1961—2010年我国夏季高温热浪的时空变化特征

利用全国753个站1961—2010年夏季逐日最高气温资料和基于死亡率明显增加而制定的高温热浪指标的已有研究成果,统计分析了我国高温热浪频次、日数和强度的时空分布特征。结果表明:我国的高温热浪频次、日数、强度高值区基本相同,均在江淮、江南大部和四川盆地东部等地,其中江西北部、浙江北部高温热浪频次最高,高温日数最多;浙江北部高温强度尤为突出。近50年来我国夏季高温热浪的频次、日数和强度总体呈增多、增强趋势,但也呈现明显的阶段性变化特征,20世纪60—80年代前期高温热浪频次和强度呈减少(弱)趋势,80年代后期以来,高温热浪频次和强度呈增多(强)趋势。区域变化特征明显,华北北部和西部、西北中北部、华南中部、长江三角洲及四川盆地南部呈显著增多(强)趋势;而黄淮西部、江汉地区呈显著减少趋势。自20世纪90年代以来,我国高温热浪的范围明显增大。     

南昌城市高温热浪气候分析

根据高温强度、持续时间和高温天气过程显温总量建立了两套划分高温热浪强度等级的标准,并对南昌市1952~2004年高温热浪进行气候分析,提出对策和建议。     

近64年长沙市高温热浪事件统计分析

为了增强对高温热浪事件的认识,给相关部门科学制定应急预案提供依据,本文利用逐日最高气温资料,依据高温热浪定义,对长沙市近64年来高温热浪事件进行统计分析。结果表明,1长沙市年均高温日30.6d,年均高温热浪2.16次。高温日、高温热浪事件集中在6—9月,且以7月出现最为频繁。2长沙市高温热浪事件发生频次和强度呈明显阶段性变化特征:20世纪50—60年代中期变化平稳或呈缓慢增多(增强)趋势,70—90年代末呈偏少(偏弱)趋势,21世纪以来呈偏多(偏强)趋势。3城市化造成的热岛效应在一定程度上加剧了高温热浪强度。     

SRES A2 情景下中国区域性高温热浪事件变化特征

随全球变暖,应对高温热浪事件是未来现代化城市面临的难题之一。本文利用全球模式-HadAM3p提供的3组不同边界场和初始场驱动区域气候模式系统PRECIS的输出结果,模拟未来情景下中国区域性高温热浪事件发生频率、强度及持续时间的变化趋势。结果表明：全球PRECIS对基准时段（1961-1990年）的高温热浪事件的发生的频率、强度和持续时间及对应的大气环流特征具有较强的模拟能力。相对于基准时段,未来情景下未来时段（2071-2100年）中国各地区的高温热浪的强度增加,发生频率增幅超过了100 %,且持续时间增加30 %以上。此外,观测资料和模拟结果均表明武汉和哈尔滨地区的高温热浪与500 hPa高度场的正距平密切相关。而未来情景下,武汉和哈尔滨地区500 hPa高度场的正距平呈增加趋势,表明这些地区未来可能面临危害更严重的高温热浪事件。     

湖南省夏季高温热浪时空分布特征及其成因

利用1960~2014年夏季(6~8月)湖南省77个气象站逐日最高气温资料,对该地区高温热浪的时空分布特征进行分析研究。研究结果表明:湖南省大部分地区常年遭受高温热浪袭击,年均发生1.53次,部分地区年均出现2次以上。高频次、高强度的高温热浪主要集中于湘中偏东(衡阳盆地一带)地区,株洲、长沙、益阳等地为次大值区,湘西地区高温热浪的发生频次及强度则低于全省平均值。近年来,湖南高温热浪的影响范围不断扩大,炎热程度不断增强。近55年高温热浪频次及强度具有显著的阶段性特征,20世纪80年代以前呈减少(减弱)趋势,此后呈增多(增强)趋势,21世纪以来高温热浪增多增强尤其明显。对一次持续时间长、影响范围广的极端高温热浪过程研究发现:南亚高压东伸扩展,西太副高异常偏西、偏北且稳定少动,下沉运动强盛等条件的配合有利于湖南省持续性高温的发生。     

