基于探空资料的58a新疆高空大气比湿气候特征分析

利用1961—2018年新疆12个探空气象站逐日观测资料，分析了新疆对流层850、700和500 hPa比湿的气候特征，结果表明：新疆大气比湿呈自西向东、自南向北递减分布，随高度增加而减小分布特征，新疆比湿远小于东亚季风区；新疆夏季比湿最大，其次为秋季、春季，冬季最小，850hPa和500hPa新疆各站之间比湿差异较大，而700hPa各站比湿差异较小；对流层850、700和500 hPa比湿均表现为线性上升趋势，并有1967-1986年偏干、1987-2005年偏湿的特征，1987年为突变点；对流层850、700和500 hPa比湿与降水均呈显著正相关关系；夏季暴雨天气对流层中低层比湿最大，发生暴雨时比湿约为气候平均1—2倍，夏季暴雨的动力和不稳定条件更关键，新疆暴雨天气时的比湿比东亚季风区显著偏小；冬季暴雪天气比湿是一年中最小的，春秋季强降水比湿介于夏、冬季之间，但可达气候平均的2—3倍，春秋季需要更多的水汽产生强降水。     

Lapwings in Newfoundland

Abstract

Weather observations made at Eureka, on Ellesmere Island in the Canadian High Arctic, have been archived since 1953. The time series, averages, and seasonal cycles of surface temperature, pressure, dew point, relative humidity, cloud cover, wind speed, and direction are presented for the period from 1954 to 2007. Also shown are the time series and averages for the 500 mb temperature, 900 to 500 mb thickness, 500 mb wind speed, and various boundary‐layer stability parameters. Some of the main trends found are 1) an annual average surface warming of 3.2°C since 1972, with summer exhibiting the least warming, 2) a reduction in the frequency of strong anticyclonic events in the winter, 3) a reduction in surface wind speeds except in the summer, 4) a 1.0°C warming in the 500 mb temperature since 1961, with the greatest warming occurring in the spring and summer, and 5) a 10% increase in precipitable water all year round since 1961 but dominated by the spring, summer, and autumn seasons. The importance of open water in the Arctic Ocean for summer temperatures and humidity, of the North Atlantic Oscillation for winter interannual pressure variability, and of precipitable water for winter temperatures are highlighted in this climatology.     

1961～2017年雅鲁藏布江河谷地区夏季气候暖干化趋势

基于1961～2017年青藏高原腹地雅鲁藏布江河谷地区4个站（拉萨、日喀则、泽当和江孜）夏季（6～8月）月平均气温、降水和相对湿度等观测资料,分析了该地区夏季气候年际和年代际演变特征,并探讨了气温、降水和相对湿度在年际和年代际时间尺度上的相互关系以及与总云量和地面水汽压的联系。结果表明:（1）1961～2017年该地区夏季气候出现了暖干化趋势。气温（相对湿度）显著升高（下降）,降水趋势变化不明显;本世纪初气温（相对湿度）均发生了显著的突变。（2）该地区夏季气候因子间在年际和年代际时间尺度上存在密切关系:气温与相对湿度和降水均存在明显的负相关,降水与相对湿度为正相关。（3）该地区夏季气候因子间的年际和年代际变化与同期总云量和地面水汽变化有关。1961～2017年总云量持续减少是气温显著升高的主要原因之一,气温的显著升高和降水变化不明显又造成了相对湿度的显著下降。     

春季南半球环状模与长江流域夏季降水的关系：Ⅰ 基本事实

利用统计方法对春季(4~5月)南半球环状模(SAM)与夏季(6~8月)中国降水的关系作了分析,发现春季南半球环状模指数(SAMI)与夏季长江中下游降水之间存在显著的正相关关系。春季SAM偏强的同期对流层下层在欧亚大陆存在一以蒙古高原和天山山脉为中心的异常反气旋对,从中国东北到华南中纬度地区均为异常的偏北气流控制。这种环流异常形式可以持续到夏季并加强,致使东亚夏季风减弱;春季SAM偏强,夏季西太平洋副热带高压西部脊强度加强,位置偏西,这些异常环流都有利于长江中下游地区降水偏多。另外,春季SAM偏强,夏季长江中下游地区水汽含量增大,向上的垂直运动得到加强,为该地区降水偏多提供了基本的水汽条件。春季SAM偏弱时,夏季东亚大气环流和水汽条件相反。因此,春季SAM为夏季长江中下游汛期降水提供了一有用的前期信号。     

