玉屏县51a降水事件变化趋势及突变分析

统计分析玉屏县1959—2009年降水量,结果表明:51 a来玉屏县的年降水量与全国年降水量变化趋势一样不显著,但春、秋季的降水量呈线性下降趋势,夏季降水量则呈线性上升趋势。年日最大降水量无显著的趋势性变化,其暴雨日数呈增多趋势,中等雨日和有量雨日呈减少趋势。近51 a玉屏县降水量、年最大降水、中等雨日数、有量雨日数、暴雨日数均无明显突变发生,但暴雨量对总降水量的贡献变大。     

克拉玛依市1959—2008年降水变化的特征分析

以1959—2008年克拉玛依市逐日降水资料为基础,采用线性趋势法、累积距平法、曼—肯德尔法、最大熵谱分析法等统计方法分析了克拉玛依近50 a的降水变化特征。结果表明:克拉玛依春、秋、冬三季及年降水量呈增加趋势,夏季降水量呈减少趋势;四季及年降水日数均呈减少趋势;从降水量级来看,R=0.0 mm的降水日数呈减少趋势,0.1 mm≤R≤4.9 mm、5.0 mm≤R≤9.9 mm、10.0 mm≤R≤24.9 mm、R≥25 mm的降水日数呈增加趋势(注:R为日降水量)。年降水量以12.9 a、8.3 a、2.9 a为主要周期,1987年为突变点,极端降水事件有增加的趋势。     

1958—2007年天津降水量和降水日数变化特征

采用1958—2007年天津逐日降水观测数据,探讨降水变化特征。结果表明：近50 a来天津年降水量和年降水日数总体减少,二者每10 a分别减少8.9 mm和4.1 d,其中年降水日数的减少比年降水量的减少显著;四季中,夏冬季降水量明显减少而春秋季呈增加趋势,四季的降水日数均减少;年降水日数在1980年前后有一次明显突变,夏季降水量和春夏秋的降水日数在20世纪70年代和80年代均存在一次明显突变。降水日数和降水量的不同步变化反映发生极端降水事件的概率增加,这对农业生产和生态环境不利。     

1961～2018年长白山区不同等级降水时空变化特征

在全球气候变化影响下,长白山区的降水量发生着显著的变化,降水强度也发生着不同程度的变化。明确长白山区不同等级降水的降水量和降水天数的变化趋势对于揭示长白山区水资源演变规律具有重要意义。本研究基于长白山区气象观测站点的逐日降水数据,选取不同等级降水指标,分析了1961～2018年长白山区不同等级降水时空变化特征。结果表明:近60年,长白山区年均降水量呈现不显著的下降趋势（?0.31 mm/a）,降水天数呈现显著的下降趋势（?0.16 mm/a）,平均降水强度呈现不显著的上升趋势。不同等级降水变化主要体现为:小雨、中雨和大雨年均降水量和降水天数呈现下降趋势,而暴雨年均降水量和降水天数呈现不显著的增加趋势。长白山区年均降水量和降水天数的减少主要受小雨、中雨和大雨降水量和降水天数的减少影响。不同季节降水变化方面,长白山区春冬季降水量呈增加趋势,夏季和秋季降水量和降水天数均呈下降趋势。     

基于信息熵的海南岛降水随机性变化特征

利用海南岛18个气象站1969—2018年逐日降水观测数据,采用信息熵法、Mann-Kendall趋势检验和反距离权重空间插值方法,分析海南岛降水随机性的时空变化特征。结果表明:海南岛年降水量和降水日数月分配的不均匀性由东向西逐渐增大。近50 a来,北部、西部及南部部分地区年降水量和降水日数月分配的不均性增强,其余地区总体减弱。海南岛年和四季日降水量随机性空间分布各异,且与暴雨及以上等级降水日数占比均呈显著正相关。时间变化上,海南岛绝大部分市(县)年和四季日降水量随机性增大,尤其表现在四季强降水发生概率增加。春、夏、秋、冬季需依次重点防范中部、西北部、东部和东部地区的暴雨至特大暴雨。     

近40年广西石漠化地区气候变化特征分析

利用广西石漠化片区1971-2010年气象观测资料,分析了近40年来气温、降水等气象要素的变化特征。结果显示:广西石漠化片区平均年降水量呈不显著的减少趋势,具有明显的阶段性变化特征,年际变化较大,春秋季降水量呈减少趋势而夏冬季呈增多趋势;年总暴雨日数呈微弱的增加趋势;年平均气温呈明显上升趋势,其中秋季气温上升最为明显;高温日数呈明显增多趋势。     