1954—2017年连州市高温热浪的特征

基于连州市基本气象站逐日最高气温观测资料,采用统计学方法分析了连州市高温的气候变化特征。结果表明:1954—2017年连州市年高温热浪频次、持续时间和强度呈现显著增加趋势,每年平均出现34 d高温日和4次高温热浪事件,高温日主要分布在5—10月,而高温热浪事件则出现在6—9月,月分布呈单峰型,峰值在7月。近64年来的高温变化大致能分成2个阶段:20世纪50年代初到90年代中期主要为高温少发期;进入21世纪后,主要为高温多发期。用M-K法检测出高温热浪事件在1982年发生了突变。用小波分析方法分析得出连州市高温有2个不同时间尺度的周期震荡互相嵌套,分别为准5和准10年。连州高温热浪事件的主要影响系统为副热带高压,且2007年的极端高温热浪过程是由于副高的长时间控制和西北向台风西侧的下沉气流影响造成的。     

2021年7—8月四川盆地高温热浪大气环流背景及影响分析

极端天气过程环流及影响分析是精细化防灾减灾服务的基础。利用气象观测资料、再分析数据及卫星资料分析2021年7月25日至8月9日四川盆地极端高温热浪特征、大气环流背景及其主要影响。此次高温热浪过程中,四川盆地有13站气温突破有记录以来历史最高值,6站高温日数多达14 d。高温热浪中心位于盆地中部、南部,过程强度8月初达到峰值,日最高气温极值（42.4℃）出现在宜宾兴文站。分析表明,本次高温热浪的大气环流背景与以往大多数高温热浪过程有所不同：西太平洋副热带高压（简称“副高”）在本次过程中的直接作用不明显,而东南沿海台风活动阻碍了副高西伸,其外围气流有利于盆地上空反气旋系统维持,同时使南来水汽不易到达四川盆地,对高温热浪的发展维持起到重要作用。高温热浪过程中,成都市区域平均高温日数达8.36 d,热岛效应显著。高温热浪及城市热岛对成都此类人口密集超大型城市的影响值得引起关注。     

1961~2016年四川盆地夏季高温热浪变化特征分析

利用27个测站逐日最高气温资料,对1961~2016年四川盆地夏季高温热浪的时空演变特征进行研究。结果表明:(1)四川盆地高温热浪频次、强度和持续时间均呈增加趋势,其中热浪强度的增加趋势最为显著。三者都经历了先较弱增加后明显减少再明显增加的年代际变化过程。20世纪80年代是热浪低发期,2010~2016年为明显高发期。(2)盆地高温热浪气候平均空间分布大致呈东南多(强)西北少(弱),空间差异显著,多发区主要集中在重庆西南部一带。三项指标除盆地东南边缘小部分为减少趋势外,基本呈增加趋势,增幅大值带均沿重庆北部至四川南部呈东北-西南走向。相比而言,盆地西部增加趋势比盆地东部更加显著。(3)盆地高温热浪频次、强度和持续时间均存在显著的年际变化周期,且具有较为一致的2年周期。相关分析表明,三者均与西太平洋副高脊线和北界位置存在显著的正相关。      

城市化对北京单次极端高温过程影响的数值模拟研究

城市化对高温热浪的频次和强度具有重要影响,但目前对于城市化影响高温热浪过程的机理了解还不充分。本文利用WRF模式,对2010年7月2～6日（北京时）北京一次高温过程进行了模拟,分析了城市化对此次高温过程的影响机理。采用优化后的WRF模式,能够模拟出北京连续5日高温的特征和城市热岛强度的变化。城市下垫面的不透水性决定了城区2 m高度处相对湿度低于乡村,削弱了城区通过潜热调节城市气温的能力。日落后,城市感热通量下降缓慢,城区降温速率小于乡村,夜间边界层稳定、高度低,风速小,抑制了城乡之间能量的传输,形成了夜间强的城市热岛强度,造成夜间城市气温明显高于乡村。日出后城乡地面感热通量、潜热通量迅速上升,边界层稳定性下降。午后,城市下垫面分别为地表感热通量和潜热通量的高、低值中心,通过潜热调节气温的能力被削弱;边界层稳定性降低,有利于能量的垂直扩散;此时,城市热岛强度小于夜间。因此,北京城市下垫面形成了明显的城市热岛效应,加重了城区极端高温事件的强度。此外,在这次高温热浪期间,中国东部大部分地区受到大陆暖高压控制,晴空少云,西北气流越山后形成焚风效应,是北京地区高温热浪形成的天气背景。     

