基于1873年以来器测气温的二十四节气气候变化

2000多年来二十四节气已广泛用于指导人们生产和生活。然而传统二十四节气的应用意义在当前全球变暖背景下正在发生变化。气候学二十四节气的提出赋予了二十四节气动态变化的内涵,有利于更好地发挥其现实指导作用。本文利用北京观象台1940~2017年和上海徐家汇站1873~2017年均一化的逐日气温观测序列,分析了近百余年二十四节气气候变化特征。结果显示,北京1941~2016年和上海1874~2016年的年平均气温和二十四节气气温都呈现变暖趋势,导致早春到初夏阶段的气候学节气呈现提前的趋势,而夏末到初冬阶段的节气呈现推迟的趋势;这些趋势大部分是统计显著的。北京和上海的极端冷事件（以大寒标准定义）均呈现显著的减少趋势,上海的极端热事件（以大暑标准定义）呈现显著的增多趋势。除了长期趋势之外,上海极端热事件频数和夏季平均气温演变中都存在明显的60~80年周期的多年代际变率,和大西洋多年代际振荡相关。相比以往基于1960年以来的观测所做的二十四节气气候趋势分析,本文揭示了更完善的长期气候变化特征,有助于从精细化的季节循环演变角度丰富关于近代中国气候变暖的认识,为适应气候变化提供科学基础。     

1961年以来呼和浩特市二十四节气气候变化特征分析

二十四节气凝结着中国人民的勤劳智慧,全面了解本土节气的气候变化特征,对提高农业生产、气象预报水平、灾害防范及医疗健康等方面具有重要意义。文章通过对1961年以来呼和浩特市二十四节气的气温、降水量、日照时数变化特征进行分析得出：（1）呼和浩特市二十四节气平均气温、最高气温、最低气温均呈明显的正态、单峰型特点,且趋势一致;一年中平均气温最高和最低的节气分别是小暑（22.3℃）和小寒（-12.0℃）,清明和立冬节气前后气温的波动最大。（2）降水量表现为明显的单峰型特点,降水量最大出现在大暑（61.9 mm）。（3）一年中平均日照时数最长和最短的节气分别是小满（9.7 h）和冬至（6.2 h）。二十四节气中所有节气的平均气温均呈逐年上升趋势,且春季型节气增暖最为显著。夏秋季节气日照时数呈缩短趋势;自20世纪90年代以来,呼和浩特市的入春时间明显提前。     

斗门低温阴雨气候的特征及环流形势场条件分析

对珠海斗门1967—2014年低温阴雨气候特征和产生的环流形势进行统计分析。结果表明:斗门低温阴雨主要出现在每年的2—3月,年平均10.3 d;近48年来,年低温阴雨天数和次数均呈显著减少趋势,并在1998年前后出现一次突变。斗门低温阴雨天数和次数都存在4年、2~4年的显著周期。斗门长低温阴雨过程是在北方小槽引导的冷空气不断补充南下、南支小波动东传带来的暖湿气流以及副高西侧的偏南气流向北输送、低层持续的弱切变线存在的有利环流形势中产生的,是冷暖空气持续在广东上空交汇的结果。     

1958～2019年漠河市气温及降水突变分析

采用集合经验模分解（ensemble empirical mode decomposition, EEMD）以及滑动t检验方法,基于漠河市1958～2019年逐日气温及降水数据,对其进行了趋势及突变分析。结果表明,漠河市日平均温度年平均整体呈增温趋势,EEMD非线性增温速率为0.43°C (10 a)－1,滑动t检验显示漠河市近60年来年均温突变时间点为20世纪80年代中后期;漠河市日最高温度年平均呈增温趋势,EEMD非线性增温速率为0.61°C (10 a)－1,滑动t检验显示漠河市近60年来日最高温年平均突变时间点为20世纪80年代中后期;漠河市日最低温年平均变化趋势为先增加后减小,整体呈增温趋势,EEMD非线性增温速率为0.21°C (10 a)－1,滑动t检验显示漠河市近60年来日最低温年平均突变时间点为20世纪80年代前中期和20世纪90年代中后期。漠河市年降雨量、夜间年降雨量和白天年降雨量均呈先减后增的变化趋势,且增加幅度远高于减小幅度,整体呈增加趋势,EEMD非线性降雨量增加速率分别为14.05 mm (10 a)－1、7.71 mm (10 a)－1和5.12 mm (10 a)－1,滑动t检验显示漠河市近60年来年降雨量、夜间年降雨量和白天年降雨量均不存在时间突变点;EEMD和线性趋势分析均表明漠河市近60年来气温和降水都均呈增加趋势,但前者增加速率远高于后者,说明传统的线性趋势分析可能会低估漠河市的气温及降水的增加趋势。     

开平市近50年气候变化特征

统计分析开平市1959～2008年气候资料,结果表明,开平市年平均气温以0.0306℃/年的趋势变暖;年平均最高、最低气温均呈上升趋势,且最低气温增温率高于最高气温;冬季增温最明显,秋季次之;20世纪90年代增温较其它年代明显;高温日数显著上升,低温日数急剧减少;年平均降水量变化阶段性明显,少雨期、多雨期交替出现,总体...     