湖南省汛期降水结构演变特征分析

利用1980—2018年湖南省汛期96个地面气象观测站逐小时降水资料,以降水事件发生频率和降水量贡献率作为重要指标,分析湖南省汛期降水结构的时空演变特征。结果表明:(1)随历时增长,降水事件发生频率呈幂函数规律减小,降水量贡献率则呈线性增加趋势。短历时降水事件发生频率高,降水量贡献率低;长历时降水事件发生频率低,但降水量贡献率高,是汛期降水主体。短历时降水事件发生频率和降水量贡献率湘南高于湘北,而长历时降水事件发生频率和降水量贡献率湘北高于湘南。(2)近10 a短历时降水事件发生频率和降水量贡献率都呈线性增加趋势,而长历时降水事件发生频率和降水量贡献率则呈下降趋势。(3)各量级降水事件发生频率随降水量等级增加呈幂函数规律减小,降水量贡献率则随降水量等级增加呈线性上升趋势。暴雨虽然发生频率低,但是汛期降水的贡献主体。小到中雨降水事件发生频率和降水量贡献率大致表现为湘南高于湘北;而大到暴雨降水事件发生频率和降水量贡献率湘北高于湘南。(4)小到大雨降水事件发生频率年际变化不显著,暴雨等级降水事件发生频率呈显著增加趋势。小雨降水事件降水量贡献率年际变化不显著,但是中雨和大雨等级降水事件降水量贡献率呈显著下降趋势,暴雨等级降水事件降水量贡献率呈显著上升趋势。     

贵州省盘县近50a降水特征分析

利用贵州省盘县站1965—2014年的降水资料,分析盘县近50 a降水的变化规律。结果表明:盘县年降水量有明显的减少趋势,其气候倾向率为-6.192 9 mm/a,1965年达到50 a来最大值,年降水量为2 103.4 mm,近50 a内最小值出现在2011年,降水量仅为660.2 mm。近50 a汛期降水量也呈减少趋势,其气候倾向率为-4.518 mm/a。春季、夏季、秋季三季降水量有减少的趋势;其气候倾向率为分别为-1.20 mm/a、-1.52 mm/a、-3.09 mm/a,但冬季降水量有增多的趋势,其气候倾向率为0.07 mm/a,增多趋势并不明显;盘县降水主要出现在5—9月。     

近55年日照市降水变化特征分析

依据1955-2009年日照市的降水资料,对日照市的年、季降水量变化进行了统计分析,结果表明：①近55a来日照市年降水量呈下降趋势,气候倾向率为-32．2mm／10a。年降水转折年份在1976年前后,由湿期转为干期。②各季降水的变化趋势有所不同,夏季、秋季平均降水量呈下降趋势,其中下降最显著的是夏季;冬季、春季降水反而略呈上升趋势。四季降水量都发生了转折,夏季转折最为明显。③近55年日照市年平均降水日数随年代变化有显著减少的趋势,小雨日数的减少最为明显。④平均一般干燥事件和严重干燥事件的总频次都呈现增加趋势。     

潮州市近51 a降水量和暴雨日数的时间变化特征分析

利用潮州1957—2007年逐日降水资料,统计分析其年、季降水气候特征及暴雨气候特征;应用MHF小波方法分析年降水量及暴雨日数的多时间尺度特征。结果表明：（1）潮州年降水量总体呈上升趋势,前汛期降水量对全年雨量的贡献逐渐下降,后汛期则相反;汛期开始月份及汛期降水强弱的年际变化明显,汛期结束月份年际变化不显著;降水偏多异常,各月差别不大,偏少异常,各月差别很大;4—8月最易发生降水异常。（2）暴雨主要发生在4—9月,暴雨气候事件初发时间有提前趋势,但近51 a暴雨日数总体上无明显增加。（3）年降水量存在3.5 a、18.4 a的主要时间尺度;暴雨日数存在4.6 a、12.1 a主要时间尺度。（4）整个时间域上,降水量和暴雨日数均存在较好的对应关系,不同尺度和时期这种对应特征略有不同。     

我国近30年龙卷风研究进展

从3方面总结了龙卷风研究成果:①研究概况,最初的龙卷风灾后调查到开展天气气候特征分析至近年来开展龙卷风本体结构、产生机制的探讨,获得了丰硕成果;②研究方法提高,从事实调查到利用统计方法,从利用台站常规观测资料到运用卫星、多普勒雷达、风廓线仪等非常规资料开展分析,近年数值模式WRF、ARPS等也被用来研究龙卷风,研究的方法手段不断得到改进;③龙卷风研究、预报面临的困难和未来展望。     

