近半个世纪中国区域历史气温网格数据集的建立

气候序列长度不一致以及由此导致的空间抽样误差在气候变化检测研究中常常产生影响,因此往往需要把全球或者区域尺度气候数据转化为格点气候数据集。文中分别采用修改后的一级差分方法和普通Kriging方法,把中国大陆(共约728个站,不含港、澳、台地区)气象台站1951年1月—2004年12月经过质量控制和均一化的历史气温数据转化为2.5°×2.5°经纬度网格化数据集。对比分析表明:应用上述两种方法,(1)格点化带来的空间抽样误差较小;(2)格点化后的格点气温序列和站点序列相关程度很高;(3)不同的方法建立的格点数据集在序列的相关性、距平场的相似性描述方面均非常一致。二者的相关性和相似性也表明文中所建立的格点数据集是比较合理的。最后利用格点化后的气温数据集,分别采取距平平均方法和一级差分方法,对近54年中国气温变化趋势进行了更为准确的估计。不同的计算方法对中国区域气温增暖幅度的研究表明,整个中国区域内近50年气温表现出一致的增暖特点,其中以北方地区(西北、东北)气温增暖幅度最大,个别地区达到近0.6℃/(10a),而最低的长江中、上游地区,年均气温增暖幅度较小,还不到0.1℃/(10a),全国平均的年平均气温近54年来增暖速率约为0.23—0.25℃/(10a),这和其他专家得出的结论是基本一致的,而由于文中对数据集进行了较为系统的质量控制,使得估计结果更为精确、可信。     

气温数据栅格化中的几个具体问题

用地理信息系统软件ARC／INFO及4种空间插值方法，对中国617个气象站30年平均气温数据和1961年平均气温数据的栅格化试验发现，克立格插值方法的精度最高，反距离权重法次之，样条插值法的精度第三，趋势面插值方法的精度最低。利用多年平均气温数据和年平均气温的距平值进行气温数据的栅格化，虽然可以减少分析和计算量，但栅格化结果的精度比利用年平均气温数据直接进行栅格化的精度要低。气象站的实际高程与气象站经纬度对应的数字高程(DEM)上的高程不完全一致，但气温数据的栅格化完全依赖于DEM，用气象站实际高程建模进行气温数据栅格化的精度比用与气象站经纬度对应的DEM上的高程建模进行气温数据栅格化的精度要高。     

吴川市近50年的气候特征分析

根据吴川市1961—2010年共50年的日平均气温以及降水资料,采用平均化、累积距平、标准化处理、滑动平均、M-K突变检等统计学方法对吴川市气候特征进行分析。结果表明:50年来吴川市年平均气温以0.027℃/年的速率升高,而且吴川气温在1998年达到最大值,两者与全球气候变化一致。春季平均气温以0.018℃/年的速率升高,冬季平均气温以0.016℃/年的速率升高,比夏季和秋季的增温速率都大得多。对于降雨量,吴川地区年平均降雨量变化不大,但降雨分配呈现过度集中的现象。     

用Kriging方法对中国历史气温数据插值可行性讨论

使用 Kriging 插值方法对已经过质量控制和均一化的1951年1月-2004年12月中国全部基本、基准站气温资料逐月进行空间插值.通过站点的实际序列与插值后格点序列进行比较,针对相关系数和线性趋势等多个量来检验 Kriging 方法对气候资料插值的效果.结果表明:插值前、后的气温空间分布、气温变化趋势都非常一致,从年际变化来看,插值序列与实际站点序列的相关性也非常高.对比分析还发现用距平序列的插值效果要明显优于原始气温序列插值,但不同的球面模型半径插值在站点稀疏地区的插值结果差别较大,需要先对气候要素进行空间代表性进行分析,以合适的球面半径进行插值.对于气候变化比较特殊的地区,如中国西南部分地区,插值序列很难反映更小尺度的气候变化规律.     

