滕州“数九寒天”气候变化特征分析

使用滕州1960—2010年数九期间的逐日气温资料,计算各九及数九的平均气温、最高气温、最低气温及各级日最高最低气温日数,将资料分为近20a(1991—2010年)及前30a(1961—1990年),用Kruskal-Wallis检验分析两组样本是否有显著差异,结果表明1990年代以来,数九期间平均气温比前30a增高了2.1℃,平均最高气温升高了1.3℃,平均最低气温升高了2.7℃,这些增温是显著的。极端最低气温也显著升高,而极端最高气温变化并不显著。近20a数九平均气温、平均最低气温冷在四九,极端最低气温冷在一九。数九期间日最高气温5℃日数显著减少,而≥10℃日数显著增加,日最低气温≤-10℃及介于-10~-5℃日数均极显著减少,而-5℃日数极显著增加。     

近50a菏泽气温与高低温日数变化特征分析

选取1961—2010年菏泽平均气温、最高气温、最低气温资料,采用线性倾向估计、九点二次平滑和M-K检验法等气候统计方法,分析了近50a菏泽气温及高低温日数变化特征。结果表明:近50a菏泽平均气温每10a升高0.26℃,平均最高气温每10a升高0.15℃,平均最低气温每10a升高0.35℃,最低气温的升高在平均气温升高中起主要贡献作用。菏泽气候自1990年代中期开始变暖,气候变暖的主要贡献在2000年代,主要是冬春季节的升温造成的。高温日数每10a减少0.85d,低温日数的减少幅度远远超过高温日数,每10a减少5.37d,低温日数显著减少的主要时段在1990年代和2000年代。高温日数集中在6月和7月,低温日数集中在1月。除9月外,高温日数与平均气温和平均最高气温均呈正相关,低温日数与平均气温和平均最低气温均呈负相关。     

鲁南地区近40年气温变化趋势分析与农业应对措施

利用枣庄市5个气象站1977—2016年气温观测数据,对5个站点的气温进行平均;采用小波分析法和线性拟合法分析了鲁南地区近40年的逐年平均气温、季平均气温、年高温(≥35℃)日数和积温的变化特征。结果表明:1977—2016年枣庄地区年平均气温、四季平均气温和积温均呈现增温趋势,平均增温速率有所不同,其中春季的增温最为明显,倾向率为0.64℃/10a;1977—2016年每年高温日数表现出波动上升的趋势,高温日数变化的倾向率为1.70d/10a,积温变化的倾向率为90℃·d/10a。近40年来枣庄地区气温变化过程具有显著的阶段性,而不是单调递增。最后对发展高效农业的应对措施进行了分析并给出了建议。     

不同驱动场对东亚区域再分析系统中华南台风降水影响的对比研究

使用ERA-Interim和ERA5两套再分析资料分别驱动东亚区域再分析系统(East Asia Reanalysis System,EARS),并输出2015年一年期试验再分析资料,通过评估其中3次代表性的华南登陆台风降水过程,对比不同驱动场对该系统的影响,研究发现以ERA5驱动的EARS输出结果较ERA-Interim驱动的结果更准确,尤其在丘陵和山地等复杂地形下的降水模拟改进明显。进一步用ERA5驱动的EARS输出结果与欧洲中期天气预报中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts,ECMWF)新一代陆面再分析资料ERA5-Land对比分析,发现ERA5-Land对于台风大尺度降水的把握更好,而EARS对中小尺度降水过程的再现更完整,特别是对沿海降水的模拟更准确。相较于ERA5-Land,EARS目前同化的观测资料有限,对物理过程参数化方案的选择仍欠准确,后续需要有针对性地改进。     

南澳岛近50年极端天气事件变化趋势分析

根据南澳岛气象观测及<台风年鉴>资料,对南澳岛近50年的暴雨、干旱、台风、寒潮、气温不小于35℃高温等极端天气事件的气候变化进行了分析,得出累年平均暴雨日数为5.8 d/a;按GB/T20481-2006<气象干旱等级标准>,1970年为重旱年;严重影响南澳岛的热带气旋(中心进入海岸线1个纬距以内)累年平均0.78个/a;寒潮仅出现1次(1991年12月27-31日).在气候变暖背景下,20世纪80年代以来,气温不小于35℃日数呈显著增加趋势,而气温不大于5℃日数呈减少趋势.     

