1961—2018年内蒙古平均气温突变前后变化特征

文章选用1961—2018年内蒙古109个气象站的气温数据,采用线性趋势、Mann-Kendall检验、气候倾向系数等方法,对内蒙古平均气温突变前后的变化特征进行了分析。结果表明:(1)1961—2018年内蒙古年平均气温的增暖趋势非常明显,时间序列在1990年前后发生突变,而且平均气温在突变前、后存在时间变化和空间变化。(2)四季平均气温均呈明显增温趋势,但存在季节差异。春季平均气温的增温速率为0.428℃/10a,高于全年平均水平,突变时间在1996年;夏季平均气温的增温速率为0.312℃/10a,近58a夏季平均气温上升约1.8℃,与其他季节相比突变时间最晚,发生在1998年;秋季平均气温的增温速率最小,为0.297℃/10a,近58a秋季平均气温上升1.7℃,气温突变时间在1989年;冬季平均气温的增温速率最大,为0.463℃/10a,近58a冬季平均气温上升2.7℃。(3)从58a的增温空间分布上看,增温幅度差异明显:突变前的30a里,大部地区年平均气温增温速率在0.20℃/10a以上,其中,赤峰市大部地区的增温趋势不显著,其余地区的年平均气温都是显著或极显著的增温趋势;突变后的28a里,大部分地区的年平均气温增温速率0.10℃/10a和0.20～0.40℃/10a,其中,呼伦贝尔市的大部、赤峰市的大部地区平均气温增温趋势不显著,其余地区都在显著或极显著的增温趋势。     

中国高空温度变化初步分析

利用全国1961～2004年134个台站的探空温度资料,对我国各高度层温度变化趋势进行了初步分析,并对比讨论了与地面气温变化的关系.结果表明,自从20世纪60年代初以来,我国对流层温度变化呈微弱减少趋势,整体温度下降速率为-0.06℃/10 a;对流层中下层温度表现出微弱增加,增温速率为0.05℃/10 a,比同期地面气温增暖趋势弱得多.1961年以来,我国对流层上层和平流层底层年平均温度均呈现明显下降趋势,变化速率分别为-0.17℃/10 a和-0.22℃/10 a.近25年来中国对流层中下层的温度呈现明显上升,增温速率达到o.25℃/10 a,与地面气温变化趋势更为接近.我国高空和地面温度变化结构的这一特点与全球或北半球平均情况大体相似.但是,20世纪60年代初以来对流层中下层与地面气温变化趋势的明显差别,以及最近20多年对流层中下层与地面的同步增温,仍然需要给出合理的解释.     

近50年阳泉气温时空变化特征

本文就近50年来(1955～2000)阳泉逐月平均气温、平均最低气温、平均最高气温、02时平均气温、14时平均气温5个序列进行了深入细致的诊断分析.结果表明阳泉气温呈非连续的增暖趋势,线性变化约为0.24℃·(10a)-1,90年代较50年代上升了约0.9℃.1985年是一个突变点,这以后增温极为明显.夜间气温增温幅度高于白天增温幅度,冬季气温增温幅度高于夏季增温幅度,表现出明显的不对称性.     

近百年中国地表气温变化趋势的再分析

重新考虑了1950年前后器测资料的非均一性问题,统一采用最高温度和最低温度计算月平均温度,利用国际上通行的区域平均温度序列计算方法,建立了中国近100年的地表气温序列,并对气温变化趋势进行了再分析.结果表明,自1905年以来中国地表年平均气温明显增暖,升高幅度约为0.79℃,增温速率约为0.08℃/10 a,比同期全球或北半球平均略高.但是,20世纪80年代初以来的增温似乎不比30～40年代明显,而20世纪50～60年代地表气温的变冷却比全球或北半球显著得多.和全球平均温度变化一样,近100年来中国的增温也主要发生在冬季和春季,而夏季却有微弱变凉趋势.新的全国平均气温序列与以往的研究结果比较给出了更高的增温趋势估计值,这主要与采用新的月平均气温统计方法改善了原序列的均一性有关.另一方面,由于早期资料覆盖面积比例低和后期城市化影响等问题,这里给出的增温趋势估计仍然存在着较大的不确定性.     

