上海气温变化及城市化影响初步分析

为研究在全球变化背景下上海市区气温变化规律和城市化进程对其影响,分析了上海市区气温对全球变暖的响应,对比了市区和郊区气温在不同气候背景下的变化趋势,采用与郊区台站对比法分析了上海市区气温城市化效应,研究了城市化进程与气温各分量长期变化趋势之间的关系,将高空与地面观测资料相结合,定量估算了城市化效应对平均气温的贡献,初步讨论了气温的城市化效应成因。研究结果表明：1873~2004年上海市区年平均气温的长期变化趋势为1.31 ℃/(100 a),在1921~1948年和1979~2004年两个时期增温明显,其中第二段增温强于第一段;与郊区站点相比,市区在降温期内降温最小,增温期内升温幅度最大;城市发展导致市区和郊区气温有显著差别且温差逐年加大,其中平均气温和最低气温在秋季的差别最大,最高气温市区和郊区之间差别在夏季最大;城市化进程加快了地面气温升高的速率,其中以最低气温最为明显;在1980年代城市化效应使上海市区年平均温度平均升高0.4 ℃,在1990年代平均升高1.1 ℃。     

近50a青海西宁气温变化特征

利用西宁市1961～2010年年平均温度、平均最高最低温度、极端最高最低温度,研究西宁气温变化的气候特征。结果表明,近50 a来西宁市4季和全年的平均气温都呈上升趋势,近些年来略有回落,其中冬季增温最明显。西宁市最高最低气温变化在线性增温趋势的稳定性、倾向率和突变现象均有明显的非对称性特征:各季节的平均最高气温的线性趋势均稳定,平均最低气温在冬季和夏季线性增温趋势稳定,最高气温的倾向率在各个季节或年平均上比最低气温的倾向率大得多,冷季的线性倾向率明显大于暖季;极端最高气温线性趋势呈上升态势,极端最低则为弱的下降趋势;极端最低和年平均最低气温突变发生较早,在1963年附近,极端最高和年平均最高气温突变时间大体一致发生在1990年代。     

近50a廊坊地区气温变化及其与城市发展的关系

利用1964—2011年廊坊9个气象观测站的日平均气温数据,分别利用可行性倾向估计、累计距平、M-K检验三种分析方法,分析了廊坊地区近50 a气温的气候变化特征;并通过统计分析,研究了廊坊地区年平均气温与全社会固定资产投资总额、城市总人口数、国内生产总值三项城市发展指标的关系。结果表明:廊坊市人口、GDP、全社会固定资产投资总额均与年平均气温显著相关。近48 a来,廊坊城区站与郊区站的温度差成逐步减小趋势,受城市化影响,廊坊地区年平均温度呈缓慢上升趋势,空间分布特征郊区站低于城区站,城区站每10 a增温0.5℃,郊区站每10 a增温0.41℃,10 a总增温0.42℃。     

大兴安岭地区近30 a气温变化特征分析

全球气候变暖的大背景下,气温变化愈发受到人们关注。基于1993-2022年大兴安岭地区6个国家气象站气温观测资料,采用线性趋势法、MK突变检验法等分析探究大兴安岭地区以及漠河市近30 a气温变化特征,为林区经济发展和防灾减灾决策气象服务提供科学依据。结果表明,近30 a大兴安岭地区年平均气温增温速率为0.23℃/10 a,年最低气温呈上升趋势,年最高气温呈下降趋势;四季气温均呈上升趋势,其中春季增温速率最大,秋季次之,冬季最小;气温呈北低南高。所辖漠河市年平均气温增温速率0.4℃/10 a,年最低气温呈上升趋势,年最高气温呈下降趋势,其年平均气温存在明显的突变现象,突变起始年份2014年。     

淄博60a气温和降水量变化趋势分析

利用1954—2013年淄博观测站平均气温和降水量资料,运用线性拟合、滑动t检验、Mann-Kendall突变检验和小波分析等方法,对气温和降水量的变化特征进行分析。结果表明：年季平均气温均呈上升趋势,其中冬季增暖最明显,年平均气温在1987年发生增温突变。降水量较气温变化复杂,没有明显突变点,总体呈减少趋势,季节变化差异大,表现为春季降水量明显增加,秋季减少。年平均气温主要存在30a 和8a 左右周期性变化,年降水量主要存在11a和3a左右周期性变化。     

