基于地面观测资料的全球高温阈值探讨

利用全球地面观测数据,筛选整理得到相对完整的1990—2019年全球1 969个站点逐日最高气温资料集,并采用实际累积概率分布阈值计算方法,对全球（不包括非洲）高温阈值进行统计分析。结果表明： 1） 以实际最热三个月为统计时间窗、以90百分位数为高温阈值的计算方法较为合理,能较好反映最高气温的极端性,且与中国业务标准和习惯较吻合。2） 全球高温阈值总体从赤道向两极递减,但受气候、海陆差异、海拔等影响,不同地区差异显著。温带地区高温阈值受纬度影响最明显,在热带地区受气候类型影响更显著。海洋气候及高海拔地区高温阈值较同纬度其他地区低。3） 亚洲高温阈值区域差异显著,东亚季风区30—36 ℃,中南半岛37—40 ℃,印度半岛、中亚、阿拉伯半岛阈值均超过40 ℃,其中阿拉伯半岛可达42—48 ℃。欧洲大陆和北美洲高温阈值总体从南向北递减,大值中心分别位于伊比利亚半岛、巴尔干半岛（34—40 ℃）和美国西南部沙漠气候区（40—44 ℃）,45°N以北地区高温阈值普遍低于32 ℃。南美洲除沿海和西部高海拔地区外,高温阈值总体较均匀（34—37 ℃）。大洋洲高温阈值分布极不均匀,澳大利亚北侧和东侧地区32—35 ℃,中西部沙漠地区40—41 ℃。     

近50年广西大范围暴雨的大气环流异常分析

利用1961-2010年广西90个气象观测站的逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,运用Lorenz环流分解方法分析了近50年广西大范围暴雨的大气环流异常特征。结果表明,近年来广西发生大范围暴雨过程和平均暴雨日数均呈增多趋势。不同天气系统造成广西大范围暴雨的环流形势主要表现在副热带高压所处位置和强度的不同。从长时间统计来看,广西大范围暴雨与副热带高压的强度、北冰洋(130°E- 140°W,70°N-90°N)区域的纬偏成正相关关系,与格陵兰岛北部、赤道印度洋中西部和哈萨克斯坦东北部的纬偏值成反相关关系。北半球高纬度地区(75°N-85°N)和低纬度地区(20°N-30°N)定常波强度增强,中纬度地区(40°N-70°N)定常波强度减弱,低纬度10°N-30°N和中纬度35°N-55°N定常波不平稳度增强,可能是造成广西大范围暴雨日数增多的原因之一。在广西大范围暴雨过程中,北极附近区域为定常波最不平稳的地区。     

1961-2010年辽宁省高温日数和高温热浪特征分析

利用1961-2010年辽宁省52个气象站日最高气温资料,分析辽宁地区高温日数及热浪的分布特征和变化趋势,结果表明：辽宁省区域年平均高温日数为7.72 d/ a。辽宁高温日数呈东少西多的空间分布,沿海地区较少甚至部分地区无高温情况出现。高温日出现最多的朝阳站,为26.48 d/ a。从20世纪60年代开始,高温日数呈缓慢增加趋势,其中2000年为有气象记录以来高温日最多的年份。热浪也呈东少西多的分布特征,热浪最多的朝阳站发生频次为2.90次/ a。辽宁省以持续3-5 d的轻度热浪为主,占86.27 %,中度热浪占12.58 %,超过10 d的重度热浪占1.14 %,仅有喀左、北票和羊山地区发生过持续10 d以上的重度热浪。     

世界异常天气及其评价──1994年6月天气

6月份北半球500hPa月平均高度图上，极区附近的负距平和40°N至60°N纬度带内的正距平均较为突出。从俄罗斯欧洲部分至阿拉伯半岛形成了较强的负距平区域，而欧洲西部至非洲西北部和西伯利亚西部、太平洋北部、北美大陆成为正距平区。南半球在60°S以南的高纬度为明显的正距平，南半球权涡指数高达＋134gpm，极易爆发冷空气。1．中国东北至西伯利亚中部高温中国东北部至西伯利亚中部的月平均气温比常年偏高2～4℃，叶尼塞斯克（Eniseisk）的月平均气温为18．2℃，偏高了3．3℃2中国南方至西伯利亚中部多雨中国南方至西伯利亚中部降水偏多…     

