中国天山区域云量的变化及其与降水的关系

基于1961-2008年天山区域24站云量的逐日资料,使用相关和M原K检验等统计方法,分析中国天山区域云量的时空变化特征及其与降水的关系。结果表明：（1）春季、秋季和冬季,伊犁河谷以北总云量最多,夏季则在中天山和东天山的部分区域最多,低云量在夏季占总云量的比重最大;（2）区域平均总云量在春季和秋季呈减少趋势;低云量在各季节均呈增加趋势,尤其在冬季和夏季;（3）总云量的年代际变化不明显,而低云量自20世纪90年代至今,都处在高值期。（4）低云量在春季、夏季和秋季,均在20世纪90年代,而冬季在2000年左右发生了由少到多的气候突变;总云量未发生明显的气候突变。（5）总云量和低云量均和同期降水有较好的相关性。春季低云量和夏季降水,相关系数可达0.52。     

1957-2008年陕西云量分布与变化趋势分析

利用陕西6个基准气象站1957-2008年地面云量资料,分析总云量和低云量时空分布和变化趋势。发现：陕西云量呈南多北少、从北向南渐增的气候特征,总云量汉中最多（7．2成）、绥德最少（4．7成）、低云量安康最多（2．7成）、定边和绥德最少（1成）;总云量最多月份北部早于南部,定边6月、绥德和洛川7月、西安9月、汉中和安康在9月和10月;低云量陕北最多月份出现在8月,而关中陕南最多在9月;关中、陕南总云量季节变化呈夏秋季双峰型;总云量在1975年、低云量在1964年分别达到最多,二者同时在1996年最少;52a来总云量和低云量均呈减少趋势,总云量约减少了0．3成,而低云量从20世纪50、60年代的2．3成减少为1．0成;低云量减少趋势明显．80年代至90年代中期低云量减少最为显著;90年代后期以来总云量有增加趋势,而低云量变化不明显。     

957—2008年陕西云量分布与变化趋势分析

利用陕西6个基准气象站1957—2008年地面云量资料,分析总云量和低云量时空分布和变化趋势。发现:陕西云量呈南多北少、从北向南渐增的气候特征,总云量汉中最多(7.2成)、绥德最少(4.7成)、低云量安康最多(2.7成)、定边和绥德最少(1成);总云量最多月份北部早于南部,定边6月、绥德和洛川7月、西安9月、汉中和安康在9月和10月;低云量陕北最多月份出现在8月,而关中陕南最多在9月;关中、陕南总云量季节变化呈夏秋季双峰型;总云量在1975年、低云量在1964年分别达到最多,二者同时在1996年最少;52a来总云量和低云量均呈减少趋势,总云量约减少了0.3成,而低云量从20世纪50、60年代的2.3成减少为1.0成;低云量减少趋势明显,80年代至90年代中期低云量减少最为显著;90年代后期以来总云量有增加趋势,而低云量变化不明显。

     

城市化对北京地区日照时数和云量变化趋势的影响

利用1961～2008年北京城区和郊区12个台站的气候观测资料,采用趋势分析和累积距平的方法,研究了北京城区和郊区近48年的日照时数、总云量及低云量的年际和四季变化趋势,并探讨了城市化进程对日照和云量变化的影响。结果表明：近48年来,城区的总云量和日照时数呈减少趋势,但低云量呈增加趋势;郊区的总云量和低云量呈增加趋势,而日照时数呈减少趋势;具体到年代变化,1980年代初以后,城区总云量呈减少趋势,且1990年代减少的趋势最为明显,2000年后,城区总云量变化发生逆转,呈显著增加趋势。对于低云量,1960年代到1980年代,城区郊区低云量呈波动减少趋势,而1990年代到2000年代后呈波动增加趋势。对于日照时数,1960年代到1980年代城区郊区日照时数均呈增加趋势,1990年代至2000年代则呈明显减少的趋势。低云量与日照时数表现出明显负相关特征,这与北京城市化发展对区域气候的影响有密切的关系。     

