近30年中国地面风速分区及气候特征

通过中国近地面风速区划可以深入了解风速分布规律,有助于研究风速的变化机制。利用1980-2009年中国608个测站的日平均风速资料,经过旋转经验正交函数分解法(REOF)得到10个分区,各分区范围和地形有一定的关系。风速频率曲线变化表明,中国北部地区(第3、4区)风速偏大,中部地区(第2、10区)风速普遍较小;对比分析了区域有效风速日数频率和风能分布。根据谐波方法得到各分区风速的年变化特征,大部分区域呈单峰单谷型或双峰双谷型,高值区主要出现在春季,并分析了形成上述特点的可能天气学成因。风速线性倾向估计结果表明,中国大部分地区风速呈减小趋势,第1、4、5区平均风速递减率在-0.028~-0.023 m·s-1·a-1之间,但是,中部地区(第2区、第6区西部、第10区)年平均风速出现递增。通过Mann-Kendan法和小波分析方法检测表明,第2、3、5区突变点出现在2000年附近,第1、4、6区突变点出现在20世纪90年代初。环流特征量指数和风速同期相关性分析,揭示了北极涡和副热带高压对风速的影响。     

青藏高原冬季平均温度、湿度气候特征的REOF分析

通过对青藏高原123个测站, 1961~1998年冬季 (12月至翌年2月) 平均温度、相对湿度资料做气候特征分析, 得到32°~33°N附近地区可能是高原南北温湿变化的分水岭, 以北主要受干冷空气影响, 以南主要受暖湿空气影响。用方差极大正交旋转EOF (即REOF) 方法对以上资料进行分析, 可以将青藏高原温度、相对湿度进行分型、分区, 并对各区的温度、相对湿度特征进行分析。结果表明, 近40年来, 各区的温度总趋势是在波动中逐步升高的。增温时段主要出现在1978~1981年及1983年至今。1983年开始的增温, 是近40年来最强的一次, 增温幅度大且持续时间长, 但从90年代开始增温幅度及范围出现波动。从温度线性倾向来看, 东部高原增温幅度从南到北存在“大—小—大”的现象。高原大部分地区湿度变化总趋势是在波动中逐步增湿的, 但高原北界以变干为主。从80年代后期至今高原进入显著增湿阶段, 但从90年代中后期开始增湿幅度及范围出现波动。从湿度线性倾向来看东部高原增湿幅度从南到北存在逐步减小现象, 甚至祁连山地区出现变干现象。     

近60年中国日降水量分区及气候特征

根据中国国家级地面气象站均一化降水数据集,使用1956~2015年512个台站的日降水量资料,通过旋转经验正交函数（REOF）得到七个分区。比较了各分区平均日降水量的年内变化和多年倾向率差异:我国偏南分区的小雨日数减少,大雨、暴雨日数、日降水量的区域年均值增加;偏北分区的小雨、大雨、暴雨日数、降水量年均值为递减;长江中下游区（东北区）日降水量、小雨日数、暴雨日数的年均值的近60年倾向率分别是0.0071 mm a-1（-0.0010 mm a-1）、-0.0729 d a-1（-0.0615 d a-1）、0.0132 d a-1（-0.0007 d a-1）。100°E以西地区:小雨、中雨日数在增加,无雨日数显著减少,日降水量的年均值呈递增特点。通过自相关函数和小波功率谱估计,揭示了七个分区的日降水量年均值普遍存在2~4 a周期震荡。使用NCEP/NCAR月均再分析资料,以区域日降水量年均值为指数得到500 hPa、700 hPa、850 hPa回归风系数场、旱涝年整场水汽通量和水汽通量散度差异场相结合分析,结果表明:"东高西低,南高北低"环流型和区域降水有密切关系,水汽差异场是上述环流特点的反映。     

东北夏季气温和降水场的客观区划

REOF方法;东北夏季气温;东北夏季降水;区划     

广西冬季极端气温与大气环流及海温场的遥相关

通过对广西1958-2006年88个代表站冬季（12月至次年2月）平均气温的EOF和REOF分析，探讨广西冬季气温异常冷暖年的时空分布结构特征。研究分析冬季气温前期和同期500hPa高度距平场和海温场的特征：异常偏冷年份的前期极涡较强，副高偏弱，亚洲西风带经向度较大，南亚高压较强；到冬季，亚洲中高纬经向环流继续加大，东亚大槽加深南移，南亚仍维持一浅脊。异常暖年的形势恰恰相反。拉尼娜年结束年易出现冬季气温异常偏冷年份，而厄尔尼诺年结束年易出现冬季气温异常偏暖年份。同时，黑潮区气温的变化对广西冬季气温异常有较好的指示作用。     

