内蒙古近40年最高、最低温度变化特征

利用内蒙古25个气象站1961—2003年的月平均最高、最低气温和日较差资料,通过计算气候倾向率、小波变换和突变检验,分析了内蒙古近40年气候变暖特征。结果表明:①近40年我区气候变暖明显,最低温度升幅明显高于最高温度的升幅,表现出一种日夜增暖的不对称性,使得日较差变小;②在年温度的变化中冬季变暖的贡献最大,且以东北部寒冷地区更为明显;③平均最高温度有24年左右的准周期,平均最低温度无明显周期震荡,但无论从最高还是最低温度看,目前我区都处于相对暖期中;④我区20世纪60年代以来的气候变暖在70年代中期超过了显著水平,并经历了一次突变过程,突变点在1983年,而最高温度对变暖的响应明显滞后于最低温度。     

青藏高原与中国其他地区气候突变时间的比较

基于1961～2006年中国地面观测气温和降水资料,对青藏高原地区以及中国其他6个地区地表气温、降水的变化趋势和突变时间进行了检测和比较。结果发现,(1)地表气温:1961～2006年青藏高原地区年和四季的地表气温都呈增加趋势。年平均地表气温在20世纪80年代中期开始变暖,但显著快速增暖的突变发生在90年代中期,该时间比东北、华北、西北和淮河地区晚,与长江中下游和华南地区接近,不同季节青藏高原地区与其他地区变暖突变时间的差别也各有不同,但所有季节快速变暖突变的时间都比东北地区晚,中国东部陆地地区年和冬季平均地表气温表现出北早南晚的经向差异;(2)降水:1961～2006年青藏高原地区年降水量没有检测到显著的变化趋势,冬春降水量显著增加,而夏季降水有微弱的减少,秋季降水显著减少。降水突变的信号明显比温度突变的信号弱,年降水量和春季降水都没有检测到突变的发生,降水突变方向(增或减)和突变时间在区域与区域之间以及不同季节之间都存在较大差异。由上可见,青藏高原气候的显著快速变化比中国东部长江以北地区有明显的滞后现象,尤其是冬春温度变化,这可能是由于青藏高原地区积雪增加导致的反照率增加和冰川融化吸热对青藏高原变暖的减弱作用所致。     

青藏高原地面感热异常对西北地区东部夏季降水的影响

本文利用1961~2012年夏季西北地区东部(32~40°N,100~110°E)156个站点逐日降水资料,以及1982~2012年青藏高原70个站点的地面感热观测资料,采用EOF、相关分析等方法分析了西北地区东部夏季降水、青藏高原冬末春初(2~4月)地面感热的时空变化特征,讨论了西北地区东部夏季降水对于青藏高原冬末春初地面感热异常的响应,通过环流场分析高原感热异常对西北东部夏季降水的影响成因。结果表明:高原东部冬末春初地面感热偏强时,西北东部地区北部降水偏少,东南部和西南部降水偏多;反之,西北东部北部降水偏多,东南部和西南部降水偏少。      

1971-2012年青藏高原春季风速的年际变化及对气候变暖的响应

利用青藏高原73个气象台站的观测资料和日本气象厅JRA-55再分析资料,通过引入年际增量和动能收支方程,分析了1971-2012年高原春季风速的年际变化特征及其对气候变暖的响应。结果表明,在气候变暖的背景下高原风速呈减弱的趋势,随着变暖趋缓风速的变化也趋于平稳。春季高原风速与气温的线性趋势是相反的,但在年际尺度上二者表现出同位相的变化,当青藏高原、中南半岛和印度半岛的地面气温偏高,北亚和东亚地区的地面气温偏低时,有利于高原地面风速增大,反之风速减小。20世纪末青藏高原及其周边地区的升温速率表现为北快南缓,高原南、北侧气温差异减小,而东、西向的气温差异增大,风速趋于减弱;21世纪初高原中部及其南侧地区以升温为主,高原东北侧和东亚地区以降温为主,南、北向气温差异较小,高原风速的变化也趋于平缓,东、西向气温差异有减小的趋势,对应高原东部风速有所增大。青藏高原及其邻近地区的热力差异及其变化速率的不均衡改变了对流层大气的斜压性,进而通过两种途径影响青藏高原的风速,一方面是近地面层气压梯度力的直接作用,另一方面是高层动能向低层的输送。此外,还指出JRA-55再分析风速资料比ERA-Interim和NCEP/NCAR资料在青藏高原的适用性更强。      

