1961—2020年辽宁省暖冬现象气候特征分析

利用1961—2020年辽宁省56个气象站冬季逐日气温数据,根据国家标准《暖冬等级》,以1990—2020年为气候值作为参考,综合采用气候倾向率、IDW、滑动t检验突变分析以及小波分析等方法,分析辽宁省近60 a冬季平均气温的时空变化趋势,单站暖冬及区域暖冬事件的气候变化特征。结果表明：近60 a来辽宁省冬季平均气温以0.3℃/10 a的速率升高,辽宁中部和东部地区变暖趋势最为显著;20世纪90年代前的30 a属于偏冷时段,但增温效应强于后30 a,冬季平均气温在1987年前后出现了明显的由冷转暖的突变,1971年出现了相对较弱的冷暖转变;1988年后逐年单站暖冬事件的发生整体比1961—1987年出现单站暖冬事件明显增多。发生频次较高的地区分布在辽宁中部和东南部地区,为16—20次;近60 a来共有16次区域暖冬事件,21世纪后的20 a内共出现9次区域暖冬事件,占总数的60%;区域暖冬事件以准22 a和2—3 a为振荡周期。     

1974—2013年巴彦淖尔市暖冬特征分析

依据国家标准《暖冬等级》,参照单站、区域暖冬等级标准,确定了单站和区域暖冬等级。在此基础上,分析了1974—2013年巴彦淖尔市范围内9个站暖冬变化特征。结果表明:近40a巴彦淖尔市各地冬季平均气温均呈明显上升趋势。冬季平均气温和暖冬指数相关系数达0.88,并通过0.01的显著性检验,变化率分别为0.46℃/10 a和10%/10a。单站暖冬共发生20a,主要发生在1986年以后,占总次数的91.9%;各站发生频率为30%~40%,以海力素最高,乌拉特中旗最低;单站强暖冬共发生9a,各站发生频率为8%~15%,以杭锦后旗发生频率最高,海力素和乌拉特后旗最低;巴彦淖尔市区域暖冬共发生l3a,占暖冬发生年的65%;区域强暖冬年共发生4a,占区域暖冬年的30.7%。     

卢氏县冬季异常气候分析

利用异常度的概念对卢氏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,并根据天气气候学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,结果表明:卢氏46 a来冬季气温从持续偏低到持续偏高的年际变化周期,与副高的强弱年际变化相对应.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 Nino事件期间常出现暖冬和湿冬,而LA Nina事件期间常伴随冷冬.     

内蒙古地区近45年温度变化特征分析

利用1961—2005年45年内蒙古地区69个气象站的平均温度、平均最低温度、平均最高温度资料，分别对年与四季温度的年代际变化、近45年增温趋势变化、近10年温度变化、冷暖变化特征进行了分析研究。结果表明：（1)在近45年内蒙古地区气候变暖过程中，冬季增暖和平均最低温度的增高贡献最大。（2)相对温暖的中西部地区温度的线性增温速度和增温幅度高于相对寒冷的东部地区，这一点与全国寒冷地区增溫显著的特征在区域上有一定差异。（3)近10年中西部地区持续偏暖，东部地区年际波动较大，显著增温的季节是春季，冬季增温相对较小，东部地区冬季增温幅度最小。这些特征与中国近50年和内蒙古近45年总的增温趋势主要表现在冬季的亊实有一定的差异。（4)中西部地区暖冬特征具有较好的连续性，而东部地区不明显，尤其是近10年既有暖冬,也有冷冬。上述分析事实更进一步说明：中国气候变化所具有的区域性特征，在内蒙古地区温度变化上表现得更为突出。     

近40年海南岛冷冬气候特征及其成因分析

利用海南岛17个市、县近40年气象观测站逐月气温观测资料,参照《暖冬等级》国家标准,对海南岛异常冷冬事件的时空分布规律进行了分析。在此基础上,利用国家气候中心提供的74项环流指数以及1977—2017年NCEP/NCAR全球再分析格点资料、NOAA ERSST全球海表温度格点资料以及Nino3. 4指数和AO指数,对海南岛冷冬事件形成机制进行了研究。结果表明:海南岛冬季平均气温存在明显的年代际变化特征,近40年海南岛冷冬频发,共出现12次冷冬年。南部市、县发生冷冬的频次大于中部及北部,北部市、县冷冬发生的强度强于南部。海南岛冷冬形成原因主要是对流层大气环流异常,西伯利亚高压增强,东亚冬季风显著偏强,对应副热带高压偏弱、位置偏东,影响海南岛的冷空气更加活跃,使得海南岛冬季气温偏低。另外,南海海温较常年偏低,ENSO冷位相叠加AO指数正位相,有利于进一步诱发大气环流异常,促使海南岛冬季气温偏低,出现异常冷冬事件。     