1990年代末东亚北部地区夏季水汽输送年代际变化特征及其影响机制

利用1983～2011年降水量、环流和海温的再分析资料,探讨了东亚北部地区夏季水汽输送的年代际变化特征,并分析了前冬北大西洋海温对东亚北部地区夏季水汽输送与大气环流的可能影响。研究结果表明,20世纪90年代末期东亚北部地区夏季整层水汽与降水年代际的变化特征相一致,整层水汽通量的年代际变化主要是由于纬向水汽输送异常作用的结果。东亚北部地区（35°～55°N,90°～145°E）西边界的水汽输送通量由多变少,东边界的水汽输送通量由少变多特征则直接导致了该地区降水由偏多转为偏少的年代际变化。就外强迫海温角度来说,前冬北大西洋海温跟东亚北部地区夏季500 hPa高度场、850 hPa风场和850 hPa比湿均显著相关。同时,在20世纪90年代中后期前冬北大西洋海温也表现出由偏低向偏高转变的年代际变化特征,且由于海温自身的记忆性前冬的海温异常一直延续到夏季。并在夏季激发出横跨北大西洋和欧亚大陆中高纬度地区的大西洋-欧亚（AEA）遥相关结构,并进一步影响东亚北部地区夏季水汽输送。     

高原地区基于微波辐射计反演大气廓线的神经网络算法研究

以2007～2018年西宁二十里铺气象站探空资料为模拟样本,利用MonoRTM模式模拟中心频率21.985～58.759GHz的35通道亮温,应用BP神经网络对模拟数据进行反复训练,构建最优反演模型,并以2019年探空资料为测试样本,对比分析了不同季节和不同天气条件下BP神经网络与微波辐射计的反演效果.结果表明:晴空条...     

宁夏水汽输送气候特征

利用NCEP／NCAR和欧洲中心提供的逐日、逐月再分析资料（包括风场、湿度场资料,分别为17层等压面和23层等压面）和地面气压场资料,计算了宁夏区域的水汽汇和水汽通量。结果表明：宁夏区域水汽汇空间分布在春季为南北正东西负型,夏季为中间正、东西侧负型,秋季为南正北负型,冬季为东正西负型。夏季整个区域的水汽汇为正值。各季的多年时间变化具有相似的特点,为线性减少趋势,3次曲线拟合为先增后减再增的趋势。宁夏地区的水汽来自3个方向：西向、西南向和东南向,其中西南向的值较大,是宁夏的主要水汽通道。多年水汽汇的19a周期通过了0．1信度的红噪声检验,多年水汽汇序列变化较为剧烈,发生了多次突变。     

From brightening to dimming in sunshine duration over the eastern and central Tibetan Plateau (1961–2005)

The Tibetan Plateau (TP) with an average elevation of over 4,000 m asl is the highest and most extensive highland in the world. We used monthly mean sunshine duration from the Chinese Meteorological Administration to examine the spatial and temporal variability of sunshine duration at 71 stations with elevations above 2,000 m asl in the eastern and central TP during the 1961–2005 period. The temporal evolution of the mean annual sunshine duration series shows a significant increase from 1961 to 1982 at a rate of 49.8 h/decade, followed by a decrease from 1983 to 2005 at a rate of ?65.1 h/decade, with an overall significant decrease at a rate of ?20.6 h/decade during the whole 1961–2005 period, which is mainly due to the summer and spring seasons. This confirms the evidence that sunshine duration in the TP ranges from brightening to dimming in accordance with sunshine duration trends in the rest of China. The surface solar radiation downwards from ERA-40 reanalysis data in the same region confirms the brightening/dimming phenomenon shown by the sunshine duration before/after the 1980s. Otherwise, additional climatic variables such as low cloud amount, total cloud amount, precipitation, relative humidity and water vapor pressure, in most cases, exhibit significant negative correlation with sunshine duration in the TP on an annual and seasonal basis before and after 1982, respectively. The trends of these variables suggest that changes in some of them might be related to the brightening and dimming detected with the use of sunshine duration measurements over the TP. We also hypothesize that the impact of anthropogenic aerosols upon the climatic variables analyzed cannot be rejected, especially in the significant increase in low cloud cover since approximately 1980.     

