北京1951-2008年升温趋势和季节变化

采用均一化订正的北京南郊地面日平均气温资料,分析了北京地区1951—2008年气温变化趋势。结果表明,年平均最高和最低气温的升高呈明显的不对称性,其中年平均最低气温升高较为明显,升温趋势为0.46℃/10a。根据1951—2008年日平均气温计算北京春、夏、秋、冬四季的季节长度和起始日期,发现北京地区冬季最长,秋季最短;夏季在逐渐延长,冬季在逐渐缩短,夏、冬两季长度变化的线性速率分别为4.4d/10a和-4.7d/10a。春、夏两季逐渐提前,趋势分别为3.0d/10a和2.5d/10a;而秋、冬两季在逐渐推迟,趋势分别为2.0d/10a和1.7d/10a。将季节起始日期与年平均气温进行相关性分析发现,春、夏两季的起始时间与年平均气温存在显著负相关,而秋、冬两季起始时间与年平均气温存在显著正相关。     

1951—2015年乌鲁木齐市升温过程频数及强度气候特征

利用乌鲁木齐市气象站1951年1月1日至2015年12月31日的逐日气温资料,以日最高气温及其升温幅度为指标,整理出乌鲁木齐市近65年升温过程数据库,将升温过程分为Ⅰ级(弱)、Ⅱ级(中等强度)、Ⅲ级(较强)、Ⅳ级(强)以及Ⅴ级(极强)5个等级,分析了乌鲁木齐市各级升温过程发生频数、持续日数、过程不同时段升温幅度、过程最高气温、过程最高气温距平偏高幅度等要素气候特征。结果如下：(1)1951—2015年,乌鲁木齐市出现升温过程5677次,平均每年87.3次,其中Ⅰ级(弱)升温过程占67.8 %。升温过程发生频数的季节分布较均匀,但在春季相对较多。近65年来,年平均升温过程发生频数在7个年代际中差异不大,没有明显的线性变化趋势。(2)1951—2015年,乌鲁木齐市5677次升温过程的平均持续日数为2.14?d,其中持续1 d的过程占43.0 %。随升温过程等级由Ⅰ级到Ⅴ级提高,过程持续日数最高出现频率也从1?d过渡到3?d。升温过程持续日数在春季4、5月份最长。(3)1951—2015年,乌鲁木齐市过程升温幅度平均为5.76℃,在春季最大、秋季最小。Ⅳ级(强)以及Ⅴ级(极强)的过程升温幅度最大的月份分别是5月和3月。65年来,乌鲁木齐市升温过程的最大24h、48h和72h升温幅度平均值分别为3.72℃、6.12℃和8.23℃,最大24 h升温幅度在冬季最大、夏季最小,最大48 h和72 h升温幅度都是在春季最大、秋季最小。(4)1951—2015年,乌鲁木齐市升温过程的最高气温平均值为14.52℃,在夏季7、8月最高,在冬季各月最低,带有显著的季节背景特征。过程最大日气温距平的平均值为2.93℃。Ⅳ级(强)和Ⅴ级(极强)升温过程的日气温距平偏高幅度最大月份分别出现在1月(11.73℃)和12月(19.10℃)。     

