近50年秦岭南北不均匀增温及对城市化响应

根据1961—2012年陕西省均一化气温数据分析了秦岭南北两侧平均气温、最高气温、最低气温的年、季节变化特征,结果表明:秦岭南北两侧年平均气温、最高气温和最低气温均呈增加趋势,增加幅度南北分布不均,北麓温度增幅较南麓显著;气温季节变化存在一定差异,平均气温在春季和冬季增温显著,最高气温在春季增温显著,最低气温在冬季增温显著,秦岭南北两侧春季、秋季气温日较差变大,冬季和夏季气温日较差变小。为了进一步明确气温变化的原因,结合DMSP (defense mete-orological satellite program)/OLS (operational lines-can system) 数据将秦岭南北两侧分为5个区域,分别计算每个区域内城市化对气温变化的影响以及城市化影响的贡献率表明:秦岭北麓城市化过程较秦岭南麓快,城市化发展的差异,导致了城市化对秦岭南北两侧温度影响的不均匀性,秦岭北麓气温变化受城市化影响程度明显高于秦岭南麓,影响主要以平均气温和最低气温为主,城市化发展的差异加剧了秦岭南北两侧气温变化的非均匀性。     

CMIP6全球气候模式对中国年平均日最高气温和最低气温模拟的评估北大核心CSCD

选取CMIP6历史模拟试验26个模式数据,以CN05.1数据作为观测资料,对1961~2014年中国年平均最高气温和最低气温变化模拟能力进行评估。结果表明:1961~2014年,中国年均最高气温和最低气温均存在上升的趋势。最高气温增长速率为2.15℃/100 a;最低气温增长速率为3.92℃/100 a,约为最高气温增长速率的两倍。CMIP6模式都能模拟出这种长时间尺度的变化趋势,但不同模式模拟能力存在一定差异,模式间离散度达到0.38℃/100 a(最高气温)和0.41℃/100 a(最低气温)。模式中BCC-ESM1和EC-Earth3模式对这两种趋势的模拟效果最好。CMIP6模式可以较好地模拟出中国范围内的最高气温和最低气温空间分布特征。中国范围内,大部分模式模拟结果与观测呈正相关的格点所占比例分别为82%(最高气温)和97%(最低气温),模拟结果具有明显的地域性。对于气候平均态,CMIP6模式可以较好地模拟出最高最低气温空间分布特征,对于整个中国东部地区,最高最低气温模拟结果的模式间标准差均在3℃以内,一致性较高,在西部地区差异较大,青藏高原地区达到6℃以上。GISS-E2-1-G和MRI-ESM2-0可以很好地模拟出1961~2014年中国最高气温和最低气温经验正交分解(Empirical Orthogonal Function,EOF)主要模态及其时间演变。总体来说,CMIP6模式对中国年均最高气温和最低气温的气候态空间分布以及变化趋势等方面,具备较好的模拟能力。     

IMPROVING THE EFFECT OF GREENING ON HEAT ISLAND IN URBAN RESIDENTIAL DISTRICTS BASED ON REMOTE SENSING AND GIS ANALYSIS

Analyzing the thermal distribution on plane conditions objectively is difficult due to lack of enough meteorological observation stations within urban residential areas. In this paper satellite observations synchronous or quasi-synchronous with ground observations are adopted, and a teleconnection model is built between the satellite spectral and surface temperature for quantitative retrieval of temperature. Furthermore, by combining the satellite data with other multiple factors, a GIS comprehensive analysis model and a functional evaluation method for urban residential districts are established, which are used to study the relation between the air temperature and media characteristics on ground as well as the greening cooling effect in recent years in Shanghai. The results show that the air temperature in greened urban residential districts is generally lower than the average temperature and much less than the highest one. In general, the average air temperature in the greened area is at most 1.19℃ lower than the maximum temperature in the districts, which is 0.67℃ and 0.55℃ lower than that of the highest for buildings and roads respectively. The temperature is inversely proportional with greening fraction but is directly proportional with the ratio of roads and buildings. The higher the greening fraction in internal residential districts, the lower the temperature, and the higher the ratio of road and building is, the higher the temperature.     