河西走廊农业区春季气溶胶光学特性

为研究干旱农业区农耕季节气溶胶的基本光学特性,2014年4月利用地面气溶胶移动集成系统在甘肃武威黄羊镇农场开展气溶胶综合观测试验。结果表明,河西走廊黄羊镇农场PM2.5和PM1.0的散射系数以及PM2.5的吸收系数分别为98.2±38.3、74.6±29和8.8±6.3 Mm-1,均小于中东部地区观测值。气溶胶单次散射反照率为0.90±0.03,PM2.5和PM1.0的Angstrom指数分别为1.31±0.29和2.10±0.24。散射系数和吸收系数的日变化具有明显的双峰特征,单次散射反照率在散射系数出现峰值的时间段出现谷值。黄羊镇农场受人为气溶胶影响较大,西、西南和东南方向来的气溶胶散射系数和吸收系数值较大,西北方向传输过来的气溶胶主要是农业生产活动产生的。     

武汉市气候变暖与极端天气事件变化的归因分析

根据武汉市1951—2007年间年平均、最高、最低气温与8类年极端天气日数的序列,计算分析其变化趋势及年平均气温与极端天气日数的相关性,引入格兰杰因果性检验法,探讨气候变暖与极端天气事件之间的因果关系。结果发现:(1)近57年来武汉市年平均最低气温增幅为0.45℃/10a,明显高于年平均最高气温0.19℃/10a的增幅,可见气候变暖主要是由夜间气温升高所致;(2)高温和闷热天气事件为增多趋势,其中闷热天气事件最明显,达到2.8 d/10a,而年雷暴、降雪、低温、大风、雾日则均为下降趋势,雷暴、雾和低温事件降幅明显,每10年减少3.0 d、4.0 d和2.1 d。大风和降雪事件,每10年减少1.8 d和1.5 d。暴雨事件波动幅度较小。(3)年平均气温与当年及超前、滞后1～2年的极端天气事件具有高相关性;(4)格兰杰因果性检验结果发现,气候变暖是闷热天气增多和降雪事件减少的原因,同时亦是大风和低温减少的结果。这种因果关系的存在对极端天气事件预测和预估有重要的价值。     

城市气象研究进展

中国数十年来在城市气象研究这一新兴学科领域开展了大量研究并获得了多方面的丰硕成果。文中从城市气象观测网与观测试验、城市气象多尺度模式、城市气象与大气环境相互影响、城市化对天气气候的影响等4个方面论述了城市气象的主要研究进展:中国各大城市已建立或正在完善具有多平台、多变量、多尺度、多重链接、多功能等特点的城市气象综合观测网;北京、南京、上海等地开展了大型城市气象观测科学试验,被世界气象组织列入研究示范项目;成功开展了风洞实验、缩尺度外场实验研究;建立了多尺度城市气象和空气质量预报数值模式,并应用于业务;在城市热岛效应、城市对降水影响、城市气象与城市规划、城市化对区域气候及空气质量的影响、城市气象与大气环境相互作用等研究领域取得长足进展。最后指出,未来需要重点从新观测技术及观测资料同化应用、城市系统模式研究、城市化对天气气候的影响机理、城市化对大气环境和人体健康的影响、城市水文气象气候与环境综合服务等方面开展科学研究与应用,为中国城市化、生态文明建设、防灾减灾和应对气候变化等国家需求提供科技支撑。      

夏季全国降水EOF展开与黑龙江省降水的关系

用EOF对全国160个站夏季降水展开，取前5个特征向量进行分析，发现全国主要有4种雨型分布，依次呈“＋－＋”、“＋－”、“－＋－”、“－“型。与黑龙江省降为第1种，即东北区及黄河下游多雨，江浪少雨， 长江中下游流域多雨；夏末雨带南退至长江以南，华南多雨，而中国中部为广大的少雨区。     

Trends in Temperature Extremes in Association with Weather-Intraseasonal Fluctuations in Eastern China

Trends in the frequencies of four temperature extremes (the occurrence of warm days, cold days, warm nights and cold nights) with respect to a modulated annual cycle (MAC), and those associated exclusively with weather-intraseasonal fluctuations (WIF) in eastern China were investigated based on an updated homogenized daily maximum and minimum temperature dataset for 1960–2008. The Ensemble Empirical Mode Decomposition (EEMD) method was used to isolate the WIF, MAC, and longer-term components from the temperature series. The annual, winter and summer occurrences of warm (cold) nights were found to have increased (decreased) significantly almost everywhere, while those of warm (cold) days have increased (decreased) in northern China (north of 40°N). However, the four temperature extremes associated exclusively with WIF for winter have decreased almost everywhere, while those for summer have decreased in the north but increased in the south. These characteristics agree with changes in the amplitude of WIF. In particular, winter WIF of maximum temperature tended to weaken almost everywhere, especially in eastern coastal areas (by 10%–20%); summer WIF tended to intensify in southern China by 10%–20%. It is notable that in northern China, the occurrence of warm days has increased, even where that associated with WIF has decreased significantly. This suggests that the recent increasing frequency of warm extremes is due to a considerable rise in the mean temperature level, which surpasses the effect of the weakening weather fluctuations in northern China.     