中国东部地区冬季和夏季地面湿度空间分布特征的对比分析

利用中国东部地区315个台站1963~2012年月平均地面观测资料,揭示了东部地区冬季和夏季地面比湿(SH)和相对湿度(RH)多年平均值及其变率的空间分布特征,并分析和比较了地理因素(经度、纬度和海拔高度)对其空间分布的影响。结果表明:1)在冬季,SH(0.4~7 g kg-1)以秦岭-淮河线为界,呈现出"北低南高"的分布特征;RH(41%~82%)则呈现出"南北高、中间低"的分布特征;一般冬季地面湿度相对较低的地区其变化幅度相对较大。2)在夏季,SH(7~20 g kg-1)整体上明显大于冬季,RH(44%~89%)则与冬季差异不大,均呈现由东南部沿海向西北内陆递减的分布特征;同样夏季地面湿度较低的地区通常其变化幅度也相对较大。3)东部地区冬季地面湿度空间分布受地理因素影响,其中纬度是最主要的影响因素,经度次之,海拔高度对其整体分布影响不明显,且地理因素对冬季SH的回归效果明显好于对冬季RH的回归效果。4)东部地区夏季地面湿度空间分布受地理因素影响较冬季显著,纬度同样是影响夏季地面湿度最主要的因素,但海拔高度对夏季SH、经度对夏季RH的影响程度较冬季增大,且地理因素对夏季SH的回归效果同样好于对RH的回归效果。     

中国西部空中水汽分布结构特征

利用1958-1997年月平均NCEP比湿资料研究了中国西部空中水汽分布特征。结果表明：水汽的垂直分布结构非常相似，850hPa以上的水汽分布中心位于青藏高原上空，5-10月水汽含量主要集中在500hPa以下，其中7月的空中水汽含量最丰沛。水汽含量随高度减少，从季节变化来分析，夏季最大、秋季次之、冬季最小。40a的水汽年代际变化表明，夏季空中水汽含量呈现线性下降趋势，特别是20世纪90年代以来更明显；冬季比湿呈线性上升趋势，1月和7月比湿的年代际变化趋势呈反位相特征。     

基于平流-干旱模型估算的江西省实际蒸发量时空变化特征

利用江西省93个气象站观测资料,基于平流-干旱模型对1961—2019年江西省实际蒸发量进行估算,再进行气候倾向率、贡献率计算、敏感性分析和M-K检验等,分析蒸发量的时空变化特征及其影响因素。结果表明:江西省蒸发量呈显著下降趋势,幅度为-5.47 mm/(10 a);蒸发量在1969年发生突变,突变后其下降趋势明显减弱;夏季蒸发量下降最为显著,秋季次之,春、冬两季不明显。蒸发量对风速变化表现为负敏感,对气温、水汽压、净辐射量变化表现为正敏感,且任意时段内蒸发量对气象因子变化的敏感程度均为净辐射量>气温>风速>水汽压。净辐射量变化是影响江西省夏季蒸发量变化的主导因子,但其他季节净辐射量变化是气温、净辐射量和风速的共同作用的结果。随着气候逐渐变暖,气温和风速等因素对蒸发量变化贡献的增加不容忽视。     

黄土高原夏季极端降水及其成因分析

利用1961-2016年夏季黄土高原地区64个气象监测站的逐日降水资料及同期NCEP/NCAR再分析数据,分析了近56年黄土高原夏季极端降水的时空变化特征,并对比了极端降水强弱年以及不同年代黄土高原地区夏季大气环流形势的异同.结果表明,黄土高原夏季极端降水占夏季总降水量的54％左右,总体上呈现出东多西少的空间分布特征....     