沈阳市城市效应对气温的影响及气温预报方法

根据沈阳市城区与观象台（郊区）的同步观测资料，分析了两地日最高低温差的变化规律，并与前期的气象要素进行相关分析，揭示出由于气象条件的变化所造成的城郊温差的不规则变化，采用逐步回归方法建立了沈阳市日最高最低温度的预报方程，取得了较好的预报效果。     

龙川县气温预报方法的建立与应用

利用龙川站2008-2012年地面观测资料、欧洲中心数值预报产品,采用常规统计预报方法（逐步回归）,将最高（低）气温实况作为预报对象,把可能影响气温变化的气象要素作为预报因子,分月建立未来24～ 72 h最高（低）气温的MOS预报方程,通过对2013年全年的检验预报表明：未来24～72 h最高（低）气温预报平均绝对误差均在2.0℃以内.     

Long-term trend analysis for temperature in the Jinsha River Basin in China

On the basis of the mean annual and seasonal temperatures from 30 meteorological stations in the Jinsha River Basin (JRB) from 1961 to 2008, the temperature trends are analyzed by using Mann–Kendall test and linear trend analysis. There is an increasing trend in mean annual and seasonal temperatures during this period, and the increasing trends in winter seem more significant than those in the other three seasons. The mean annual temperature has increased by 0.0158°C/year during the last 48 years. There are more than 70% of stations exhibiting increasing trends for annual and seasonal temperatures. The increasing trends in the headwater and upper reaches are more dominant than those in the middle and lower reaches. The largest increase magnitude occurred in the low temperature area, while the largest decrease magnitude occurred in the high temperature area. The decreasing trends are mainly characterized for the maximum temperature time series, and summer is the only season showing a slight and insignificant increasing trend. All the time series showed a statistically significant increasing trend at the level of α?=?0.05 for the minimum temperature time series. As a whole, the increasing magnitude of the minimum temperature is significantly greater than the decreasing magnitude of the maximum temperature.     

大理、理塘和林芝气象要素的日变化特征对比分析

用大理、理塘和林芝的地面自动气象站资料,对比分析3站气温、相对湿度、本站气压、瞬时风速、地面温度的日变化特征。结果表明:大理、理塘和林芝气温最低值和相对湿度最大值的出现时间分别为7时、7时左右和8时左右,气温最高值和相对湿度最小值出现的时间均在16时左右。3站气压日变化呈“双峰双谷型,”2个高峰值时段分别出现在10时左右和凌晨0~1时,2个低谷值时段分别出现在17时左右和5时左右。风速在凌晨至7时左右较低,之后至傍晚不断增大并出现极大值,日落后逐渐减小。3站地面温度7时左右出现最低值,14时左右出现最高值。从季节变化情况看,气温和地面温度出现最高值、最低值的月份及变化幅度最大的月份基本相同。地面温度增、降幅度最大的季节分别是春季、秋季。气压随季节变化幅度较气温、相对湿度小。初春风速较大,秋季风速较小,风速对相对湿度有一定影响,大理和林芝相对湿度出现最小值的月份与风速出现最大值的月份相同。各要素值基本是大理最大,林芝次之,理塘最小,这与3站的纬度、海拔高度和下垫面性质有关。      

Evaluation of support vector machine for estimation of solar radiation from measured meteorological variables

