山东冷暖冬划分及其与ENSO的关系

基于1961—2020年山东省122站逐月平均气温资料、NOAA逐月海表温度资料以及NCEP/NCAR再分析大气环流资料,对山东强弱冷暖冬年进行了划分,分析了ENSO对山东冬季气温变化的影响.结果表明:山东冬季气温上升趋势明显,在20世纪80年代中期由偏冷阶段进入偏暖阶段,近年波动明显;去趋势项后,59 a中出现4个强...     

中国东部冬季温度异常偶极型模态的一个前兆信号

利用中国160站逐月温度、NCEP再分析、NOAA-CIRES 20世纪再分析以及NOAA海表温度等资料,分析了中国东部（100°E以东地区）冬季温度年际变化的主要模态,并重点研究了其中第2模态（即偶极型模态）的成因机理和前期信号。同时,也以2012～2013年冬季为例,探讨了这一温度异常模态的预测方法。研究主要发现:除中国东部大范围一致偏冷或偏暖模态以外,110°E以东的北方地区偏冷（暖）还经常对应着华南和110°E以西地区的偏暖（冷）,构成温度异常反向变化的偶极型模态。这种偶极型模态也是冬季气候变化的一个主要模态,2012～2013年冬季温度异常即属于这一模态。中国东部冬季温度一致型模态主要与前期秋季中东太平洋海温异常、亚洲大陆北部积雪,及其邻近的北冰洋地区海冰密集度异常联系紧密。而对于偶极型模态,海温的影响并不明显,前期秋季的东亚中纬度地区积雪、北冰洋斯瓦尔巴群岛、法兰士约瑟夫地群岛附近海域的海冰密集度异常,以及它们引起的表面温度异常分布可能具有重要贡献,其中北冰洋海冰密集度异常导致的该地区表面温度异常的影响可能更为重要。综合了海冰和积雪信号的前期秋季北冰洋—东亚温度差异（Arctic Ocean-East Asian temperature contrast,简称AE）指数与中国东部冬季温度异常偶极型模态具有显著联系,可以作为一个重要的预测因子。2012年秋季赤道中东太平洋海温的正常状态以及北冰洋暖异常和东亚中纬度地区冷异常的表面温度分布特征,都不利于中国东部冬季温度南北一致型异常的发生,而是有利于偶极型异常分布。利用AE指数可以有效地预测2012～2013年中国东部冬季温度异常特征。     

基于树轮资料的天山和阿尔泰山历史气候变化序列集成重建研究

为了解天山和阿尔泰山长期气候变化特征，利用基于树轮资料的25条历史气候序列，集成重建了天山和阿尔泰山近150 a的年降水量和夏季气温变化情况。结果显示：20世纪上半叶是天山区域极端气候年份频现时期，而阿尔泰山极端气候年份在20世纪上下半叶分布数量相当且在19世纪下半叶相对较少。两个山系极端低值气候年份的一致性更好,且与部分历史记录吻合。天山在过去150 a内大致经历了5个偏干时期和5个偏湿时期，以及3个偏冷时期和3个偏暖时期；阿尔泰山则经历了5个偏干时期和6个偏湿时期，以及4个偏冷时期和4个偏暖时期。此外，除均存在2～6 a左右的变化周期外，天山年降水量重建序列存在27～30 a和38～39 a的变化周期，夏季平均气温重建序列存在10.5 a、53.5 a和63.7 a的变化周期；阿尔泰山夏季均温存在12.6 a的变化周期。分析表明，ENSO对天山和阿尔泰山年降水量有显著影响，而太阳黑子数与阿尔泰山夏季气温呈滞后负相关关系。     

巴彦淖尔市冬季温度变化及背景特征分析

利用1962—2002年巴彦淖尔市8个站冬季11—2月平均温度资料,分析了全市冬季11—2月温度的异常空间分布特征和冬季温度的年代际变化及其对应的大气环流和西太平洋海表温度背景特征,并初步探讨了巴彦淖尔市冬季气温的年代际变化与华北地区和全国温度变化的关系。分析表明:1.巴彦淖尔市冬季温度空间上呈整体偏低或偏高的变化趋势;2.41年的温度变化具有显著的年代际变化特征,并以1986年为界,其中:1963—1985年为偏冷期,1986—2002年为偏暖期;3.整个冬季偏冷期和偏暖期的高空环流、西太平洋海表温度距平背景场有着明显的差异;4.在年代际变化特征上,巴彦淖尔市冬季温度变化与华北、全国的冬季气温异常有较好的一致性,与80年代中期以来的温度升高,表现为同步响应。     

