城市化进程对中国东北部气温增暖的贡献检测

作者采用中国均一化历史气温数据集(CHHT),从1954—2005年、1979—2005年两个时间段,通过对比分析中国东北部区域城—乡台站气温序列的变化趋势,分离出城市热岛的影响,进而就城市热岛对中国气温增暖的贡献程度进行检测。结果表明,近50多年来,中国东北部气温增暖显著,区域年平均最低、平均、最高气温分别约上升了2.11℃、1.59℃、1.13℃。对此,城市热岛的贡献程度,无论是1954年以来还是1979年以来均很小,即使影响最为显著的年/冬季平均最低气温,对其贡献也均不到5%。     

探空资料中的人为误差对中国温度长期变化趋势的影响

利用1958～2005年探空温度序列, 通过质量控制、均一化处理和序列缺测率分析, 探讨了探空资料中人为误差对中国高空气温变化趋势的影响。中国探空温度序列存在明显的间断点, 72%的序列包含2～4个间断点。相应的订正总体上降低了1958年以来平流层低层降温和对流层升温趋势, 如700 hPa和100 hPa平均趋势值分别降低0.12 K/10 a和0.04 K/10 a。缺测率是气温区域平均趋势估算的重要参数, 30%作为最大缺测率是中国探空温度序列适宜的取样标准。提高取样标准 (台站数减少) 使1958～2005年间对流层上层和平流层下层的降温趋势减弱。中国高空气温变化趋势与全球或北半球大体一致, 但也有不同特点: 500 hPa以下大气趋于升温, 以上则趋于降温, 最大降温趋势位于对流上部的300 hPa, 而且各气候区间区域差异性十分明显。     

中国降水序列均一性研究及对比分析

文章采用全国2415个站1951-2009年逐日降水量资料,采用标准正态均一性检验（SNHT）方法对年序列进行均一性检测,得到存在不连续的断点的站点数为114个,占所有检测站点数的4．72％;对其中70个与对比站相关系数在0．7以上断点的逐年、逐月和逐日降水序列进行了订正：分析发现,订正对冬季降水序列的影响比对夏季序列要大。将订正前后资料按不同的条件分为山区、台站稀疏地区等进行了分析比较,发现订正前后降水序列的变差系数各站差别不大,说明订正的结果是可信的;降水距平对比分析结果表明,多数台站订正前后值差异很小,台站稀疏地区亦是如此,山区站降水量订正前后值差异略大;对均一化前后降水序列趋势分析结果表明,序列趋势增减并不大,多数增减值占原值的比例在10％以下,年及绝大多数月份降水序列订正前后趋势的增减符号是一致的,台站稀疏地区亦是如此,山区站趋势增减幅度略大,即山区迁站对降水量趋势影响较大,但总体上并没有影响到趋势的显著性。     

五台山站历史气候资料的均一性分析

以山西五台山地面观测站为例,对建站(1957年1月)至2005年的年、季节平均气温、最高和最低气温、相对湿度和降水观测资料序列作均一性分析,结合历史沿革变化(包括迁站、仪器变化和观测业务改变等),得出这些因素对不同气候要素均一性的影响情况.从与该站不同要素序列相关性较好、水平距离最近的台站中选取若干站点作为待检台站的参考台站建立了各自的参考序列作为均一性检查的对比序列,采用国际上应用较为广泛的标准正态检验(SNHT)方法分别对各种要素进行了统计学检验.对统计方法得到的不连续点(不均一性产生年份)进行了总结分析,发现台站迁移对于温度、相对湿度观测序列的均一性带来的影响非常明显,其中对最高气温序列影响最为显著,达到5.5℃.深入分析还表明,迁址对各要素的影响程度各有区别:对相对湿度的年均和春季序列也产生了较为明显的非均一性,而对降水量的影响则并不显著.综合分析表明,常用观测要素的均一性检验和订正是局地气候变化检测的基础环节,但不同要素的均一性受到各种因素影响的表现程度各不相同,需要加以区别和深入研究.     