北京夏季高温变化特征及对城市热岛强度的影响

随着全球气候变暖和快速城市化，城市夏季高温及热浪出现频次和强度明显增加，但人口高度集聚的特大城市中夏季高温长期变化特征对城市热岛的影响程度和作用机制仍不甚明了。本文选择京津冀特大型城市群的核心城市北京为研究对象，基于长期气象观测数据计算夏季高温和城市热岛强度，阐明5—8月夏季高温长期变化特征及对城市热岛强度的影响。研究发现，1978—2020年北京城区夏季高温日数、强度和极端高温均呈现显著增加趋势，相伴随的是高温起始时间明显提前，结束时间显著推迟；高温天最高气温热岛强度呈显著降低趋势，而平均气温和最低气温热岛强度则呈轻微下降趋势；5—8月高温天最高、平均和最低气温多年平均热岛强度分别为0.73 ℃、1.61 ℃和2.40 ℃，明显高于非高温天的0.09 ℃、0.80 ℃和1.40 ℃，高温和非高温天热岛强度差值均在0.6 ℃以上，表明夏季高温放大城市热岛强度。预估未来全球变暖和快速城市化背景下北京城市热岛效应将进一步加剧，会形成更频繁和持续更长的夏季高温，给城市居民带来严重的健康风险。     

高温热浪指标研究

根据热浪所具有的气温异常偏高(或为高温闷热)及通常要持续一段时间这两个特征,研究设计了综合表征炎热程度和过程累积效应的热浪指数作为热浪的判别指标,并提出了热浪的分级标准.利用1994和1995年7-8月武汉市逐日中暑人数和2003年7 8月上海市逐日死亡人数资料对热浪指标和分级标准进行了验证分析,结果表明,热浪指数可以...     

1961-2010年辽宁省高温日数和高温热浪特征分析

利用1961-2010年辽宁省52个气象站日最高气温资料,分析辽宁地区高温日数及热浪的分布特征和变化趋势,结果表明：辽宁省区域年平均高温日数为7.72 d/ a。辽宁高温日数呈东少西多的空间分布,沿海地区较少甚至部分地区无高温情况出现。高温日出现最多的朝阳站,为26.48 d/ a。从20世纪60年代开始,高温日数呈缓慢增加趋势,其中2000年为有气象记录以来高温日最多的年份。热浪也呈东少西多的分布特征,热浪最多的朝阳站发生频次为2.90次/ a。辽宁省以持续3-5 d的轻度热浪为主,占86.27 %,中度热浪占12.58 %,超过10 d的重度热浪占1.14 %,仅有喀左、北票和羊山地区发生过持续10 d以上的重度热浪。     

广东高温热浪致人体健康风险区划

本文采用国际上通用的自然灾害风险概念和分析方法,从高温热浪致人体健康风险的构成出发,分别构建了广东省高温热浪危险性指数、暴露度指数和承灾体脆弱性指数（含敏感性指数和适应性指数）,在定量化的风险指数基础上尝试进行风险区划研究。结果表明：高危险性区域位于广东东北部、西北部以及中部偏西地区,低危险性区域主要分布在沿海地区;人体健康高敏感性区域主要位于粤北和粤西,珠三角及粤东南沿海地区敏感性相对较低;适应性较高区域主要分布在珠三角地区,其他地区适应性较低,粤东和西南部分地区适应性最低;风险较高区域主要集中在粤东、粤西北和中部偏西及雷州半岛南部地区,风险较低区域主要在珠江三角洲及其以西沿海地区。该风险指数能较好地反映广东省高温热浪致人体健康风险的分布状况。     

中国高温热浪危害特征的研究综述

全面综述了高温热浪气象灾害在危害特点、标准与类型、气候特征、形成原因、对全球气候变暖的响应、监测和预测与预警技术、减灾技术及应对策略等8个方面的研究成果.高温热浪是一种较短时间尺度的天气灾害,基本天气特征是高温低湿,除高寒地带外,每年6～8月在全国各地均有发生.大气环流异常是高温热浪形成的直接原因,气候变暖变干是导致高温热浪频繁发生的重要原因.深刻了解高温热浪的危害特征,对应对高温热浪发生发展、监测预测、安全生产、趋利弊害具有重要的指导作用.     