青藏高原年代际气候变化研究进展

青藏高原是全球气候系统的重要组成部分.从降水、气温、积雪及能量源汇方面,系统地阐述了众多学者关于青藏高原年代际气候变化的研究进展.研究显示,近百年来高原的气温变化可分为4个阶段,即20世纪20年代之前偏冷,20～50年代偏暖,60～70年代气温下降以及80年代至今的持续偏暖;80年代前后全球性的暖跃变在高原气候变化上同样存在,而且更超前于北半球.全球变暖的环境下,高原降水趋于增加,高原积雪呈偏多状态.高原气候的变化还存在着明显的地域性和季节性差异.文中还综述了青藏高原的热源和地形作用对亚洲季风爆发、季风区降水等区域和全球气候变化影响的研究成果,并简要提出了研究中存在的问题和今后的科研方向.     

1470—2019年中国东部旱涝年代际变化及其与太平洋海表温度的关系

基于中国东部地区（30°—40°N,105°E以东）19个代表站1470—2019年旱涝等级序列、古气候代用资料定量重建的北太平洋海表温度年代际振荡指数以及Nino3.4指数,通过经验正交函数分解、小波分析和集合经验模态分解方法分析了中国东部旱涝年代际变化特征及其与太平洋海温的关系。结果表明,（1）1470年以来中国东部旱涝变化的主模态为全区一致型（方差贡献率为25.2%）,变率中心主要位于黄河中下游,其时间系数的小波分析和集合经验模态分解揭示出全区旱涝存在10—30 a的准周期;该模态长期趋势揭示17—18世纪中国东部整体偏涝,而19世纪以后出现干旱化趋势。（2）寒冷背景下中国东部旱涝一致变化更明显,在17世纪前、中期和19世纪中、后期的小冰期寒冷期全区一致型模态的方差贡献率为35%—40%,且这两个时段10—30 a的年代际变化信号尤为显著;而旱涝的变率中心则表现出冷期偏北,暖期偏南或偏西的特征。（3）中国东部旱涝的年代际变化与北太平洋和赤道中东太平洋海表温度异常有关,表现为偏涝（旱）气候对应于北太平洋海表温度年代际振荡的冷（暖）相位,以及年代际尺度上的冬季Nino3.4区海表温度的异常偏低（高）;在小冰期的寒冷期,旱涝的年代际变化可能与Nino3.4区海表温度异常关系更密切。      

新丰县冬季异常气候分析

利用异常度的概念对新丰县1960~2005年冬季气候进行分析,建立了冬季异常气候(干湿冷暖)划分标准,并根据天气气候原理对形成干湿冷暖异常冬季气候的平均环流形势、副高特征、ENSO事件等进行分析,得出了:新丰46年来冬季气温和降水量从持续偏冷、偏少到持续偏暖、偏多的年际变化周期,它与副高的年际变化是相对应的。冷(暖)冬前期夏季副热带高压持续偏强(弱),到秋季转为持续偏弱(强)。在EL N ino事件期间常出现暖冬和湿冬,而LA N ina事件期间常伴随冷冬等新丰冬季气候异常的特征及变化规律。     