State of the climate in the Three Gorges Region of the Yangtze River basin in 2020

2020年,长江三峡地区年平均气温17.2℃,接近常年;年平均降水量1530.8毫米,偏多29％,为1961年以来第二多,仅次于1998年.6月,7月降水量及年平均暴雨日数均为1961年以来第二多.平均风速较常年偏大;相对湿度略偏高;各月均无酸雨出现,近十余年酸雨强度呈现明显减弱趋势.2020年,三峡地区夏季暴雨洪涝灾...     

近46年重庆地区气温变化特征分析

利用1961~2006年期间重庆地区的气温资料,对重庆气温变化的特征进行分析。结果表明:近46年,重庆年平均、年平均最高气温都经历了先降温后升温的过程,而且前期1961~1985年的降温趋势和后期1986~2006年的升温趋势都很显著,均通过了0.01的显著性水平检验。而年平均最低气温近46年的整体上升趋势明显,通过了0.01的显著性水平检验。对于重庆平均气温和平均最高气温,在前期降温过程中,春季和夏季的下降趋势显著;而在后期的升温过程中,春季和秋季的增温趋势显著。      

近50年长江中下游春季和梅雨期降水变化特征

利用1961—2009年长江中下游地区52个气象站逐日降水资料,研究了该地区春季降水与梅雨期降水的连续变化特征,划分了连续旱、连续涝、先旱后涝和先涝后旱4类连续性事件,并探讨其成因。结果表明:长江中下游地区春季降水量年际和年代际变化较为显著,其中连续旱和连续涝事件发生较多。前冬Ni?o3区的海温与春季和梅雨期降水量相关性超过0.05显著性水平,前冬青藏高原积雪深度与6月西太平洋季风指数与梅雨期降水量相关性均达到0.05显著性水平。当春季水汽丰富,同时春季与6月副热带高压中心位置持续偏西可能导致春季和梅雨期降水持续偏多;春季水汽丰富,但春季至6月副热带高压中心位置由偏西向偏东转变,可能造成先涝后旱;春季水汽偏少,且春季与6月副热带高压中心位置持续异常偏东,易造成持续干旱。2011年水汽突变可能是导致旱涝急转的直接原因,前冬的La Ni?a事件不利于春季降水而6月副热带高压位置异常西伸, 则容易引发旱涝急转。     

2009年上海浦东新区能见度资料的深度分析——兼论高时间分辨率地面观测资料的应用

利用2009年上海浦东新区气象站高时间分辨率的能见度资料及其同步地面气象要素资料,在气块静力稳定的假设下研究了由于辐射冷却引起的霾或雾在演变的各阶段气溶胶吸湿性增长及其消光系数随相对湿度的变化,结果表明：气溶胶吸湿性增长率f（RH）随相对湿度的增长具有先慢后快平滑连续的特点;气溶胶吸湿性增长率在不同季节有所差异,在夏季和秋季较高,在冬季和春季时较低;平均而言,当相对湿度从40%增大到95%时,气溶胶吸湿性增长率可达6.6;对比国内外实验和观测结果,发现f（RH）随相对湿度的变化曲线与硫酸铵亲水增长相似;在这种雾消散时,随着气温的升高,测量给出的相对湿度值不会立即下降,而是在接近饱和的情况下维持一段时间,然后再迅速下降,其滞后大约为1～2小时。这很可能是测湿元件不能及时反映外界湿度变化所致。     

Snow-albedo feedback and Swiss spring temperature trends

We quantify the effect of the snow-albedo feedback on Swiss spring temperature trends using daily temperature and snow depth measurements from six station pairs for the period 1961?C2011. We show that the daily mean 2-m temperature of a spring day without snow cover is on average 0.4?°C warmer than one with snow cover at the same location. This estimate is comparable with estimates from climate modelling studies. Caused by the decreases in snow pack, the snow-albedo feedback amplifies observed temperature trends in spring. The influence is small and confined to areas around the upward-moving snow line in spring and early summer. For the 1961?C2011 period, the related temperature trend increases are in the order of 3?C7?% of the total observed trend.     

