气候和气候变化领域的研究进展

该文回顾了过去几十年来中国气象科学研究院在气候和气候变化研究方面的成果, 主要包括对我国历史气候资料的恢复、重建和整理, 气候区划, 对我国气温和降水的研究, 对青藏高原温度和降水、近地层与边界层地-气过程, 大气热源特征和臭氧变化的研究, 古气候模拟, 对气候变化的预测理论和方法以及气候和气候变化对我国社会、经济的影响等方面的研究。近50年中国气象科学研究院收集大量气候资料并整理出版了《中国近五百年旱涝分布图集》; 对风能等资源进行了气候区划; 明确了近几十年中国地区在20世纪40年代和90年代出现了两个暖期, 20世纪50—60年代出现了相对冷期; 在全球变暖的背景下, 以四川为中心的西南地区自20世纪50年代到80年代一直在变冷; 20世纪80年代以后, 多雨带由华北南移到长江中下游地区; 提出青藏高原近地层与边界层地-气过程的综合物理图像; 发现青藏高原夏季臭氧低值中心; 模拟出青藏高原隆起过程中中国气候变化特征; 揭示出东亚季风环流系统及其成员; 设计了多种预报方法; 还将气候和气候变化研究成果向国家经济转化。     

我国短期气候预测的业务技术发展

首先概述了我国短期气候预测技术和业务现代化发展的历史。近40多年来，我国短期气候预测业务技术经历了经验统计分析、数理统计分析、物理统计分析、动力与统计相结合4个主要发展阶段。其次分析了“九五”以来我国短期气候预测技术的新进展，通过“九五”攻关研究，增强了我国短期气候预测的物理基础、综合决策和业务预测能力，初步实现了动力与统计相结合，提高了自动化、客观化、可视化水平。最后探讨了未来我国短期气候预测技术发展的几个主要问题，一方面要大力发展动力气候模式，另一方面要不断改进提高物理统计方法，在汛期降水物理统计预测方法的研究中，应重点加强主导因素、中纬度环流异常、海洋与大气相互作用、年代际气候背景与年际气候异关系的研究。     

中国气候预测研究与业务发展的回顾

天气预报是指一周内至两周时间尺度的气象预报,而月季及以上时间尺度的预报则属于气候预测范畴。中国的气候预测起步很早,无论在研究工作中还是在业务应用上都取得了显著成就。文中扼要回顾了这些研究和业务发展成就,重点包括:对于季风和梅雨、寒潮的早期认知和后期研究发现、早期气候预测业务发展概况、动力气候预测的早期探索、动力-统计气候预测方法的研制和应用、气候预测模式的发展以及初始化和多模式集合预测、东亚气候系统变异的全方位探索、气候预测范畴的不断拓展和气候预测研究的不断创新。也对未来气候预测研究和业务发展提出了几个重大挑战性课题,涉及不同时间尺度气候变异过程之间的相互作用、季节内至年代际气候预测、气候系统模式及初始化、动力-统计相结合的气候预测方法等方面。      

南涝北旱的年代气候特点和形成条件

通过研究最近50年我国夏季降水分布的年代际及年际气候变化特征，以及对20世纪90年代至今夏季旱涝趋势的对比分析，讨论了夏季主要雨带位置南移的气候趋势，以及亚洲大陆高压、ENSO事件对夏季降水的影响关系。结果表明，20世纪90年代后期开始我国夏季旱涝分布气候态发生较大的变化，这可能预示夏季进入南涝北旱的年代气候时期。这些结果对于降水的年代气候预测和短期气候预测都具有重要意义。     

我国短期气候预测的业务技术发展

我国是世界上开展气候预测研究和业务较早的国家之一。早在20世纪30年代,就进行了有关中国旱涝等方面的研究,50年代末正式发布短期气候预测服务,60年代开始,我国每年都要召开由气象业务部门主持的全国汛期气候趋势预测会商会,参加单位除国家级、区域级、省级气象业务部门外,还有科研、高校、水利等单位,一直坚持至今,从未间断。     

两个30年气候平均值的差异及其对气候业务的影响

对陕西短期气候预测业务使用的39个气象站气候要素1971～2000年平均值与1961～1990年平均值进行比较,发现大部分地区年平均气温升高,晴天日数增加;年降水量、阴天日数、降水日数、年日照时数减少;年大风日数、沙尘暴日数、冰雹日数、雷暴日数减少等。把两个平均值放在长序列中分析,发现某些气象要素最近的气候平均值的差值在20世纪80～90年代期间的5～6个气候平均值每两个相邻平均值的差值中是最大的,说明陕西20世纪90年代气候较60年代干燥、温暖,且90年代气温高、降水少的特点十分突出。还对某些要素平均值改变对气候影响评价、气候预测业务产生的影响进行简要分析。     