济宁冬季气候特征对日光温室生产的影响

利用济宁1960—2013年逐年冬季(12月—次年2月)平均气温、平均最低气温、≤-5.0℃低温日数、日照时数、降雪日数、能见度≤1000m雾日数及平均风速等资料进行数据统计分析。发现济宁冬季平均气温、平均最低气温整体呈上升的趋势,≤-5.0℃低温日数有减少的趋势,热量条件利于发展日光温室。冬季日照、降雪日数有下降的趋势,雾有略微下降的趋势,虽然日照时数减少,对日光温室生产稍显不利,但光照条件总体利于发展日光温室。冬季平均风速和平均极大风速有减小的趋势,对发展日光温室是一个较为有利的因素。     

ERA-Interim和ERA5再分析数据在江苏区域的适用性对比研究

基于江苏省73个国家级自动气象观测站和3个高空探测站的观测数据,对比研究了ERA-Interim和ERA5两套再分析数据在江苏区域的适用性。结果表明:无论是地面气象要素还是高空气象要素,ERA5再分析数据的适用性均优于ERA-Interim再分析数据,特别是ERA5再分析数据中的2 m气温及2 m相对湿度相对于ERA-Interim再分析数据体现出系统性的改进,相关系数的提升超过0.4。两套数据的小时降水量与观测之间均存在相对较大的误差,在实际使用中需谨慎。ERA5再分析数据与观测数据在一致性及误差方面存在较为显著的时空变化特征,该数据在夏季的适用性低于其他季节,在空间上夏半年体现了明显的南北分布特征,与之对应,ERA-Interim再分析数据没有显著的时空分布特征。采用新一代的ERA5再分析数据对江苏区域的天气/气候进行研究/预报具有潜在的优势。     

基于走航观测数据的ERA5南海北部夏季短波辐射收支评估

海表短波辐射收支是海–气界面能量交换的重要物理过程。本研究利用2019年南海北部夏季科考航次的走航观测数据,评估了ERA5再分析数据的海表短波辐射通量收支。结果表明,ERA5的向下短波辐射相比观测偏小,11时和15时(北京时间)的偏差最大,可达-100 W/m²。与此同时,ERA5的海表反照率整体偏低,其中高太阳高度角时段偏差较小,约为-0.03,低太阳高度角时段偏差较大,约为-0.15。向下短波辐射和反照率的偏差共同造成ERA5白天平均海表净短波辐射通量比观测偏小约25.4 W/m²;其中,反照率低估抵消了约50%向下短波辐射偏差的贡献。研究表明,在不同大气透射率情况下,ERA5的海表辐射收支偏差存在不同表现。ERA5海表反照率的低估可能与其采用的参数化方案在南海北部的适用性不足有关。基于观测本研究也给出了一个简单的参数优化方案。     

济宁地区极端气温时空变化特征分析

选用1970—2014年济宁市11个国家气象站逐月极端最高气温、极端最低气温和年高温、低温日数资料,采用线性倾向估计、累积距平、M-K突变检验和滑动t检验方法,分析了济宁市极端气温时空变化特征,得出极端最高和最低气温均呈上升趋势,且最低气温上升趋势较最高气温更加显著,各区域变化与全市情况基本一致,但也因地域差异而有所不同。其中,全市年极端最高气温总体呈弱上升趋势,西北部平原地区年极端最高气温平均值较东部山区和南部湖区偏高,高温日数以1.077d/10a的速率显著上升;季节变化不显著;在呈现上升趋势的月份中,仅3月和7月通过了α=0.05的显著性检验。全市年极端最低气温呈极显著上升趋势,南部湖区、东部山区和济宁城区上升较快,西北部平原年极端最低气温平均值较南部湖区偏低,最高与最低相差2.7℃,1986年存在一个由冷变暖的突变,年低温日数以-1.682d/10a的速率极显著下降,1987年存在由多到少的突变;夏、秋、冬季极端最低气温呈极显著上升趋势,以南部湖区、东部山区和济宁城区上升尤为显著,而春季不明显,西北部的梁山县四季变化均不明显;各月极端最低气温均呈上升趋势,但3月和8月不显著。     

全球变暖对生态环境的威胁

世界最具权威的两大气候变化监测系统(地球气象卫星系统和全球气象观测网)观测记录数据表明,地球气候自本世纪70年代开始明显增温,特别是80年代以来,连续出现高温酷热的年份。1994年全球气温要比1950～1980年30年间的平均气温高约0.3℃,是有气温记录以来最炎热的一个。