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.  

近54年中国地面气温变化

采用国家基准气候站和基本气象站地面月平均气温资料,在严格质量控制和非均一性订正的基础上,分析了1951年以来中国大陆地区近地表年和季节平均气温演化的时间与空间特征.结果表明,我国近54年来年平均地表气温变暖幅度约为1.3℃,增温速率接近0.25℃/10 a,比全球或半球同期平均增温速率高得多.全国大范围增暖主要发生在近20余年.气温变化的季节差异和空间特征与前人分析结论基本一致,冬季增温速率高达0.39℃/10 a,春季为0.28℃/10 a,秋季0.20℃/10 a,夏季增温速率最小,但也达到0.15℃/10 a.我国20世纪80年代初期开始的明显增暖主要表现在冷季,但进入90年代以来夏季增暖也日趋明显.从区域上看,中国大陆地区最明显的增温发生在北方和青藏高原地区,而西南的四川盆地和云贵高原北部仍维持弱的降温趋势.值得提出的是,作者给出的结果尚未考虑城镇化对地面气温观测记录的影响.  

新一代天气雷达与强对流天气预警

简要介绍了对流风暴的分类、对流风暴的强弱和强对流天气的多普勒天气雷达识别和预警技术，以及新一代天气雷达对强对流风暴预警水平的改进。  

中国雨日的气候变化

利用1954~2000年中国160站的资料,通过计算趋势系数等现代统计诊断方法,研究了中国年、季、月雨日的时、空特征和气候变化。指出,中国年雨日已经明显减少,而且雨日的减少比降水量的减少明显得多,平均每10年减少雨日3.8天。各季的雨日都是负趋势;季雨日平均每10年减少1天左右。夏季雨日减少最明显(统计检验最显著),秋季雨日减少最多(雨日减少天数多)。雨日长期趋势变化有明显的空间变化,东北、华北、西南区的雨日减少是最多的,这些地区的雨日每10年减少7~10天。雨日的长期趋势变化与降水量的长期变化并不完全一致。雨日的负趋势与降水的负趋势比较,不但范围广,而且强度大(负趋势绝对值大)。中国年降水量明显的负趋势仅位于华北(34°N~38°N,109°E~122°E),而雨日减少最多的地区是东北、华北、西南,范围比降水量大得多。季雨日的长期变化与季降水量的长期变化的差别很大。中国没有一个季节、一个测站的雨日有明显的正趋势变化,但是,降水量仅在秋季是大范围的负趋势,夏季降水量有些测站是明显正趋势,冬季降水量只是小范围的负趋势(冬季的降水量在增加),在冬季,东北仅是很小范围的降水量在减少,而雨日是大范围的明显减少。  

自动站与人工观测气温的对比分析

根据２０００年自动站和人工观测气温资料，对两种气温序列进行了对比分析，以了解仪器改变对观测数据产生的影响以及为换型后数据的连续使用提供科学依据。结果表明：除个别地区以外，自动站与人工观测气温偏差都在允许范围之内或略超出允许范围，季节性和地域性差异不大；由于自动站温度传感器灵敏度高，所以在日出日落、日气温最高和最低时与人工观测偏差较大；自动站观测气温与历史序列无显著性差异。自动站可以用于业务，但需进行一定时间的平行观测，尤其在西北及高山站更为必要。  

城市下垫面空气动力学参数的估算

为了定量描述北京城市下垫面的空气动力学特征,为模式提供准确的下垫面参数.利用气象塔大气湍流观测资料,结合Martano(2000)由单层超声风速、温度资料估算非均匀下垫面空气动力学参数的方法,计算了中国科学院大气物理研究所气象塔附近的下垫面空气动力粗糙度z0和零平面位移d,即z0为1.75 m和d为40.12 m.该结果与前人研究成果的比较结果表明最近的8年内,该处的零平面位移和空气动力粗糙度明显增大,这与该塔周围城市建设状况吻合.  

北京地区一次罕见的雷暴大风过程特征分析

分析了2006年6月24日北京地区一次罕见的瞬时极大风速超过32 m.s-1的雷暴大风事件。多普勒天气雷达观测表明,此次强雷暴大风与镶嵌在飑线回波带中的弓形回波相关。后侧入流急流促使飑线回波带南段快速移动并与其前面的新生单体合并加强形成弓形回波。深厚的中气旋、低层径向速度辐合和高层辐散等在构成弓形回波的强对流单体形成过程中起了重要的作用。根据雷达回波特征演变推断,这次雷暴大风直接由构成弓形回波的一个强对流单体内的下击暴流导致。使用微波辐射计和风廓线仪的观测资料揭示了上述强风暴发生的环境条件,即高的对流有效位能值、中等强度的风垂直切变,以及风切变的分布特征为飑线等的产生提供了有利条件。下沉对流有效位能和对流层低层环境大气温度直减率明显增加并接近干绝热,这对即将到来的下击暴流具有指示意义。  

中国近46年冬季气温序列变化的研究

利用１９５１～１９９７年中国大陆６９５个站的实测气温资料和纬度余弦加权平均法建立了全国及８个区域近４６扑冬季气温的时间序列，并对其变化特征作了分析研究。结果表明：我国冬季气温总体上呈非连续的增暖趋势。线性变化约为０．１５５℃。（１０ａ）＾－１，９０年代较５０年代约上升了０．６１℃，其中１９８５年以后地肝极为明显；冬季气温变暖不完全是由夜间最低气温引起的，最高气温的变化也是近期气温增暖的重要特征；青  

北京地区城市热岛的时空分布特征

应用自动气象站逐时气温观测资料分析了北京城市热岛的时空分布特征。结果表明，无论冬、夏季，北京的城市热岛在空间分布上均表现出多中心结构。热岛强度冬季大于夏季、夜间大于白天，热岛中心随时间存在漂移现象，日变化幅度冬季大于夏季。城市热岛在时间域上呈多尺度结构，冬、夏季均以20-30h所对应的日变化和120-270h的周变化为主，周变化振荡的波谷主要出现在周六至周一，波峰出现在周三至周五，变化趋势冬季比夏季明显。  

WRF模式对山谷城市边界层模拟能力的检验及地面气象特征分析

利用先进的WRF中尺度模式中3种边界层参数化方案（YSU、 MYJ和ACM2）, 模拟了2005年1月25~28日兰州市冬季地面温度和风速的变化， 并与同期系留探空和自动气象站的实测资料进行了对比分析。结果表明： 对兰州冬季大气边界层地面温度日变化的模拟， 局地闭合的MYJ方案优于非局地闭合的YSU和ACM2方案； 3种方案模拟的夜间位温廓线较好， 白天的较差; 在边界层低层， 考虑局地和非局地闭合的ACM2方案模拟的位温廓线与观测值比较一致； 在边界层上部， 局地闭合的MYJ方案则更适合于描述大气湍流对位温垂直分布的影响； 3种边界层参数化方案模拟的兰州地区冬季温度场空间分布特征相似， 但MYJ方案模拟的夜间温度低于YSU和ACM2方案， 白天则高于YSU和ACM2方案。