近百年北半球陆面及中国年降水的区域特征与相关分析

根据插补延长的1900－1996年北半球陆面年总降水资料，采用旋转经验正交展开（REOF）对其进行了分区研究。基于上述分区，对北半球不同区域的降水的长期变化特征作了一些初步讨论。另外，对中国区域的年降水也作了同样的分区，并运用相关分析方法，初步讨论了我国降水在全球大背景下的变化特征。     

人工增雨是缓和干旱半干旱地区水资源匮乏的一个补充途径

第三纪开始青藏高原隆升,改变了东亚的地理和大气环流的格局,由此形成了西北以干旱和半干旱为主的气候条件,但也存在相对的干湿气候的时期性摆动。近若干年即便新疆等地一些地方降水有所增加,但仍难缓解西北的干旱和半干旱状态,必须思考及运用工程措施解决水资源的匮乏问题。合理节约用水,进行水利工程调配是解决此问题的主要有效途径,但充分运用在有条件的地方人工增雨也是一个有益的补充方式。人工增雨也因其科学技术上尚不十分成熟和难于检验的事实,受到一部分科学工作者所质疑。本文简单地论述了人工增雨的科学性,国内外的一些实践证明的有效性及在西北干旱和半干旱地区人工增雨的可行性和关键点,以此希望能推动此项工作的开展,从流经我国西北上空的大气中多转换一些水汽形成雨(雪)降落在我国大地上,为缓和干旱作一些贡献。     

北京奥运会期间的气象条件分析

利用北京1951—2003年气象要素的时值、日值和旬值等资料,对北京7—9月尤其是奥运会比赛期间的气温、降水、湿度、风和人体舒适度指数等要素的平均状况、演变特征和极值等变化特征进行了统计分析。结果表明:北京奥运会期间的气温较适宜,对赛事有重要影响的高温天气出现概率较小;8月8—24日,平均2~3 d出现1次降水;风速具有明显日变化,01:00—07:00(北京时)较小,12:00—18:00较大;沙尘、冰雹、雾和暴雨等不利天气较少发生。     

高层结构群风压力分布与干扰效应

为研究群风环境中高层结构的风压分布特性与群风干扰效应,采用1:300缩尺刚性模型风洞试验,在24种风向角下分析了高层结构风荷载特性的群风效应,研究了结构的压分布特性与群风干扰效应。结果表明,现有《建筑结构荷载规范》的结构风压设计值不宜用于群风环境中高层结构抗风设计,而模型风洞试验可有效地反映群风环境中的结构风压特性;迎风面与背风面脉动压力系数较侧风面低,最大脉动压力出现在涡旋运动最强烈处,也是最大负压产生处;结构极值风压可以通过脉动风压的概率特性识别,进而对结构采取相应的加强措施。试验研究技术可靠,结果可用于该工程及类似工程的抗风设计参考。     

CMIP5气候模式对亚洲升温幅度的模拟与预估

基于新的全球表面温度数据集CMST(China merged surface temperature),全面评估了参加国际耦合模式比较计划第5阶段(CMIP5)的27个全球气候模式1900—2017年的气候模拟结果(1900—2005年为模式历史模拟,2006—2017年为不同典型浓度路径下的预估)。泰勒图及各种统计参数的对比表明,一些模式无论在历史模拟时段,还是在历史模拟和近期预估拼接时段,都稳定、较好地模拟出了观测序列的变化特征。利用筛选出模拟效果相对较优的9个模式,系统比较了其集合平均MT9(mean model top 9)与所有模式的集合平均MAM(mean all models)。分析结果表明:无论在哪种排放路径下,不管是时间变化,还是从空间分布方面,多数模式可能高估了亚洲区域增暖趋势,导致MAM过高估计了亚洲区域温度变化幅度与长期趋势,而优选的模式集合MT9明显比MAM更接近于观测值。进一步,采用了MT9的预估结果分析了2018—2099年的亚洲区域预估的地表升温幅度:到2099年,在RCP2.6浓度路径下,MT9预估亚洲地区的升温幅度较小,约为0.08℃;在RCP4.5浓度路径下,升温约为1.20℃;在RCP8.5浓度路径下,升温将达3.54℃,这些结果均略小于所有模式集合MAM的升温幅度,因而更加合理;同时还基于MT9预估分析了2018—2099年的温度距平的空间变化。