1994年世界气候概况

１９９４年，世界气候普遍偏暖。欧亚大陆中南部，北美大陆西部、南美阿根延中北部、非洲西北部、大洋洲澳大利亚西南部和太平洋岛屿一些国家和地区的许多测站年平均气温大多比常年偏高０．５－１．０℃，部分地区偏高２．０℃。北半球中纬度地区夏季因副热带高压异常偏强、位置异常偏北，高温热浪席卷了东亚，欧洲至北美大陆的大片地区。日本、韩国、中国、波兰、德国、丹麦等国若干测站盛夏高温为近几十年乃至上百年一遇。年内，全     

1979-2019年北半球夏季高温事件的长期变化

本文利用1979-2019年ERA5再分析资料,选择绝对阈值（35℃、30℃）高温,通过线性趋势法等方法分析了北半球夏季近41 a来高温事件（包括高温日数、高温强度、高温影响范围的变化）的长期变化。分析北半球格点每年高温日数总数和高温日日最高气温总和等指标,发现高温强度逐渐增大。通过统计研究范围内出现高温的格点数（换算成面积）,发现高温的影响范围在逐渐扩大。在长期趋势外,35℃和30℃高温日数分别有2 a和4 a的年际周期。     

河北省苹果膨大期高温热害和气候适宜性分析

选取河北省45个苹果种植主产县,利用1988—2017年6—8月≥35℃高温日数、≥0.1 mm降水日数、20～27℃适宜气温日数(剔除高温和降水同时出现日数)进行数理统计,分析河北省苹果膨大期高温热害指数和气候适宜指数时间变化特征,并对各指数进行分级、评价。采用GIS反距离权重法差值分析,构建区划图,分析河北省苹果膨大期高温热害指数和气候适宜指数的空间分布特征。结果表明:苹果膨大期高温日数以每10年0.9天的日数上升;适宜气温日数、降水日数分别以每10年2.7、1.1天的日数下降。历年高温热害指数每10年上升0.03,气候适宜指数每10年下降3.6。高温热害重度风险区域主要分布在河北平原中南部的冀南地区,中度风险区分布在河北省境内太行山中、西部及河北平原的北部区域,轻度风险区主要分布在燕山区域的冀东地区。气候适宜区主要分布在燕山区域的冀东地区、西北及环渤海区域;较适宜区分布在河北省境内太行山中部及河北平原的北部区域,也包括沧州、邯郸市的苹果种植县;一般适宜区主要分布在河北平原中南部的冀南地区。     

2016年内蒙古地区高温天气统计分析

文章使用常规气象观测资料及内蒙古119个区域站逐小时自动观测资料,对2016年内蒙古出现的日最高气温≥35℃的高温天气进行了统计分析。分析发现:全年有76个站出现≥35℃的高温天气587次,站点主要分布在阿拉善盟西部和中部、巴彦淖尔市西南部、乌海市、锡林郭勒盟中部和北部、赤峰市北部、通辽市北部、兴安盟东部以及呼伦贝尔市西南部;高温集中发生在7、8月份,日最高气温主要出现在15—17时;各站每日高温持续时间较长,持续6h的最多,最多的一天中可以持续15h。7月上旬和7月下旬到8月上旬高温持续时间长,范围广,强度强;极端高温天气事件突出表现为单日极端高温天气出现站多,单站持续高温时间长,单日超过37℃或40℃高温站次多;14个站日最高气温超过历史极值,9个站连续高温日数平历史极值。高温发生时地面减压,地面风速多在4m﹒s^(-1)以上,高于日平均风速。     

中巴经济走廊极端降水时空变化

基于1961-2015年中巴经济走廊地区逐日降水观测数据,采用专业气候数据空间插值软件ANUSPLIN对观测数据进行格点化处理,利用改进的百分位法计算了极端降水阈值,分析了中巴经济走廊地区极端降水量、强度与频率的时空分布特征,采用广义极值分布估算了该研究区极端降水的重现期。研究表明:(1)近55年来,极端降水量与极端降水日数均呈增加趋势但均不显著,极端降水强度变化趋势平稳;(2)研究区极端降水量与极端降水阈值的空间分布特征相似,极端降水频率的空间分布则较为均匀且呈"西南低—东北高"阶梯状分布;极端降水强度最高的地区主要集中在信德省南部和35°N地区,达到50 mm·d^-1以上;(3)不同重现期的极端降水表现出较强的区域性,随着重现期的逐渐增加,35°N地区高重现水平的区域范围逐渐减少,30°N地区在25年一遇中出现高重现水平区域且在50年一遇重现期中区域范围逐渐增大。     