近50年中国地面气候变化基本特征

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国大陆地区1951年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明,中国近50 a来年平均地表气温变暖幅度约为1.1℃,增温速率接近0.22℃/(10 a),比全球或半球同期平均增温速率明显偏高。地表气温增暖主要发生在最近的20余年,其季节和空间特征与前人分析结论基本一致。降水量变化趋势对所取时间段和区域范围敏感。1951年以来全国平均降水量变化趋势不明显,但1956年以来略有增加。降水变化的空间特征明显而相对稳定,东北北部、包括长江中下游的东南部地区和西部广大地区降水增加,而华北地区以及东北东南部和西北东部地区降水明显减少。分析还发现,近50a来全国平均的日照时数、平均风速、水面蒸发等气候要素均呈显著下降趋势,但积雪地带的最大积雪深度却有所增加。中国日照时间和水面蒸发量变化的空间特征很相似,减少最明显的地区均发生在华北和华东,新疆次之。影响中国年代以上尺度气候变化的因子错综复杂,人类活动引起的大气中温室气体浓度增高可能在一定程度上影响了中国近50 a来的气候,但考虑到尚存的不确定性,目前仍不能给出明确结论。中国东部大部分地区日照时间和水面蒸发量减少可能均起源于人为排放的气溶胶影响,平均风速减弱也有利于水面蒸发量下降,而在西部地区云量和降水量的变化可能更重要。     

近40年哈尔滨的气温变化与城市化影响

利用近40年地面观测资料,统计分析了哈尔滨地区各县市的年平均气温及最高、最低气温的变化规律及差异。结果表明,在全国增暖的背景下,哈尔滨各县市的年平均气温普遍呈增暖趋势,但同一区域里各县市气温的增温幅度明显不同,位于城郊的县市,其增温幅度明显小于近城区的县市,而且增暖主要是在20世纪80年代以后：不同季节的气温变化趋势也存在明显差异,冬季气温呈明显增暖趋势,但夏季增暖不显著;80年代以后,冬季寒冷日数明显减少,夏季“热带夜”和高温日数呈增多趋势。     

1901-2007年澳门地面气温变化的分析

 利用澳门的气温观测资料, 分析了澳门1901-2007年地面气温变化的基本特征。结果表明：近107 a的升温率为0.066℃/10a, 明显低于全球平均升温率。季节平均气温的年代际变化有明显的季节差异，最大的增暖发生在春季和冬季，夏季的增暖最小；冬、夏季的变化分别有明显的时间尺度约为60 a和30 a的振动。年平均最高气温的升温率仅为最低气温的一半左右。最高气温的年代际变化呈缓慢的气候波动现象，20世纪80年代中期以后的升幅与历史上的增暖大致相当；最低气温近20多年来的增暖趋势可能是其长期（变暖）趋势的延续。年平均日较差整体来说是趋于减少的，但近30 a却趋于增加。     

