测风塔风速的长程持续性特征研究

基于中国陆上风能资源专业观测网提供的测风塔风速资料,本文利用去趋势波动分析(Detrended Fluctuation Analysis, DFA)方法,研究了103座测风塔在不同高度处观测的、不同分辨率的风速时间序列的长程持续性特征。结果表明：(1)同一测风塔观测的不同高度处的风速时间序列,存在一致的标度行为,与数据时间分辨率无关;(2)对于6 h平均风速序列而言,103座测风塔观测风速的DFA指数α数值范围基本在0.55～0.91之间,都表现出较强的长程持续性,区域特征不明显;(3)对于10 min平均风速序列,DFA标度指数曲线存在弯折,以24 h尺度为界,呈现出2个明显的独立标度区间：在较大的时间尺度上,标度指数α的数值大小为0.80,而在较小的时间尺度上,α的数值大小约为1.38。     

近40 a青海湖流域逐日降水和气温变化特征

利用青海湖流域内刚察气象站1958～2001年的逐日降水和气温资料,分析了流域内的气候变化特征.结果表明,日降水量P≤5 mm的降水总量以9 mm/10 a的速率显著减少,已从1960s的130.8 mm/a减少为1990s的116.2 mm/a,而P≥20 mm的降水总量以9 mm/10 a的速率显著增加,已从29.7 mm/a增加为36.9 mm/a;连续无降水最长天数由1960s的32 d/a增加为1990s的45 d/a,至少10 d连续无降水总天数由103 d/a增加为145 d/a.逐年平均温度40 a来明显升高,已从1960s的-0.7℃升至1990s的0.1℃,且与逐年极端低温升高有较好相关性.1990s与1960s的同日平均气温相比,已有261 d变暖(占年天数的71.2%),且主要发生在冬季.这种气候变化特征对流域内的青海湖水位和河川径流有重要影响.     

石家庄降水量和气温变化特征分析

利用石家庄1955--2001年的降水和气温资料,对石家庄近47a的气候变化及特征进行分析、趋势分析结果显示：年气温呈上升趋势,其中最低气温与冬季气温的上升趋势比较明显;年降水趋势倾向不明显。利用墨西哥帽小波对四季、年的降水距平和温度距平进行小波变换,结果显示：四季、年的降水、温度距平呈现出不同的周期变化;夏季降水距平的信号震荡特征与年降水距平的信号震荡特征比较相似,冬季温度距平正中心强度为四季之首：     

通辽市近百年气温和降水量的分析

统计分析了通辽市近百年以来的年均温、冬季均温、5—9月均温、年降水量变化趋势阶段性和周期。结果表明:(1)通辽市近百年来年均温、冬季均温、5—9月均温都呈上升趋势;(2)通辽市年、冬季、5—9月均温的阶段性明显;(3)通辽年均温的功率谱有两个谱峰值分别对应30年和准2年的周期,并且超过0.05的信度水平;(4)通辽市年降水量在20世纪初至50年代初为波动阶段,50年代中期以来明显减少;(5)通辽市年降水量具有明显的阶段性。     

华中地区2030年前气温和降水量变化预估

 根据区域气候模式对华中地区1961-1990年和2001-2030年的逐月平均气温和降水量的模拟值（0.5°×0.5°经纬度格点,A2情景）,以1961-1990年为基准,计算并分析了该区域未来30 a（2001-2030年）的年、季平均气温和降水量的变化趋势。对气温变化而言,未来30 a华中地区年平均气温呈上升趋势,平均升温0.3℃,东部增温大于西部;春、夏季平均气温上升,分别为0.1～1.3℃、0.8～2.2℃;秋季北部地区气温下降,南部地区气温升高;冬季平均气温下降0.0～1.0℃。就降水而言,未来30 a华中地区年平均降水量大部分地区呈减少趋势,空间分布有南增北减的特点;春、夏、冬季平均降水量大部分地区减少,冬季平均降水量的减幅要大于春、夏季;秋季大部分地区平均降水量增加。     