1951—2015年乌鲁木齐市极端升温过程气候变化特征

利用乌鲁木齐市气象站1951年1月1日至2015年12月31日逐日最高气温,建立了乌鲁木齐市升温过程数据库。在分析单要素强度指标及升温过程强度排序特征基础上,定义了一个升温过程综合强度指数(IZ),根据百分位排序法,整理出了乌鲁木齐市的极端升温过程,分析了过程的持续日数、发生频数以及强度的气候变化特征。分析结果表明：基于6项单要素强度指标,乌鲁木齐市最强升温过程有6种不同结果。基于IZ,1951—2015年乌鲁木齐市共出现567次极端升温过程,平均每年8.7次,强度最大的一次升温过程出现在2009年3月14—16日。乌鲁木齐市567次极端升温过程持续日数平均3.25 d,持续2 d的最多,占23.1%。1951—2015年,乌鲁木齐市极端升温过程持续日数在春季4月(5.37 d)最长,冬季1月(2.29 d)与12月(2.37 d)最短。65年来持续日数略减少,线性变化趋势不显著。1951—2015年乌鲁木齐市极端升温过程主要集中在冬半年的12—4月,占64.3%,1月最多;7月最少,仅占1.9%。65年来年极端升温过程发生频数呈不显著的线性增加趋势,从20世纪80年代以来基本上处于偏多时期,进入21世纪以来年际间变化幅度加剧。1951—2015年,乌鲁木齐市极端升温过程的综合强度指数无显著线性变化趋势,在20世纪50、60年代强度较强、年际间变率相对较大,之后强度逐渐减弱、年际间变率减小,进入21世纪以来强度增强、年际间变率加剧。     

乌鲁木齐市空气污染现状分析

从纵横两个方面对乌鲁木齐市空气污染现状进行了系统分析，包括与全国其它重点城市之间的比较分析、季节变动分析和趋势变动分析。     

1961—2017年云南季节变化特征分析

参照《中华人民共和国气象行业标准-气候季节划分》（QX/T 152-2012）中关于气候季节的定义标准,利用1961-2017年云南122个气象站的气温资料,分析了云南的气候季节区域的空间分布和季节开始日期及长度的变化趋势。云南共有4种气候季节区域,分别是四季分明区、无夏区、无冬区和常春区。无夏区范围最广,无冬区其次。不同年代四种季节气候区域空间分布范围不尽相同,无夏区和无冬区空间范围变化最显著。2011年以后云南出现四季分明区范围明显增大的现象,这与近年来气候变暖背景下云南气温年较差增大的观测事实相一致。云南四季分明区春季和秋季较长,夏季和冬季较短。无夏区秋季最长、春季次之、冬季最短。无冬区夏季最长、春季和秋季长度接近。不同气候季节区域间春季和夏季开始日期的变化均呈提早趋势,秋季和冬季开始日期有推迟的趋势;在季节长度变化上,夏季增长,冬季变短,但春秋季长度的变化不尽相同。     

基于1982~2013年NDVI数据的新疆30年植被状况季节与年际趋势分析

以GIMMS 3g（the third generation Global Inventory Modeling and Mapping Studies Normalized Difference Vegetation Index）数据为基础,利用月合成、标准距平和趋势保留预置白方法进行数据预处理,采用季节趋势分析方法提取振幅0、振幅1和相位1季节表征因子,运用MK（Mann-Kendall）和CMK（Contextual Mann-Kendall）趋势检验获取新疆植被年际和季节趋势变化特征,结合土地利用覆盖数据,侦测显著性变化区域的空间分布特点,讨论并分析不同预处理方法和趋势分析方法下的结果差异。研究表明:（1）植被状况趋于退化的区域面积明显大于植被状况转好的面积,植被退化区域主要集中在南北疆荒漠区域的未利用地和草地,转好的区域则主要集中在山区草地、未利用地和耕地区域;（2）新疆植被年内波动幅度有明显增加的趋势,主要分布在塔里木盆地南缘以北的草地、未利用地和耕地;（3）不同预处理方法下的植被状况趋势显著性结果存在明显的影响,按照显著性信息的提取能力排序,标准距平>趋势保留预置白>原始数据>月平均;（4）耕地区域中有87.88%表现出年内波动幅度显著增加的趋势,53.31%生长季开始期显著推迟。     

1987年南亚夏季风的季节内变化

应用１９８７年５月－９月南亚地区ＯＬＲ格点资料，先进距平合成分析，研究了这一年东南亚夏季风不同阶段对流发展的空间分布，然后用复自然正交函展开，进一步分析了南亚季节不同阶段各地对流强度的时间变化以及振荡传播的方向。     