徐闻近46年气候变化特征

采用徐闻县气象观测站1961～2006年(共46年)的平均气温、平均最高、最低气温、降水量、日照和风气象资料,对气候变化作分析,以及迁站前后气象资料对比分析.结果表明:近46年徐闻的气温呈上升趋势,以20世纪90年代上升最明显;降水量年际变化大,60年代最少,70年代最多,而后逐步呈下降趋势;日照时数60～80年代呈下降趋势,80年代后呈上升趋势;观测环境变化,对气温和风向有影响.     

1961—2019年黑龙江省冬季气温季节内变化及环流异常特征

利用1961—2019年黑龙江省冬季气温、NCEP再分析资料和环流指数资料,采用多变量经验正交函数分解、合成分析、相关分析等方法,分析黑龙江省冬季气温季节内变化及其环流异常特征,并进一步对比了主要环流因子在冬季气温季节内演变不同模态中的相对贡献。结果表明：季节内变化是黑龙江省冬季气温变化的基本特征。黑龙江省冬季气温存在季节内一致变化、12月和翌年1—2月反位相变化、12月至翌年1月和2月反位相变化三个主要模态。当冬季气温处于第一模态分布一致偏暖(冷)时,环流呈现北极涛动(AO)正(负)位相的分布特征,东亚冬季风(EAWM)偏弱(强)。当冬季气温发生季节内冷暖转换时,季内极涡、高空急流、西伯利亚高压(SH)和EAWM强度、中高纬环流经向度等均有明显调整。第二模态1月和第三模态2月环流场分别呈现类似极地欧亚型(PEA)和东大西洋型(EA)遥相关的分布特征。AO、SH、EAWM、PEA和EA是冬季气温季节内演变的重要影响因子。     

高要市1961～2010年气候变化特征

根据高要国家基本气象站观测资料,采用线性倾向估计、多项式拟合等方法,分析了高要市1961～2010年基本气候要素和高影响天气气候事件的变化特征。结果表明,高要市年平均气温以0.02℃/年的速率显著上升,以冬季升温最为明显。年降水量变化趋势不明显,但降水日数减少,强度增强。相对湿度、日照、蒸发均呈减少趋势,减少速率分别为0.14%/年、7.2 h/年和6.1 mm/年,风速则呈弱的增加趋势。高温日数以0.3 d/年的速率显著增加,低温日数以0.2 d/年的速率明显减少,年极端最低气温和年极端最高气温呈非对称性变化,年极端最低气温的升温速率远大于年极端最高气温,暴雨日数呈弱的增加趋势,雾日以0.24 d/年的速率增加,灰霾日显著增加,2006以来增加尤为明显。     

2019年5—6月广东省天气气候特点及其影响评述

GUO Xi-le;KANG Bo-qian;WU Si-min     

惠阳站35年气候变化特征

主要分析惠阳站1971～2005年35年间温度、降水的变化,结果表明:年平均气温、平均最高气温、平均最低气温呈显著上升趋势,后10年增温比较明显;年降水量波动较大,近年来的年降水量偏离历年平均较大.     

江门市近45年的气候变化特征

对江门市1961~2005年的气候资料进行统计分析,结果表明,江门市45年来年平均气温以0.023 8℃/年的趋势变暖,20世纪90年代末到21世纪初增暖达到最强。平均气温年代际变化与全球同步,尤其是冬季增暖明显。年降水量总趋势以1.57 mm/年的变化率减少,与我国近40年来的降水倾向率变化趋势相同,降水整体变化不明显,但有明显的阶段性,多雨与少雨期交替变化。气候极端事件出现的频率有增加的趋势。     

1961—2007年重庆风速的气候变化特征

利用重庆地区34个常规气象观测站的1961—2007年共47 a的常规风速观测资料,采用线性趋势拟合、变化速率计算、EOF分解等方法,研究了重庆地区平均风速的时空气候变化特征。结果表明,重庆地区逐年平均风速呈现＂春季大,秋冬小＂型,47 a来各季和全年的平均风速均是显著减弱的,在20世纪70年代中前期之后出现显著的下降趋势;平均风速呈现出＂全场一致＂与＂东西反位相＂的气候变化形势,其中风速减弱的整体性变化是第一位的。     

汕尾市近53年的气候变化特征

利用统计分析方法对汕尾市1953～2005年共53年的气侯资料进行了分析,结果表明,汕尾市53年来年平均气温以0.011 ℃/年的趋势变暖,一年之中冬季的变暖最为突出;年平均降水量总趋势以9.052 mm/年的变化率增长,但非汛期却在以14.59 mm/年的变化率减少.     