华中地区2030年前气温和降水量变化预估

根据区域气候模式对华中地区1961-1990年和2001-2030年的逐月平均气温和降水量的模拟值（0.5°×0.5°经纬度格点,A2情景）,以1961-1990年为基准,计算并分析了该区域未来30 a（2001-2030年）的年、季平均气温和降水量的变化趋势。对气温变化而言,未来30 a华中地区年平均气温呈上升趋势,平均升温0.3℃,东部增温大于西部;春、夏季平均气温上升,分别为0.1～1.3℃、0.8～2.2℃;秋季北部地区气温下降,南部地区气温升高;冬季平均气温下降0.0～1.0℃。就降水而言,未来30 a华中地区年平均降水量大部分地区呈减少趋势,空间分布有南增北减的特点;春、夏、冬季平均降水量大部分地区减少,冬季平均降水量的减幅要大于春、夏季;秋季大部分地区平均降水量增加。     

湖北省未来30年气温和降水量变化趋势预测

使用国家气候中心的区域气候模式对1961～1990、2001～2030年湖北省逐月气温、降水量的预估值(格点0.5°×0.5°,A2情景),以1961～1990年湖北省平均温度和平均降水量为基准,计算并分析未来30年(2001～2030年)及每10年年平均气温、降水量变化趋势。结果表明:(1)未来30年湖北省年平均气温普遍呈上升趋势,上升幅度在0.19～0.39℃之间,平均0.27℃,鄂南增温比鄂北快,其中2021～2030年增幅最大,2001～2010年增幅最小;(2)年平均降水量湖北省大部呈减少趋势,表现出南增北减、东增西减的特点,2001～2010年变化不大,2011～2020年绝大多数站点均有不同幅度增加,2021～2030年全省各地呈一致的下降趋势,湖北省南涝北旱趋势将有所加剧。     

近30年新疆博州降水量和降水日的变化特征

根据博州4个国家基本气象站1981—2010年逐日降水量资料,通过计算趋势系数等现代统计诊断方法,对新疆博州近30a各量级降水量及其雨雪日数的气候特征和变化进行了研究。结果表明,博州地区夏半年降雨量占年降水量的81%,其中5—8月占年降水量近60%,而小雨(雪)量占年降水量的近50%,夏、冬半年及年降水量均自西向东随海拔的降低而减少。降水量总体以0.76mm/a的速率呈不明显的增多趋势;年有效降水日数中以小雨(雪)日数为最多,有效降水日的长期变化呈明显的增多趋势;年降水量增加的主要由有效降水日数的增加和降水强度的增强造成。     

雅鲁藏布江流域气温变化特征及趋势分析

通过分析1980～2005年间雅鲁藏布江流域7个气象台站平均的气温变化趋势和气候系数变化,并进一步分析了1960～2005年间该流域中游日喀则站和下游林芝站气温的变化趋势,研究了该流域气温变化对全球变暖的响应.结果表明,1980～2005年间雅鲁藏布江流域的气温呈现逐渐升高的趋势,尤其是夜间气温和冬、春季气温的升高更显著,而且该流域变暖幅度高于整个高原的平均增幅,因此该流域对全球变暖的响应程度也较整个高原更为显著;而该流域中游地区的增温幅度要明显高于下游地区的,即该流域中游地区的增暖较下游地区的更为显著.     

1951—2009年中国不同区域气温和降水量变化特征

为了研究中国不同区域气候变化特征,将全国按照气候区域划分为11个气候区,并利用1951—2009年中国194个国家基本/基准站月、年气温和降水观测资料,对全国及每个气候区平均温度及降水量的年和季节变化特征进行分析。结果表明：中国及各地区增温趋势均为极显著增加,尤其近20 a增温速度更快;而2007年成为有记录以来最暖的...     

1961-2011 年渝东南地区降水变化特征分析

利用1961-2011年渝东南地区6个气象站的降水资料,分析了该地区的气候变化特征。结果表明：1961-2011年渝东南地区年、春季和秋季降水为线性减少趋势,秋季减少趋势显著;夏季和冬季降水为线性增加趋势,但不显著。年和四季降水的周期变化不太一致,年代际周期夏季和冬季降水比较显著。年雨日、小雨、中雨和大雨日数都为线性减少趋势,中雨和大雨日数减少趋势比较显著。暴雨日数整体上无明显变化。逐年代变化来看,雨日偏多最多的20世纪90年代表现为小雨和暴雨日数偏多,中雨和大雨日数偏少;雨日偏少最多的21世纪初期主要表现为小雨、大雨和暴雨日数偏少,中雨日数偏多。     