中国冬季气温变化概述

利用我国160个台站1951—2005年54个冬季的气温资料、NCEP/NCAR再分析资料和NOAA发布的1854—2005年月平均扩展重建海平面温度资料,通过EOF方法分析了我国冬季气温时空分布特征,发现在年际变化上,冬季气温表现为全国一致变化型(EOF1)和南北反相变化型(EOF2)两个主要模态,并可以解释总方差68.3%的变化。分别对EOF第一模态和第二模态时间序列进行小波分析,发现两个模态都呈现多时间尺度的年代际变化。     

中国雷暴气候分布特征及变化趋势

利用1951-2005年雷暴和冰雹观测资料,统计出中国743个站点的雷暴以及冰雹发生日数.统计结果表明,中国雷暴和冰雹等强对流天气发生的概率分布具有明显的地理和日变化差异,日间与夜间强对流天气分布变化很大.中国雷暴发生频繁的区域共有5个,分别是青藏高原东部、云南中南部、四川境内、华南两广地区及新疆西部,各区域雷暴日数存在不同的年际变化特征.全国雷暴日数除青藏高原地区略有上升外,总体呈下降趋势.冰雹发生频繁的区域主要在青藏高原祁连山地区,天山地区和华北北部为冰雹活动的次频繁中心.冰雹日的年际变化也因区域不同而有所区别.由中国雷暴日数的REOF分析可以看出,华南、长江流域等地区都存在独立的异常时空分布,与特定的大尺度环流密切相关.     

广西冬季极端气温与大气环流及海温场的遥相关

通过对广西1958~2006年88个代表站冬季(12月至次年2月)平均气温的EOF和REOF分析,探讨广西冬季气温异常冷暖年的时空分布结构特征。研究分析冬季气温前期和同期500hPa高度距平场和海温场的特征:异常偏冷年份的前期极涡较强,副高偏弱,亚洲西风带经向度较大,南亚高压较强;到冬季,亚洲中高纬经向环流继续加大,东亚大槽加深南移,南亚仍维持一浅脊。异常暖年的形势恰恰相反。拉尼娜年结束年易出现冬季气温异常偏冷年份,而厄尔尼诺年结束年易出现冬季气温异常偏暖年份。同时,黑潮区气温的变化对广西冬季气温异常有较好的指示作用。     

全球变暖情景下中国气温分区的未来变化

利用SRES A2情景下IPCC AR4的13个模式资料,结合我国月平均温度观测资料对当前和未来我国气温的分区进行对比研究。结果表明：1961-1990、2021-2050年和2071-2097年三个时段年平均气温分区在我国西部变化不大,而在我国东部发生了显著变化。1961-1990年我国东部被华北分区带分为南、北两个区;2021-2050年由于1961-1990年间的华北分区带北移,而在两广以北同时出现另一分区带,使得该时段我国东部分成东北区、华北和华中区以及华南区三个区,在2071-2097年北方分区带消失,而南方的分区带北移至长江一带,使得该时段我国东部仍可分为南、北两区。通过比较三个时段不同分区年平均温度时间变化发现,导致分区变化的原因主要是由于在不同时段各分区年平均温度的变率和增温幅度不一致所致。     

中国冬季气温的年际变化

利用中国160站1951-2000年的冬季月平均气温资料，用EOF分析、小波分析和合成分析等方法对中国近50年来的冬季气温的年际变化和时空分布特征进行研究。结果表明：中国冬季气温50年来有显著的增暖趋势，在70年代后期增暖幅度开始加大，年际变化以6～9年周期为主。中国冬季气温的空间变化有很好的一致性，全国绝大部分区域呈整体变暖或变冷的趋势，并且气温变化南北有别，从南向北幅度逐渐变大。另一种模态是当东北、华北和西北地区冬季气温较高时，其它地区则偏冷；反之亦然。     

