海南省及其近海风能资源的高分辨率数值模拟

利用加拿大环境部气象局开发的WEST(Wind Energy Simulation Toolkit)对海南省及其近海的风能资源分布进行数值模拟,得到高分辨率(1 km)的风能资源分布状况,并通过将数值模拟结果与海南省沿海8个测风塔和18个现有台站测风资料的对比,表明模拟结果能较好地反映海南省及其近海的风能资源分布状况,70 m高度上的年平均风速相对误差≤9%.另外,分别提取离8部测风塔最近的WEST网格点上的模拟值,利用丹麦的WAsP(Wind Atlas Analysis and Application Program)估算8部测风塔所在位置的年平均风速,再分别与测风塔的实测结果进行比较,得到70 m高度上的相对误差同样≤9%.因此,采用WEST模拟的海南省及其近海的高分辨率风能资源分布,可为海南省风能资源的精细化评估和风电场的微观选址提供科学依据.     

1957～2004年中国不同强度级别降水的变化趋势特征

利用1957～2004年我国506个测站的逐日降水观测资料,分析我国8个区域年降水量、年降水频率和平均降水强度的趋势变化,根据百分位的分布,分析不同强度级别降水量和降水频率的趋势变化,以及频率和强度变化分别对降水量趋势的贡献.结果表明,年降水量、降水频率和平均降水强度均存在明显的区域变化特征.针对不同强度级别降水量和降水频率的趋势分析表明,极强降水量的趋势变化最为明显,频率变化在各强度级别均有体现,降水量的趋势变化主要由强降水量的变化引起,降水频率变化对降水量趋势的贡献远大于强度变化,趋势变化主要由频率的趋势产生.     

中国北方夏半年极端干期的时空变化特征

利用1951—2004年我国北方348个测站的夏半年逐日降水资料,首先整理出各站点的极端干期日数和无雨总日数两个序列,得到极端干期日数的空间分布,并将北方划分为A、B、C 3个区,其中A、B 2个区相对湿润,C区则相对干旱和半干旱,这种分布与地理环境有密切的联系。然后建立这3个区夏半年极端干期以及无雨总日数的时间序列,采用经验模态分解(EMD)方法,分析极端干期序列的多尺度振荡结构以及多年变化的总趋势。结果显示,北方各区夏半年极端干期变化主要由前2个较高频的本征模态函数(IMF)分量构成,这表明3～4年和6～7年的变化对整个极端干期的变化起主要作用。对较低频分量和总趋势的分析表明,近54年来东北和华北大部分相对湿润的地区极端干期延长,有变干的趋势;北方主要干旱半干旱地区的极端干期变短,干旱有所缓解。近10～20年来整个北方极端干期日数增加,干旱化加剧,但西北局部干旱地区的极端干期在缩短,干旱有所缓解。这说明,分析的时—空尺度不同,得到的结果会有所不同。     

三种聚类分析方法在中国温度区划分中的应用研究

根据全国512个气象站1961~2010年的逐日气温观测资料,采用日平均气温稳定通过10°C的日数(≥10°C日数)作为划分我国温度分布的指标,经过旋转经验正交函数分析(REOF)方法处理,找出时间演变过程中变化相似的区域归为一类。在此基础上,采用快速样本聚类法(K-means法)、分层聚类法(Ward法)、聚类统计检验法(CAST法)3种聚类分析方法对全国范围的温度变化区域差异进行客观分区,结果分别将全国温度变化区划分为10个地区、9个地区、13个地区,且不同区域分界线与中国地形分布有很好的一致性。研究表明:K-means法运算简单快捷,结果会不断修正到最佳为止;Ward法聚类过程清晰明了,可以选取需要划分的类别数;CAST法使样本通过显著性检验,不但有助于气候变化的客观分区,而且在划分温度区时客观考虑气候变化对分区结果的影响也有很重要意义。     