近40年宁夏云量和气温年际变化的相关分析

利用宁夏24个气象站的地面气温、总云量和低云量观测资料,分析了它们的年际及年代际演变趋势及相关关系。结果表明:近40年宁夏年平均气温波动升高,尤其是1990年以后;中部干旱带气温的年际变化较大,固原半干旱区气温变化幅度明显低于其它区域;1951年以来宁夏年平均总云量呈逐渐减少趋势,低云量下降趋势较总云量更为明显,2000年以后宁夏总云量有所增加。相关分析表明:宁夏年平均气温与年均总云量及低云量呈明显的负相关,均通过了0.01显著性水平检验,且低云量的相关更为显著;总云量和低云量与降水量呈显著正相关;同时,不同区域和不同季节总云量和低云量与气温、降水量的相关系数有明显差异。     

近20年全球总云量变化趋势分析

利用ISCCP月平均云气候资料集的总云量资料, 采用趋势分析的方法, 得到1983年7月至2001年9月近20年来全球平均总云量的变化趋势, 并分析云量变化的可能原因。近20年全球增温幅度加快, 研究这期间云的变化, 对气候研究和模拟具有重要的意义。结果表明:平均大气环流决定总云量的分布;全球平均总云量的变化趋势在20世纪80年代末发生逆转, 即由增加转为减少;全球平均云量呈减少的变化趋势, 2000年与1987年相比, 减少量约占平均总云量的4%;从地理位置上看, 云量的变化存在区域性差异, 热带和中纬度地区的总云量减少较多, 高纬度地区云量略有增加, 其中南极大陆云量增加较多。     

近50年陕西黄土高原云量和气温年际变化

利用陕西黄土高原24个气象站1957年以来的气温、总云量和低云量观测资料,分析了它们的年际及年代际演变趋势及相关关系。结果表明:近50年区域年平均气温波动升高,尤其是1987年以后;北部风沙区气温的年际变化较大,增温幅度由北向南递减;1957年以来区域年平均总云量呈逐渐减少趋势,低云量下降趋势较总云量更为明显,2000年以后总云量有所增加。相关分析表明:陕西黄土高原年平均气温与年均总云量及低云量呈明显的负相关,均通过了0.001显著性水平检验,且低云量的相关更为显著;总云量和低云量与降水量呈显著正相关;不同区域和不同季节总云量和低云量与气温的相关系数有明显差异,但与降水量的相关非常显著。     

黄河上游玛曲地区近40a云量的变化特征

利用玛曲国家基本气象观测站1971—2010年的总云量、低云量等观测数据,用线性趋势分析、小波分析等方法对玛曲地区近40 a总云量、低云量的月、季、年际、年代际变化和周期性变化特征进行分析。研究表明,近40 a来,平均总云量距平在-0.1%～0.1%之间,保持了很好的稳定性,平均低云量以4.0%/10 a的速率递增;春、夏、秋季低云量呈现出不同程度的增多趋势,夏季增加趋势非常明显达7.3%/10 a。平均总云量周期变化不明显,平均低云量有明显的6～7 a的周期。玛曲地区在总云量保持稳定的情况下低云量不断增多,夏季低云量的增多趋势非常明显,且积雨云的增多是主要特征,是对玛曲草原气候变化的一种响应机制,反映出在气候变暖的大背景下,玛曲草原对流性天气活动频繁。     

近二十年全球变暖背景下东亚地区云量变化特征分析

利用ISCCP的D2云气候资料集,采用趋势分析方法得到了东亚地区1984—2006年各种不同种类云量的变化趋势,并重点分析了全球变暖背景下气温与不同云量变化之间的关系。结果表明：近20年东亚地区总云量和高、低云量呈现波动减少趋势,减少量分别为2.24%、1.65%和1.68%,中云量呈增加趋势,增加量为1.07%;且云量变化存在较大的区域差异。温室效应所导致的东亚地区气温改变和水汽含量变化,是导致云量分布变化的重要原因,在青藏高原、孟加拉湾及热带辐合带区域的气温与高云存在显著负相关,与中、低云存在正相关,而在西太平洋、日本以东以北洋面的气温与低云呈显著负相关,与高云呈正相关。     