鲁中地区极端高温变化特征分析

基于1966—2015年鲁中地区8个气象站日最高气温、日最低气温和相对湿度气象观测资料,利用年最高气温、高温日数、极端高温日数、暖夜日数、炎热日数和高温热浪日数等指数,研究其极端高温天气变化特征。结果表明:鲁中地区近50 a年最高气温随时间变化呈增加趋势,1990年后增加趋势明显,有6 a左右的主要变化周期,主要空间变化规律一致;极端高温天气呈增强趋势,尤其在1990年以后,年炎热日数和轻度高温热浪日数最多出现在1994年,年高温日数最多出现在1997年,年极端高温、暖夜日数和重度高温热浪日数均出现在2005年;中部地区发生极端高温天气频率高,南部山区发生频率低。     

塔克拉玛干沙漠腹地的长波辐射变化特征

利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站(塔中站)实测的长波辐射资料,分析了流动沙漠区的长波辐射特征.结果表明:地表长波辐射能具体地反映地表失去热能的状况.在沙漠区,由于地表层的湍流运动较强以及下垫面温度与空气温度的差值较大,使得地表向大气传输的热通量较大,所以地面长波辐射值较大,有时接近于总辐射,最小值出现在日出前,最大值出现在15:00左右;由于大气中的水汽含量及云量较少,而沙尘气溶胶含量较高,所以大气长波辐射较大,沙漠区有效辐射也较大,为我国有效辐射年总量最高的地区之一.地表放射的净长波辐射在太阳总辐射中所占的比例小于地表反射辐射,只有在春、夏季两者较接近,且以反射辐射大些.区域气候变化过程中,沙漠加热场的强度是沙漠局地天气气候变化的主要影响因素之一.     

Projection of heat waves over China for eight different global warming targets using 12 CMIP5 models

Simulation and projection of the characteristics of heat waves over China were investigated using 12 CMIP5 global climate models and the CN05.1 observational gridded dataset. Four heat wave indices (heat wave frequency, longest heat wave duration, heat wave days, and high temperature days) were adopted in the analysis. Evaluations of the 12 CMIP5 models and their ensemble indicated that the multi-model ensemble could capture the spatiotemporal characteristics of heat wave variation over China. The inter-decadal variations of heat waves during 1961–2005 can be well simulated by multi-model ensemble. Based on model projections, the features of heat waves over China for eight different global warming targets (1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, and 5.0 °C) were explored. The results showed that the frequency and intensity of heat waves would increase more dramatically as the global mean temperature rise attained higher warming targets. Under the RCP8.5 scenario, the four China-averaged heat wave indices would increase from about 1.0 times/year, 2.5, 5.4, and 13.8 days/year to about 3.2 times/year, 14.0, 32.0, and 31.9 days/year for 1.5 and 5.0 °C warming targets, respectively. Those regions that suffer severe heat waves in the base climate would experience the heat waves with greater frequency and severity following global temperature rise. It is also noteworthy that the areas in which a greater number of severe heat waves occur displayed considerable expansion. Moreover, the model uncertainties exhibit a gradual enhancement with projected time extending from 2006 to 2099.     

Modeling the response of microwave self-radiation of the ocean-atmosphere system to horizontal heat transfer in the atmospheric boundary layer

Carried out is the study of the response of microwave radiation of the ocean-atmosphere system to the horizontal heat transfer in the atmospheric boundary layer (ABL). Model estimates are obtained for the radiation on the wave lengths of 0.6, 0.8, 1, 1.35, and 1.6 cm. It is demonstrated that the value and sign of bright ness temperature contrasts induced by the horizontal transfer depend on the ABL density stratification and transfer direction relative to the orientation of horizontal gradients of air temperature and air humidity. Variations of brightness temperature in the ABL at the wave length of 1.35 cm reach 30–40 K. Ob served is the high correlation between the variations of brightness temperature in the ABL at the wave length of 1.35 cm and the vertical fluxes of sensible and la tent heat for different types of the ABL stratification and for different conditions of advective transport.