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。     

基于空间化技术对中国近50年平均气温时空演变特征的研究

结合GIS空间化技术,对中国近50年平均气温数据进行定量化的分析,并分析其时空演变规律。采用空间化气候值 年际距平空间插值法生成中国1951—2001年分辨率为10 km×10 km的年、季平均气温空间化数据,通过对近50年空间化数据的分析,认为近50年中,年、季的全国平均气温都表现出显著增温趋势,冬季增幅最大,为0.313℃/10a,夏季增幅最小,为0.152℃/10a,年平均气温增幅为0.208℃/10a。1980年代中期以后增温趋势更加明显。从空间分布看,我国西南地区及西藏东南部和新疆西天山中段在不同季节都是主要的降温区域,而北方大部和西藏中西部地区在不同季节都表现为较强的增温趋势,我国东南地区在不同季节温度变化并不稳定,增温或降温的幅度都很小。暖冬事件在北方发生比较频繁,四川及云南部分地区较少,全国发生面积呈逐渐增大的趋势,增幅为国土面积的8.6%/10a。冷夏在新疆南部、西藏西北部和东南部以及江淮一带发生次数较多,辽宁南部、新疆沙漠地区、西藏中部、青海东部、四川大部分地区以及长江以南广大地区最少。全国发生冷夏的面积不断减小,50年平均减幅约为国土面积的5.8%/10a。     

濮阳市近50年气温变化特征及影响

利用线性分析方法,分析了濮阳多时间尺度气温的变化特征及气候趋暖对粮食生产的影响.结果表明:冬、夏季和年平均气温变化幅度分别为0.23～0.46℃/10a、-0.05～-0.11℃/10a和0.14℃/10a;年高、低温日数分别以3.36天/10a和2.35天/10a的趋势减少;日平均气温稳定通过0℃的初日提前4.91天/10a、终日推后1.02天/10a,日平均气温稳定通过20℃的终日延长2.0天/10a;1987年以来濮阳相继出现17个暖冬,严重暖冬年份皆出现在1995年以后.当地引种的小麦品种冬性减弱,播种期推后,越冬期缩短,生育期延长.病虫害有加重趋势,农药、化肥用量增加.因此,当地气候变化具有冬趋暖夏趋凉的特征,高低温危害减少,积温的有效性增加,作物生长期与灌浆期延长;自20世纪90年代中期以来,异常暖冬事件增多,近10年是50年以来最暖的10年.同时冬季平均气温年际间波幅增大,春季气温不稳定,气温变化的不确定性增加.气候变暖对当地粮食生产有利因素较多,但不利因素也很突出.     

华南冬季气温异常与大气环流和海温的关系

利用1961—2013年中国743个测站的逐日气温资料、NCEP/NCAR再分析资料,采用EOF分解、相关、回归、合成等方法分析了华南冬季气温异常的气候特征及其与同期大气环流和前期海温的关系。结果表明,华南冬季气温总体一致性偏高,近52年来华南冬季平均气温以0.26 ℃/(10 a)的速率上升,但显著低于全国平均的冬季增温速率,并在1989年发生升温突变。华南冬季平均气温具有显著的年际和年代际变化。当西伯利亚高压和乌拉尔山阻塞高压均偏弱、阿留申低压偏强、东亚大槽偏弱、太平洋副热带高压加强、冷空气活动偏弱时,有利于华南冬季气温偏暖。华南冬季气温在年际尺度上与ENSO和西伯利亚高压联系更密切,在年代际尺度上,华南冬季气温增暖趋势与鄂霍次克海海温偏低、东亚大槽减弱密切相关。      

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。     

Changes of Warmer Winter and Winter Temperature over China During 1956-2005

 A reasonable warmer winter index (IWWI) in the framework of the three equiprobability categories (i.e. warmer, normal and colder categories) is proposed based on the winter temperature data observed at 565 stations in China during 1956-2005, where IWWI is defined as the ratio of the station number of warmer category over the total number of stations. The results suggest that the trend of IWWI was consistent with that of the winter temperature on decadal time scale, and their rates of change were 10%/10 a and 0.4 ℃/10 a, respectively. It is found that only 13 warmer winter events in total were detected by IWWI over the past 50 years, and 85% of them occurred after 1986.     

1956-2005年中国暖冬和冬季温度变化

Areasonable warmer winter index(IwwI)in the framework of the three equiprobability categories(i.e.warmer,normal and colder categories)is proposed based on the winter temperature data observed at 565 stations in China during 1956-2005,where IwwI is defined as the ratio of the station number of warmer category over the total number of stations.The results suggest that the trend of IwwI was consistent with that of the winter temperature on decadal time scale,and their rates of change were 10%/10 a and 0.4℃/10 a,respectively.It is found that only 13 warmer winter events in total were detected by IwwI over the past 50 years,and 85% of them occurred after 1986.     