东亚冬季风的年代际变化及其与全球气候变化的可能联系

对近年来中外关于东亚冬季风(EAWM)年代际变化问题研究进展做了回顾和评述,主要包括以下3个方面内容:(1)东亚冬季风明显受到全球气候变化的影响,从20世纪50年代开始,中国冬季气温经历了一次冷期(从20世纪50年代延续到80年代初中期),一次暖期(从20世纪80年代初中后期延续到21世纪初)和近10-15年(约从1998年开始)出现的气候变暖趋缓期(也称气候变暖停顿期)。(2)东亚冬季风主要表现出强-弱-强3阶段的特征,即从1950年到1986/1987年,明显偏强;从1986/1987年冬季开始,东亚冬季风减弱;约2005年之后,东亚冬季风开始由弱转强。与东亚冬季风的年代际变化特征相对应,东亚冬季大气环流以及中国冬季气温和寒潮都表现出一致的年代际变化。(3)东亚冬季风的年代际变化与大气环流和太平洋海表温度(SST)的区域模态变化密切相关。当北半球环状模/北极涛动(NAM/AO)和太平洋年代际振荡(PDO)处于负(正)位相,东亚冬季风偏强(弱),中国冬季气温偏低(高)。此外,北大西洋年代尺度振荡(AMO)对东亚冬季风也有重要影响,在AMO负位相时,对应东亚冷期(强冬季风),正位相对应暖期(弱冬季风)。因而海洋的年代际变化是造成东亚冬季风气候脉动的主要自然原因,而全球气候变暖对东亚冬季风强度的减弱也有明显影响。     

不同气候背景下新疆冬季极端冷(暖)事件的变化特征

利用1961—2013年新疆89站逐日气温和NCEP再分析高度场资料,分析了不同气候背景下新疆1961年以来冬季(12月—翌年2月)出现的极端冷(暖)事件年代际变化及与其相联系的环流特征。根据对新疆冬季极端冷(暖)事件的气候背景划分,认为新疆冬季极端冷(暖)事件在不同气候背景中都有明显的不同,全疆冬季极端冷事件存在随气候背景转变而发生区域一致变化的特征,但冬季极端暖事件的变化则有南北反相的区域差异。总体而言,新疆极端冷暖事件发生的日数趋于减少,极端冷暖事件强度也具有显著减小的趋势;北疆西部和天山两侧是气候极端性变化最显著的区域。从冷暖期环流特征的差异来看,北疆型极端冷事件减少的主要原因来自于突变后极涡减弱,而南疆型极端冷(暖)事件减少(增加)则主要受欧亚范围内大片正变高区的影响。     

石家庄近53a冬季气温变化特征

利用石家庄1955年1月至2008年4月逐日气温观测资料,分析讨论了石家庄冬季平均气温、寒冷日数、冷积温的变化特征以及冬季气温的突变和周期;研究了冬季变暖的背景下,石家庄冬季时间尺度的演变、冬季极端冷(暖)日的变化特征和严重冷(暖)冬的分布.结果表明:石家庄近53 a冬季气温明显上升,最低气温的上升对冬季增温的贡献较大,寒冷日数与冷积温均呈明显减少趋势;冬季气温在20世纪90年代发生突变,存在15 a和3 a左右的周期;近53 a冬季缩短了近4个候,主要体现在冬季结束时间的提前;冬季极端冷日日数呈显著减少趋势,极端暖日日数年际变化加大;严重冷冬均出现在20世纪80年代之前,而严重暖冬均出现在上世纪末到本世纪初.     

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.     

潍坊市暖冬气候分析

利用潍坊市丘陵、平原、沿海三种下垫面地区自有气象记录以来冬季（12-2月）平均气温、平均最高气温、平均最低气温等资料，对潍坊市不同下垫面地区近50年的冬季气温变化特征作了较全面的分析，结果表明：20世纪50-60年代为偏冷期，70-80年代为振荡期，90年代以来为偏暖期；冬季和冬季各月气温有增温趋势，特别是平均最低气温升高最显著；统计潍坊市的冷、暖冬年，发现：潍坊市暖冬年冬季海平面气压为负距平，东亚500hPa位势高度为正距平，西太平洋海温为正距平。     