城市化对华北地区最高, 最低气温和日较差变化趋势的影响

利用华北地区255个一般站和国家基本、 基准站1961\_2000年的实测资料, 经过质量检验和均一性订正后, 将所有台站根据人口和台站地理位置分为5个类别, 分析了这5个类别台站和国家基本、 基准站地面平均气温、 最高、 最低气温的年和季节变化趋势以及城市化影响。结果表明： 华北全部台站的年平均气温、 最高、 最低气温均呈增加趋势, 且以最低气温上升最为明显, 导致年平均日较差呈现明显下降。就城市化影响而言, 平均气温、 最低气温变化趋势中城市热岛效应加强因素的影响明显, 但城市化对最高气温趋势影响微弱, 个别台站和季节甚至可能造成降温。在国家基本、 基准站观测的年平均气温和年平均最低气温上升趋势中, 城市化造成的增温分别为0.11℃·(10a)-1和0.20℃·(10a)-1, 对全部增温的贡献率分别达39.3%和52.6%。各类台站的四季平均气温和最低气温序列中城市化影响均造成增温。城市化增温以冬季为最大, 夏季最小。城市化还导致乡村站以外的各类台站日较差减小, 近40年华北地区国家基本、 基准站年平均和秋、 冬季平均气温日较差明显下降均由城市化影响造成的。     

1951—2005年营口市气温变化特征分析

对1951—2005年营口市年和逐月平均气温和极端气温变化特征的分析表明：近55 a来营口市年平均气温呈递增趋势,其中平均最低气温的增温趋势最强、平均气温次之、平均最高气温最弱。极端最高气温与年平均气温的变化趋势不同,呈现出前30 a递减、近30 a递增,近20 a气候变暖更为突出;各月极端最高气温变率差异不明显。近55 a营口市年极端最低气温呈递增趋势,近30 a较近55 a显著递增,但近20 a则稳定少动;各月极端最低气温均呈递增趋势,冬季递增趋势最强、夏季最弱;城市化发展及工业化引起的热岛效应是营口市显著增温的重要原因,而全球变暖的大背景则进一步加强了增温趋势。     

1951—2010年大连市气温变化特征

利用1951—2010年大连市气温资料,采用气候趋势系数和气候倾向率、Mann-Kendal1突变分析等方法对年和季平均气温、最高最低气温变化特征进行了分析和突变检验。结果表明：大连市年和季平均气温呈上升趋势,进入21世纪,升温趋势有所减缓;大连市年平均气温的增温速率为0.33/10 a,明显高于近50 a中国平均增温速率0.22/10 a,更高于近50 a全球平均0.13/10 a的增温速率。大连市平均气温的升高主要发生在春季和冬季;年平均最低气温的升温幅度大于年平均最高气温的升温幅度;年、季平均气温存在突变,突变始于1987—1990年前后,突变前后平均气温均值相差较大;年、季平均最高气温和最低气温大都存在突变,但秋季平均最高气温无突变。     

1951---2005年营口市气温变化特征分析

通过对1951--2005年营口市逐年和逐月气温变化特征分析,结果表明：近55a营口市年平均气温呈递增趋势,其中平均最低气温的增温趋势最强、平均气温次之、平均最高气温最弱。极端最高气温与年平均气温的变化趋势不同,呈现出前30a递减、近30a递增,近20a气候变暖更为突出;各月极端最高气温变率差异不明显。近55a营口市年极端最低气温呈递增趋势,最近30a较近55a显著递增,但近20a则稳定少动;各月极端最低气温均呈递增趋势,冬季递增趋势最强、夏季最弱。城市化发展及工业化引起的热岛效应是营口市显著增温的重要原因,而全球变暖的大背景则进一步加强了增温趋势。     

武汉市城市热岛强度非对称性变化

利用武汉市区气象站及其周边4个县气象站1960-2005年的气温资料,计算了46 a及分时段的季节和年平均气温、平均最高和最低气温倾向率,城市热岛强度倾向率及其贡献率。结果表明：46 a来,城区和郊区的平均气温均以上升趋势为主,最低气温增幅最大,最高气温增幅最小,甚至下降;冬季增幅最快,夏季增幅最慢,甚至下降,这是第一类非对称性。 城市热岛效应也存在增强趋势,以年平均、最低和最高气温表示的城市热岛强度倾向率分别为0.235℃/10 a、0.425℃/10 a和0.034℃/10 a,热岛效应贡献率分别达到60.4%、67.7%和21.8%,这是第二类非对称性。 46 a来的增温和城市热岛强度加强主要是最近23 a快速增温所致,进入本世纪增温进一步加剧。 摘要 计算了武汉市气象站、周边4县气象站平均的1960～2005年间以及前后两半时段四季和年平均、最高、最低气温倾向率,城市热岛强度倾向率和贡献率。结果表明：1）46年来,城区和郊区的平均气温均以增趋势为主,平均气温倾向率为正,最低气温增幅最大,最高气温增幅最小甚至下降,冬季增幅最快,夏季增幅最慢甚至下降,这是第一类非对称性;2）城市热岛效应也存在增趋势,以年平均、最低、最高气温表示的城市热岛强度倾向率分别为0.235、0.425、0.034 ℃/10a,热岛效应贡献率分别达到60.4%、67.7%、21.8%,这是第二类非对称性,3）46年来的增温和城市热岛强度加强主要是后23年快速增温所致,前23年气温变化不明显。武汉市气象站气温资料严重地保留着城市化影响,建议尽快迁站。 关键词 城市热岛强度 最高气温 最低气温 非对称性变化     

