城市化对浙江省夏季极端高温事件的影响

基于夏季逐日最高气温和卫星遥感夜间灯光数据,分析了1971—2011年浙江省夏季极端高温事件的变化及其与城市化之间的联系。结果显示,过去41年浙江省绝大多数气象站点的夏季高温日数和高温度日数都呈现出增加的趋势,其中,环杭州湾城市群、温台沿海城市带和金华-义乌三大城市群地区的夏季高温日数和度日数的增加更显著;基于逐日气温95百分位数和35 ℃阈值两种高温日定义方法的研究结果相当一致,都表明由于城市热岛效应的存在,使得城市站比农村站具有更多的高温天数和更强的高温强度;进入21世纪,浙江省城市站相对于农村站的高温日数增加更显著,这与2000年以后城市化进程的加快密切相关。      

中国东部地区夏季极端高温的特征分析

利用中国东部地区449个气象站的日最高气温资料,应用趋势分析法等,分析了1960-2012年夏季极端高温日数、持续高温日数的时空变化特征。分析发现:北方地区、华南地区和杭州湾周围地区两个高温指数都呈现增加趋势,长江与黄河之间的中部地区都减小。而在长江下游南部地区极端高温日数显著增加,但持续高温日数却明显减少。从季节特征上看,淮河以北的地区两个高温指数主要集中在6、7月;而以南的区域主要集中在7、8月。各个地区的这两个高温指数与降水日数均呈现显著的负相关,但南北有明显的差异,北方地区负相关的在年际变率以及5 a尺度都很显著,而中部地区则只在年际尺度上显著。杭州湾与华南地区持续高温日数与降水日数的相关体现在5 a尺度上。北方极端高温的显著增加与该地区降水日数与降水量明显减少密切相关。西北太平洋副热带高压显著的西伸,与东南地区的两个高温指数的变化有关。     

城市化对北京单次极端高温过程影响的数值模拟研究

城市化对高温热浪的频次和强度具有重要影响,但目前对于城市化影响高温热浪过程的机理了解还不充分。本文利用WRF模式,对2010年7月2～6日（北京时）北京一次高温过程进行了模拟,分析了城市化对此次高温过程的影响机理。采用优化后的WRF模式,能够模拟出北京连续5日高温的特征和城市热岛强度的变化。城市下垫面的不透水性决定了城区2 m高度处相对湿度低于乡村,削弱了城区通过潜热调节城市气温的能力。日落后,城市感热通量下降缓慢,城区降温速率小于乡村,夜间边界层稳定、高度低,风速小,抑制了城乡之间能量的传输,形成了夜间强的城市热岛强度,造成夜间城市气温明显高于乡村。日出后城乡地面感热通量、潜热通量迅速上升,边界层稳定性下降。午后,城市下垫面分别为地表感热通量和潜热通量的高、低值中心,通过潜热调节气温的能力被削弱;边界层稳定性降低,有利于能量的垂直扩散;此时,城市热岛强度小于夜间。因此,北京城市下垫面形成了明显的城市热岛效应,加重了城区极端高温事件的强度。此外,在这次高温热浪期间,中国东部大部分地区受到大陆暖高压控制,晴空少云,西北气流越山后形成焚风效应,是北京地区高温热浪形成的天气背景。     

近70a来中亚极端高温事件时空分布

基于NCEP/NCAR 1948—2017年逐日平均气温资料,利用百分位阈值法确定中亚地区极端高温事件的阈值,进而分析该地区近70 a极端高温事件强度、频次时空分布特征。结果表明:中亚地区暖季平均气温的空间分布受地形影响显著,从西南向东北逐渐降低。极端高温事件的强度和频次在1967年前后发生年代际转折,其中强度在转折后要显著高于转折前,频次在转折前呈现负趋势、转折后转变为正趋势。极端高温事件发生的区域也存在显著的年代际变化特征。极端高温事件强度趋势增加最显著的地区位于乌兹别克斯坦西部,负趋势最显著的区域位于中国南疆;频次趋势增加最显著区域位于哈萨克斯坦西部的乌拉尔地区,负趋势显著区域则位于帕米尔高原。     