全球气候变暖与温室效应

近百年来,地球气候交替出现了若干冷暖时期.中国科学院大气物理研究所和中国气象科学研究院的专家指出,20世纪中国气候变化的总趋势是,前期(40年代中期之前)气候偏暖,中期(40年代后期至70年代)气候偏冷,后期(80年代至90年代)气候再度偏暖.联合国气象组织宣布,20世纪10个最暖年都出现在1983年以后,其中有7年在90年代,1998年成为20世纪最暖的年份.据我国国家气候中心提供的分析结果,1987年以来,我国北方连续13年出现暖冬,冬季平均气温比常年偏高1～2℃,局部地区某些年份偏高达3℃以上.这一气候变暖趋势与全球气候变暖趋势是一致的.据各国政府间气候变化委员会(IPCC)1995年的科学评估报告,近百年来,由于人类活动的影响,全球气候逐渐变暖,其平均气温上升了0.3～0.6℃,且以中纬度地区变暖较为显著,一年之中以冬季变暖较为显著,一天当中以夜间最低气温的升高较为突出.     

提高气候预测准确率的有效途径

文中给出了目前我国干旱气候预测的水平和使用的主要方法。指出数值模式的预测方法不仅具有明确坚实的物理基础。而且具有客观、定量的优点。是气候预测方法的一个新的发展方向。20世纪90年代以来，高分辨率的区域气候模式的发展为区域气候的模拟和预测研究带来了新的希望。发展适合西北地区的高分辨率区域气候模式，是目前西北地区气候规律及其预测研究迫切需要解决的科学问题。     

美国第20届气候诊断年会

文章介绍了１９９５年１０月在西雅图召开的美国第２０届气候诊断年会，着重讨论了如下８个问题：气候变暖，ＥＮＳＯ影响，全球降水分析，年代际气候变率，ＥＮＳＯ预测，数值气候预测，统计气候预报及气候模拟。     

小概率气候事件预测新方法

为了发展我国短期气候预测工作，改善我国中、长期天气预报方法，提高短期气候预测准确率，经“普适线性模式——关于概率分布的模拟和气候数值研究暨气候研究的统计方法学术讨论会”商议，并征得普适线性模式研制者的同意，拟将英国伦敦大学学院统计科学系的“普适线性模式”在我国气象部门推广应用。该模式容纳参数量大，     

辽河平原5～10a的气候影响诊断预测试验

利用沈阳地区 50a资料 ,以旱涝灾害过程为预测对象 ,提出了用气候灾害过程相关的异常现象演变规律 ,进行气候诊断分析 ,可提前预测辽河平原 5～ 10a的气候年景和气候灾害年。对 20世纪 90年代辽河平原的2次严重灾害过程均提前预测出来 ,并对未来 10a的气候灾害进行了预测     

短期气候预测方法综述

1引言国外不少国家开展短期气候预测的研究与业务已有几十年历史。目前大多数国家（包括我国）业务预报仍以经验统计方法为主，预报效果不稳定。80年代以来。有关气候变化物理成因及其机制的研究，为短期气候预测尤其是动力模式的发展提供了物理依据，有的已成为短期气候预测很有用的工具。一些发达国家在进行动力模式的研制和气候模拟方面发展很快。为更好开展短期气候预测的研究，有必要了解其发展现状。但限于篇幅，本文只能对短期气候预测的较新进展作比较详细的介绍。2短期气候预测方法2．1经验、统计方法经验方法仍以天气气候的相似相…     

苏南地区高温特征

常州处于长三角地区中心地带,利用常州1952—2016年最高气温,采用小波分析、功率谱分析以及气候趋势系数、气候倾向率等气候诊断方法,从高温日数、年平均最高气温、年极端最高气温等方面分析了苏南地区近65年高温的气候变化规律和周期性特征等。结果表明:高温日数呈现年代际波动特征,20世纪50—80年代下降,80年代后呈增加趋势;21世纪00年代与20世纪80年代的高温日数存在极显著性差异,与20世纪70年代的高温日数存在显著性差异;平均最高气温经历了升温、降温、缓慢升温、快速升温几个年代际变化阶段,总体呈增强趋势。高温日数年际变化大,最高值与最低值相差48d。无论是年高温日数、年平均最高气温还是年极端最高气温,气候趋势系数和气候倾向率均大于0。年平均最高气温呈现15a年代际周期变化特征。     