城市化进程对气温变化的分析——以北京、郑州、南京、杭州城市为例

基于城市热岛效应概念的基础之上,针对北京、郑州、南京、杭州4个城市,采用以城郊对比方法(UMR)为主,结合相关系数权重方法来建立对比站序列,分析1980—2009年30a内年平均气温、日较差年平均气温、最高气温年平均、最低气温年平均的变化特点,以及这4个要素20世纪80、90年代和21世纪00年代上升或下降趋势的比较,分析了城市化与气候变化之间的关系。结果表明:城市化使得城市有明显的增温效应,对最低气温年平均的增温效果最为明显,年平均气温次之,最高气温年平均最不明显;日较差年平均气温有下降趋势,表明城市化使得夜间气温上升,日较差减小;在年代际的比较中20世纪90年代的城市化对气温的影响最为显著。     

锦屏县1961—2008年气温变化分析

通过一元线性回归、滑动平均等方法,对锦屏县1961-2008年近48 a来的平均气温、平均最高气温及平均最低气温变化进行分析。结果发现,近48 a来,锦屏县的年平均气温呈上升趋势(0.132℃/10 a),特别是90年代增温明显,且冬季变暖趋势大于夏季。年平均最高气温与年平均最低气温也呈上升趋势,但最高气温的增速(0.075℃/10 a)慢于最低气温的增速(0.204℃/10 a)。     

济宁市城市化对气温的影响

利用1981—2010年济宁及周边郊区3县台站的气温资料,研究分析了济宁城区、郊区的气温变化趋势和特点,并探讨了城市化发展对济宁城郊温度的影响。研究发现：（1）近30a来,尽管济宁城区、郊区最高气温、年平均气温、最低气温均呈显著增加趋势,且增温幅度依次增大,但城、郊气温增幅有所差异。其中,年平均气温、最低气温增温幅度郊区高于城区,而最高气温增幅二者相差不大,这表明城市化发展对最低气温的影响最大。此外,一年之中城、郊增暖均表现为：冬季、春季增幅最大,秋季次之,夏季最弱,且城、郊温差逐渐缩小;（2）济宁城市热岛强度总体呈上升趋势,但不同年代、不同季节变化趋势不尽相同。其中,1980年代热岛上升微弱,总体低于平均水平,而1990年代维持在一个较高的水平,2000年以后又明显下降;除秋季外,热岛强度均呈现缓慢上升趋势,其中冬季最强,夏季最弱。城市热岛效应具有明显的季节和日变化特征,表现为：冬半年明显高于夏半年,白天明显低于夜间;（3）济宁市区人口和建成区面积与城市热岛具有很大的相关性,两者的相关系数分别为0．81和0．75。     

南京极值温度长期变化及其与平均温度的关系

利用1951—2009年南京日平均气温、日最高气温以及日最低气温等资料,分析了南京日最高气温和最低气温的长期演变趋势及其与平均温度的关系。结果表明：近60 a来,南京年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈变暖趋势,20世纪90年代增温尤为明显;日最高气温,除夏季表现为降温趋势外,其他季节均为升温趋势;而四季平均气温和平均最低气温均为增温趋势;夏季气温日较差下降趋势明显,导致夏季昼夜温差减小;极端高温、低温的发生日数均呈下降趋势。极端气温与平均气温之间存在明显的相关性,且极端低温对平均气温影响更为明显。     

