地面气候资料序列均一性检验与订正系统

采用国内外常用的几种气候序列均一性检验与订正方法,研制了气候序列均一性检验与订正系统,用于检验地面测站由于迁站、仪器变更、环境恶化等因素造成气候序列的非均一性,并进行订正.使用该系统对浙江省地面36个测站的年平均温度、年平均风速及年降水量序列进行了均一性检验,效果较好.     

中国降水量序列均一性分析方法及数据集更新完善

基于中国气象局国家气象信息中心2012年发布的《中国国家级地面气象站基本气象要素日值数据集（V3.0）》,选取一定空间范围内相关性、数据完整性均较好的邻近站降水资料,构建参考序列,结合标准正态检验和台站历史沿革信息对我国2342个台站年、月降水资料进行均一性检验。采用相关系数权重平均方法和一阶差分方法相结合得到参考序列,以降低因计算方法和邻近站序列长度不一致等引起的参考序列不确定性。最终结果显示：98个台站降水序列存在断点,仅占总站数的4.2%。采用比值法订正上述非均一性的降水序列,订正后的序列在一定程度上消除了人为因素的干扰,部分台站降水量变化趋势（1960-2009年）异常的问题得到改善。     

东北地区月气温序列的均一性检验和订正

本文采用惩罚最大T检验(PMT)方法,结合台站历史沿革信息,对东北地区129个气象站月最高气温和最低气温资料进行均一性检验和订正,并与已有均一化数据集(CHHT)进行对比分析。结果表明:气温的非均一性在空间上普遍存在,最高温和最低温分别检测出断点74个和94个,资料拼接和迁站是造成非均一性的重要因素。均一性检验和订正提高了东北地区最高气温和最低气温的空间一致性,线性趋势空间分布更加合理,订正之后变化趋势略有增加,年平均最高气温和最低气温分别由0.1和0.22℃·(10 a)~(-1)增至0.17和0.33℃·(10a)~(-1),与CHHT相比,两套数据时间相关系数在0.9以上,对东北地区气候长期演变趋势基本一致,东北地区年平均最高气温和最低气温均呈显著升温趋势,采用PMT得到的年平均最高气温和最低气温变化趋势较CHHT分别偏高0.05和0.03℃·(10 a)~(-1),在线性趋势空间分布上PMT均一化检验订正结果较CHHT略有改善。     

贵阳站气温均一性检验与订正

基于贵阳市辖区8个气象观测站近50a月平均气温资料,结合标准正态检验(SNHT)方法,判断出贵阳站气温存在非均一性.借助参考站历史资料序列,对贵阳站气温非均一性断点后的资料采用多元线性回归进行拟合订正,结果表明:贵阳站自2000年迁站后,气温观测值比迁站前低约1.4℃,该成果有助于在今后的气候业务及科研中更好的沿用贵阳站气温历史序列,也将使贵阳站气象要素资料能够在以后的年代里继续保持连续性.     

互助站迁站前后气温序列均一性检验及订正

气象台站的迁移常导致气候序列的非均一性。本文对互助站迁站前后气温序列作均一性检验及订正。采用t检验和SNHT法,对互助站迁站前后的气温序列进行均一性检验,结果表明站址迁移对互助站温度序列均一性的影响非常显著。对差值法、一元线性回归、逐步多元线性回归以及确立订正方程式的参考站平行资料年限对互助站气温序列订正效果进行分析,结果表明用参考站15年平行观测资料建立的逐步多元线性回归订正效果较好。用逐步多元线性回归法对互助站迁站前的气温序列进行订正,经订正后互助站气候倾向率为0.31℃/10a,消除了序列的不均一现象。     

长江三角洲地区降水资料的均一性检验与订正试验

该文对1961—2002年我国长江三角洲地区36个地面观测站的年、月降水资料序列作均一性检验和订正试验, 以探讨我国年、月降水气候观测序列的均一化方法和思路。该文首先从与待检台站序列相关性较好、台站距离较近的台站中选取了若干站点作为待检台站的参考台站建立参考序列, 采用传统的标准正态检验 (SNHT) 方法, 对所研究的地区年降水的均一性进行了检验。检验结果显示, 该地区降水序列中存在非均一性现象。考虑到所选地区站点密度仍然不够, 文中还采用了一种不依赖于参考台站的思路, 对上述检验结果进行了进一步确认后, 最后对不连续序列进行了逐月订正调整。对比分析表明, 对序列的订正较为合理。在已有的研究基础上, 结合我国台站网络实际特点, 提出结合不同思路来研究我国降水量数据均一性是必要的和可行的, 应用该思路对于我国降水序列进行均一性研究具有一定的合理性和应用前景。     