Changes in polar amplification in response to increasing warming in CMIP6

由于全球变暖,极地地区的气候经历了明显的变暖放大.在本项研究中,我们根据CMIP6模式的三种变暖情景(SSP1-2,6,SSP2-4.5和SSP5-8.5)下,极地放大变化对各个反馈机制(包括普朗克,温度递减率,云,水蒸气,反照率反馈,CO2强迫,海洋热吸收和大气热传输)的响应进行了分析.结果表明,通过用“辐射核”方法...     

Quantile Trends in Temperature Extremes in China

A number of recent studies have examined trends in extreme temperature indices using a linear regression model based on ordinary least-squares. In this study, quantile regression was, for the first time, applied to examine the trends not only in the mean but also in all parts of the distribution of several extreme temperature indices in China for the period 1960-2008. For China as a whole, the slopes in almost all the quantiles of the distribution showed a notable increase in the numbers of warm days and warm nights, and a significant decrease in the number of cool nights. These changes became much fas- ter as the quantile increased. However, although the number of cool days exhibited a significant decrease in the mean trend estimated by classical linear regression, there was no obvious trend in the upper and lower quantiles. This finding suggests that examining the trends in different parts of the distribution of the time-series is of great importance. The spatial distribution of the trend in the 90th quantile indicated that there was a pronounced increase in the numbers of warm days and warm nights, and a decrease in the number of cool nights for most of China, but especially in the northern and western parts of China, while there was no significant change for the number of cool days at almost all the stations.     

我国东部地区冬季模式边界层探空效果评估

应用中尺度气象模式MM5对2006年和2007年12月东部地区进行逐日模拟,并用地面常规观测资料及南京和安庆12h一次的逐日探空资料对模拟的地面及边界层内气象要素进行检验,计算地面和边界层内不同高度的温度、湿度、风向和风速等要素的多种常用统计参数;并分别评估雾发生前和发生时边界层探空的模拟效果。结果表明:(1)MM5模式模拟的地面温度和湿度均较理想,但风速误差较大。温度、相对湿度、风速的观测与模拟的偏差概率分布均呈近正态分布,峰值中心分别为-1.52℃、4.59%和1.92m·s-1,白天模拟效果优于夜间。(2)以南京、安庆两站为例,模拟的08:00(北京时,下同)和20:00边界层内探空基本可靠,但20:00的效果比08:00好;模拟效果均随高度上升而变好;且南京站边界层内温度、湿度的模拟效果优于安庆站,但安庆站风的模拟效果优于南京站。(3)以南京站为例,雾发生前和发生时温度、湿度模拟效果较平均情况差,风速模拟较其他模拟时段无明显变化。(4)南京、安庆冬季近地层逆温发生频率都比较高,常见多层逆温,MM5模式能再现近地层逆温,但有高估的倾向,且对边界层中上部逆温模拟效果不佳。此外,敏感性试验的结果表明,模拟方案中地面负的温度偏差不是由近地层高垂直分辨率所致。     

Recent advances in monsoon studies in China

This review provides a synopsis of the major progress that has been made in monsoon studies in China and to further bridge the gap between the Chinese and international meteorological community. It consists of seven major sections. After the introduction, the second section begins with the global monsoon systems and their seasonal variation, based on some new methods proposed in recent years. Besides, some major intraseasonal features of East Asian monsoon, including the onset of South China Sea summer monsoon are discussed. In the third section, we review the interactions between ENSO and the East Asian monsoon, focusing in particular on the results of Chinese meteorologists that indicate the influence of ENSO on the East Asian summer monsoon(EASM) is obviously different from that on the tropical monsoon. Besides the tropical Pacific,other ocean basins, such as the Indian Ocean and the Atlantic Ocean, are also important to the East Asian monsoon, and this topic is discussed in the fourth section. In the fifth section, we address the role of land surface processes in East Asian monsoon. For example, we describe work that has shown more snow cover in spring on the Tibetan Plateau is followed by a weakened EASM and more summer rainfall in the Yangtze River valleys. The sixth section focuses on the influence of atmospheric circulation in the Southern Hemisphere(SH) on EASM, demonstrating how the signal from the SH is likely to provide new clues for the seasonal forecasting of summer rainfall in China. Finally, in the seventh section, we concentrate on the interdecadal variations of EASM. In particular, we look at a significant interdecadal variation that occurred at the end of the 1970 s, and how our understanding of this feature could affect forecasting ability.