江西省冬季气温异常与区域海温的关联

利用1960-2010年江西省81个台站月平均气温观测资料和NOAA全球月平均海表温度资料(ERSST-V3),分析了江西省冬季气温异常与海温异常的相互联系,并运用超前-滞后相关分析和奇异值分解(SVD)方法初步探讨了关键区海温异常之间的相互作用.结果表明:①影响江西省冬季气温异常的海温关键区和关键时段分别为同期印度洋(10°S～20°N,54°～90°E)、同期西北太平洋(20°～40°N,120°～180°E)和前期8-9月北大西洋中部(24°～44°N,20°～60°W)海域;②西北太平洋关键区暖水年预示暖冬年好于印度洋区,而印度洋区冷水年预示冷冬年稍好于西北太平洋区,冬季西北太平洋与印度洋海温异常可以修正前期8-9月北大西洋中部海温异常对江西省冬季气温的影响.     

中国冬季气温的年际变化

利用中国160站1951-2000年的冬季月平均气温资料，用EOF分析、小波分析和合成分析等方法对中国近50年来的冬季气温的年际变化和时空分布特征进行研究。结果表明：中国冬季气温50年来有显著的增暖趋势，在70年代后期增暖幅度开始加大，年际变化以6～9年周期为主。中国冬季气温的空间变化有很好的一致性，全国绝大部分区域呈整体变暖或变冷的趋势，并且气温变化南北有别，从南向北幅度逐渐变大。另一种模态是当东北、华北和西北地区冬季气温较高时，其它地区则偏冷；反之亦然。     

中国冬半年最低气温概率分布特征

 根据1955-2005年中国160个站冬半年 (当年11月至翌年4月)平均最低气温资料,使用统计检验的方法,分析了近50 a中国冬半年最低气温的突变事实,在此基础上给出了气候变暖前后最低气温的概率分布,比较了变暖前后时段全国最低气温空间分布的差异。结果表明：1) 20世纪80年代末中国冬半年最低气温发生了显著突变,进入异常增暖时期,其增温程度比平均气温明显;2) 增暖后中国最低气温的概率分布发生了明显的变化,最低气温偏冷的概率显著减小,偏暖的概率明显增大;3)气候变暖后除西南地区最低气温上升幅度不显著外,其余地区均呈现显著增温趋势。     

中国冬半年最低气温概率分布特征

根据1955-2005年中国160个站冬半年 (当年11月至翌年4月)平均最低气温资料,使用统计检验的方法,分析了近50 a中国冬半年最低气温的突变事实,在此基础上给出了气候变暖前后最低气温的概率分布,比较了变暖前后时段全国最低气温空间分布的差异。结果表明：1) 20世纪80年代末中国冬半年最低气温发生了显著突变,进入异常增暖时期,其增温程度比平均气温明显;2) 增暖后中国最低气温的概率分布发生了明显的变化,最低气温偏冷的概率显著减小,偏暖的概率明显增大;3)气候变暖后除西南地区最低气温上升幅度不显著外,其余地区均呈现显著增温趋势。     

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。     

近56年我国暖冬气候事件变化

对冬季平均气温序列采用三分位方法确定单站暖冬阈值, 并将单站暖冬分为弱和强两个等级。以此为基础, 确定区域暖冬和全国暖冬的界定方法和等级划分标准。区域暖冬采用站点相对比例确定, 全国暖冬采用暖冬面积相对比例界定。对我国1952— 2007年的暖冬事件变化特征的分析结果表明:南方暖冬频率高于北方, 强暖冬多发区出现在我国中西部地区; 北方单站暖冬指数上升幅度大于南方, 表明北方暖冬事件上升趋势更加明显; 以1986年为界, 前期 (1952— 1985年) 南、北方各区域均很少出现暖冬, 南方各区暖冬频率略高于北方各区, 后期 (1986—2007年) 各区暖冬年大为增加, 北方各区增加最明显且超过了南方; 56年中, 全国性暖冬共发生15次 (年), 其中强暖冬共有5次 (年); 全国暖冬指数呈显著上升趋势, 在有效面积不变的情况下, 暖冬面积每10年增加10%。     

21世纪以来宁夏冬季气温异常及500hPa环流特征

利用1961年以来宁夏冬季逐日气温资料及NCEP再分析资料和环流特征量资料,重点分析了21世纪以来宁夏冬季气温异常特征及同期500 hPa环流变化特征。结果表明:冬季平均气温和最低气温极小值明显上升,夜间气温异常偏低日数显著减少,白天气温异常偏高日数显著增加,大部分地区夜间气温异常偏低日数减少趋势大于白天气温异常偏高日数的增加趋势。21世纪以来,易发生极端冷暖事件,异常偏高年份多于异常偏低年份。2007/2008冬季以后为1997年以来冬季平均气温偏低频率最高时段;冬季阶段性平均气温异常有4个特征:(1)气温异常主要出现在1月和2月;(2)异常偏低的幅度明显大于异常偏高的幅度;(3)相邻2旬间气温变化幅度增大;(4)最冷时段发生变化。从年代际变化看,冬季平均气温、最低气温极小值、白天气温异常偏高日数为最高或次高值,夜间异常偏低日数多为最低或次低值。500 hPa高度上宁夏上空是影响冬季气温异常的关键区,其年代际及冷暖年强度变化是造成气温异常的最直接原因。宁夏冬季气温对亚洲西风环流指数和西太平洋副热带高压强度指数的响应更加敏感。