1960～2005年新疆气候变化的基本特征

采用新疆地区最完善的94个气象站的观测资料,系统地分析了新疆地区1960～2005年近地表主要气候要素(包括降水、气温、风速、日照时数、总云量、低云量、蒸发皿蒸发、气温日较差等)演变的时间和空间特征,并结合几个站点的太阳总辐射资料分析了日照、总云量、低云量、蒸发皿蒸发和太阳总辐射之间的关系,揭示了近50年来新疆气候变化的一些新特点。对导致这些变化的原因进行了初步分析,得到的结果包括:1)新疆区域年降水在1987年发生转折性变化,而冬季降水在1986年就开始发生转折性变化,是4个季节中最早的。新疆区域降水与比湿和低云量之间具有极高的相关性,尤其是低云量的增加可能是导致降水增加的主要原因。2)气温显著升高的同时,气温日较差是明显下降的。气温的升高可能是空气中水汽增多的结果,但也可能是气温长期自然振荡过程中的一个上升阶段。3)日照时数在总云量减小的前提下减少,这可能是降水和低云量增多导致的结果。4)蒸发皿蒸发的减小可能是风速、气温日较差、降水以及云量共同作用的结果,单站分析表明太阳辐射的下降也可能是导致蒸发皿蒸发下降的一个重要原因。     

Spatiotemporal Variations of Cloud Amount over the Yangtze River Delta, China

Based on the NOAA's Advanced Very High Resolution Radiometer(AVHRR) Pathfinder Atmospheres Extended(PATMOS-x) monthly mean cloud amount data, variations of annual and seasonal mean cloud amount over the Yangtze River Delta(YRD), China were examined for the period 1982–2006 by using a linear regression analysis. Both total and high-level cloud amounts peak in June and reach minimum in December, mid-level clouds have a peak during winter months and reach a minimum in summer, and lowlevel clouds vary weakly throughout the year with a weak maximum from August to October. For the annual mean cloud amount, a slightly decreasing tendency(–0.6% sky cover per decade) of total cloud amount is observed during the studying period, which is mainly due to the reduction of annual mean high-level cloud amount(–2.2% sky cover per decade). Mid-level clouds occur least(approximately 15% sky cover) and remain invariant, while the low-level cloud amount shows a significant increase during spring(1.5% sky cover per decade) and summer(3.0% sky cover per decade). Further analysis has revealed that the increased low-level clouds during the summer season are mainly impacted by the local environment. For example,compared to the low-level cloud amounts over the adjacent rural areas(e.g., cropland, large water body, and mountain areas covered by forest), those over and around urban agglomerations rise more dramatically.     

西南地区云量变化特征

利用西南地区(云南、贵州、四川、重庆)记录较为完整的73个测站1956~2005年月平均云量资料,采用经验正交函数分析和Mann-Kendall突变检验方法,研究分析了西南地区云量的时空分布特征。结果表明:就全年而言,整个西南地区总云量的变化趋势一致,且存在着明显的年际变化特征,1990年代以后全年总云量表现出减少趋势;此外,总云量的分布在一定程度上受地形和区域气候的影响。从季节来看,夏、秋、冬季的总云量在西南地区为空间一致的变化趋势,而春季四川盆地北部总云量的变化趋势与其余地区相反;四季总云量也有明显的年际变化特征。低云量,全年和四季的时空变化特征相似,由于受地形起伏及区域气候差异的影响,川西高原东部和重庆地区的变化趋势与四川盆地的相反,且同样存在着明显的年际变化特征。另外,突变分析结果显示,西南地区的低云量近50a来呈持续减少趋势,而总云量在1990年发生突变,突变前在0线附近震荡,突变后总云量持续减少。     

Interannual and Decadal Variations of Surface Solar Radiation over East China in the First Half of the 20th Century