北半球温带气旋的变化

许多学者对近半个世纪以来温带气旋的频数、强度和路径的年际、年代际变化等特征进行了研究,并探讨了温带气旋变化与大气环流的关系,试图揭示气候变暖背景下温带气旋变化的可能原因。较为一致的研究结论是：在全球变暖背景下,北半球气旋活动的变化显示出在中纬度明显减少,而在高纬度增加的趋势,意味着气旋的路径已经明显地北移。研究还表明,气旋活动的变化与对流层斜压性、急流以及北大西洋涛动、海温梯度等因素有关。     

IPCC AR6报告关于不同类型干旱变化研究的新进展与启示

基于IPCC第一工作组(WGI)第六次评估报告(AR6),从干旱的定义和类型、干旱的驱动因素、监测到的干旱变化、干旱的归因以及预估5个方面进行了分析和总结.IPCC评估指出:(1)在全球变暖的背景下,监测到的气象和农业干旱的变化在全球尺度上并不显著,但干旱频发区域呈现不同程度的增加趋势.这种增加的趋势表明,人为气候变化...     

HIGH-RESOLUTION NUMERICAL SIMULATION OF WIND ENERGY RESOURCE IN HAINAN PROVINCE AND ITS OFFSHORE WATERS

With high resolution (1 km), the distribution of wind energy resources in Hainan province and over its offshore waters is numerically simulated by using the Wind Energy Simulation Toolkit (WEST) model developed by Meteorological Research Branch of Environment Canada. Compared with observations from eight coastal anemometric towers and 18 existing stations in the province, the simulations show good reproduction of the real distribution of wind resources in Hainan and over its offshore waters, with the relative error of annual mean wind speed being no more than 9% at the 70-m level. Moreover, based on the simulated results of WEST grids that are closest to where the eight wind towers are located, the annual mean wind speeds are further estimated by using the Danish software WasP (Wind Atlas Analysis and Application Program). The estimated results are then compared with the observations from the towers. It shows that the relative error is also less than 9%. Therefore, WEST and WEST+WAsP will be useful tools for the assessment of wind energy resources in high resolution and selection of wind farm sites in Hainan province and over its offshore waters.     

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.     

NOAA卫星遥感与常规观测中国积雪的对比研究

利用30a来NOAA卫星遥感和常规观测的中国积雪资料,对比研究了二者在不同季节和不同年代的逐月积雪日数.研究表明:全年、秋季、冬季和春季全国64%以上地区卫星遥感与常规观测的月积雪日数显著相关,其中东北(包括内蒙东部)和北疆地区显著相关;华北和内蒙中部冬季相关最为显著;青藏高原相关程度明显偏低.值得注意的是,高原上无测站分布地区对于NOAA卫星遥感的高原空间平均年积雪日数影响不显著.NOAA卫星遥感与常规观测的青藏高原空间平均全年积雪日数未达到显著相关,二者年际变化存在一定差异.     

关于气候变化与荒漠化关系的新认知

IPCC于2019年8月7日通过了《气候变化与土地特别报告》决策者摘要,报告第3章评估了气候变化与荒漠化的关系,取得了一些新认识,包括全球旱地(dryland)和荒漠化的范围、荒漠化过程与影响因素、荒漠化的检测与归因、荒漠化对自然和社会经济系统的影响、荒漠化对气候变化的反馈、未来气候变化对荒漠化的影响与风险,应对荒漠化与适应和减缓气候变化的联系。在估计荒漠化变化、荒漠化变化检测与归因、荒漠化对自然和社会经济系统的影响、荒漠化对气候变化的反馈、应对荒漠化与适应和减缓气候变化联系方面还存在不足。这些评估结果对我国认识旱地和荒漠化范围的变化、影响荒漠化因素、荒漠化过程、荒漠化变化检测与归因,荒漠化对自然和社会经济系统的影响、荒漠化对气候变化的反馈、未来气候变化对荒漠化的影响与风险,以及防治荒漠化与适应和减缓气候变化方面等都有重要的启示。