乌鲁木齐气温与城市热岛强度日内和季节变化特征

运用2013-2014年28个自动气象站的逐小时气温观测资料,分析了乌鲁木齐地区气温的日变化特征及季节特征。结果表明：1)城郊日最高气温出现频率最大的时次均为北京时间17时,出现频率在20%以上。日最低气温出现频率最大的时次为8时,频率在30%以上;2)年平均城郊气温差异即城市热岛强度在夜晚较大,早上7时左右达到最大,在1.5℃以上,白天较小,16时左右最小,仅有0.3℃左右;3)城郊日最高气温出现时间基本一致,但日最低气温出现时间有差别,冬季郊区最低气温出现滞后城区1小时,其他季节保持一致;4)城区逐小时城市热岛强度日内变化可分为三个阶段：8点到17点为下降时期,17点到22点为迅速上升时期,22点到第二天8点为稳定的强热岛时期;5)侯平均城市热岛强度年内变化,最大值发生在年终的第72候,为1.53℃,最小值发生在第秋末第67候,为0.33℃;6)综合来看,各季代表月平均城市热岛强度春季(4月)夜晚较强,夏季(7月)夜晚和白天都相对较弱,秋季(9月)夜晚最强,但白天最弱,甚至白天部分时刻(15到18点)出现了负值。冬季白天和晚上都比较强,是四季代表月份平均热岛强度最强的季节。     

2006-2017年成都地区酸雨变化特征及趋势分析

利用成都地区温江、简阳两个酸雨观测站2006—2017年的历史酸雨观测资料，结合主要大气污染物浓度数据以及降水量、风等地面气象要素，分析成都地区的酸雨变化特征及趋势。研究结果表明：温江站多年平均pH值为4.74，酸雨频率为51.6%，简阳站多年平均pH值为5.64，酸雨频率为27.2%，酸雨频率在地理区域上分布呈现不均一性；降水pH值和电导率(K)季节变化特征显著，降水pH值夏季最高，冬季最低，而降水K值则相反，夏季最小，冬季最大；近年来酸雨年变化有年平均pH值上升、酸雨频率下降和强度减弱趋势特征，年平均K值减小规律明显：温江K值以每年约3.5 μS〖DK〗·cm-1〖DK〗·a-1的速率下降，简阳以每年约3.7 μS〖DK〗·cm-1〖DK〗·a-1的速率下降；降水pH值与大气污染物SO2、NO2的负相关较为明显，相关系数为-0.488，硫氧化物对酸雨污染贡献逐渐减小；降水K值和大气主要污染物有较强的正相关，相关系数为0.657，与PM10、PM2.5相关性好于与SO2、NO2，近地层大气污染颗粒物浓度对降水K值影响较大；降水pH值与降水量级的变化不明显,但降水量越大其K值越小，且随平均风速的增大降水pH值相对偏大而K值偏小。     

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。     

北京地区长期增暖中的一个减缓期

采用北京地区13站1960—2008年和20站1978—2008年的气温观测资料,分析其变化的时空特征。1960—2008年北京地区平均气温呈上升趋势。1960—1969年、1969—1983年和1985—1998年北京地区平均气温变化趋势分别为-1.27℃/10a、0.79℃/10a和1.17℃/10a,即经历了快速下降、上升和快速上升3个时段。而1998—2008年出现了长期增暖中的一个减缓期,13站和20站资料揭示的平均气温变化趋势分别为0.02℃/10a和-0.05℃/10a。1998—2008年,城区总体仍然呈增暖趋势,北城的增暖速率是南城的两倍。远郊山区或靠近水体和公园的城镇站呈降温趋势。     

乌鲁木齐市酸雨特征及变化趋势

通过对乌鲁木齐市1991—2007年降水pH值、K值(电导率)以及相关的天气气候资料的处理,分析了酸雨特征和变化趋势。结果表明:pH平均值有逐年降低的趋势;从2000年开始K平均值呈下降趋势;降水pH平均值和K平均值具有明显的季节变化;供暖对pH平均值和K平均值造成很大的影响,是形成酸雨的重要因素之一。     