近40年西藏定日县气温变化特征分析

根据1971²010年西藏定日站的平均气温、最高、最低气温的逐月资料,分析了该地区近40a来气温变化特征。结果表明:近40年来定日县的年及各季节的平均气温均呈明显的上升趋势,其中,年平均气温的线性倾向率为0.394℃/10a,冬季平均气温的升温幅度最大,其次是春季和秋季,夏季的升温幅度最小。年平均最高、最低气温与年平均气温的变化趋势一致,均呈上升趋势,年平均最高气温线性倾向率为0.372℃/10a;年平均最低气温线性倾向率为0.445℃/10a,最低气温的上升速率高于最高气温。不同时段的平均气温基本上在1997年之后上升趋势非常明显,最高、最低气温在20世纪90年代以后才出现温度的上升突变。     

中国地面气温变化趋势中的城市化影响偏差

在中国大陆2300个气象台站网中遴选出138个参考站,对614个国家级气象站和138个参考站1961 2004年的月平均气温资料进行了非均一性检验和订正,利用REOF(旋转主分量)分析方法,按照气温变率空间相关特点将中国大陆划分为6大区域,并采用经纬度网格面积加权平均法分别建立了中国大陆及其6大区域平均的国家站和参考站的月、季、年地面气温时间序列,对国家站和参考站序列进行了对比分析。结果表明,由国家站资料建立的中国大陆年平均气温序列在44年间线性增温率为0.278 C/10 a,而由参考站资料建立的中国大陆年平均气温序列同期增温率为0.202℃/10 a。就中国大陆平均来说,1961 2004年国家级站城市化增温率为0.076 C/10 a,占全部增温率的27.33%。在6大区域中,除北疆区外,其他地区年平均城市化增温率均非常显著。其中城市化影响最大的地区是江淮区,年平均热岛增温率为0.086℃/10 a,其后依次为东北华北区、青藏高原区、华南区和西北区,年平均热岛增温率分别达到0.060、0.059、0.042和0.042℃/10 a。各区域年平均热岛增温贡献率由大到小排列依次为江淮区55.48%、青藏高原区23.23%、华南区23.20%、东北华北区15.35%、西北区13.73%、北疆区-1.57%。因此,中国大陆20世纪60年代初以来城市化造成的国家站地面气温增暖偏差非常显著,今后应予以订正,以便建立代表背景气候变化的区域平均气温序列。     

水城近50a气温变化特征分析

利用水城站1957-2006年的逐月平均气温、平均最高气温及平均最低气温资料,采用线性倾向估计对水城近50a季平均气温及年平均最高、最低气温的年际、年代际变化进行了统计分析。结果表明：近50a来水城年平均气温呈上升趋势,其线性倾向率为0．134℃／10a,春季气温距平近50a来却呈下降趋势,夏、秋、冬季气温呈上升趋势,上升趋势不一致,从各季节平均气温变化幅度来看,秋季最大,夏、冬次之,春季最小。50a来年平均最高气温、年平均最低气温均呈上升趋势。     

石家庄气象站记录的城市热岛效应及其趋势变化

利用石家庄市区站和4个郊区站1962—2009年的气温资料,采用城乡气温对比和线性趋势分析方法,探讨了石家庄站地面城市热岛(UHI)强度特征及其随时间变化情况,以及城市化因素对城市站地面气温长期变化趋势影响.结果表明:石家庄站地面UHI效应明显,且UHI效应在最低气温上表现更突出;UHI强度冬季1月最大,夏季7月最小;UHI强度具有明显的日变化,最高值出现在早晨7—8时,最低值出现在午后14—16时;近48 a,石家庄站附近UHI强度呈显著增加趋势,且最低气温UHI强度比最高气温的增加趋势更明显;从UHI强度增加对地面气温观测记录的影响来看,石家庄站附近1962—2009年期间年平均UHI增温率达到0.19 ℃/(10 a),UHI增温贡献率为67.9％,即该站近48 a记录的年平均地面气温上升趋势,有2/3以上可归因于城市化因素影响.     

遵义市气温的多时间尺度诊断及突变分析

用一维Morlet小波变换对遵义市（3个站）1951--2006年56a气温资料序列作多时间尺度诊断,用Mann—Kendall法和滑动t检验法对气温进行突变检测,结果表明近56a来遵义市年平均气温呈明显的上升趋势,平均增温速率为0．106℃／10a;年平均气温变化的周期以4a、14a和19a为主,说明遵义市年平均气温变化的年际和年代际特征均比较明显;年平均气温变化突变点是1996年,是一次由冷向暖转变的突变。     

和田地区近40年气温变化特征分析

利用和田地区4个代表站1961～2000年的气温资料，对和田地区近40a来的气温变化作了分析。得出近40年来和田地区年平均气温呈上升趋势，春季气温和于田县的年平均气温却呈下降趋势。特别是上世纪90年代增温十分明显，1999年是近40a来和田地区最暖的一年。