1960—2015年中国冬半年极端降温过程事件的时空演变特征

利用1960-2015年中国2 474个站点的逐日最低气温资料,采用REOF方法将中国分为7个区域,通过对每个区域内所有站点降温阈值进行平均,得到了7个降温阈值。当某区域内测站单日降温幅度超过区域平均阈值时,认为该测站发生一次极端降温事件。7个区域降温平均阈值各异,总体呈北大南小特征,最大降温-10.6℃,最小-7.6℃。根据上述定义,研究了中国冬半年极端降温过程事件的时空演变特征。结果表明：极端降温事件发生频数呈北多南少的空间分布。北部地区存在多个频发中心,在42°N和35°N附近存在两个高频发生带。南部地区频数呈一定的带状分布,在25°N附近发生该事件的频率亦高于南部其他地区。近56 a来,极端降温事件频数变化总体呈减少趋势,前期较明显,中后期趋于稳定。各年代频数的空间分布基本一致,但前期总体表现为北部增多。而在1990s则转变为南负北正的空间分布,后期中部及沿海地区发生了趋势符号的年代际改变。进一步分析表明,各区域极端降温频数突变的年份均不一致且突变前后的频数存在较大差异。这些结果可为深刻认识极端低温事件的变化规律和气候预测提供线索。     

热带印度洋与全球大气相互作用的信息传输特征分析

基于气象场信息源汇概念和定义方法, 使用海表温度(SST)和位势高度场(GH)资料计算热带印度洋和全球大气相互作用过程中的信息传递, 给出了热带印度洋(20°S～20°N, 50°E～100°E)与热带地区、北半球和南半球大气之间的信息传递的区域分布特征, 并分析热带印度洋与大气相互作用中信息传递特征的季节差异和年代际变化。研究结果表明, 热带印度洋信息源主要分布在(10°S～10°N, 60°E～90°E)的区域内, 北半球和南半球大气信息汇均呈现显著的带状分布, 且主要分布在中纬度地区, 而热带地区的大气信息汇则主要分布于热带中东太平洋上空。热带印度洋对处在冬半年的半球的影响更强, 不同季节下热带印度洋与大气相互作用中的信息源汇证实了这一可能性。同时, 热带印度洋与大气之间的信息传递特征在20世纪70年代末期的年代际气候转型前后南北半球的变化不太一致:北半球大气对热带印度洋的响应存在不同程度的减弱, 南半球则存在不同程度的增强。     

世界异常天气及其评价(1995年12月天气)

从北半球500hPa高度场看到，在50°N以北除了从泰米尔半岛到乌拉尔山附近为负距平区以外，其它大部分地区均为正距平所覆盖。在中纬度带，北太平洋和北大西洋是宽广的带状负距平区。另外，北半球西风指数是－86m，成为1946年以来12月的最低西风指数。1中国东北部到中部多雨西西伯利亚和中国东北部到中部多雨。2日本南部到缅甸少雨东西伯利亚和日本、中国东南部少雨，亚洲南部也有很多地方少雨。3印度高温印度高温，但下半月尼伯尔、孟加拉遭受寒潮袭击，数十人死亡。名欧洲北部少雨欧洲中部和北部，俄罗斯西部是少雨区，还出现比常年低2℃…     

世界异常天气及其评价 1995年4月天气

从北半球500hPa高度场看，极涡分裂成3个，分别位于挪威海、赫德森（Hudson）湾和东西伯利亚。北极附近正距平明显。乌拉尔山脉附近、阿拉斯加附近和大西洋东部是宽广的的距平区，因此，在50°N以北是3波的距平分布。另一方面从30°-50°N的中纬带在半球范围内为广宽的带状负距平区。1中国少雨中国继续维持少雨倾向，但广州等南方的部分地区出现大雨。中亚和菲律宾北部也是少雨，孟加拉上旬遭受龙卷、下旬遭受热浪的灾害。2从西伯利亚到俄罗斯西部的高温西伯利亚和俄罗斯西部、中亚显著高温。西伯利亚西北部的萨列哈尔德（Safekhard）月平…     