Solar radiation is an essential and important variable to many models. However, it is measured at a very limited number of meteorological stations in the world. Developing method for accurate estimation of solar radiation from measured meteorological variables has been a focus and challenging task. This paper presents the method of solar radiation estimation using support vector machine (SVM). The main objective of this work is to examine the feasibility of SVM and explore its potential in solar radiation estimation. A total of 20 SVM models using different combinations of sunshine ratio, maximum and minimum air temperature, relative humidity, and atmospheric water vapor pressure as input attributes are explored using meteorological data at 15 stations in China. These models significantly outperform the empirical models with an average 14 % higher accuracy. When sunshine duration data are available, model SVM2 using sunshine ratio and air temperature range is proposed. It significantly outperforms the empirical models with an average 26 % higher accuracy. When sunshine duration data are not available, model SVM19 using maximum temperature, minimum temperature and atmospheric water vapor pressure is proposed. It significantly outperforms the temperature-based empirical models with an average of 18 % higher accuracy. The remarkable improvement indicates that the SVM method would be a promising alternative over traditional approaches for estimation of solar radiation at any locations.     

北方地区小麦蚜虫气象适宜度预报模型构建

根据1958—2015年我国北方地区8个主产省（市）小麦蚜虫分省发生面积和发生程度资料、1958—2015年601个气象站点相应逐日气象资料和农业气象站小麦发育期资料,采用相关分析、主成分分析和逐步回归等方法,并利用相关系数法进行因子普查,结合小麦蚜虫适宜生理气象指标和华北、黄淮小麦生育期规律,筛选影响小麦蚜虫年发生程度的关键气象因子,构建分区域的小麦蚜虫气象适宜度预报模型,并将气象适宜度指数划分为非常适宜、适宜、较适宜、不适宜4个等级,以反映气象条件对小麦蚜虫发生发展的适宜程度。结果表明:筛选出影响华北小麦蚜虫年发生程度的8个关键气象因子,影响黄淮小麦蚜虫年发生程度的6个关键气象因子。建立的华北、黄淮模型回代检验等级准确率分别为91.2%,93.1%,2016—2018年3年外推预报平均准确率均在75%以上;利用黄淮模型反演苏皖两省2016—2018年小麦蚜虫发生等级、异地检验3年预报效果均较理想。模型适用于从气象角度对华北、黄淮及江淮地区小麦蚜虫发生等级进行监测和预报。     

自动站小时气温数据的质量控制系统研究

逐小时自动站数据对于气象灾害预警、决策服务及预报预测等十分重要。以国家级自动站小时观测气温数据为基础,分析研究了小时气温数据的疑误形式,针对各种疑误数据,利用国家级台站建站以来的日最高、日最低以及4时次(北京时02点、08点、14点、20点)定时观测气温数据,研制形成了适用于中国自动站(区域站和国家站)逐小时气温数据质量控制系统,并将此系统应用到2006-2010年中国27000多自动站小时气温观测数据中。结果表明：区域站的正确率、可疑率、错误率分别为99.43 %、2.24 ‰和3.45 ‰,国家站则分别为99.82 %、1.27 ‰和0.49 ‰;区域站和国家站数据的可疑率相当,但国家站错误率明显比区域站低一个量级。通过历史数据质量控制结果的分析,证明自动站气温质量控制系统设计合理,可以判断出错误和可疑数据,具有可用性。     

苹果花期冻害气象指标和风险评估

花期冻害是影响苹果产量和品质形成的主要气象灾害之一。基于苹果花期冻害发生的地理分布、气象背景数据和已有研究成果,利用最大熵模型和ArcGIS空间分析工具,筛选出影响苹果花期冻害发生分布的暴露性指标和主要致灾气象因子,利用全国1981—2013年2084个气象站资料,评估了苹果主产区花期冻害的风险。结果显示:苹果花期冻害发生的暴露性指标是花前日最高气温大于等于6℃有效积温为420~550℃·d,主要致灾气象因子和高风险阈值按照贡献率大小依次为冻害过程的最大日较差 (大于等于22℃)、极端最低气温 (小于等于-2℃)、降水量 (小于等于5 mm) 和日最低气温小于等于0℃积温 (小于等于-14℃·d)。花期冻害风险较高的区域位于北疆、黄土高原西部和北部及川西高原区,而环渤海湾和黄河故道产区风险相对较低。不同风险区的分布与各地苹果物候期差异和春季冷空气的活动路径有关。     