中国气温变化研究最新进展

总结了"十五"攻关课题有关中国温度变化研究的若干进展.在资料质量控制和序列非均一性检验及订正的基础上,更新了中国地面近50年、100年和1 000年气温序列.研究表明,不论是近54年还是近100年全国年平均地面气温升高趋势一般比原来分析结果表明的要强,分别达到0.25℃/10 a和0.08℃/10 a.中国现代增暖最明显的地区包括东北、华北、西北和青藏高原北部,最显著的季节在冬季和春季.近50多年中国近地面气候变暖主要是平均最低气温明显上升的结果,全国范围内极端最低气温也显著升高,而极端最高气温升高不多.中国与温度相关的极端气候事件强度和频率一般呈降低趋势或稳定态势.研究发现,城市化因素对中国地面平均气温记录具有显著影响,但在现有的全国和区域平均温度变化分析中一般没有考虑,因此需要在将来的研究中给予密切关注.在增温明显的华北地区,1961～2000年间城市化引起的年平均气温增加值达到0.44℃,占全部增温的38%,城市化引起的增温速率为0.11℃/10 a.中国其他地区的增温趋势中也或多或少反映出增强的城市热岛效应影响.20世纪60年代初以来中国对流层中下层温度变化趋势不明显,仅为0.05℃/10 a,比地面气温变化小一个量级;对流层上层和平流层底层年平均温度呈明显下降趋势,变化速率分别为-0.17℃/10 a和-0.22℃/10 a;整个对流层平均温度呈微弱下降趋势.中国对流层温度与地面气温变化趋势存在明显的差异,但这种差异在20世纪80年代初以后趋于减小.近千年来中国地面气温变化史上可能确存在"中世纪温暖期"和"小冰期"等特征性气候阶段,但"中世纪温暖期"的温暖程度似乎没有过去认为的那样明显.从全国范围看,11世纪末和13世纪中的温暖程度可能均超过了20世纪30～40年代暖期,表明20世纪的增暖可能并非史无前例.中国20世纪气候增暖的原因目前还不能给出明确回答.一些迹象表明,人类活动可能已经对中国的地面气温变化产生了影响,但太阳活动及气候系统内部的低频振动对现代气候变暖可能也具有重要影响.     

近49年珠海气温变化及城市化影响初探

根据珠海站1962-2010年逐日地面气温观测数据与1979-2010年NCEP/NCAR R1再分析资料,分析了珠海市平均气温、平均最高气温、平均最低气温的年和四季变化特征,探讨城市化对珠海气温变化的影响.研究结果表明,近49年珠海市年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈增温趋势,增温率分别为0.14℃/10a、0.22℃/10a、0.12℃/10a.城市化及土地利用类型改变使年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温增暖0.16℃/10a、0.10℃/10a、0.15℃/10a,对观测气温增暖的贡献分别为46.0％、27.6％、46.1％;四季变化中以冬季和春季较显著.     

近55年海东地区温度变化特征及影响分析

利用海东地区6个气象站点自1961—2015年的实测资料,应用统计学方法分析海东地区近55年来气温、积温、地温等热量资源的变化特征及对海东农业产生的影响。结果表明1961—2015年海东地区年平均气温呈显著的升高趋势,升温率达0.37℃/10年;年平均地表温度也呈上升趋势,其增温率达0.41℃/10a;年平均20cm地表温度为8.8℃,近55a来呈波动上升态势,増温率为0.38℃/10a,大于年平均气温的增温速率但小于地表温度的增温速率,且对年平均气温、地面0cm温度、20cm温度进行了突变分析,结果均未出现突变。积温变化就区域平均而言,2010年以来,≥0℃积温与多年平均相比偏多295.3℃,与60年代相比偏多485.7℃;≥5℃积温与多年平均相比偏多346.9℃;≥10℃积温与多年平均相比偏多505.3℃。气候明显变暖,气候变暖使春播作物播种期提早,越冬作物播种期推迟,初春提前返青,使海东大多数农作物的适宜种植面积有所扩大,气候变暖对海东的农业生产布局和种植结构产生了明显的影响。     

我国短期气候预测业务系统

中国第一代短期气候监测、预测、评价和服务业务系统主要由6个部分组成：数据库、动力气候模式系统、气候监测诊断系统、短期气候预测系统、气候影响评价系统与气候应用服务系统。在建立短期气候业务系统过程中，主要获得了三方面的成果：第一，揭示出影响中国气候异常的最强气候信号是厄尔尼诺事件、高原积雪和季风；第二，发展并建立了复杂的全球与区域动力气候模式预测系统，该系统包括T63L16全球大气环流模式、高分辨率区域气候模式、T63L30全球海洋模式和海冰模式、太平洋和印度洋高分辨率海洋模式和厄尔尼诺预测模式；第三，在高性能计算机和网络的支持下建立了完整的业务应用系统，不仅可提供短期气候预测信息，而且可以快速、客观、准确地给出气候变化对水资源、农业、林业、交通、电力、重大工程等国民经济重要部门和关键地区的影响，及时为决策部门提供决策服务。1998年开始应用以来，国家和大区两级整体预报水平比“九五”以前20年平均提高了6％～10％。但对区域性强洪涝事件的预报能力偏低，尚需进一步提高。     