年降水量序列非均一性检验方法探讨

使用我国４００余站１９５１－１９９０年年降水量序列，利用比值法检验其非均一性问题。结果表明，该方法对判断我国年降水量是否均一较为有效的，我国台站迁移及雨量器的改变是引起年降水量序列非均一的主要原因。     

北疆气象站迁址气温均一性检验与订正

本文针对天山北坡呼图壁、精河以及阿勒泰地区的吉木乃3个气象站迁址前后的观测资料进行对比分析,利用旧址20a（1997—2017年）气温数据和新址3—5a（2013—2017年）气温观测值作对比分析、相关性分析及T检验,结果表明：3个气象站新旧两站同期观测所得的气温资料具有极高的相关性;从总体趋势上看,新址观测气温的3—5a平均值与旧址20a平均值对比,平均气温月度值总体契合度较高;迁址前后新旧两址同期观测平均气温对比,冬季新址低于旧址,夏秋两季新址高于旧址,且个别月份存在显著差异。最后,采用一元线性回归法,按照月度将新址3—5a平均值订正到旧址20a平均值,对订正值进行更严格的SPSS方法T检验,订正后的平均气温资料均一性显著提高。     

中国地面相对湿度非均一性检验及订正

利用加拿大环境部气候研究中心研发的PMTred和PMFT方法,选取均一的邻近站为参考站,使用相关系数权重平均构建参考序列,结合元数据信息,对1951-2014年中国2400多个国家级地面站月平均相对湿度进行了非均一性检验与订正,并分析了造成相对湿度序列非均一的主要原因。结果表明,中国地面相对湿度资料存在较严重的非均一问题,68%的台站存在断点,人工观测转自动观测、迁站和时次变化是造成序列非均一的主要原因。整套资料负订正量所占比例较高,订正范围主要集中在-5%～0之间,这种负订正量与人工转自动观测后相对湿度观测值偏低有密切关系。这也使得订正后中国平均相对湿度趋势与订正前存在明显差异,订正前中国平均相对湿度呈下降趋势,订正后相对湿度没有趋势性变化。     

1979—2012年中国探空相对湿度资料的非均一性检验与订正

利用加拿大环境部气候研究中心研发的PMTred非均一性检验方法,以ERA interim资料作为参考序列,应用中国区域各探空台站详细的元数据信息为主要断点判断依据,对1979—2012年我国125个探空台站各标准等压面月平均探空相对湿度资料进行了非均一性检验和订正。并结合详细的元数据信息分析了造成我国探空相对湿度序列非均一问题形成的主要原因及对资料的影响程度。结果表明：仪器换型、探测系统资料整理计算方式变化以及辐射订正方法改变和探测系统升级等是造成这一时段中国区域月平均探空相对湿度资料不均一的主要原因。其中,2002年以后的L波段雷达 电子探空仪换型造成了相对湿度资料非常明显的不连续问题,这主要是由于早期59 701型探空仪穿云挂水,造成探测到的相对湿度资料明显偏湿。两个观测时次相对湿度序列不均一的台站数和断点数随高度的增加而增加。各标准等压面上月平均相对湿度序列不均一的探空台站平均订正幅度也随着高度的升高而增大,并且订正量为负值的比例在整套订正资料中所占的比例较高,说明我国的探空月平均相对湿度原始观测资料有明显高估的问题。1979—2012年以来,从全国的情况来看,订正前全国850~300 hPa 5个标准等压面全部为相对湿度降低趋势。但是订正后,850~300 hPa这5个标准等压面在1979—2012年相对湿度的变化趋势均不显著。     