CMIP5全球气候模式对贵州省极端气温的预估

利用泰勒图客观地评估了贵州省在参照时段1986—2005年8个CMIP5模式试验结果对气温的模拟能力,并采用在等权重系数条件下的集合平均结果计算了贵州省21世纪不同阶段不同情景下未来极端气温指数.研究表明：8个模式的集合平均的模拟效果能较好地模拟用于计算极端气温指数的基础数据,包括日平均气温、日最低气温和日最高气温.根据集合平均的结果,不同RCPs排放情景下21世纪贵州省相对于基准期大于25℃的高温日数（SU）、最低气温的最低值（TNN）和生长季长度（GSL）均表现为增加的趋势,而小于0℃的霜冻日数（FD）则呈现减少的趋势,排放越高,增加或减少的趋势越明显.RCP8.5、RCP4.5和RCP2.6情景下2006—2099年贵州省极端气温指数相对于1986—2005年SU、TNN、FD和GSL的变化速率分别为8.06~1.30 d／（10 a）、0.49~0.07℃／（10 a）、-4.99~-0.97 d／（10 a）和3.33~0.04 d／（10 a）.     

广东冬季气温变化的气候诊断分析

利用广东省３６个地面站的实测资料,分析了广东冬季平均气温、最低气温的气候变化特征,包括温度变化趋势、突变、周期性,并探讨了影响广东冬季增暖的可能因素。得出：广东冬季气温具有增温趋势,特别是最低气温。冬季广东最低气温从６０年代下半叶开始上升,８０年代以来,增温幅度有所增大,进入暖期。     

中国冬季气温异常EOF分析的改进

采用站网均匀化订正方法处理了中国160站站网1951—2010年冬季（12月-次年2月）气温距平序列,订正后的序列较好地处理了由站网不均匀性引起的方差不均匀。对订正前、后序列分别作了EOF分析,结果表明：1）订正后序列的前2个典型场上的高绝对值区比订正前序列的前2个特征向量有更好的组织性,其高值区主要位于三北地区（西北、华北、东北）及青藏高原,与均方差场的高值区基本一致;2）订正前、后主要模态时间系数演变特征相似（rh≥0．886,h=^-1,2）,但订正后的前2个时间系数的线性分量和年代际变化分量对它们的方差贡献更加集中于第一模态;3）订正后资料EOF分析的第一个典型场和时间系数中的线性分量可以给出中国最近60a冬季主要强增暖区的分布;其年代际分量与分析期间中国强年代际变化分布区域的一致性也优于订正前资料的EOF分析结果。     

基于矩阵理论的全球气温的时空关联性研究

采用1948-2005年NCEP/NCAR全球气温和随机序列分别构建气温关联矩阵和随机关联矩阵并进行比较,发现气温关联矩阵既存在关联"噪声",又存在真实关联;格点气温序列之间既存在临近格点间的短程关联,又存在如厄尔尼诺、三大洋暖池等区域格点间的远程关联.不同时间尺度,这两种关联的表现各有差异,1-10天等小尺度情况下,格点间的关联以短程关联为主;15天及以上尺度短程关联比例显著下降,长程关联有所上升.对关联矩阵和随机关联矩阵求解本征值和本征矢量发现,格点气温序列之间的关联信息主要包含在几个较大本征值所对应的本征矢量中,且格点气温序列在这些本征矢量上的投影能够在一定程度上体现全球气温变化的整体特征.此外,格点气温序列的关联性在时间和空间上均存在显著的变异性,主要表现为1950-1956年、1972-1977年和1996-2000年3个时段相对较高,而1978-1982年和1991-1996年则均值相对较低,存在显著的准10-20年周期振荡;关联系数的空间分布在上述两类尺度下均表现为沿纬向呈准带状分布,但1天尺度的纬向平均具有较好的对称性,由于海陆差异的原因,15天尺度的纬向对称性相对较差,而15天尺度的经向平均具有一定的准对称性.     