近45年哈密地区温度变化特征

利用1961-2005年近45年哈密地区6个站点的观测资料,分析了该地区的平均气温、平均最高气温、平均最低气温和平均日较差、炎热日以及寒冷日的年际、年代际的变化特征,同时对降水、云量等要素也进行了分析,揭示其与哈密地区温度变化的可能关系。结果表明,近45年来哈密地区气候显著增暖,平均气温在夏季增暖幅度最大,春季最弱。1990年代以后增暖趋势表现最明显,21世纪以来增幅最大。与平均气温变化趋势相一致,最高温度和最低温度也呈显著升高趋势,其中最低温度的升高幅度远大于最高温度和平均气温的升高幅度。哈密地区近45年平均日较差显著减小,这主要是因为最低气温的升高幅度大于最高气温的升高幅度。在全球增暖背景下,哈密地区的炎热日数显著增加,而寒冷日数显著减少。个别站的气温增温不明显,这与局地的降水、云量增加,日照减少有一定关系。此外,哈密地区冬季平均气温在1980年代中后期有一次明显的突变,突变时间晚于新疆其他地区5~6年左右,表明气候突变在不同地区会有不同的表现。     

北京不同区域表面气温的变化特征以及北京市观象台气温的代表性

利用北京地区14个观测站1990～2007年逐日和2004～2007年逐时的2 m气温观测资料,分析了北京城区、郊区、南部山区以及北部山区4个区域表面气温的年变化、季节变化以及春、夏、秋、冬4个季节的日变化特征,指出4个区域的气温变化特征具有明显的差异.在所有时间尺度上城区气温受城市热岛效应影响最大,表现为温度最高,郊区次之,南部山区较低,北部山区最低.1990～2007年4个区域的气温都表现出增温趋势,其中城区增温最明显,增温率明显大于其他区域.城区与其他区域气温的差异有明显的季节变化,城区与郊区、城区与北部山区气温的差异在冬季最大,夏季最小;城区与南部山区气温的差异在夏季最大,春季最小.在气温的日变化方面,城区气温在各个季节的日较差都是最小的,南部山区最大.通过比较作为北京代表站的北京市观象台的气温与4个区域的差异,发现观象台与城区气温在各个时间尺度上的差异都最小,与其他区域存在显著差异,北京市观象台气温主要代表了城区,对其他区域的代表性较差.     

郑州市南北郊气温对比分析

对近45a气象资料分析结果表明：郑州市南郊和北郊气温变化趋势基本一致，年平均气温、季平均气温、平均最高气温、平均最低气温均呈现出不同程度的上升趋势。南北郊气温在20世纪50年代差异不大，随着郑州市的不断扩大，北郊进一步城市化，两地气温差异逐渐加大，北郊年平均气温，平均最高、最低气温和季节平均气温均高于南郊，80年代以后，差距更为明显。     

郑州市南北郊气温对比分析

对近45 a气象资料分析结果表明:郑州市南郊和北郊气温变化趋势基本一致,年平均气温、季平均气温、平均最高气温、平均最低气温均呈现出不同程度的上升趋势。南北郊气温在20世纪50年代差异不大,随着郑州市的不断扩大,北郊进一步城市化,两地气温差异逐渐加大,北郊年平均气温,平均最高、最低气温和季节平均气温均高于南郊,80年代以后,差距更为明显。     

内蒙古气温序列均一性检验

通过构建参考序列、找出间断点、结果集成等步骤对内蒙古地区119个地面气象站逐日平均气温、逐日最高气温、逐日最低气温进行均一性检验。结果表明:内蒙古地区大部分地面气象站气温资料均一性状况良好;部分台站气温资料不均一的原因主要是受迁站影响,其次是观测站周围环境变化、观测仪器的更换以及观测标准的变更。不均一现象对最低气温影响较大,其次是平均气温,最高气温受影响相对最小。     