中国近50a极端降水事件变化特征的季节性差异

利用中国419个测站1958-2007年逐日降水资料集,分析了近50a中国不同区域年和季节极端降水事件的基本变化特征。结果表明,多年平均极端降水事件的空间分布具有明显的纬向分布特征,并表现出显著的季节性差异。长江以南地区是春、冬季极端降水事件发生频次较高的区域;而年、夏季以及秋季极端降水事件发生频次在西南地区较高,在西北东部较低。年极端降水事件频次的长期变化趋势与夏季相似,华北和东北有增加趋势,其他地区为弱的减少趋势;其他季节的长期变化趋势存在明显的区域和季节性差异。年和季节极端降水事件的发生频次具有显著的年际和年代际变化特征。年极端降水事件时间序列的多项式拟合曲线的变化情况与夏季基本一致;而其他季节的变化则存在较大差异,表现出显著的季节性差异。     

秦岭山区近50 年降水差异及可能局地成因探讨

利用秦岭山区54个气象站50年以上日降水资料,分析了复杂地形下小区域降水变化差异,探讨了可能的局地成因,结果表明:(1)年均降水量总体为南高北低、西高东低,反映出秦岭阻挡作用和山谷东风回流影响;(2)近50年来区域年降水以减为主,9个增加站位于东部,夏季降水以增加为主,减少站集中在秦岭山上和区域西部,降水向夏季集中倾向明显;(3)日雨量小于5 mm的年雨量和雨日数减少趋势明显,雨量≥50 mm的年雨量和雨日数增加趋势明显,即小雨减少大雨增多;(4)降水变化的多个方面及其与海拔高度和经度对应关系的分析结果,反映出气溶胶抑制地形降水以及成冰作用恢复被抑制降水的作用,说明局地成因中气溶胶起了不可忽视作用;(5)地形作用和区域能量平衡也是重要局地成因.     

中国近50年气温及降水量的变化趋势分析

通过对我同385个站的观测资料序列进行分析研究,得到我国气候变化的一些特征。近25年全国平均温度有明显的上升趋势,只有极少数测站有明显的降温趋势,华北及东北的广大地区是增温最快、范围最大的地区。全国平均降水量没有明显的变化趋势。逐站分析降水量的年际变化后发现,我国降水量的变化存在着明显的区域特征,新疆地区足降水量增加最快的地区;华中华北地区的降水则存在明显的减少趋势;这两个地区的、平均降水量都与全球海表温度距平有很好的相关性。文中还利用同期大气再分析资料(NCEP／NCAR)尝试分析了气候变化与大气环流特征的关系。     

近32年泰国降水的主要变化趋势研究

基于泰国气象局提供的近32年（1981～2012）站点逐日降水观测资料,利用线性趋势和集合经验模态分解（Ensemble empirical mode decomposition, EEMD）等分析方法,本文重点研究了泰国及其五个地理分区内各等级降水量与降水日数出现正异常（第95百分位及以上）的站点比例变化,并深入分析了泰国逐年降水量与暴雨级别以上持续性和非持续性降水量相对贡献的变化。主要结论如下：（1）泰国东部和南部地区是其降水最强的区域,而泰国北部地区降水相对最弱,在研究的32年时段内,泰国境内有87%的站点出现了逐年降水增加的趋势（共有22个站通过了95%置信水平的显著性检验）,其中泰国南部是增加最快的区域,而泰国东部地区则是出现降水增加趋势最少的地区。位于泰国湾沿岸的曼谷站和洛坤站是整个泰国境内逐年降水增加最快的站点。（2）泰国北部地区的逐年降水量、逐年降水日数与平均降水强度出现正异常的站点比例显著增加,表明极端降水的影响范围在扩大,而泰国南部地区仅大暴雨级别以上的极端降水出现了范围扩大的趋势。（3）暴雨级别以上的降水在泰国不同地区存在着显著差异,其中泰国北部、东北部和中部地区...     

