江西地区气候变暖的增湿效应研究

应用江西地区近45 a的气温、降水、水汽压、蒸发量等常规观测资料,对比分析了气温与降水的关系,并试图在此基础上,利用第二类热成风螺旋度来理解江西地区自20世纪80年代中期以来气候变暖的湿旋转效应.研究结果发现,1959～1969年,江西地区气温降低时,第二类热成风螺旋度下降,导致降水量减少.1970～1983年,气温、降水和第二类热成风螺旋度的变化幅度均较小.1984～2003年,气温上升时,第二类热成风螺旋度上升,引起湿旋转作用加强,从而进一步加速大气中的水汽凝结,形成更多的降水;与此同时,地面蒸发量却减少,导致地表水增加,引发更多的地质灾害,造成更大的经济损失.     

德令哈市近40年气候特征分析

分析1971—2012年德令哈市42a的气温、降水以及气温日较差的变化趋势。结果显示:过去近40a德令哈市年平均气温以0.40℃/10a的速率上升,四季平均气温均为上升趋势,其中冬季升温最显著。平均气温最低气温上升速率大于平均最高气温和年平均气温上升速率,可见年平均气温上升主要是平均最低气温上升引起的。且气温日较差为减小的趋势。年合计降水量以19.50mm/10a的速率增多,四季降水量均为增多趋势,其中夏季增多最明显。全年不同量级降水日数为增多趋势,其中以中小量降水增多最明显。     

近40年广西石漠化地区气候变化特征分析

利用广西石漠化片区1971-2010年气象观测资料,分析了近40年来气温、降水等气象要素的变化特征。结果显示:广西石漠化片区平均年降水量呈不显著的减少趋势,具有明显的阶段性变化特征,年际变化较大,春秋季降水量呈减少趋势而夏冬季呈增多趋势;年总暴雨日数呈微弱的增加趋势;年平均气温呈明显上升趋势,其中秋季气温上升最为明显;高温日数呈明显增多趋势。     

日喀则近53年气候变化特征分析

利用线性趋势函数及Mann-Kendall突变检测分析法,分析了西藏藏南河谷日喀则气象站气温及降水近53年的气候变化特征。结果表明,年平均气温与极端气温均呈上升趋势,而最高气温的上升趋势尤为明显,年降水量波动上升。冬春季增温趋势较秋、夏季更为明显,春夏季降水呈增加趋势,而秋季降水略有减少。Mann-Kendall突变检测表明,近53年日喀则地区气温有明显的增暖趋势,但20世纪60—70年代变冷趋势亦十分显著,在2001年温度发生一次突变。年降水量在1958年发生了由少向多的突变,但这一突变仅维持到20世纪60年代中期。     

西藏降水量、气温变化特征及相关关系

本文利用40a逐日降水与气温资料，分析了西藏地区降水量、气温的年变化和年代际变化特征，讨论了气温与降水量的相关关系。结果表明：近几十年来，西藏年平均气温、降水量有明显上升的趋势；气温是影响西藏地区降水量的重要因子之一。绝大多数月份的月平均降水量与前期气温有很好的相关关系，可作为月平均降水量预报的参考依据。     

近50a开封市气候变化特征分析

利用开封市气象观测站1957-2007年的观测资料,分析了近50 a气候变化的特征,结果表明:开封市年平均气温呈上升趋势,春季气温呈波浪式平缓上升,夏季气温略有下降,秋季气温缓慢上升,冬季气温上升明显;年平均降水量变化趋势不明显,年际波动大,夏季降水呈上升趋势,冬春降水变化不明显,秋季降水下降明显;历年大风日数呈V型上升趋势,夏季上升明显,秋冬两季略有下降;年平均大雾日数呈明显上升趋势;年平均日照时数呈下降趋势,2000年后日照时数下降明显.     