近20年我国气候监测诊断业务技术的主要进展

气候监测诊断是了解气候系统变化及其成因的重要手段。经过二十多年的发展,目前国家气候中心建立了一套多时间、多空间尺度的气候系统监测诊断业务系统,并且在业务应用中不断发展和完善。同时,加强了关键异常信号及其对我国气候异常的影响机理的研究,在海温、冰雪、土壤温湿度、大气低频振动、北极涛动、季风、平流层异常等对我国气候影响的监测诊断等方面提出一些新理论、新技术和新方法,并在业务中得以应用。本文回顾了近20年来我国气候监测诊断业务的发展历程,介绍了我国气候监测诊断业务的技术现状,重点总结了近些年来在实时气候监测诊断业务中发展和应用的一些新技术和气候异常机理。     

“提高短期气候预测质量研讨会”情况介绍

1　会议概况全国“提高短期气候预测质量研讨会”于 1999年 11月11～ 13日在北京召开 ,中国科学院院士陶诗言、曾庆存和北京大学地球物理系王绍武教授参加了会议并发表了意见 ;中国气象局局长温克刚、副局长李黄在会上讲了话。参加会议的还有中国气象局预测减灾司、国家气候中心、国家气象中心、国家卫星中心、中国气象科学研究院等部门的领导和专家及各区域中心和部分省的短期气候预测专家近 70人。2　会议主要内容这次会议既是对目前短期气候预测业务水平的检查和回顾 ,也是对 2 1世纪短期气候预测业务发展方向的重要研讨 ,特别深入总结和…     

大样本初始化十年际预测试验（CESM-DPLE）对东亚夏季气候预测的评估

基于气温和降水观测资料以及美国国家环境预报中心/国家大气研究中心（NCEP/NCAR）大气再分析资料,系统评估了大样本初始化十年际预测试验（CESM-DPLE）对1959—2016年东亚夏季气候预测的能力。结果表明,CESM-DPLE能较好地模拟东亚夏季气候以及相关主要大气环流系统的基本态特征,在年际尺度上对东亚气温有很高的预测技巧但对降水几乎没有预测能力。CESM-DPLE再现了北大西洋多年代际振荡（AMO）经由激发遥相关波列所引起的中高纬度大气环流、东亚夏季风和气候的异常。20世纪90年代末之后,北大西洋多年代际振荡由冷位相转为暖位相,遥相关波列位相调整,东亚受异常低压控制,东亚夏季风偏强,夏季气温偏高、降水偏多。总体上,尽管还存在着不足,但CESM-DPLE对东亚夏季温度年际变化以及与20世纪90年代末北大西洋多年代际振荡位相转变相联的东亚夏季气候年代际变化具备一定的预测能力,是目前研究和预测东亚气候变化的一套较好试验数据。      

美国第21届气候诊断与预测年会

文章介绍了１９９６年１０月２８日到１１月１日在美国亚拉巴马州的亨茨维利召开的美国第２１届气候诊断年会，着重讨论了如下７个问题；当前的气候异常、亚洲季风与ＥＮＳＯ、年代际气候变率、两到月尺度数值预报、季度数值预测研究、带地区的统计预报及气候业预报。     

辽河平原5～10a的气候影响诊断预测试验

利用沈阳地区50a资料,以旱涝灾害过程为预测对象,提出了用气候灾害过程相关的异常现象演变规律,进行气候诊断分析,可提前预测辽河平原5～10a的气候年景和气候灾害年。对20世纪90年代辽河平原的2次严重灾害过程均提前预测出来,并对未来10a的气候灾害进行了预测。     

诊断天气气候时间序列极值特征的一种新方法

将平稳过程的交叉理论用于天气气候极值分析,提出了一种诊断天气气候时间序列极值特征量的新方法,在正态假设下,推证出天气气候记录中,极值出现频数、持续时间和等待时间的估计公式,论证了极值出现频数与其频谱结构的对应关系及其相互推算方法.实例应用表明,其理论计算值与实测值相当一致,这种方法对于气候变化诊断与预测和天气预报具有很强的实用价值.     

近年来我国短期气候预测中动力相似预测方法研究与应用进展

鉴于当前短期气候预测中,纯粹使用动力学方法尚不能完全满足气候预测业务的需要,因此有必要在策略上采取动力和统计相结合的办法.在具体实现手段上,简要介绍了从历史资料中提炼预测信息,发展了一种基于历史相似误差订正的相似—动力短期气候预测新方法.分别在月、季节以及ENSO等短期气候预测领域相继开展了试验和应用,取得了—些令人鼓舞的初步结果,为下一步深入开展有关短期气候预测科学的研究提供了些许借鉴.