太原市温度的时空变化特征

利用太原市1951年-2010年的实测气象资料,采用线性趋势分析、累计距平、Mann—Kendall方法,分析了太原市年均气温、平均最高气温、平均最低气温、02时平均气温、14时平均气温的变化趋势。得出了太原市总体上呈现增暖趋势,从1977年开始出现了显著增温;夜间气温增温幅度高于白天增温幅度,冬季增温幅度高于夏季增温幅度;最低平均气温的增温幅度最大等结论。     

中国气温的年代际振荡及其未来趋势

文章用1851～2000年中国年气温资料，讨论了它的变化及其未来趋势。指出：①我国气温有3次全国性的跃变，分别在1920、1955和1978年，每个阶段平均持续期为30年，这和北半球气温跃变点是基本一致的；②我国气温从1978年开始进入了一个稳定增温的气候阶段，直到目前全国年平均气温比上一气候阶段增加了0．3l℃，增暖地区主要在黄河以北的北方地区，冬季增暖比夏季明显，1998年是我国近百年来最暖的一年；③最近一次增温开始于1978年，至2000年持续了23年，估计这个增温阶段至少还能持续10年，但未来10年主要的增温地区有可能南移，长江流域将比现在暖，夏季气温37℃以上的日数要比现阶段增多。     

中国地面均一化相对湿度月值格点数据集的建立

基于1951—2014年2400余个中国国家级地面气象站均一化相对湿度资料,采用薄盘样条法,进行空间内插,得到了中国地面均一化相对湿度月值0.5°×0.5°格点数据集(CR数据集)。数据集的质量评估结果表明:冬季插值误差相对夏季偏高。冬、春、夏、秋季分析值与站点实测值的插值偏差空间区域特征不显著,平均偏差分别为0.002%/月、0.013%/月、0.008%/月和0.007%/月。冬、春、夏、秋季平均相对误差分别为0.431%/月、0.439%/月、0.286%/月和0.382%/月。分析值与站点实测值间的平均相关系数达0.89。整体来看,插值后的格点化相对湿度资料能够比较准确、细致地描述我国年平均相对湿度场的东南湿、西北干的主要空间特征。能够较好地展现长江以南地区、黄河以南长江以北地区、西北地区、天山南北麓、塔里木盆地等大地形的相对湿度变化特征。由于青藏高原台站稀少,格点数据集对该地区空气相对湿度特征的刻画是否合理很难给出定性、定量的判断。通过对CR数据集进行长时间序列气候变化趋势分析,表明60年来全国平均相对湿度呈减小趋势。     

近50a中国降水格点数据集的建立及质量评估

基于2012年6月更新的高质量2 400个台站降水资料,采用薄盘样条法,制定了采用3个自变量(经度、纬度、海拔高度)、降水量开平方预处理、3次样条的插值方案,并引入数字高程资料,以减弱中国独特地形条件下高程对降水空间插值精度的影响,并对1961—2010年中国区域地面降水站点资料进行了空间内插,得到了中国地面降水0.5°×0.5°格点数据集。经数据集的质量评估结果表明:分析值与站点观测值均方根误差平均为0.49 mm,相关系数平均达0.93(通过0.01的显著性检验),夏季插值误差高于冬季,东南地区误差普遍高于其他地区。冬、春、夏、秋季绝大多数台站绝对误差在±10 mm/月以内。冬、春、夏、秋季分别有60%、82%、54%、77%的台站相对误差在±10%之间。插值后的格点化降水资料能够比较细致、准确地描述中国大陆年平均降水场的东南多、西北少的主要空间特征,但也平滑掉了范围很小的降水极值中心。台站分布越密集的地方,插值效果越好,并且最近距离小于40 km的台站插值精度较高,大于40 km插值精度衰减较快。     

云南不同气候带极端气温变化趋势

利用1975-2008年云南6个气候代表站的最高气温、最低气温和平均气温资料,分析了气温序列的变化趋势,探讨了可能的形成原因.结果显示,各代表站的气温总体上呈上升趋势,但气温变化率的大小与其所处的气候带之间没有明显的规律性差异.代表高原气候的香格里拉站其气温增暖趋势最突出,代表北亚热带、中亚热带和南亚热带站点的气温与其有相似的变化趋势,主要表现为最低气温增温速率最大,平均气温次之,最高气温最小,而气温日较差(DTR:Differenceof Temperature Range)有明显减小趋势.温带和北热带代表站气温的变化则有不同的特征,温带的变化表现为最高气温显著上升,最低气温上升速率略小于平均气温的上升速率,DTR变化不显著;北热带的变化表现为平均气温增温速率最大,最低气温次之,最高气温最小,DTR变化不显著.对各站相对暖日、冷日、暖夜、冷夜和霜日的逐年统计分析表明,总体上云南的冷事件在减少,而暖事件增多.     