南极长城站气温、风和降水变化特征分析

利用南极长城站1985—2014年所获取的地面常规气象观测资料,对其气温、风和降水变化特征进行分析,结果表明:长城站年平均气温为-2.2℃,气候变化趋势率为0.079℃/10a,近30a长城站气温升高了0.24℃,秋季气温增速最大。年平均风速为7.3m/s,最多风向为ESE;大风天气多,年平均大风日数为133d,冬季大风日数(13d)较其它季节多,春季平均风速(7.9m/s)较其它季节大,大风主要风向集中出现在N—W、S—E两个方向区间。降水主要以雪和雨夹雪为主;月平均降水量45.5mm,降水日数为25d,降水日数无显著的季节性变化;夏季降水量呈减少趋势,其它三季降水量呈增多趋势;年降水量为546.5mm,年降水日数为296d,降水量变化趋势与以往结论相左,近30a长城站的降水量呈增多趋势,气候变化趋势率为41.8mm/10a。     

近54 年辛集市气温及降水变化特征

根据河北省辛集气象站近54 a（1957-2010年）的月平均地面观测资料,采用气候统计学方法,分别从气温及降水的趋势变化、周期变化、突变特征等方面进行分析,总结该市近54 a气温及降水的变化特征。结果表明：1）近54 a来辛集市年平均气温、各季平均气温及极端最低气温呈显著上升趋势,四季中冬季增温趋势最明显,夏季增温幅度最弱,极端最低气温上升而极端最高气温下降,导致气温日较差减小;2）在20世纪60年代,年平均和冬季气温表现出准2～3 a的显著年际变化周期,年平均和春季气温还表现出准7 a的显著年际周期特征;3）该市年降水量近54 a来整体呈先增加后减少的变化趋势;4）年和夏秋季降水量在20世纪60年代均表现出准3～4 a的周期特征,而在春季准7 a的年际振荡贯穿始终;5）辛集市的气温变化趋势以及突变开始时间与全国、河北省以及石家庄地区近50 a气温变化基本一致,但该市的降水量变化则略有不同,降水量变化的长期趋势不显著且突变不明显,主要是由于降水量的时空变化差异性较大。     

近54年辛集市气温及降水变化特征

根据河北省辛集气象站近54 a(1957-2010年)的月平均地面观测资料,采用气候统计学方法,分别从气温及降水的趋势变化、周期变化、突变特征等方面进行分析,总结该市近54 a气温及降水的变化特征。结果表明:1)近54 a来辛集市年平均气温、各季平均气温及极端最低气温呈显著上升趋势,四季中冬季增温趋势最明显,夏季增温幅度最弱,极端最低气温上升而极端最高气温下降,导致气温日较差减小;2)在20世纪60年代,年平均和冬季气温表现出准2~3 a的显著年际变化周期,年平均和春季气温还表现出准7 a的显著年际周期特征;3)该市年降水量近54 a来整体呈先增加后减少的变化趋势;4)年和夏秋季降水量在20世纪60年代均表现出准3~4 a的周期特征,而在春季准7 a的年际振荡贯穿始终;5)辛集市的气温变化趋势以及突变开始时间与全国、河北省以及石家庄地区近50 a气温变化基本一致,但该市的降水量变化则略有不同,降水量变化的长期趋势不显著且突变不明显,主要是由于降水量的时空变化差异性较大。     

泰山近50年气候变化特征

根据泰山气象站1955-2004年气温及降水资料,从年、季平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量变化趋势及异常年份的分析等角度对泰山近50年来的气候变化作了较全面的分析.分析表明:近50年泰山的年平均气温、平均最高气温、平均最低气温都呈上升趋势,20世纪90年代增温尤其明显;各季节气温变化趋势不同,冬季变暖趋势最明显,其中平均最低气温升高最为显著;近50年年降水量呈明显下降趋势,其中20世纪80年代降水量最少.秋季降水呈下降趋势,而冬季在70年代为多雨期,夏季在80年代为多雨期,春季在70年代为少雨期.     

我国近30年龙卷风研究进展

从3方面总结了龙卷风研究成果:①研究概况,最初的龙卷风灾后调查到开展天气气候特征分析至近年来开展龙卷风本体结构、产生机制的探讨,获得了丰硕成果;②研究方法提高,从事实调查到利用统计方法,从利用台站常规观测资料到运用卫星、多普勒雷达、风廓线仪等非常规资料开展分析,近年数值模式WRF、ARPS等也被用来研究龙卷风,研究的方法手段不断得到改进;③龙卷风研究、预报面临的困难和未来展望。     