中国西北东部汛期降水对青藏高原东部春季感热在准3a周期上的响应

利用1960—2010年中国西北东部地区39个气象站的逐日降水资料和NCEP/NCAR月平均地表感热通量再分析资料以及大气环流各要素场资料,通过多锥度-奇异值分解(MTM-SVD)等方法,分析了中国西北东部汛期降水、青藏高原东部春季感热的周期振荡特征以及它们在准周期循环上的协同耦合关系。结果表明,感热与降水均存在显著的准3 a周期,其耦合场在准3 a周期上表现也最为明显。当青藏高原东部春季感热在青藏高原主体上偏强(弱)时,对应中国西北东部汛期降水的异常偏多(少)。该准3 a周期循环上的协同关系在1960—1982年表现最为显著,1983—1990年为调整阶段,90年代之后又逐渐明显。青藏高原东部春季感热对大气环流的持续加热过程影响西北东部汛期降水,且主要体现在8月。     

全球变暖背景下青藏高原夏季气温在对流层上下反相变化及其与降水和环流的关系

本文利用NCEP/NCAR月平均再分析资料及中国596个测站月降水资料,采用线性倾向估计、经验正交函数分解(EOF)、相关分析、合成分析等方法,对青藏高原夏季对流层气温垂直变化及其与降水和环流的关系进行了分析。气温垂直变化特征分析表明:自1971年以来,青藏高原夏季对流层低层至对流层中上部气温呈现显著增暖趋势,对流层上部气温呈现显著变冷趋势,高原对流层低层至中上部气温及对流层上部气温在年际、年代际尺度上均呈较显著负相关,且均存在2~4 a及8~13 a的周期;夏季青藏高原地区沿27.5°N~40°N平均的气温距平垂直分布的EOF分解第一模态特征向量在对流层表现为"下降温上增温"的反相变化,其时间系数呈显著负趋势,且存在1978年及1994年的突变点。高原夏季气温在对流层的上下反相变化与我国夏季降水的关系在年际、年代际尺度上均显示:当高原对流层低层至对流层中上部升温而对流层上部降温时,我国夏季降水表现为南方型,其中以江南至华南地区降水显著偏多而我国东北地区降水显著偏少为主要分布特征;另外,长江流域的局部地区及我国西北的部分地区降水也明显偏少,而华北东部的局部地区、青藏高原中部及东部地区以及新疆西北部地区降水明显偏多;降水异常分布在年代际尺度上比年际尺度更显著。环流分析显示:当高原对流层低层至对流层中上部升温而对流层上部降温时东亚中高纬度地区为异常高压控制,中低纬度地区受异常低压影响。环流场与降水分布有较好的配置关系。     

贵州省近60 a温度变化及其时空分布特征

通过站点历史沿革考察、地形环境GIS分析及气象要素空间分布特征分析,提出了地形复杂地区合理选取气候代表站的方法,确定了贵州省48个气候代表站并做了必要的验证,综合应用时间序列分析、气候突变检测和小波分析方法,研究了1961~2020年贵州省温度变化趋势及其时空分布特征。结果表明:（1）近60 a贵州省温度变化总体呈上升趋势,表现出以20世纪80年代中期为转折点的先下降后上升的变化特征,1985年至今增温速率为0.26℃/10 a,增暖趋势十分显著,而日最低温度的上升更为明显,对应冬季的增温最为显著;（2）近60 a贵州大部分地区升温速率在0.1~0.2℃/10 a,西部升温高于东部,增温局地性差异明显;（3）贵州省平均温度在1987年和1998年存在显著的升温突变,1987年的大幅升温改变了此前的持续降温趋势,而1998年之后的升温速率更是显著增大;（4）近60 a贵州省温度变化存在20 a时间尺度的主振荡周期,且进入21世纪以后该周期信号开始变强,目前处于2012年以来升温半周期的末期,根据其周期振荡特征预计未来10 a内贵州省温度总体可能会有所下降。      