江西省盛夏极端高温的气候变化及短期气候预测

利用江西省82个代表站1961-2009年逐日最高温度资料和NECP/NCAR的逐月平均500 hPa高度场资料,分析了江西省极端高温天气的气候变化特征,以及盛夏酷暑年、凉夏年同期及前期环流的差异。结果表明：（1）江西省极端高温天气是与旱季相联系的,极端高温天气主要集中在盛夏（7-8月）,占夏半年的79.7％,以赣北的南部更明显;而4-6月只占10.2％,且4-6月赣北的南部为极端高温天气发生概率的极小值区。（2）20世纪90年代末期至21世纪初,江西省极端高温天气呈增加趋势,并且21世纪以后为极端高温天气偏多期。（3）酷暑年盛夏500 hPa位势高度距平场上,在蒙古、西伯利亚有着广阔的负距平区,蒙古高压减弱,阻塞高压不易形成,冷空气不容易在高纬度地区堆积,同时西太平洋副热带高压异常偏强,阻挡冷空气,使其不能继续南下影响江西省,易造成高温天气。（4）初夏（6月）500 hPa位势高度距平场上,东亚大槽位置上有弱正距平,鄂霍次克海以北的俄罗斯及中高纬大陆地区都为负距平区,阿留申群岛附近为正距平区,对应盛夏期东亚大槽位置上正距平加强,中高纬的负距平中心增强,并北抬至40＆#176;N以北,整个江南地区上空受正距平中心控制,副高加强,易造成江西省盛夏极端高温天气偏多。     

2013年夏季我国南方区域性高温天气的极端性分析

提利用1960-2013年我国南方10省（市）733个站点的日最高、最低气温和日平均气温资料,对2013年夏季我国南方高温天气的极端性进行了系统的分析。分析结果显示：2013年夏季我国南方高温天气具有显著的群发性特征,覆盖了长江中下游以及重庆等八个省、两个直辖市;也具有以高温天气过程重现构成的持续性特征,主要经历了4次高温天气过程,其中,7月22日至8月21日的第三次高温天气过程,强度最强、范围最广。重点围绕区域性高温在历史上的极端性做进一步分析,结果表明：所研究高温区域的夏季平均气温、平均最高气温、平均最低气温均破历史纪录,为近50年新高;平均高温日数和强度也超过了历年平均高温日数和强度的极值,属历史罕见;高温日数和高温强度的高值区域范围比历年向北扩展,且高值中心值超过历史最高纪录,极端性突出;2013年极端高温事件的发生次数突破了历史纪录,其中8月的极端高温事件十分突出。     

社会对极端低温雨雪冰冻灾害应急响应程度的定量评估研究

为了定量评估社会对冰雪灾害的应急响应程度,以湖北省某一影响较大媒体2008年1月9日～2月5日每天刊载相关文章的版面位置、版面数、专版数等基础数据构成一个综合指标,研究其动态变化及与气象因子的关系,并建立综合指标的气象评估（预测）方程,划分了灾害等级及对应的气象指标,可供今后防灾工作借鉴。结果表明：1）该指标能较好反映社会对冰雪灾害的应急响应程度,其峰谷变化与积雪深度变化一致,并能反映灾害逐步加重以及认识逐步加深的3次过程;2）该指标与积雪深度正相关且最显著,与低温负相关、与日雨雪量或雪量不相关,但与前2—3天的雪量正相关,与雪量累积以及低温累积的相关性显著提高,说明短期的降雪和低温对社会危害有限,只有持续较长时的降雪、深厚积雪、低温才会对社会产生严重危害;3）建立了社会应急响应程度的气象因子预测（评估）模型,划分了灾害等级及对应的气象指标,当积雪深度超过8．0（19．0）cm,或者累积最低气温低于-7．0（-43．0）℃,或者累积雪量超过24．0（54．0）cm时,就会开始产生严重（极其严重）危害,社会关注度和响应度就会开始（明显）提高。     

对我国极端高温事件阈值的探讨

利用我国1951-2008年逐日最高气温资料集,进行缺测资料的恢复整理,得到较完整的1961-2008年224站逐日最高气温资料集.在此基础上,采用两种基于正态分布的传统阈值计算的方法(方法1,方法2)和该文提出的基于实际样本频率分布的阈值计算方法(方法3),对我国高温阈值的确定进行比较研究.结果表明:该文提出根据最高...     