基于卫星遥感揭示长三角台站周边城市土地利用扩张及其对气温记录的影响

台站温度记录中的城市化信号对于气候变化研究影响重大并仍存在很大争议,尤其是在经历快速城市化的区域。本研究利用遥感影像分类的方法,提取了1980~2009年期间长江三角洲城市群93个气象台站周边10 km×10 km范围的城市土地利用信息,并按照城市土地利用扩张速率对站点进行分类,研究了1980~2009年期间快速城市化站点、中速城市化站点和慢速城市化站点的年和季节平均温度、最低温度和最高温度变化特征,并分析了快速和中速城市化站点城市化影响和城市化影响贡献率。结果表明:全部93个气象站点周边自20世纪80年代起均经历了城市土地利用扩张过程,全部站点周边的平均城市土地利用扩张速率为1.00% a-1;近30年来,各类型站点年和各季节的平均温度、最低温度和最高温度均表现出增加趋势;城市化效应增强因素对快速城市化站点年平均温度贡献率为35.06%,对年平均最低温度的增温贡献率为34.67%,对年平均最高温度增温贡献率最小,仅为18.42%;城市化效应增强因素对中速城市化站点的影响程度小于快速城市化站点,对平均温度、最低温度和最高温度的贡献率分别为19.35%,22.22%和3.13%。在季节变异方面,长江三角洲区域各类型站点冬季的城市化影响贡献率在平均温度、最低温度和最高温度均表现为最低值。     

1953—2005年内蒙古东部产粮区气候变化特征研究

利用系统聚类分析和相关分析方法,根据1953—2005年内蒙古东部产粮区48个气象站的气象资料,进行了气候相似区划分;并得出各区在热量、水分的时间变化上具有较高的区域一致性。据此,以区域内各站点的温度、降水和日照时数的平均值作为区域热水光时间序列,分析了各气候要素变化特征及其对农业可能产生的影响。结果表明:各区域温度呈上升趋势,增温速率(平均增温为0.3—0.4℃/10 a)高于中国平均增温速率(0.22℃/10 a),增温幅度呈从西向东递增的趋势,平均最低气温增幅最大,平均最高气温增温幅度与海拔呈正相关,尤以1988年以后变暖趋势最为明显;降水量基本呈减少趋势,年代际波动较大;20世纪90年代至今,内蒙古东部产粮区生长季降水明显减少,气温迅速升高,暖干化趋势表现明显,温差减小和日照时数减少,水热匹配格局发生改变,粮食产量出现减少趋势的可能性较大。     

以高山站为背景研究城市化对气温变化趋势的影响

本文基于1957~2005年的逐日气象资料,对比分析了中国东部7组高山气象站和山下附近的城市气象站年 与四季气温变化趋势.在此基础上,利用高山站作为气候变化背景场来分析城市化对平均气温、最高气温、最低气温变化趋势影响的性质和程度,及其对气温变化非对称性的影响.结果表明:平均气温和最低气温变化趋势城市站多比高山站大,而最高气温变化趋势高山站多比城市站大;城市站最低气温变化趋势均大于最高气温变化趋势,具有明显的非对称性现象,而高山站这种表现十分微弱.城市站气温变化受到明显的城市化影响,对于平均气温和最低气温以正影响为主,而对于最高气温为负影响为主,说明城市化对气温变化的影响也存在非对称性.城市化影响的非对称性是气温变化非对称性形成的主要因素.     

金沙江河谷甘蔗生长的气象条件

通过甘蔗旬生长高度递增量与气象因子的关联度及因子筛选分析，在气温日较差很大的金沙江干热河谷，地面最低温度对甘蔗生长速度制约最大；夏季旺长期，生长速度还与前３候降水量密切相关；而与日照的关联度最小。因此，在我国西南横断山区干热河谷地区的农业综合开发中，不仅要看到这一区域的光照条件，重视农业灌溉条件的改善，更要重视温度条件对农业生产的影响。