NAO对青藏高原中东部夏季降水双极振荡模态影响的时间尺度厘定

通过对1961 2010年青藏高原中东部66个台站夏季降水的EOF分析,进一步证实在现代气候背景下南北双极振荡模态是夏季青藏高原最主要的降水空间结构,并表现出较强的稳定性,相关分析表明该模态与夏季北大西洋涛动(NAO)存在稳定密切的联系。集合经验模态分解(EEMD)能够根据NAO和青藏高原降水双极振荡模态时间系数序列自身的特点而把原序列中不同时间尺度的信息分离出来,夏季NAO与青藏高原降水双极振荡模态之间最显著的联系主要发生在以准3~4年为周期的年际信号里,因此,以NAO为主的北大西洋大气活动(而非该地区的海温变化)可能是驱动青藏高原夏季降水南北双极振荡模态形成的最主要原因之一。     

全球变暖背景下青藏高原气温周期变化与突变分析

利用青藏高原地区自1956年建站以来126个站的逐月平均温度与北半球温度距平序列,分析了高原地区气温变化的时空特征。利用相关方法研究了高原温度分布型的变化特征。通过Mann-Kendall方法和小波分析方法分析了高原内部不同区域温度周期变化和均值突变的时间顺序和空间变化。结果表明:在全球变化背景下,青藏高原温度突变存在空间上的不一致,1980年代和1990年代均有突变发生,高原东部、东南部突变较早,北部、西北部和西部次之。高原南部的突变时间最晚。均值突变和周期变化并不是同步一致的,两者在空间分布上没有必然的联系。最后,通过温度变化的对比分析,讨论了其预测结果和实际观测的差异。     

青藏高原气温和降水的年际和年代际变化

通过对青藏高原72个地面气象站1962～1999年的气温和降水变化的分析,以唐古拉山脉为界将高原分为青海区和西藏区,分别考察了两区冬春(上年10月～当年5月)和汛期(当年6月～9月)气温与降水的变化趋势、突变及其周期振荡,得出的主要结论为:近38年(1962～1999)来,青藏高原呈升温趋势,冬春大多数台站的升温率为0.02～0.03 ℃ a-1,汛期大多数台站的升温率为0.01～0.02 ℃ a-1;20世纪80年代以来,高原冬春气温的升温更为强烈,汛期青海区的升温变得强烈,但西藏区反呈微弱降温趋势,降温主要发生在西藏的江河谷地;全球性的1980年左右的暖突变在青藏高原是明显存在的;近38年来,青海区冬春降水和西藏区汛期降水存在相同的相位变化,即20世纪60年代基本偏多,20世纪70年代和20世纪80年代初偏少,20世纪80年代中到20世纪90年代偏多;青海区汛期降水与西藏区汛期降水的变化存在反向的关系,但它的转折点要滞后4～5年,青海区汛期降水20世纪60年代偏少,20世纪70年代和20世纪80年代偏多,20世纪90年代偏少;西藏区冬春降水呈现自己独特的变化,20世纪60年代到20世纪70年代初偏少,20世纪70年代中末期到20世纪90年代偏多;高原气温主要存在准3年、5～8年和准11年的周期振荡,高原降水主要存在3～5年、8～11年和准19年的周期振荡,这些周期振荡在高原气候演变的不同阶段显著性不一.     

全球“变暗”和“变亮”时期中国地面温度变化研究

利用中国90个气象站年平均地面日最高、日最低温度和地面太阳辐射数据,分析了在全球变暖背景下全球“变暗”和“变亮”时期中国地面温度的变化特征及其与到达地面的太阳辐射(SSR)变化之间的联系.结果表明,在全球“变暗”时期,年平均地面日最高和日最低温度的差别较大,日最高温度先下降后缓慢上升,日最低温度先平缓变化后快速上升,日最低温度的上升速率始终大于日最高温度,且两者变化速率之差＞0.3℃·(10 a)-1.从空间分布上看,年平均日最高和日最低温度都表现出明显的南北差异,中高纬度地区(35°N以北)增温(或保温)的趋势更强,这与该地区SSR下降幅度相对较小一致.在全球“变亮”时期,年平均地面日最低温度继续上升,相对于“变暗”时期升温速率变化不大;而年平均日最高温度上升速度明显加快,此时年平均日最高和日最低温度的升温速率趋于一致.年平均日最高温度仍有明显的地域差异,中低纬度(35°N以南)地区的升温速率大于中高纬度,这与中低纬度SSR上升而中高纬度SSR下降有较好的对应关系;年平均日最低温度没有表现出这种南北差异,与SSR变化也没有很好的对应关系.尽管20世纪90年代后SSR开始上升,但目前SSR仍未恢复到“变暗”初期(60年代)的水平,而当前地面日最高和日最低温度已远高于“变暗”初期.     