气候动力学与气候预测理论的研究

主要概述了中国科学院大气物理研究所近些年来在气候动力学与气候预测理论研究领域的若干重要研究进展.通过对气候系统变化多尺度特征及其动力学的分析和研究,提出了一系列气候系统动力学理论,并在此基础上提出了适合于我国季风气候特点的气候预测理论和方法,在国际上率先开展了跨季度数值气候预测,进一步建立了先进、完善的短期数值气候预测系统,并应用于我国夏季旱涝预测业务.这些工作既带有极大的基础性意义,同时也具有巨大的应用价值,为我国大气科学及气候科学乃至环境科学的研究提供了重要工具.     

气候观测系统及其相关的关键问题

地球系统中的大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈构成了气候系统, 气候系统中不同圈层之间的相互作用决定了气候的自然变化。由于人类活动的日益加剧, 对气候系统已经产生了显著影响。气候的自然变化和人类活动导致的气候变化对社会经济的发展以及人民生活的影响日益加大, 并涉及到国家安全、环境外交和可持续发展等一系列重大问题。要认识气候变化及其强迫因素、预测未来气候变化, 最基础的工作是建立针对气候目的涉及到气候系统五大圈层的综合气候观测系统, 以获取所需的高质量资料和相关产品, 提供气候系统变化的详细信息。该文回顾了气候观测系统设计在中国的发展以及中国气象科学研究院在组织设计中国气候观测系统中的作用, 并指出了在建立我国气候观测系统中存在的一些需要改进的方面。在对气候观测系统进行分析的基础上, 指出了与建立气候观测系统相关的10个方面的关键问题, 这些问题包括:气候观测系统的科学需求、气候观测系统的代表性、全面性、规范性、对气候预测和预估及模式发展的支撑性、多学科应用性、社会经济性、资料开放共享性以及气候系统资料的同化再分析和历史资料的抢救。     

Reducing Uncertainties in Climate Projections with Emergent Constraints:Concepts,Examples and Prospects

Models disagree on a significant number of responses to climate change,such as climate feedback,regional changes,or the strength of equilibrium climate sensitivity.Emergent constraints aim to reduce these uncertainties by finding links between the inter-model spread in an observable predictor and climate projections.In this paper,the concepts underlying this framework are recalled with an emphasis on the statistical inference used for narrowing uncertainties,and a review of emergent constraints found in the last two decades.Potential links between highlighted predictors are explored,especially those targeting uncertainty reductions in climate sensitivity,cloud feedback,and changes of the hydrological cycle.Yet the disagreement across emergent constraints suggests that the spread in climate sensitivity can not be significantly narrowed.This calls for weighting the realism of emergent constraints by quantifying the level of physical understanding explaining the relationship.This would also permit more efficient model evaluation and better targeted model development.In the context of the upcoming CMIP6 model intercomparison a growing number of new predictors and uncertainty reductions is expected,which call for robust statistical inferences that allow cross-validation of more likely estimates.     

Past and Future Changes in the Climate of Hong Kong

Over the years, the Hong Kong Observatory has carried out scientific studies to evaluate the observed climate trends and project the future climate in Hong Kong. Analysis of the meteorological observations at the observatory's headquarters in Tsim Sha Tsui since 1885 reveals that the temperature rise in Hong Kong during the past 124 years is in accord with the global rising trend. The accelerated rising trend in the mean temperature in last few decades may be attributed to the anthropogenic influences, especially urbanization. A similar increasing trend is also observed for rainfall. Other observations such as increasing cloud amount and decreasing total global solar radiation are all consistent with the global trend. Studies of past occurrences of extreme temperature and rainfall have also been carried out. The results indicate that cold episodes have become rarer while very hot days and heavy rain events are becoming more frequent. The observatory also makes use of the data from the Fourth Assessment Report (AR4) of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and employs statistical downscaling techniques to carry out projections of temperature and precipitation in the 21st century. It is found that the rise in temperature in Hong Kong will be slightly higher than the global mean in the 21st century. The annual rainfall in Hong Kong is also expected to rise by the end of the 21st century, so is its year-to-year variability.     