1961—2018年内蒙古平均气温突变前后变化特征

文章选用1961—2018年内蒙古109个气象站的气温数据,采用线性趋势、Mann-Kendall检验、气候倾向系数等方法,对内蒙古平均气温突变前后的变化特征进行了分析。结果表明:(1)1961—2018年内蒙古年平均气温的增暖趋势非常明显,时间序列在1990年前后发生突变,而且平均气温在突变前、后存在时间变化和空间变化。(2)四季平均气温均呈明显增温趋势,但存在季节差异。春季平均气温的增温速率为0.428℃/10a,高于全年平均水平,突变时间在1996年;夏季平均气温的增温速率为0.312℃/10a,近58a夏季平均气温上升约1.8℃,与其他季节相比突变时间最晚,发生在1998年;秋季平均气温的增温速率最小,为0.297℃/10a,近58a秋季平均气温上升1.7℃,气温突变时间在1989年;冬季平均气温的增温速率最大,为0.463℃/10a,近58a冬季平均气温上升2.7℃。(3)从58a的增温空间分布上看,增温幅度差异明显:突变前的30a里,大部地区年平均气温增温速率在0.20℃/10a以上,其中,赤峰市大部地区的增温趋势不显著,其余地区的年平均气温都是显著或极显著的增温趋势;突变后的28a里,大部分地区的年平均气温增温速率0.10℃/10a和0.20～0.40℃/10a,其中,呼伦贝尔市的大部、赤峰市的大部地区平均气温增温趋势不显著,其余地区都在显著或极显著的增温趋势。     

基于卫星观测的南海表层温度气候学特征及长期变化

利用高分辨率AVHRR Pathfinder卫星海表温度资料,分析了1982-2012年南海及其毗邻海区海表温度（SST）的变化趋势,并给出了近30年该海域SST的气候学特征。结果表明：南海年平均SST随纬度的增加而降低,且越靠近陆地海温梯度越大,等温线呈西南-东北向分布;南海最高、最低SST分别出现在夏季和冬季;夏季中南半岛和海南岛东侧存在相对低温区,应与西南季风和地转偏向力共同作用引起的深层冷水涌升有关;近30年南海及毗邻海区年平均SST增温趋势为0.100℃/10a,20世纪90年代末到21世纪初年平均SST处于高值期,最高值出现在1998年;南海海区四季均存在变暖趋势,冬季增温趋势最大,为0.194℃/10a,夏、春季次之,分别为0.121℃/10a和0.107℃/10a,秋季最小,为0.086℃/10a;近30年台湾海峡和中国大陆东南沿海增温最显著,最大增温值达到0.7℃/10a以上。     

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。     

1951—2010年大连市气温变化特征

利用1951—2010年大连市气温资料,采用气候趋势系数和气候倾向率、Mann-Kendal1突变分析等方法对年和季平均气温、最高最低气温变化特征进行了分析和突变检验。结果表明：大连市年和季平均气温呈上升趋势,进入21世纪,升温趋势有所减缓;大连市年平均气温的增温速率为0.33/10 a,明显高于近50 a中国平均增温...     

1951—2010年大连市气温变化特征

利用1951—2010年大连市气温资料,采用气候趋势系数和气候倾向率、Mann-Kendal1突变分析等方法对年和季平均气温、最高最低气温变化特征进行了分析和突变检验。结果表明：大连市年和季平均气温呈上升趋势,进入21世纪,升温趋势有所减缓;大连市年平均气温的增温速率为0.33/10 a,明显高于近50 a中国平均增温速率0.22/10 a,更高于近50 a全球平均0.13/10 a的增温速率。大连市平均气温的升高主要发生在春季和冬季;年平均最低气温的升温幅度大于年平均最高气温的升温幅度;年、季平均气温存在突变,突变始于1987—1990年前后,突变前后平均气温均值相差较大;年、季平均最高气温和最低气温大都存在突变,但秋季平均最高气温无突变。     

北京1841年以来均一化最高和最低气温日值序列的构建

长期连续的日值观测资料是研究百年来极端气候事件及其变化特征的重要基础支撑.目前中外由于缺乏可靠的逐日百年尺度气候资料,使得20世纪50年代以前的极端气候变化规律仍然没有得到很好的认识.基于国家气象信息中心收集整理的日最高和最低气温观测资料,构建北京1841—2019年气温日值序列.首先,通过数据质量控制剔除原始基础资料...     