我国东部季风区冬季气温的气候变暖特征

利用我国东部季风区375个测站1961-2006年平均地面气温资料, 采用线性趋势分析、EOF, REOF, MannKendall、小波分析等方法, 分析了季风区冬季气温异常变化规律。结果表明:我国东部季风区冬季气温增温明显, 近46年增温率为0.39 ℃/10a, 增温率从南向北增大, 黄河南部气温的稳定性高于北部, 增温不显著的区域主要在季风区的南部, 川东和云南局部有显著的下降趋势。根据REOF分析将该区冬季气温异常细分为南、中、北部区3个分区, 各区气温异常变化存在准5年和22年周期, 从20世纪70年代初期开始气温转为上升, 普遍在1986-1987年发生了突变, 在21世纪初气温开始回落。异常偏暖年大部分出现在1990年以后。     

南疆盆地降水、气温天气气候特征的聚类分区

利用塔里木盆地周围五地、州主要气象台站的降水，气温的年、月资料，用聚类分析方法，在降水分配月百分率，年、月降水，气温各台站间相关系数的基础上进行客观聚类分析后指出，南疆地区降水分配可分为单峰型和多峰型，并给出各型特点和地理分布。另外根据聚类树形图认为，南疆西部四地州分属于两类不同天气气候区，年景分析分片讨论会将喀什、和田和克州为一区，阿克苏和巴州为另一区要合理一些。     

春末夏初青藏高原地表植被对全球变暖的响应特征

利用1982年～2002年Pathfinder NDVI遥感数据,采用REOF和倾向度趋势分析方法,研究了5～6月青藏高原地表植被的区域变化特征及时间变化趋势。21a来高原区域植被总体呈增加趋势,但这种变化趋势有着明显的时间和空间差异。表现为5～6月空间上存在一个位于高原南北的两条呈带状分布的植被显著变化区域。该区域内植被对前期气温变化响应迅速,生物量随气温升高呈现出显著的一致增加趋势,增长速率大都超过10%/10a,与前期4～5月全球平均气温相关系数达到0.71,是全球变暖响应的敏感区。进一步的分析表明这种对全球变暖响应的区域差异主要来自于植被分布的不同,植被变化显著的区域基本上处于高山山脉或半荒漠地区NDVI值低于0.12的本底植被覆盖较低的区域。从植被覆盖类型看,草地植被生物量随全球变暖增幅明显,21a约增加10%,对全球变暖响应明显,而中高覆盖区植被和其他类型植被随气温升高的增幅较小,对全球变暖响应较弱。     

1960-2005年我国南方地区1月地面最低气温的时空特征及成因分析

采用REOF、合成分析等方法,研究了1960~2005（共46年）我国南方地区冬季（1月）地面最低气温的时空特征,并探讨了经过REOF分区后各区域影响最低气温的主要因子。结果表明：根据最低气温REOF分区可把我国南方地区最低气温划分为A,B,C三个区域：A区主要包括广西、湖南、贵州;B区主要包括海南、广东、福建和浙江;C区主要包括湖北、河南和安徽。影响这三个分区最低气温的因子各有不同,A区主要是受来自青藏高原东部及其周边的热源影响,B区主要是受西太副高和西南气流的影响,影响C区的则主要是来自北方的冷空气。     

中国气温异常的区域特征研究

用REOF法对中国的年和春、夏、秋、冬季平均气温年际变化进行了分区,并研究了各区气温的变化趋势。结果表明,中国年平均气温可分为8个变化区,春季7区,夏季9区,秋季7区,冬季5区。从年平均气温看,近46a来中国的主要升温区为东北、华北北部和新疆自治区,升温幅度为1．2℃左右。降温区为四川、贵州,幅度为0．3～0．4℃。东南部、西北东部、西藏和云南地区1970年代初以前降温,以后升温,与北半球气温变化一致。各季节升降温区与年平均有一定的差异。升温区范围和升温幅度最大的为冬季。降温主要集中在春季西部、华南地区和夏季长江流域和新疆南部。降温幅度最大的为夏季。秋冬季全国则无降温趋势。     

中蒙干旱半干旱区降水的时空变化特征(Ⅱ):综合气候分区及各分区降水周期变化的进一步分析

利用中蒙干旱半干旱区106站1954-2005年降水资料和1961-1997年气温资料,本文在文献[1]的基础上进一步分析了该区的综合气候分区及各分区降水周期变化的特征.结果表明,(1)主要根据降水REOF分析的各异常模态等,将全区综合划分为关中汉中、河东、河西及蒙古戈壁、北疆、南疆、柴达木、青海高原南部、以及蒙古国中...