09:00左右达到峰值,平均峰值质量浓度为56.6 μg/m3,而在下午18:00左右为谷值,平均谷值质量浓度为18 μ/一m3,风场、行星边界层高度、地面温度场和湿度场在PM2.5平均的峰值、谷值时段有明显差别;排放源和气象场的日变化规律是决定城区站PM2.5峰谷时段的主要因素;城区站、郊区站地面PM2.5质量浓度值与风速、行星边界层高度、地面温度呈现明显的负相关,与地面气压、相对湿度呈明显的正相关;山区站PM2.5质量浓度值与温度呈弱负相关、与相对湿度呈正相关,其它气象要素相关不明显.     

湖北一次大暴雨过程两个强降水时段的诊断分析与数值模拟

根据NCEP/NCAR再分析资料、常规观测和加密观测站资料以及FY-2C TBB资料,对2008年8月28-30日湖北暴雨过程两个强降水时段的大尺度环流背景和中尺度对流系统进行诊断分析。在此基础上,利用中尺度数值模式WRF的模拟结果对影响大暴雨过程两个强降水时段的中尺度对流系统和其他物理量场深入分析。结果表明：湖北大暴雨过程存在明显的两个降水增强阶段,它们发生与结束的时间近乎一致,并且第二阶段的强降水要比第一阶段强度更大;强降水第一阶段是由低涡切变与地面暖湿气流影响造成的,强降水第二阶段是由低涡切变、中低纬短波槽和地面冷空气共同影响造成的。两个强降水时段逐小时的降水与云团特征表明,雨团与云团的活动规律一致,其增幅均出现在晚上到凌晨时段。同时表明,β中尺度对流云团与此次暴雨过程关系密切;暖切变线自南向北影响第一时段降水增幅,西南涡中伸展出的冷切变线自西向东影响第二时段降水增幅,模式结果表明由冷切变线引起的第二时段降水增幅更大;两个强降水时段雨区上空均有较强的能量,强的水汽通量辐合贯穿整个降水过程,地面降水中心与其上空湿位涡大值中心有较好的对应关系。     

中国近40年极端气温和降水的分布特征及年代际差异

利用全国119（154）站1961-2000年逐日平均气温（降水）资料，采用世界气象组织（WMO）最近公布的极端气候指数，分析了中国近40a来极端气温和降水的分布及变化特征。结果表明：40a气温极端冷指数整体呈下降趋势，极端暖指数整体呈上升趋势，表现为气温变暖，与全球变暖一致，北方地区极端气温指数变化最大；比较了1961-1975年和1976-2000年2个子时段各极端气温指数的变化趋势，第一时段表现为气温变冷趋势，第二时段为气温变暖趋势。全国年降水量、中等雨日指数（R75％）、强降水日指数（R95％）和强降水比率指数（R95％tot）的整体线性变化为上升趋势，前2个指数地理差异明显，后2个指数地理差异不明显。在上述2个时段中，第二时段较第一时段的年雨日数减少，但强降水日数和平均降水强度增大，且极端降水正线性变化趋势范围比第一时段也增大。     

历史文献记录用于古气候代用序列的校准试验

<正>任何从自然环境(湖泊、石笋、树轮等)和人文记录取得的古气候代用资料都需要尽可能地与由不同途径得到的气候记录(包括器测、人文记录)进行对比,以进一步确认这些代用记录的气候含义解释的正确性和测量、推演     

气候变暖对全球农业的可能影响

人类活动导致大气中CO2急剧增加。根据1990年的监测，其浓度已达353ppm(parts petmillion的缩写，意即百万分之几)。比工业革命时期(公元1750～1800年)增加近25％，高于16万年以来的任何一年。目前每年仍增加1．8ppm(相当于0．5％)。     

1948-2000年ENSO事件与全球陆地年降水量的关系

用最新创建的全球陆地月降水资料(PREC／L)，研究了1948—2000年期间的ENSO事件与全球陆地年降水量的关系。对合成分析的结果进行了蒙特卡罗模拟检验。结果表明，暖事件年全球陆地年降水量大范围减少。显著地区是：赤道西太平洋区、中国华北、赤道中美洲区、孟加拉湾北部及尼泊尔、东澳大利亚区、印度西部及巴基斯坦南部、勒拿河以东地区、西欧及南极的威尔克斯等区域。在暖事件年，陆地年降水量增加地区不多，主要是南美的智利和阿根廷、东非索马里、肯尼亚和坦桑尼亚、中东的土耳其、伊拉克及伊朗、北非的利比亚和阿尔及利亚、西南非的纳米比亚及非洲南部的博茨瓦纳和津巴布韦。统计检验表明，暖事件年全球陆地年降水量减少面积比降水量增加面积要大，而且更为显著。研究还指出，ENSO的年代际变化对上述地区降水的年代际变化影响不明显。但是，80年代以后的暖事件对东澳大利亚干旱、中国华北干旱的影响比80年代前的影响要大。     

恢复近百年北半球500hPa高度场的试验

高空环流与地面温度、海平面气压等气象要素有密切联系,而较为完整的北半球地面温度及地面气压都可追溯到上世纪后期。根据观测的地面温度和气压资料利用逐步回归的多元统计方法,恢复１８７３年以来的北半球冬季和夏季５００ｈＰａ高度场,并用１９５１￣１９５７年的独立资料进行了检验,分析表明恢复方案是可行的。恢复的结果是可信的。     

地面温度与雪面温度对比

通过平行观测,对德州市气象局所辖的陵县(2003～2004年)、武城(2004～2005年)、德州(2006～2007年)3站冬季有积雪时,人工站与自动站的地面温度观测资料进行统计分析,得出有积雪状况下的β值(β=自动观测地面温度/人工观测雪面温度)。自动观测的地面温度更能代表实际地面状况,这种对比关系可为使用地表温度的水文及农业部门提供一个更加准确的地面温度使用参数β,以掌握地面温度的变化规律,为地能、地热、地水的预测与判断提供准确数据。     

美国西部的长期干旱变化

一些水文气候资料分析表明,美国西部正在经历着多年的严重干旱。然而,利用重建的覆盖美国西部大部分地区的过去1200年的网格化干旱资料进行分析,看出与更早时期出现的极端干旱和发生在公元800～1300年间(中世纪暖期(MWP))的大范围严重干旱相比,现在正经历的干旱还不算很严重。如果美国西部干旱程度的加强是一种对气候变暖的自然响应,那么任何将来温度增暖的趋势都将会加剧美国西部地区的长期干旱。