云南气候特征与主要经济作物种植适宜性的关系

基于云南省、贵州省和广西壮族自治区共163个站点气候资料和主要经济作物产地分布数据,应用作物生态学和农业气象学原理,分析云南气候特征与经济作物种植的气候适宜性关系。结果表明,受季风气候、高原山地气候、低纬气候的影响,云南干湿季节分明、夏季气温偏低、春秋季长、气温日较差大、干季日照较多,具有气候区域性和层次性差异特点,由此云南各气候带的经济作物种植适宜性也不同,其中,低纬高原气候最适宜云南烤烟和滇中花卉产业发展,低纬高原南亚热带季风气候区的滇西南适宜种植喜湿润、要求强光少的南亚热带深根类作物,高原山地气候叠加季风气候带则适宜发展多种(类)经济作物,然而高原气候和季风气候也给云南经济作物种植带来夏秋光热欠足、冬春干旱和短时段低温冷害的不利影响。     

中国柯本气候分类

利用中国734个气象站点1957-2016年的气温和降水量数据,结合柯本气候分类,采用薄板样条插值法,研究中国柯本气候分类的时空分布及变化特征。结果表明：1957-2016年中国包括5个气候带,其中赤道气候带（0.17%）包括热带季风和热带疏林草原气候,干旱气候带（41.38%）包括冷性沙漠和冷性草原气候,暖温气候带（25.53%）包括热夏冬干暖温、温夏冬干暖温、热夏常湿暖温以及温夏常湿暖温气候类型,冷温气候带（28.44%）包括热夏冬干冷温、温夏冬干冷温、冷夏冬干冷温、热夏常湿冷温、温夏常湿冷温以及冷夏常湿冷温气候类型,极地气候带（4.48%）仅有苔原气候。在此60 a,气候变化主要体现在冷温气候带向干燥气候带和暖温气候带的转移,以及冷温气候带中冷夏向温夏的转移和温夏向热夏的转移。     

贵州省旅游气候品牌效应初探

旅游业是贵州经济发展的重要支柱产业。气候资源作为不可或缺的一种旅游资源,既造就了贵州多彩多姿的自然风光和人文景观,又以“冬无严寒、夏无酷暑”的气候优势,极大地增加了贵州旅游的吸引力,尤其是在“气象+旅游”模式下,形成了由避暑旅游辐射开来的全省生态旅游“集团化”品牌,对贵州地方经济、社会发展、生态建设和乡村振兴产生极大的推动作用。文章在分析贵州气候优势条件的基础上,研究探讨了旅游气候品牌效应,提出在继续深挖夏季气候优势,持续打造避暑旅游品牌的前提下,应根据贵州立体气候特征及贵州独具特色的喀斯特地域地貌,深入发掘贵州冬季避寒、康养、低纬度地区冬季赏雪观景等气候旅游资源,为打造贵州全域旅游、全时旅游品牌提供参考。     

黑龙江省气候变暖对极端天气气候事件的影响

黑龙江省1980年以来气候变暖已成为事实，气候变暖导致天气气候极端事件的发生，主要表现在：①大雨暴雨次数增加；②30℃以上极端最高气温平均日数下降；③-30℃以下极端最低气温平均日数明显减少；④初霜日平均后延2～5天；⑤终霜日，北部中部提前3～5天而南部延长；⑥夏季低温次数明显减少，北部减少多于南部；⑦大旱年次数增多，大涝次数北少南多，西南部地区为旱涝敏感区。     

从地球系统的观点看气候突变

在地球的气候史中,经历了许多次气候突变事件。这些突变对地球表层系统的演变与进化产生了巨大影响。随着全球气候变暖的持续发展,人类赖以生存的气候环境正在经历重大变化。如何科学地理解和认识这些变化,尤其是气候突变。是人类寻求对策,应对气候变化,保护自己持续发展的科学基础。文中从地球系统的角度对气候突变的科学问题进行了探讨,认为对气候突变的研究不应仅局限于大气圈,而应该对地球系统的整体变化进行研究。