北京地区东京樱花花期对气候变化的分段响应

基于1965—2014年北京颐和园观测的东京樱花(Cerasus yedoensis)始花期数据和同期日均气温资料,运用相关、回归分析法和M-K突变检验法分析了北京地区东京樱花始花期对气候变化的分段响应情况。结果表明:1965—2014年间,北京地区东京樱花始花期总体呈现显著提前趋势,且于1990年发生了突变。1990—2014年的平均始花期较1965—1989年提前了10 d。始花期与2—4月气温最为相关,气温的敏感度总体为-4. 1 d/℃。对比1990年前后两个时段东京樱花始花期的气温敏感度,发现1990年后始花期的气温敏感度有所增加,从-2. 9 d/℃增至-4. 6 d/℃。根据时空物候模型分析,后一时段樱花开花当日温度相对较低,积温累积的时间也相对较长,这是导致樱花始花期气温敏感度在后一时段较高的直接原因。     

Climate change: long-term targets and short-term commitments

International negotiations under the UN Framework Convention on Climate Change could take several different approaches to advance future mitigation commitments. Options range from trying to reach consensus on specific long-term atmospheric concentration targets (e.g. 550 ppmv) to simply ignoring this contentious issue and focusing instead on what can be done in the nearer term. This paper argues for a strategy that lies between these two extremes. Internationally agreed threshold levels for certain categories of impacts or of risks posed by climate change could be translated into acceptable levels of atmospheric concentrations. This could help to establish a range of upper limits for global emissions in the medium term that could set the ambition level for negotiations on expanded GHG mitigation commitments. The paper thus considers how physical and socio-economic indicators of climate change impacts might be used to guide the setting of such targets. In an effort to explore the feasibility and implications of low levels of stabilisation, it also quantifies an intermediate global emission target for 2020 that keeps open the option to stabilise at 450 ppmv CO₂ If new efforts to reduce emissions are not forthcoming (e.g. the Kyoto Protocol or similar mitigation efforts fail), there is a significant chance that the option of 450 ppmv CO₂ is out of reach as of 2020. Regardless of the preferred approach to shaping new international commitments on climate change, progress will require improved information on the avoided impacts climate change at different levels of mitigation and careful assessment of mitigation costs.     

1961—2008年淮河流域气温和降水变化趋势

利用淮河流域170个地面气象观测站观测数据,统计分析了淮河流域1961—2008年间气温和降水的时空变化趋势。结果表明:48 a间淮河流域年平均气温呈显著上升趋势,冬季平均气温的增温幅度最大,春、秋次之;年极端最低气温亦呈显著上升趋势,年极端低温日数(满足该站极端低温阈值)则呈明显下降趋势;流域西北部年极端最高气温呈显著下降趋势,流域西部年极端高温日数(满足该站极端高温阈值)呈显著下降趋势;降水量总体变化趋势未通过统计检验,但1990s开始,秋季降水量呈下降趋势,2000年之后年降水量明显增加,夏季降水量亦增加;春季和秋季降水日数呈显著下降趋势,夏季和冬季无明显变化。     

资料均一化对气温变化趋势及其城市化偏差估计的影响：以北京地区为例

当前的地面气候观测资料普遍存在非气候性因素导致的非均一性,对气候变化监测和研究结论可靠性造成重要影响。结合观测台站的历史沿革数据,使用ACMANT和Pairwise Comparisons方法以及RHtest V4软件,对北京地区20个台站均一化前的月平均气温序列进行了非均一性检验和订正,最后评估了均一化对北京地区气温序列变化趋势及其城市化偏差估算的影响。结果表明：除元数据中记录的断点外,无元数据记录的断点也会对序列的趋势变化造成明显影响,其中乡村站最显著;经过订正,1958—2018年整个北京地区、乡村站以及城市站增温趋势分别为0.27℃/(10 a)、0.10℃/(10 a)和0.32℃/(10 a),较订正前分别上升了0.03℃/(10 a)、0.06℃/(10 a)和0.02℃/(10 a)。利用均一化资料估算,1958—2018年北京观象台的城市化影响为0.24℃/(10 a),城市化贡献率为70.2%,评估结果较前人结论有所降低。可见,在现有的北京地区气温资料序列中,仍可能存在较明显的非均一性和未被记录的断点,对区域平均气温趋势估算具有显著影响。     