中国大陆地区小时极端降水阈值的计算与分析

利用广义极值分布和百分位两种阈值确定方法,对我国465个气象站点不同极端程度的小时降水强度阈值进行了分析。广义极值分布结果表明,重现期为2、5、10、50a的降水强度阈值具有一致的空间分布特征：华南沿海阈值最高,长江中下游地区北部、四川盆地西部、华北地区东部次之,云南中西部、华北西部和东北西部阈值相对更低,最小值出现在我国西部地区。百分位法得到的阈值空间分布呈现出与广义极值分布结果较为一致的东南大、西北小的整体特征。考察465站中位数发现,第99．9百分位的强度阈值与二年一遇降水的阈值接近。具体分析各站第99．9百分位降水阈值对应的重现期发现,长江流域及其以南地区重现期大多低于2a;35°N一带重现期长于4a;我国北方和西北部分地区重现期长于8a。     

福建低温阴雨时空分布及异常偏多成因分析

选取1960～2010年福建春播期平均气温资料、日照资料、NCAR/NCEP逐日高度场、风场及逐月海温资料,使用统计方法分析近51a来福建省北部和南部低温阴雨日数的时空分布及异常偏多成因。结果表明:福建省低温阴雨日数的空间分布与福建省的地形及纬度密切相关。近51a来福建低温阴雨日数呈弱减少趋势,福建北部和南部地区年际变化特征相似。未来一段时间福建北部地区低温阴雨日数偏多可能性较大,南部地区低温阴雨日数可能继续偏少。福建低温阴雨日数与乌拉尔山脊强弱、亚洲高纬地区经向环流强弱关系密切。亚洲高纬地区的环流经向度偏强,冷空气不断南下和较强的西南风配合,湿度条件较好,是造成福建低温阴雨日数明显偏多的直接原因。福建北部地区低温阴雨异常偏多年前冬北太平洋(55°N～60°N,155°W～180°W)区域海温明显偏暖;福建南部地区低温阴雨异常偏多年前冬太平洋中东部海域海温明显偏暖。     

1961~2013年湖南夏季高温气候特征

基于1961-2013年湖南82个台站夏季逐日最高气温数据,采取线性趋势分析等方法分析了近53 a湖南高温（最高气温≥35℃）气候特征。结果表明,湖南省夏季多年平均高温日数、高温均值及极端最高气温的大值区主要分布在湘东偏南及湘中偏北的部分地区。全省区域平均的多年平均高温站次及高温值总体呈线性增加趋势,7月中旬到8月上旬高温站次出现相对较多,7月8日起高温均值达到36℃以上并一直维持到8月末。高温最大持续日数总体呈现从湘中衡阳、株洲等地市向四周递减的分布趋势,极端持续高温日数阈值与高温最大持续日数空间分布较相似,但极端持续高温事件发生次数较多的台站主要分布在湘北、湘东南及湘西南。     

长株潭地区极端高温概率分布模型研究

利用湖南长株潭地区11个气象站1984—2013年逐日气温观测资料,基于Pearson-III分布、Gumbel分布以及对数正态分布分析了该区域高温概率分布模型的适用性问题,并进一步研究了不同重现期对应的高温区间。结果表明:1相比于Pearson-III分布和对数正态分布,Gumbel分布取得了最好的拟合效果。2长株潭地区20 a、50 a及100 a一遇的高温区间分别为40.2~41.0℃、41.0~41.9℃及41.5~42.5℃。3就高温危险性空间分布而言,长株潭地区中部、北部大部分地区较大,而南部的炎陵、茶陵和北部的株洲相对较小。     

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。      

河北省近50年最高气温及高温日数变化特征

利用河北省70个站近50年的观测资料,分析了河北省最高气温和高温日数年际和年代际演变特征及其区域差异。结果表明:全省及各区域年平均最高气温呈现升高态势,全省大部分地区增温在0.5~1.0℃之间。冬季增温幅度最大,春夏季次之,秋季最小;全省70%左右的站点从20世纪60年代到90年代大于等于30℃高温日数呈现增加趋势,80年代到90年代是增幅最大的时段。增加幅度最大的区域是冀东平原区;大于等于35℃高温日数各年代平均值变化幅度相对平缓,年际变化则呈现先降后增的变化趋势,变化幅度小且增加趋势不明显。     

龙门县近45年气温变化特征

利用龙门县气象观测站1964-2008年逐日的气温资料,分析了龙门县近45年来气温的变化特征,结果表明：龙门县年平均气温呈波动性上升趋势,增温倾向率为0.010℃／年,近10年平均与前35年平均相比上升了0.4℃,气候变暖贡献最大的是冬半年,夏半年增温不明显;年平均最高气温增温倾向率高于最低气温且气温的日变化呈增加趋势,这与我国许多地区不一致;高温天气更趋频繁,近10年平均与前35年平均相比高温13数平均增加了9.2d／年,低温天气有所减少。