重庆极端高温的变化特征及其对区域性增暖的响应

利用重庆1961-2006年31个站逐日最高温度资料,统计出年极端高温发生频次、年极端高温强度、年极端最高温度,分析了它们近46年来的变化情况.结果表明:近46年来重庆年极端高温发生频次呈西减东增的趋势,但增加/减少趋势并不显著.年极端高温的强度和年极端最高气温均在不断增强.年极端高温发生频次的增加对于重庆区域增暖的响应最显著,而年极端最高温度的升高比年极端高温频次的增加对重庆区域性增暖的响应偏弱,但又比年极端高温强度的增强对重庆区域性增暖的响应程度要偏强.     

近50年川渝地区夏季极端高温事件的时空演变特征

利用川渝地区1961～2006年145个台站夏季的平均温度资料,分析了该地区夏季极端高温事件的时空演变特征,结果表明：川渝地区极端高温事件高发区位于103°E以东,由西向东呈带状横贯四川盆地中部直至重庆地区北部,发生频次最低的是川西南山地区;根据川渝地区夏季极端高温事件发生频次的异常空间分布特征,可以分成4个区域,分别是四川盆地西北部区、盆地东南部区、川西高原西南部区以及川西南山地区;从长期变化趋势来看,夏季极端高温事件发生频次分别在四川盆地西北部呈显著增长趋势,盆地东南部呈显著减少趋势,川西高原西南部和川西南山地区呈弱增长趋势;近50年中,四川盆地西北部夏季极端高温事件年代际变化特征非常明显,两次主要转变发生在1972年和1993年前后,盆地东南部年代际变化特征明显,主要转变发生在1972年前后。     

无锡极端气温事件的气候分析

为了解气候增暖情况下,无锡地区极端最高和最低气温的气候特征,用阈值检测方法对无锡市1959-2007年的日最高气温、日最低气温进行了研究,分析了极端事件的发生规律,得出主要结论:(1)从年代际看,不论是日最高气温或日最低气温,2001-2007年偏高事件最多,偏低事件最少.(2)最低气温从1980s初开始稳定上升.(3)在3、5、7、12月比较容易出现异常的气温.月内异常气温出现次数多少主要与季节更替和天气系统的转换有关.(4)日最低气温不论冬春夏秋,都是明显升高.日最高气温冬、春、秋季呈升高趋势,而夏季震荡加大.即在夏季,日最高气温偏高的事件增多,日最高气温偏低的事件也增多.     

辽宁地区夏季高温极值预测模型

利用1957-2006年辽宁地区夏季23站极端最高气温资料和国家气候中心气候监测室的74项环流特征量资料,应用EOF方法对高温极值样本进行分解,研究辽宁极端高温的时空分布规律。结果表明：第一特征向量表现为区域整体一致的特征,中心区位于辽西北、辽北,第二、三特征向量空间分布表现为东西部反位相和南北反位相的特征。普查了前3个时间系数与前期环流指数的相关关系,认为前3个时间系数的显著影响因子是不同的。采用CSC准则确定最优预测因子,分别建立各时间系数的回归统计模型,并对高温极值历史拟合序列进行回报检验和预测检验。回报结果表明,各站的历史拟合率都保持在一定水平,但拟合率在辽西地区较差。各年的历史拟合率极不均衡,多数年份较为稳定,但个别年份拟合率较低。未来3 a试验性预测效果逐年下降,模型对未来1 a预测能力较好,可以作为业务预测的参考。     

南京极值温度长期变化及其与平均温度的关系

利用1951—2009年南京日平均气温、日最高气温以及日最低气温等资料,分析了南京日最高气温和最低气温的长期演变趋势及其与平均温度的关系。结果表明：近60 a来,南京年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈变暖趋势,20世纪90年代增温尤为明显;日最高气温,除夏季表现为降温趋势外,其他季节均为升温趋势;而四季平均气温和平均最低气温均为增温趋势;夏季气温日较差下降趋势明显,导致夏季昼夜温差减小;极端高温、低温的发生日数均呈下降趋势。极端气温与平均气温之间存在明显的相关性,且极端低温对平均气温影响更为明显。     

2013年长江中下游地区夏季高温事件的环流特征及成因

采用ERA-interim和NCEP CFSR逐日再分析资料以及长江中下游29个测站的逐日温度资料,分析了2013年7月23日-8月14日长江中下游地区夏季异常高温的特点、环流特征及成因。研究结果表明,2013年夏季高温期间西太平洋副热带高压较往年异常偏强,西太平洋副热带高压控制区内大范围异常下沉运动产生的大气绝热加热是高温形成的主要原因。同时,与强大西太平洋副热带高压相联系的异常强大反气旋环流使得长江中下游地区上空的水汽向东北方向大量输出,导致了该区域水汽含量的减少,致使到达地面的太阳短波辐射增加,这是高温形成的又一原因。进一步分析表明,2013年夏季海洋性大陆地区大气热源异常偏强,该地区大气热源的异常增强可能是导致2013年夏季西太平洋副热带高压异常偏强的主要原因。     