近百年丹东气温变化特征分析

对1906—2005年丹东气温资料序列进行分析,得到近百年丹东气温变化特征。结果表明:在近百年丹东逐月平均气温变化趋势中,除夏季7月和8月呈线性递减趋势外,其他月份均呈线性递增趋势。在近百年丹东年代际和年际变化中,逐年代平均气温线性递增率为1.13℃/100 a,逐年演变过程中的年平均递增率为0.12℃/10 a。在各季的平均气温变化中,冬季(12月—翌年2月)线性增温最显著,平均线性递增率为0.30℃/10 a;春季(3—5月)次之,线性增长率均为0.12℃/10 a;秋季(9—11月)平均气温线性增温最小,线性增长率为0.06℃/10 a;夏季除6月几乎没有变化外,7—8月均呈递减趋势,整个夏季(6—8月)总线性增减率为0.03℃/10 a。近20 a年线性增暖趋势异常显著,逐年线性递增趋势为0.36℃/10 a。     

近140年中国、北半球和全球气温的标度律

运用非趋势波动分析方法,有效地消除数据中噪声和非平稳性质的影响,研究全球、北半球和中国近140年气温变化的长程幂律相关性。结果表明：全球气温、北半球气温和中国气温都有由交叉点划分的两个标度不变区域,可能对应两个不同的物理机制。其一,都可以表现出正长程相关的性质,而且全球气温的持续性最强,北半球次之,中国气温最弱;其二,全球气温和北半球气温还可以有几乎是1／f噪声性质的变化,中国气温则可表现出介于1／f和布朗噪声之间的行为。     

气候变暖背景下清远气温变化特征

根据1957—2007年清远站的年和月平均气温资料,采用线性倾向的最小二乘法估计分析季及年平均气温的变化趋势。结果表明:在气候变暖背景下,近50 a清远年平均气温存在与全球、中国及广东省同步的增暖趋势,增暖幅度(平均气温线性增暖速率为0.17℃/10 a)高于近50 a全球平均线性增暖速率,低于近50 a中国及广东省平均线性增暖速率。四季及年平均气温在变暖趋势上基本同步,只有冬季稍落后。且在气候变暖背景下,清远异常冷、暖冬事件出现频繁,暖冬明显。应用Mann-Kendall法检测气候的突变性,表明清远冬季平均气温于1968年前后存在由低向高的突变。     

1961—2010年北京地区降水变化特征

采用15个常规气象站1961-2010年逐日降水数据资料,分析了北京地区降水量、降水日数和降水强度的变化趋势,包括年和各季节的总降水量和降水日数,不同降水级别降水量、降水日数和降水强度变化趋势的时空特征。结果表明：在近50年内,北京地区平均年降水量和年降水日数、年降水强度均呈下降趋势;各季节中,夏季的降水量呈明显下降趋势,春季降水日数略有增加,夏季略有减少;降水强度在春季增大和夏季减小趋势明显;小雨雨量变化不明显,中雨雨量呈增加趋势,大雨和暴雨雨量呈明显降低趋势;小雨降雨日数略呈减小趋势,中雨降水日数呈显著增加趋势,大雨和暴雨降水日数呈较明显降低趋势;小雨降水强度略呈上升趋势,而大雨和暴雨的降水强度呈明显的降低趋势。     

Learning and climate change

Abstract

Learning—i.e. the acquisition of new information that leads to changes in our assessment of uncertainty—plays a prominent role in the international climate policy debate. For example, the view that we should postpone actions until we know more continues to be influential. The latest work on learning and climate change includes new theoretical models, better informed simulations of how learning affects the optimal timing of emissions reductions, analyses of how new information could affect the prospects for reaching and maintaining political agreements and for adapting to climate change, and explorations of how learning could lead us astray rather than closer to the truth. Despite the diversity of this new work, a clear consensus on a central point is that the prospect of learning does not support the postponement of emissions reductions today.