1954—2019年深圳高影响台风气候特征分析

将1954—2019年对深圳风雨影响排名前10%的台风称为高影响台风,并按风、雨的影响分为降雨高影响台风和大风高影响台风。通过统计降水和风速等气象要素的时空分布特征,对比大风高影响台风和降雨高影响台风的强度、位置、路径类型及路径点分布高频区(关键区)等异同点。结果表明:(1)大风高影响台风以西北移动近距离影响深圳的路径为主,深圳西南方150 km沿海和海域为关键区。(2)降雨高影响台风影响路径复杂,有西北移动、东北至偏北以及偏西移动3类路径,分别在珠江口西侧、深圳附近、粤北存在3个关键区,关键区的确定为高影响台风的预报预警提供一定的参考。     

广东兴宁地区近46年气候变化特征

利用1961～2006年兴宁机场的逐日信息化资料,分析了兴宁地区46年来气温、降水变化特征。结果表明：兴宁地区年,冬、夏季平均温度以及最低、最高气温均呈明显上升趋势,平均增温率为0．015℃年;综合来看,20世纪60～90年代冬季增温幅度大于夏季,21世纪初夏季增温幅度高于冬季;年平均降水量为1488．9mm,季节性显著,其中夏季最多,占年平均降水量的45．4％,秋季降水量最少。降水量呈逐渐减少的趋势并不明显,其气候倾向率为-2．89mm／年。     

曲江近50年气候变化趋势

利用位于曲江的韶关国家气象观测站1956~2005年逐年气象资料,选取年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、无霜期、降水量、平均相对湿度、蒸发量7个有代表性的气候要素,并制作冷暖、干湿指数,综合分析曲江近50年来的气候变化特征,发现其总体上具有暖、干的气候变化趋势。     

珠海市1962～2010年降水量气候变化特征

利用珠海市地面气象观测站1962—2010年的（逐）日降水量资料,通过趋势分析、Mann～Kendall突变检验等方法,分析珠海市（近49年）年、季、月降水量气候变化特征（和年降水量突变检验）。结果表明：珠海年降水量呈增多趋势,年降水量气候倾向率为每10年52．1mm。夏季、春季、冬季呈增加趋势,其中夏季气候倾向率最大,为每10年51．9mm;秋季为递减趋势,气候倾向率达每10年-19．0mm。在1975、1991年前后年降水量各存在一次突变,1976～1990年为持续减少趋势。     

河源市1953～2010年低温霜冻气候变化的特征

利用河源市观象台1953～2010年最低气温≤5℃的低温日数和霜冻日数资料,运用线性倾向估计、Mann-Kendal突变检验和小波分析等方法,对河源市近58年来低温和霜冻的主要特征进行分析。结果表明:近58年来河源低温日数和霜冻日数呈显著减少趋势;12月和1月是低温和霜冻天气出现最多的2个月份;初低温日和初霜冻日存在较明显退后趋势,终霜冻日存在明显提前趋势,但终低温日的提前趋势不明显;低温日数和霜冻日数分别在1976年和1994年发生突变;低温日数存在2～4年、8年左右和准14年的周期变化;霜冻日数存在2～3年、5～7年和准13年左右的周期变化。     

基于改进EMD算法和BP神经网络的SST预测研究

海洋表面温度(Sea Surface Temperature,SST)具有非平稳、非线性的特征,直接将处理平稳数据序列的方法应用到非平稳非线性特征明显的序列上显然是不合适的,预测的误差将会很大。为了提高预测精度,更好地解决非平稳非线性序列预测的问题,本文以东北部太平洋(40°N~50°N、150°W~135°W)区域的月平均海洋表面距平温度为例,首先分别应用集合经验模态分解(EEMD)和互补集合经验模态分解(CEEMD)方法将SST分解为不同尺度的一系列模态分量(IMF),再运用BP(Back Propagation)神经网络模型对每一个模态分量进行分析预测,最后将各IMF预测结果进行重构得到SST的预测值。数值试验的结果表明,CEEMD分解精度比EEMD分解精度高,CEEMD提高了基于BP神经网络的预测精度。系列试验统计分析说明应用这种方法对SST的1年预测是有效的。