南京极值温度长期变化及其与平均温度的关系

利用1951-2009年南京日平均气温、日最高气温以及日最低气温等资料,分析了南京日最高气温和最低气温的长期演变趋势及其与平均温度的关系。结果表明：近60a来,南京年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈变暖趋势,20世纪90年代增温尤为明显;日最高气温,除夏季表现为降温趋势外,其他季节均为升温趋势;而四季平均气...     

基于T213集合预报的中国极端温度预报方法研究

基于中国T213集合预报系统资料,根据Anderson-Darling检验原理,研究基于集合预报与模式历史预报累积概率密度(简称模式气候)分布函数连续差异特征的极端温度天气预报方法,建立极端温度天气预报指数(Extreme Temperature Forecast Index, 简称EFI)的数学模型。利用S指数评分方法确定发布极端温度预警信号的阈值,得出:1月的发布极端高温的预警信号的阈值为0.7或0.8,发布极端低温的预警信号的阈值为-0.7或-0.8。基于EFI指数以及该阈值,对2013年1月中国极端温度天气进行预报试验,得出:极端天气预报指数对极端温度天气具有较好的识别能力,可提前3~7 d发出极端温度预警信号,随着预报时效的延长,预报技巧逐渐降低。     

中巴经济走廊极端低温事件风险评估

危险性、暴露度、脆弱性是极端低温事件风险评估的关键因素。基于1961—2015年中巴经济走廊地区逐日最低气温、人口和耕地等数据,选取极端低温事件强度、频次、持续时间,人口密度,耕地面积占比,植被覆盖度,数字高程模型（DEM),脆弱人口比重和性别比重9个指标,采用层次分析法和熵权法确定各指标组合权重,对中巴经济走廊地区极端低温事件进行风险评估,实现了中巴经济走廊极端低温事件不同风险等级（低、较低、中、较高、高风险）的区划。研究表明,中巴经济走廊内极端低温事件风险分布具有显著的空间差异,极端低温事件风险受极端低温事件强度、人口密度和地形影响较大。区域内绝大部分地区属于低风险地区,高风险地区有巴基斯坦的阿扎德克什米尔地区、吉尔吉特-巴尔蒂斯坦地区、开普省地区、联邦直辖部落地区和中国的喀什地区。其中,阿扎德克什米尔高风险面积占比最高（约35%),联邦直辖部落地区较高风险面积占比最高（约7.7%),吉尔吉特-巴尔蒂斯坦地区中风险地区面积占比最高（约24.6%);中风险地区占比超过10%的还有开普省（12.5%)、阿扎德克什米尔（20%)、联邦直辖部落地区（10.2%)、中国喀什地区（14.3%)。评估结果与历史灾情吻合,可为区域气象灾害风险评估和防灾减灾提供参考。     

中国东北夏季极端高温的分类及其与北大西洋海表温度异常的联系

利用层次聚类方法对1979-2016年中国东北夏季259次极端高温事件爆发当天的500 hPa高度场进行聚类分型,并讨论了不同类型极端高温事件的环流演变特征及其与北大西洋海表温度异常的联系.结果表明,东北夏季极端高温事件可分为3类,即西风型、阻塞型和波列型;这3类高温事件在1979-2016年分别发生了 113、89和...     

基于动态重现期的极端高温气候评估方法研究

利用全国754站逐日最高气温观测序列,在论证极端温度概率分布与非平稳性关系的基础上,构建和比较了多种非平稳广义极值模型,定义了极端高温的动态重现期和重现水平,提出了一种极端高温事件的新型评估思想和方法,并将其应用于极端气候变化研究。通过该方法可以更好地解释极端事件的真实极端性,有效地增强极端事件之间的可比性,从而保留更多历史极端气候事件的信息。动态重现期的变换运用可对当前极端事件发生的真实状态和趋势提出更准确评估。该方法的提出可有效澄清学术领域和公共舆论对于多年一遇极端事件的理解上长期混淆重现期的绝对值和概率性这一分歧和谬误。