近50年孝感市降水变化特征分析

利用趋势分析、小波变换等方法,分析了湖北省孝感市1957—2006年近50年降水的多时间尺度变化特征。结果表明:孝感市年降水量呈弱增加趋势,春秋季降水量呈下降趋势,冬夏季降水量呈增加趋势,其中以冬季降水增加趋势最为显著,降水量变化的年代际差异较小,年际差异很大;降水量变化存在明显的多时间尺度特征,其中以3~7a和准11a周期表现显著。     

近53a中国东部雨季降水的区域特征

利用1951-2003年中国东部114个站雨季（4-9月）降水量资料作旋转经验正交函数（REOF）展开，根据前5个旋转空间模上高载荷区分布，将中国东部地区分成5个降水气候区，即东北南部、河套地区、江淮地区、长江中下游地区及华南地区。Morlet小波分析结果表明，除了7～8a的周期外，各区还存在不同的振荡周期。长期变化趋势显示各区在53a中基本上呈两波型，东北南部、河套地区和江淮地区降水发生突变的时间为20世纪60年代末70年代初，降水下降趋势显著，长江中下游及华南地区降水突变时间为90年代初，降水有弱的上升趋势。     

近一百年中国东部区域降水的年代际跃变

采用均生函数方法对1900～1950年中国东部测站降水资料进行补插, 通过与英国Climate Research Unit (CRU) 的网格点降水资料以及王绍武等 (2000) 重建的降水资料的对比分析, 构造1900～2006年中国东部华北、 长江中下游和华南地区的月平均降水指数序列, 并用一阶矩突变扫描式t检验对这三个区域降水的多时间尺度跃变特征进行分析。结果表明, 最近一百多年来长江中下游降水发生了5次年代际尺度的跃变, 华北以及华南的降水均发生了4次年代际尺度的跃变。各区降水同时在20世纪20年代初期、 40年代中期、 60年代中期以及70年代中期发生跃变。具体而言, 20年代初期长江中下游和华南的降水发生年代际减少, 而此时华北降水年代际增加; 40年代中期, 三个地区的降水都同时增加; 60年代中期, 华北降水减少, 相反地长江中下游和华南的降水发生年代际增加; 70年代中期, 华南和华北地区的降水出现年代际减少, 而长江中下游地区的降水在80年代初发生年代际增加。研究还表明, 降水跃变发生的时间尺度范围可以为我们预测跃变发生以后降水气候平均态的持续时间提供参考。     

乐山市近50年气温和降水变化趋势分析

利用最小二乘法计算了乐山市8个气象台站自1961年以来降水、平均气温的气候倾向率,并利用滑动t检验和Mann-Kendall两种方法对其突变特征进行了综合检测。结果显示：乐山的年降水有减少的趋势,其中夏季降水量减少最为明显,而春季降水量有所增加;年、季平均气温有上升的趋势,其中秋季增暖最明显,冬季次之,春夏季变化最小。全市年均降水、气温具有突变特征,突变点分别为1990年和2000年。     

近50年华北区8月降水异常的时空特征及其成因分析

利用1958-2007年8月华北53个气象站降水实测资料和NCEP/NCAR同期月平均再分析资料,采用EOF和REOF分析以及曼-肯德尔法等统计方法,分析了近50年华北区8月气候异常的空间分布特征和降水演变趋势,并对多、少雨年500 hPa平均位势高度场、850 hPa矢量风及水汽通量场等进行了对比分析.结果表明:(1)华北区8月降水的EOF分析前3个特征向量场较好地反映了降水异常的空间分布,分别为整体一致、南北相反和东西相反的空间结构;REOF旋转后的前6个空间模态表明了华北区8月降水异常的次区域分布特征.从时间变化趋势来看,华北区8月降水呈现递减趋势,1986年是降水由多雨期向少雨期转折的年份;近10年华北区8月降水较20世纪50年代减少近三分之一;各次区域近50年降水趋势不一致,华北南部变化不明显,东南区有增湿趋势,西北区和东北区干旱化趋势最为明显,对整个华北8月干旱化有主要贡献.(2)西太平洋副热带高压与华北区8月降水有密切关系.当西太平洋副热带高压偏强且位置偏西、偏北时,有利于我国中高纬500 hPa形成“西低东高”环流型,同时对流层低层偏南气流强烈发展,将大量水汽向北输送,造成华北区降水偏多;当西太平洋副热带高压偏弱、位置偏东时,华北区降水偏少.(3)华北区干旱化趋势主要源于1986年前后500 hPa环流的明显调整和维持.