河西走廊农业区春季气溶胶光学特性

为研究干旱农业区农耕季节气溶胶的基本光学特性,2014年4月利用地面气溶胶移动集成系统在甘肃武威黄羊镇农场开展气溶胶综合观测试验。结果表明,河西走廊黄羊镇农场PM2.5和PM1.0的散射系数以及PM2.5的吸收系数分别为98.2±38.3、74.6±29和8.8±6.3 Mm-1,均小于中东部地区观测值。气溶胶单次散射反照率为0.90±0.03,PM2.5和PM1.0的Angstrom指数分别为1.31±0.29和2.10±0.24。散射系数和吸收系数的日变化具有明显的双峰特征,单次散射反照率在散射系数出现峰值的时间段出现谷值。黄羊镇农场受人为气溶胶影响较大,西、西南和东南方向来的气溶胶散射系数和吸收系数值较大,西北方向传输过来的气溶胶主要是农业生产活动产生的。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

武汉市气候变暖与极端天气事件变化的归因分析

根据武汉市1951—2007年间年平均、最高、最低气温与8类年极端天气日数的序列,计算分析其变化趋势及年平均气温与极端天气日数的相关性,引入格兰杰因果性检验法,探讨气候变暖与极端天气事件之间的因果关系。结果发现:(1)近57年来武汉市年平均最低气温增幅为0.45℃/10a,明显高于年平均最高气温0.19℃/10a的增幅,可见气候变暖主要是由夜间气温升高所致;(2)高温和闷热天气事件为增多趋势,其中闷热天气事件最明显,达到2.8 d/10a,而年雷暴、降雪、低温、大风、雾日则均为下降趋势,雷暴、雾和低温事件降幅明显,每10年减少3.0 d、4.0 d和2.1 d。大风和降雪事件,每10年减少1.8 d和1.5 d。暴雨事件波动幅度较小。(3)年平均气温与当年及超前、滞后1～2年的极端天气事件具有高相关性;(4)格兰杰因果性检验结果发现,气候变暖是闷热天气增多和降雪事件减少的原因,同时亦是大风和低温减少的结果。这种因果关系的存在对极端天气事件预测和预估有重要的价值。     

Trends in Temperature Extremes in Association with Weather-Intraseasonal Fluctuations in Eastern China

Trends in the frequencies of four temperature extremes (the occurrence of warm days, cold days, warm nights and cold nights) with respect to a modulated annual cycle (MAC), and those associated exclusively with weather-intraseasonal fluctuations (WIF) in eastern China were investigated based on an updated homogenized daily maximum and minimum temperature dataset for 1960–2008. The Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) method was used to isolate the WIF, MAC, and longer-term components from the temperature series. The annual, winter and summer occurrences of warm (cold) nights were found to have increased (decreased) significantly almost everywhere, while those of warm (cold) days have increased (decreased) in northern China (north of 40°N). However, the four temperature extremes associated exclusively with WIF for winter have decreased almost everywhere, while those for summer have decreased in the north but increased in the south. These characteristics agree with changes in the amplitude of WIF. In particular, winter WIF of maximum temperature tended to weaken almost everywhere, especially in eastern coastal areas (by 10%–20%); summer WIF tended to intensify in southern China by 10%–20%. It is notable that in northern China, the occurrence of warm days has increased, even where that associated with WIF has decreased significantly. This suggests that the recent increasing frequency of warm extremes is due to a considerable rise in the mean temperature level, which surpasses the effect of the weakening weather fluctuations in northern China.     

Changes in polar amplification in response to increasing warming in CMIP6

由于全球变暖,极地地区的气候经历了明显的变暖放大.在本项研究中,我们根据CMIP6模式的三种变暖情景(SSP1-2,6,SSP2-4.5和SSP5-8.5)下,极地放大变化对各个反馈机制(包括普朗克,温度递减率,云,水蒸气,反照率反馈,CO2强迫,海洋热吸收和大气热传输)的响应进行了分析.结果表明,通过用“辐射核”方法量化不同反馈机制对地表温度的增温贡献,北极放大(AA)强于南极放大(ANA),由温度递减率反馈主导,其次是反照率和普朗克反馈.此外,海洋的热吸收导致冬季比夏季有更强的极地变暖.在冬季,温度递减率反馈主导了AA大于ANA.AA和ANA的模式间差异随着全球变暖的增强而减小.     