攀枝花市区33年气温变化趋势研究

本文利用攀枝花市区1977~2009年年平均气温、年平均极端最高气温、年平均极端最低气温以及逐日最高气温资料,运用气候趋势系数、累计距平、MK突变检验等方法研究分析了攀枝花市区气温变化趋势,主要结论有:(1)33年来该地区年平均气温呈现弱的下降趋势,与全球升温趋势相悖。(2)年平均极端最低气温升温趋势率为0.24℃/(10a),大大高于年平均极端最高气温升温趋势率0.09℃/(10a)。(3)高温日数及热积温均呈下降趋势,其中热积温下降趋势率为8.4℃/(10a)。(4)市区炳草岗年平均气温相对稳定,不存在突变现象。      

赤峰地区近50a气候变化诊断分析

利用线性回归、累积距平和多项式回归法,对赤峰地区1951—1990年12个气象台站的月、季、年平均气温、最高气温、最低气温序列进行连续性变化趋势分析,确定该区域的气候变化趋势。应用Mann-Kendall法和滑动t检验法检验气温序列变化的不连续性,确定突变时间。结果表明:赤峰地区12个月的平均气温均有升温趋势,增温幅度从0.56℃/10a到0.15℃/10a,其中2月份最强。季节增温最显著的是冬季,其次是秋季和春季,夏季最弱。年平均气温增温率是0.28℃/10a,1988年是变暖的第一年,突变时间在1993年;年平均最低气温增温率是0.29℃/10a,1988年是变暖的第一年,突变时间在1988年;年平均最高气温增温率是0.26℃/10a,1993年是变暖的第一年,突变时间在1993—1996年附近;平均最低气温和最高气温的变暖时间具有不对称性。     

Sea Surface Temperature Extremes of Different Intensity in the China Seas During the Global Warming Acceleration and Hiatus Periods

Based on the daily OISST V2 with 0.25o horizontal resolutions, we study the variations of sea surface temperature (SST) extremes in the China Seas for different segments of the period 1982-2013. The two segments include the warming acceleration period from 1982 to 1997 and hiatus period from 1998 to 2013 when the global surface mean temperature (GSMT) was not significantly warming as expected during the past decades, or even cooling in some areas. First, we construct the regional average time series over the entire China Seas (15o–45oN, 105o–130oE) for these SST extremes. During the hiatus period, the regionally averaged 10th, 1th and 0.1th percentile of SSTs in each year decreased significantly by 0.40°C, 0.56°C and 0.58°C per decade, respectively. The regionally averaged 90th, 99th and 99.9th percentile of SSTs in each year decreased slightly or insignificantly. Our work confirmed that the regional hiatus was primarily reflected by wintertime cold extremes. Spatially, the trends of cold extremes in different intensity were non-uniformly distributed. Cold extremes in the near-shore areas are much more sensitivity to the global warming hiatus. Hot extremes trends exhibited non-significant tendency in the China Seas during the hiatus period. In word, the variations of the SST extremes in the two periods were non-uniform spatially and asymmetric seasonally. It is unexpected that the hot and cold extremes of each year in 1998–2013 were still higher than those extremes in 1982–1997. It is obvious that relative to the warming acceleration period, hot extremes are far more likely to occur in the recent hiatus as a result of a 0.3°C warmer shift in the mean temperature distribution. Moreover, hot extremes in the China Seas will be sustained or amplified with the end of warming hiatus and the continuous anthropogenic warming.     

不同升温情景下中国东北地区平均气候和极端气候事件变化预估

利用区域气候模式RegCM4的逐日气温和降水资料,预估1.5℃和2.0℃升温情景下,东北地区平均气候和极端气候事件的变化。结果表明：RCP4.5排放情景下,模式预计在2030年和2044年左右稳定达到1.5℃和2.0℃升温;两种升温情景下,东北地区气温、积温、生长季长度均呈增加趋势,且增幅随着升温阈值的升高而增加;1.5℃升温情景下,年平均气温增幅为1.19℃,年平均降水距平百分率增幅为5.78%,积温增加247.1℃·d,生长季长度延长7.0 d;2.0℃升温情景下气温、积温、生长季长度增幅较1.5℃升温情景下显著,但是年和四季降水普遍减少,年降水距平百分率减小1.96%。两种升温情景下,极端高温事件显著增加,极端低温事件显著减少,极端降水事件普遍增加。霜冻日数、结冰日数均呈显著减少趋势,热浪持续指数呈显著增加趋势;未来东北地区降水极端性增强,不仅单次降水过程的量级增大,极端降水过程的量级也明显增大,随着升温阈值的增大,极端降水的强度也逐渐增大。