青藏高原春季地表非绝热加热异常对东亚夏季风强度的影响

为了探究与融雪、融冻过程相联系的青藏高原春季地表非绝热加热异常对东亚夏季风强度变化的影响,利用NCEP/NCAR Reanalysis I(NCEP-I)和欧洲中心(ERA-interim)全球月平均感、潜热通量等再分析资料,以及1961—2014年全国723个气象站逐月历史观测资料,首先定义一个与青藏高原地表非绝热加热相联系的新东亚夏季风指数,并分析新夏季风指数与中国夏季降水的关系,进而探讨青藏高原春季地表非绝热加热异常对东亚夏季风强度变化的影响。结果表明:(1)受青藏高原春季大气射出长波辐射减弱、地气温差发生突变影响,近36 a青藏高原春季地表感热、潜热通量先后在1997年、2003年左右经历了一次由增大转为减小的明显突变;(2)采用200 h Pa水平风速新定义的东亚夏季风指数具有良好、广泛的代表性和适用性,近50 a来新东亚夏季风指数强度呈减弱趋势,减弱速率为-0.73/10 a;(3)新东亚夏季风指数与长江流域夏季6—8月降水之间存在极为显著的负相关关系,即东亚夏季风出现增强(减弱)异常时,长江流域夏季6—8月降水会异常减少(增多);(4)融雪、融冻过程引起的青藏高原春季前期地表潜热通量正(负)异常,会引起随后建立的东亚夏季风强度的减弱(增强)。与融雪、融冻过程联系紧密的青藏高原春季地表感、潜热通量存在显著的准3 a左右周期,其年代际变化对随后爆发的东亚夏季风和我国东部地区夏季降水准3 a左右周期的变化具有重要影响。     

青藏高原地表温度的变化分析

利用青藏高原86个气象观测站建站～2001年历年各月地面0cm温度资料,在分析高原冬季、夏季和年平均地表温度基本气候特征的基础上,通过主成分分析、主值函数和功率谱分析等方法,对高原地表温度异常变化的空间结构和时间演变趋势作了诊断研究。结果表明：高原地表温度主要受海拔高度与纬度的影响,海拔越高温度越低,纬度越高温度越低。年平均温度最高值在雅鲁藏布江河谷的察隅为14．9℃;夏季平均温度最高值在柴达木盆地的格尔木为23．0℃。高原外围的南疆盆地南缘,川西温度更高,但其中心不在高原。高原地表温度最低值在中部的托托河、五道梁,年平均温度为-0．2℃,冬季更低,平均为～14．2～-15．8℃;夏季平均地表温度最低值在清水河为9．8℃,7月平均温度为10．7℃。高原地表温度第一载荷向量除南部小范围为负值外,大部分地方为一致的正值,即第一空间尺度表现为整体一致性;第二空间尺度有南正(负)北负(正)之差异。第一主分量在近30年中表现为明显的上升趋势,主要反映了高原主体偏北和东北部地区地表温度显著升温趋势,而第二主分量的缓慢下降说明高原中部和东南部地表温度呈下降趋势。代表站温度变化表现出准3年和准6年的周期振荡。铁路线北段和南段线性升温率较大,在0．42～0．58℃／10a之间;铁路线中段的高海拔地区升温率较小,为0．32～0．39℃／10a。     

青藏高原近代气温变化趋势及突变分析

利用青藏高原84个气象站建站至2001年的月平均气温资料,分析了40年来气温变化的时空分布特征及趋势,揭示了高原大部分地区平均气温和最高、最低气温普遍升高,最低气温上升速率是最高气温的1倍～3倍,气温日较差显著减小;青藏高原各区的气温突变多发生在20世纪80年代,大部分地区早于北半球1988年的气温突变,平均气温和最高、最低气温的突变在各区都有发生,平均气温突变开始于柴达木盆地(1973年),最高、最低气温及气温日较差(DTR)分别开始于高原东部、柴达木盆地和高原南部等地;不同季节的突变随时间地点而有所变化。     