我国东部地区冬季模式边界层探空效果评估

应用中尺度气象模式MM5对2006年和2007年12月东部地区进行逐日模拟,并用地面常规观测资料及南京和安庆12h一次的逐日探空资料对模拟的地面及边界层内气象要素进行检验,计算地面和边界层内不同高度的温度、湿度、风向和风速等要素的多种常用统计参数;并分别评估雾发生前和发生时边界层探空的模拟效果。结果表明:(1)MM5模式模拟的地面温度和湿度均较理想,但风速误差较大。温度、相对湿度、风速的观测与模拟的偏差概率分布均呈近正态分布,峰值中心分别为-1.52℃、4.59%和1.92m·s-1,白天模拟效果优于夜间。(2)以南京、安庆两站为例,模拟的08:00(北京时,下同)和20:00边界层内探空基本可靠,但20:00的效果比08:00好;模拟效果均随高度上升而变好;且南京站边界层内温度、湿度的模拟效果优于安庆站,但安庆站风的模拟效果优于南京站。(3)以南京站为例,雾发生前和发生时温度、湿度模拟效果较平均情况差,风速模拟较其他模拟时段无明显变化。(4)南京、安庆冬季近地层逆温发生频率都比较高,常见多层逆温,MM5模式能再现近地层逆温,但有高估的倾向,且对边界层中上部逆温模拟效果不佳。此外,敏感性试验的结果表明,模拟方案中地面负的温度偏差不是由近地层高垂直分辨率所致。     

夏季全国降水EOF展开与黑龙江省降水的关系

用EOF对全国160个站夏季降水展开，取前5个特征向量进行分析，发现全国主要有4种雨型分布，依次呈“＋－＋”、“＋－”、“－＋－”、“－“型。与黑龙江省降为第1种，即东北区及黄河下游多雨，江浪少雨， 长江中下游流域多雨；夏末雨带南退至长江以南，华南多雨，而中国中部为广大的少雨区。     

Quantile Trends in Temperature Extremes in China

A number of recent studies have examined trends in extreme temperature indices using a linear regression model based on ordinary least-squares. In this study, quantile regression was, for the first time, applied to examine the trends not only in the mean but also in all parts of the distribution of several extreme temperature indices in China for the period 1960-2008. For China as a whole, the slopes in almost all the quantiles of the distribution showed a notable increase in the numbers of warm days and warm nights, and a significant decrease in the number of cool nights. These changes became much fas- ter as the quantile increased. However, although the number of cool days exhibited a significant decrease in the mean trend estimated by classical linear regression, there was no obvious trend in the upper and lower quantiles. This finding suggests that examining the trends in different parts of the distribution of the time-series is of great importance. The spatial distribution of the trend in the 90th quantile indicated that there was a pronounced increase in the numbers of warm days and warm nights, and a decrease in the number of cool nights for most of China, but especially in the northern and western parts of China, while there was no significant change for the number of cool days at almost all the stations.     

Characteristics of Chemical Speciation in PM_1 in Six Representative Regions in China

A better knowledge of aerosol properties is of great significance for elucidating the complex mechanisms behind frequently occurring haze pollution events. In this study, we examine the temporal and spatial variations in both PM_1 and its major chemical constituents using three-year field measurements that were collected in six representative regions in China between 2012 and 2014. Our results show that both PM_1 and its chemical compositions varied significantly in space and time, with high PM_1 loadings mainly observed in the winter. By comparing chemical constituents between clean and polluted episodes, we find that the elevated PM_1 mass concentration during pollution events should be largely attributable to significant increases in organic matter(OM) and inorganic aerosols like sulfate, nitrate, and ammonium(SNA),indicative of the critical role of primary emissions and secondary aerosols in elevating PM_1 pollution levels. The ratios of PM_1/PM_(2.5) are found to be generally high in Shanghai and Guangzhou, while relatively low ratios are seen in Xi'an and Chengdu, indicating anthropogenic emissions were more likely to accumulate in forms of finer particles. With respect to the relative importance of chemical components and meteorological factors quantified via statistical modeling practices, we find that primary emissions and secondary aerosols were the two leading factors contributing to PM_1 variations, though meteorological factors also played important roles in regulating the dispersion of atmospheric PM.