RCP情景下内蒙古黄河流域径流预估及其对水资源的影响

根据内蒙古黄河流域内72个国家气象站观测的1961—2005年和区域气候模式CCLM模拟的1961—2100年的气温和降水数据,采用BP人工神经网络模型,预估分析3种RCP情景下头道拐水文站2011—2100年流量变化,评估未来气候变化对流域水资源的可能影响。结果表明:①2011—2100年内蒙古黄河流域气温升高,降水变化不明显,年平均流量呈减少趋势,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景分别减少3.6%、2.7%和23.4%。②未来春季流量以增加为主;夏季在不同情景的变化趋势不一致;秋季在21世纪50年代前以增加为主,之后以减少为主;冬季则以减少为主。③未来流域可利用水资源呈减少趋势,尤其夏季水资源的供需矛盾加剧,以及径流季节分配发生变化,可能产生更大的春季径流。     

AIRS反演中国区域上对流层水汽分布特征研究

上对流层水汽分布对于全球能量和水循环具有非常重要的影响。利用美国Aqua卫星红外高光谱仪器（AIRS）反演的湿度廓线资料对中国上对流层水汽时空分布特征进行了分析。为了保证卫星反演湿度廓线产品精度可以满足气候特征分析的需求,首先利用JICA野外加密探空试验观测数据对卫星反演湿度廓线进行了真实性检验,分析表明,Aqua卫星搭载的AIRS反演的湿度廓线与探空加密观测数据总体具有较好的相关性,在200 hPa高度相对湿度偏差在5%以内,其精度可以用于上对流层水汽气候特征的分析。通过趋势分析以及EOF分解等方法,分析了2003年1月-2013年12月的中国区域上对流层水汽时空分布特征,结果表明,受夏季风影响,中国区域上对流层水汽具有明显的季节变化规律和年周期特征,中国大部分地区上对流层冬季偏干、夏季偏湿,夏季高湿区可以北移到35°N以北。而在新疆地区冬季偏湿、夏季偏干。总体来说,全年夏季水汽含量最高,秋季次之,冬季最小。2003年以来新疆地区及南部海域上对流层水汽呈显著增加趋势,华南、华北、内蒙古中西部水汽也有所增加,在高原地区及东北区域上对流层水汽稍有减少,但变化均不显著。上对流层水汽的增加,将有可能放大温室效应,在气候变化研究中应给予重视。     

春季印度洋SSTA对夏季中国西北东部极端降水事件的影响研究

基于近47年来NCAR/NCEP再分析月平均高度场、风场、地面气压,比湿以及NOAA重构的印度洋海表温度资料和中国西北东部97个气象台站逐日降水资料,首先利用百分位法定义了极端降水事件的阈值,运用SVD及合成分析等方法,研究了前期秋季、冬季、春季及同期夏季印度洋海表温度同夏季中国西北东部极端降水事件的关系,结果表明前期春季印度洋海温异常对预测夏季中国西北东部极端降水事件的变化特征具有较明确的指示意义,关键区位于赤道印度洋地区。如果春季赤道印度洋海温异常偏暖,从同期春季到后期夏季,100～110 °E平均经圈环流在赤道附近表现为异常上升气流,对应30 °N附近在对流层中、上层表现为异常的下沉气流,同时来自印度洋的西南季风异常偏弱,使得后期夏季由于没有异常的水汽输送到我国西北东部地区,从而极端降水事件偏少,而偏冷年份正好相反。另外在春季赤道印度洋海温异常暖年,后期夏季南亚高压偏强,且呈西部型;而在异常冷年,南亚高压偏弱,且呈东部型,这可能是引起夏季中国西北东部极端降水事件变化的另一原因。