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4O年呼伦贝尔地区气候变暖初探

选取呼伦贝尔市8个代表站1961～2000年资料，用线性拟合等方法，对呼伦贝尔市及其林、牧、农区的年平均温度、季平均温度、年平均最高温度和年平均最低温度、气温日较差、无霜期和积温等进行了分析。结果表明：(1)全市近40年气候变暖明显，年平均气温、年平均最高温度和年平均最低温度均呈升高趋势。(2)年温升高的趋势主要受到冬季气温显变化的影响。(3)年平均最高和最低气温变化表现出非常明显的不对称性趋势，气温日较差变小趋势是以最低温度升高高于最高温度升高为特点的。(4)无霜日数显增加，无霜期延长，≥10℃积温带有明显北移的特征。     

青藏高原4月感热通量异常对长江以南夏季降水的影响

基于1980—2015年青藏高原、长江以南地区的站点资料,利用EOF、小波分析等方法,分析了青藏高原及各分区4月的感热通量和长江以南地区夏季降水特征,以及它们之间的相关性。结果表明:喜马拉雅地区(关键区) 4月感热通量可以作为长江以南地区夏季降水的预报因子之一;青藏高原4月感热通量和长江以南地区夏季降水均存在4 a主周期和8 a副周期,在1998年、2011年前后出现转折;高原整体、E区、G区4月感热通量均与长江以南地区夏季降水呈负相关;高原关键区4月感热通量偏弱时,长江以南地区高空(850 hPa)处于深槽槽前,西部配合有切变线系统,斜压性很强,空气相对湿度很大,利于长江以南地区降水,反之亦然。     

近40年呼伦贝尔地区气候变暖初探

选取呼伦贝尔市8个代表站1961～2000年资料,用线性拟合等方法,对呼伦贝尔市及其林、牧、农区的年平均温度、季平均温度、年平均最高温度和年平均最低温度、气温日较差、无霜期和积温等进行了分析.结果表明:(1)全市近40年气候变暖明显,年平均气温、年平均最高温度和年平均最低温度均呈升高趋势.(2)年温升高的趋势主要受到冬季气温显著变化的影响.(3)年平均最高和最低气温变化表现出非常明显的不对称性趋势,气温日较差变小趋势是以最低温度升高高于最高温度升高为特点的.(4)无霜日数显著增加,无霜期延长,≥10℃积温带有明显北移的特征.     

青藏高原冬季平均温度、湿度气候特征的REOF分析

通过对青藏高原123个测站, 1961~1998年冬季 (12月至翌年2月) 平均温度、相对湿度资料做气候特征分析, 得到32°~33°N附近地区可能是高原南北温湿变化的分水岭, 以北主要受干冷空气影响, 以南主要受暖湿空气影响。用方差极大正交旋转EOF (即REOF) 方法对以上资料进行分析, 可以将青藏高原温度、相对湿度进行分型、分区, 并对各区的温度、相对湿度特征进行分析。结果表明, 近40年来, 各区的温度总趋势是在波动中逐步升高的。增温时段主要出现在1978~1981年及1983年至今。1983年开始的增温, 是近40年来最强的一次, 增温幅度大且持续时间长, 但从90年代开始增温幅度及范围出现波动。从温度线性倾向来看, 东部高原增温幅度从南到北存在“大—小—大”的现象。高原大部分地区湿度变化总趋势是在波动中逐步增湿的, 但高原北界以变干为主。从80年代后期至今高原进入显著增湿阶段, 但从90年代中后期开始增湿幅度及范围出现波动。从湿度线性倾向来看东部高原增湿幅度从南到北存在逐步减小现象, 甚至祁连山地区出现变干现象。     

河北省近45年温度变化的特征分析

利用河北省39个地面观测站1961-2005年气候观测资料,研究河北省的平均温度、最高温度、最低温度和炎热日、寒冷日的变化趋势和特点.结果表明:近45年来河北平均温度显著上升,其中冬季增暖幅度最大,夏季变化不明显,而且20世纪60年代最冷,70、80年代开始增温,90年代至今最暖.各季节的最低温度增暖幅度均远高于最高温度,表明气候变暖主要体现在最低温度的明显升高.