Variability and long-term trends of sunshine duration(SSD) and total cloud cover(TCC) were studied based on surface observations from 10 meteorological stations over East China in the first half of the 20 th century. The correlation coefficients between SSD and diurnal temperature range(DTR), as well as TCC, were analyzed. SSD experienced a significant increasing trend(0.16 h d-1 per decade) from 1908 to 1936, and the maximum brightening was in autumn(0.33 h d-1 per decade). The good agreement between the variability of SSD and DTR, supported by the correlation coefficient between them of 0.72, implies that the SSD measurements were reliable. TCC showed a decreasing trend(-0.93% per decade) and was significantly inversely related to SSD(-0.74), indicating the variation of SSD was attributable to changes in cloud cover. The result was obviously different to that since the 1960 s, when clouds could not account for the decadal trend of surface solar radiation in China.     

1960年以来长江流域太阳总辐射的时空变化

基于长江流域147个站点的气象数据,利用气候学计算方法估算1960年以来的太阳总辐射数据,运用线性回归和相关分析等方法,探讨1960年以来太阳总辐射在长江流域的时空变化特征,并分析太阳总辐射的影响因子.结果表明:太阳总辐射在整个长江流域(除去上游源头区金沙江流域)自东向西递减,且上游地区变化波动大,中下游地区下降趋势显著;自1960年以来太阳总辐射在长江流域呈现下降趋势,1990年以后开始呈现上升趋势;近50a来太阳总辐射的减少趋势与云量和大气水汽含量没有显著相关性.     

中国地区云的气候特征分析

文中对比分析了国际卫星云气候计划(ISCC)的D2资料和地面测站云资料,发现二者总云量的整体分布和气候变化都比较一致,但定量上略有差别,尤其是中国北方地区差别较大。ISCCP资料比较齐全,尤其在站点稀少的高原、荒漠地区比其他云资料更有优势。文中分析了中国云的气候特征,发现在华北地区和南海北部的总云量有减少的趋势;四川盆地、长江三角洲等地区存在低云量异常减少的现象;而在天山、帕米尔高原、柴达木盆地、横断山脉等地区存在低云量增加的趋势。文中特别指出西北山区常年维持着的相对稳定的多云带,云层深厚、含水量大,有利于进行进行人工增雨作业。     

我国南方地区夏季低温变化特征及其成因

采用中国气象局整编的日平均气温资料、NCEP/NCAR再分析日平均资料,分析了1960-2004年我国南方地区尤其是长江中下游地区夏季低温的变化特征及成因.结果表明:我国南方地区夏季气温在20世纪70年代末出现一个转折,在此之前气温普遍偏低,在此之后气温普遍升高;江南地区是夏季低温频发且强度较大的区域;各个层次高度场环流形势的变化以及降水和总云量的变化都对夏季低温的形成有一定作用.     

1980—2009年中国大陆中东部气溶胶-云-辐射变化及其关系

基于中国大陆中东部484个气象站1980—2009年日照时数、总云量、能见度数据,按区域分析了地表太阳辐射长期变化特征及云量和气溶胶对辐射变化的可能影响,深入理解地表太阳辐射变化趋势成因。中国大陆中东部地区地表太阳辐射呈下降趋势（-0.7 Wm-2/10a）。从季节变化分析,下降趋势主要集中于夏季（-2.7 Wm-2/10a）;从区域分析,下降幅度最大的为华北地区（-3.9 Wm-2/10a）,该区云量不明显上升、能见度明显下降,且地表太阳辐射与云量低频部分相关系数（年代际变率）约-0.25,与气溶胶低频部分相关系数达-0.87,以此推测华北地区地表辐射的长期变化是气溶胶与总云量共同作用的结果。华南地区春季辐射上升（4.2 Wm-2/10a）则归因于总云量的下降（-2.1%/10a）。地表太阳辐射与总云量高频部分的相关系数（年际变率）达到-0.85以上,表明地表太阳辐射的年际短期变率主要贡献是来自于总云量的年际变化。