近60年商洛市气温变化特征分析

利用商洛市7个国家气象站1961—2020年近60 a的日平均气温、月平均气温、月最高气温、月最低气温等资料,选取10种极端气温指数,采用线性趋势分析、Mann-Kendall非参数检验、累积距平法,对商洛平均气温、最高气温、最低气温的年际、年代际、季节变化特征,异常性及极端性进行了分析。结果表明：近60 a来商洛年平均气温、平均最高气温、平均最低气温的年际变化呈上升趋势,其中平均最高气温的线性倾向率最大;除平均最低气温冬季线性倾向率呈下降趋势外,平均最低气温的春季、夏季、秋季和年平均气温、平均最高气温四季变化均呈上升趋势,年平均气温、平均最高气温春季线性倾向率最大,平均最低气温夏季线性倾向率最大;季节气温的年代际变化特点为20世纪60—90年代为相对偏冷期,21世纪为相对偏暖期;通过M-K突变检验和累积距平法得出商洛年平均气温发生了由低温到高温的突变,突变时间在1987—1988年;分析平均气温异常性得出偏暖年份多出现在21世纪之后,偏冷年份多出现在20世纪90年代以前,尤其集中在60年代中期左右,秋季偏暖年份最多,春季偏冷年份最多;近60 a极端最高气温有显著的年际变化,暖夜日数呈增多趋势,冷夜日数呈减少趋势,暖昼日数较冷昼日数增多明显,昼指数变化较夜指数变化明显,热指数呈上升趋势,冷指数呈下降趋势,进一步说明商洛呈增温趋势。     

十五世纪以来南方涛动指数与北太平洋海温场的重建

本文利用中国近五百年旱涝等级资料，用典型相关的方法重建了15世纪以来的南方涛动指数（SOI）和北太平洋海温（SST）场。在SOI的重建中校准了1913—1973年校准期方差的40%，在1852—1912年的独立验证期验证了方差的20%；在北太平洋SST的重建中校准的方差较高，其中赤道东太平洋SST的校准方差达60%，在近100年的定性检验中效果也很好。说明用中国历史时期的旱涝资料能够在一定程度上重建出历史时期的ENSO事件。通过对15世纪以来SO和SST重建值的分析发现，ENSO事件不但具有明显的周期性，而且还有250年左右的阶段性变化。SO和SST不仅存在2—7年公认的周期，而且历史上SO还有10.6年、赤道东太平洋SST还有25—28.5年及100年左右与太阳活动有关的周期、进一步分析还得出，18，19世纪及20世纪前期SO低指数事件发生相对较少，15世纪后期、16、17世纪及20世纪后期SO低指数事件发生较多；且历史上的低指数多发期与气候上的冷期一致，而低指数少发期则与气候上的暖期一致；气候上的干旱（湿润）期则与东太平洋长期偏冷（暖）、西太平洋长期偏暖（冷）相对应。     

陕北地区不同时相TM遥感图像的镶嵌

利用山西省6个有代表性的气象观测站1951年～2000年的气温与降水资料，分析20世纪后半叶山西地区的气候变化，结果表明：山西地区气温呈上升趋势(0．26℃／10a)，特别是90年代增温十分明显，1999年是这50年来最暖的一年。以70年代中期为界，将山西分为冷、暖两个阶段，前期为冷期，后期为暖期。50年来降水量呈明显减少趋势(-15．1mm／10a)。     

江苏省冬季气温、降水年代际异常及相关分析

利用NCEP/NCAR再分析资料和江苏省冬季气温、降水资料,运用带通滤波、经验正交分解(EOF)和相关分析等方法,分析了江苏省冬季气候年代际异常及同期气温与降水的相关特征.结果表明:江苏省冬季气候的年代际变化具有很好的空间一致性,表现为全省整体偏暖(偏冷)和偏涝(偏旱)的趋势;冬季气候存在明显的年代际突变,时间在1980s中期前后,平均气温从偏冷时期向偏暖时期转换,降水由偏少期向偏多时期转换.通过冬季同期降水和气温的相关分析发现,降水和气温具有一定的正相关性,而他们的年代际分量的正相关性更为显著,这与冬季大气环流场和海温场的年代际变化有密切的关系.     

全球气候变暖背景下兰州地面平均气温的变化

利用兰州1932-2002年逐月地面月平均温度资料，分析了兰州71年来温度的基本气候特征、年代际变化、突变、异常冷暖和变化趋势等。分析表明：71年来年和四季气温大体都经历了两个暖期和一个冷期．第一暖期的增暖主要在春、夏、秋季。冬季则处在冷期中；第二暖期首先从冬季开始，四季间相隔1～2年后陆续大幅度增暖．第二暖期增暖幅度明显高于第一暖期，持续时间也长于第一暖期。最大的特点是四季同时增暖，冬季增暖幅度最大。1960年代是最冷的10年，以夏季降温最为明显；1990年代是最暖的10年，以冬季增暖最为明显。1990年代发生异常的频次最高，其次是1960年代和1970年代，最少的是1980年代。71年来．兰州年平均气温以1．4℃／100a线性趋势上升，高于北半球和全国水平，近10年冬秋季增温率最大。     