中国1951-1997年气候变化趋势的季节特征

基于中国160个测站1951－1997年的月降水和平均气温资料，对不同季节气温和降水的变化趋势及其季节差异进行了分析，并对逐年的变化趋势进行了显著性检验。结果表明，气温和降水的季节性差异很大，增温主要发生在冬，春季，夏季大部分地区以降温为主；秋季降温的强度和范围均小于夏季，增温幅度也小，最后，检验了气温和降水的年变化趋势并与以前的结果进行了对比分析。     

乌鲁木齐大气边界层结构的四季特征初探

利用乌鲁木齐市2011～2012年08时、20时L波段(1型)雷达探测的高空资料建立了乌鲁木齐大气边界层气象要素数据库,分析了乌鲁木齐边界层内气温、风向、风速和相对湿度的垂直分布及其时间变化特征。结果表明：边界层内温度廓线的日变化和季节变化比较显著,各月均有逆温出现,且08时较20时更易出现逆温,冬季08时逆温层厚度较厚且强度最大。边界层内夏、冬两季风速随高度变化波动较大,春、秋两季变化较小。近地层春、夏、秋三季08时盛行西南偏南风,冬季盛行偏东风和西南风;20时春季盛行东北风,夏秋盛行偏北风和西北风,冬季则盛行东风和东北偏东风。08时、20时风向均随高度的增加呈明显的向右偏转趋势,且日风向的变化具有明显的“山谷风”特点。08、20时的相对湿度冬季最大,夏季最小,且随高度增加,春、夏两季08、20时相对湿度的变化较大。     

阿拉木图与乌鲁木齐夏季降水变化趋势对比分析

基于哈萨克斯坦阿拉木图站和新疆乌鲁木齐站的1967-2009年夏季降水资料,采用一元线性回归、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析的方法,分析了两地夏季降水的变化趋势特征.结果表明:阿拉木图和乌鲁木齐夏季降水均呈增加趋势,20世纪70和80年代降水偏少,90年代至2009年降水偏多.乌鲁木齐夏季降水于1982年出现了突变点,阿拉木图夏季降水没有发生突变.2000年以前阿拉木图以6-8 a左右的短周期变化为主,2000年后以15-16 a左右的长周期变化为主,乌鲁木齐在1987年以前以4-6 a的短周期变化为主,在1987年以后以16a的长周期变化为主.     

1965—2017年东江中上游流域气温变化特征分析

利用东江中上游江流域8个气象站1965—2017年逐日气温资料,采用线性趋势分析、小波分析和Mann-Kendall突变检验等方法分析了东江中上游流域气温的变化特征。结果表明：1965—2017年东江中上游流域年平均气温以0.17 ℃/(10 a)速率显著上升;秋季平均气温上升最显著,冬季、夏季次之,春季不显著;年高温日数以3 526 d/(10 a)的速率显著增多。年与季平均气温和年高温日数均存在突变,各气象站年与季平均气温均大致呈自南向北依次递减分布。上游的高温日数略多于中游。各气象站年平均气温上升趋势均显著,春、夏季均以连平为中心上升幅度最大,秋季为上升趋势最明显的季节,冬季以连平为中心上升趋势最显著。各气象站年高温日数增多趋势均显著,增幅最大为连平,最小为龙川。年平均气温存在4、8—9、13—14、18—19 a的周期变化,高温日数存在2、6、10—11、25—26 a的周期变化。     

乌鲁木齐市降水对大气污染的影响

根据2002—2003年乌鲁木齐市SO2、NO2、PM10的日平均浓度和日降水量分析了乌鲁木齐市降水对3种大气污染物的湿清除能力。分析表明大雨对SO2和PM10的湿清除能力大于小雨,而小雨大于中雨。中雪对SO2和PM10的湿清除能力大于大雪,而大雪大于小雪。小量以上降水(降雨和降雪)对NO2的湿清除能力基本相当。微雨对3种大气污染物具有湿清除能力,而微雪使3种大气污染物的浓度增加。