我国前冬和后冬气温年际变化的特征与联系

基于我国160个台站观测的月平均地面气温资料,通过考察冬季各月气温之间的联系将11月和12月划分为前冬,次年的1月至3月划分为后冬,并利用160站资料和NCEP/NCAR再分析资料,通过经验正交函数 （EOF,empirical orthogonal function）分解和依赖于季节的EOF（SEOF,season-reliant EOF）分解对近62年来我国前冬和后冬气温各自的年际变化特征、它们之间的联系以及对应的大气环流进行了分析。结果表明,我国前冬和后冬气温年际变化的前两个EOF模态在空间上均表现为全国一致的变化和南北相反的变化;其时间系数的分布表明,当前冬出现全国性偏暖（冷）或北冷（暖）南暖（冷）的气温异常时,后冬出现类似气温异常和相反气温异常的概率均在50%左右。进一步,通过SEOF分解得到了年际变化时间尺度上我国冬季气温演变的两个主要模态。第一模态（SEOF1）为前冬到后冬同相演变型,即前冬全国一致偏暖（冷）时后冬亦全国一致偏暖（冷）,该模态在20世纪80年代中期有明显的年代际增暖;第二模态（SEOF2）表现为前冬到后冬反相演变型,即前冬全国一致偏冷（暖）而后冬全国一致偏暖（冷）,该模态以年际变化为主。对环流场的分析表明,中纬度大气过程特别是大气遥相关型的变化是同向和反向两种演变模态产生的主要原因。SEOF1的环流表现为对流层中层斯堪的纳维亚遥相关型在整个冬季的持续性同号异常,与此相伴的海陆气压差强度和东亚高空急流强度的变化使得前、后冬中的东亚冬季风环流呈一致加强或减弱,从而引起同相演变模态。SEOF2的环流在前冬表现为欧亚遥相关型的特征,整个对流层的变化都很显著,而后冬的环流信号主要在对流层中低层显著,此时表现为类似斯堪的纳维亚遥相关型的特征且符号发生了反转,从而引起反相演变模态。     

前期热带太平洋次表层海温异常与东亚夏季风的可能联系

利用1979—2012年日本气象厅次表层海温资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析了前期冬季热带太平洋次表层海温与东亚夏季风的关系,并讨论了其可能机制。结果表明,前期冬季热带太平洋次表层海温与后期东亚夏季风强弱有显著的相关关系。冬季次表层海温呈现东正西负的类El Nio分布型时,夏季副热带高压偏强,西北太平洋地区受反气旋型环流控制,能将大量的水汽输送到长江和淮河流域,有利于水汽在该区域辐合,为夏季降水偏多创造了条件,此时东亚夏季风活动整体偏弱,反之亦然。但类El Nio分布型对东亚夏季气候变化的影响较类La Nia分布型更显著。此外,冬季热带太平洋次表层海温可能通过其自身能够持续性地影响东亚—太平洋地区的大气环流异常,次表层海温随季节变化有明显的发展和移动趋势:冬季西太平洋暖池次表层冷(暖)海温不断堆积,沿温跃层向东传播使得中东太平洋次表层海温逐渐变冷(暖),冷(暖)海温上翻加强使得海表温度异常,进一步影响到西太平洋副热带高压的位置和强度,并在东亚地区形成经向遥相关波列,通过西北太平洋地区异常反气旋(气旋)环流的作用,影响东亚地区大气环流以及气候变化。     

南京56年来冬季气温变化特征

利用南京市1951年1月—2007年4月逐日气温观测资料, 分析讨论了南京56年冬季平均气温、极端最低气温、冷积温和低温日数的变化趋势和特征, 探讨了南京冬季气温的年代变化和冷冬、暖冬的分布。结果表明: 56年来南京冬季平均气温是明显上升的, 而极端低温和冷积温上升更为显著; 南京20世纪50年代和60年代为冬季低温期, 冷冬皆分布在80年代以前, 90年代以后没有冷冬, 多为暖冬, 近10年为两年一遇, 80年代以来南京冬季明显升温, 90年代以来的南京冬季出现了持续的偏暖异常。