气温涨落中的层次相似律

尝试近年来发展的湍流层次结构模型应用于分析气温序列涨落，试图寻求一种研究气温变化中多尺度现场的新方法。通过分析北半球近百年月平均气温距平的Jones序列，证实了层次相似律的存在，得到层次相似系数β，并对其物理含义进行了讨论。     

辽宁近百年气温变化基本特征分析

选用沈阳、大连、丹东、营口4站1905～2001年近百年月平均气温资料，建立辽宁近百年气温变化序列，以此序列为基础分析了辽宁近百年气温的季节和年变化特点。     

中国1940年代“偏暖”的资料问题

利用多套中国近百年气温观测资料和台站历史沿革信息,通过还原和对比分析早期发表的百年气温序列,探讨分析了20世纪40年代“偏暖”记录的资料问题。结果表明:20世纪50年代初大量台站迁移造成观测序列非均一性问题,导致了早期气温记录相对偏高。因而,基于原始资料构建的中国百年气温序列在20世纪40年代有一个明显的暖峰,而基于均一化资料构建的序列则无此暖峰,由此估算的中国百年气候增暖趋势（1.41 ℃/100 a）大于早期的大部分估算结果。     

辽宁近百年气温变化基本特征分析

选用沈阳、大连、丹东、营口4站1905～2001年近百年月平均气温资料,建立辽宁近百年气温变化序列,以此序列为基础分析了辽宁近百年气温的季节和年变化特点     

黄河中游地区近522年旱涝突变

应用T检验方法对我国黄河中游地区1470～1991年夏季（5～9月）旱涝等级序列进行分析，结果表明:该地区气候存在着两次百年尺度突变，即17世纪50年代前后（旱转涝）和18世纪60年代初期（涝转正常），以及百年尺度内20～30年尺度的气候突变；并指出黄河中游地区各时期旱涝变化与赤道东太平洋海温指数（SSTI）和大气活动中心的演变有密切联系。     

近百年哈尔滨气温的诊断研究

用SSA方法分析哈尔滨近98a月平均气温距平序列,得出哈尔滨近百年气温是增温倾向;年代际变化1909～1955年升温,1956～1969年微弱降温,1970～2006年明显升温;年际变化主要有2.315a年和4.06a振荡;月际变化主要存在8.33个月振荡。     

河北保定气象站长序列气温资料缺测记录插补和非均一性订正

基于多源的气温月值资料,在数据整合和初步质量控制基础上,同时采用标准化序列法和多元线性回归法对河北保定气象站1913-2014 年月平均气温、最高气温和最低气温资料进行了插补。通过交叉检验法分析发现,标准化序列法插补得到的气温序列效果较好,并且气候统计特征与同区域周边站的研究结果更具一致性。利用惩罚最大F 检验（PMF）对插补后序列的均一性进行了检验,结果表明：通过插补得到的保定站百年气温月值序列的均一性相对较好,仅月平均最低气温序列存在2 个显著间断点,分别由同类型仪器的更换和台站迁移导致,研究中采用分位数匹配（QM）对其进行了订正,建立了保定站百年气温月值序列。通过与邻近单站及我国中东部区域均一化百年气温序列的综合对比显示,本文建立的保定站百年气温月值序列与邻近单站的相关性基本达到0.8 以上;从增暖趋势来看,保定站与中东部区域平均序列分别达0.121 ℃/10a、0.204 ℃/10a,基本在同一量级内：这一定程度上说明建立的保定站百年气温序列相对合理。     

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。     

洞庭湖区近百年气温序列构建及其变化特征

采用统计方法并结合气象台站历史沿革信息,对1910-2010年洞庭湖区气温观测资料进行均一性检验和订正,并利用洞庭湖区周边气象台站资料对洞庭湖区1951年以前缺测的气温资料进行插补,构成完整的气温序列。基于洞庭湖区完整气温序列,构建洞庭湖区近百年气温序列并分析其变化特征。结果表明：1910-2010年洞庭湖区年平均气温呈显著上升趋势,其中冬季和春季平均气温上升幅度最大,秋季次之,夏季变化趋势不显著;气温变化存在明显的冷暖交替,冷暖期交替比中国地区更频繁;近百年洞庭湖区年和冬季、春季、秋季平均气温均存在一个显著增暖的突变点;小波分析表明,近百年洞庭湖区年和四季平均气温均经历了冷-暖-冷-暖4个阶段的交替。     

东北地区近百年气候变化及突变检测

利用沈阳、大连、营口、长春、哈尔滨、黑河6个代表站1905~2001年的月平均气温和月降水观测数据,建立了东北地区近百年来季、年的气温和降水序列。对所建温度和降水序列分别与同一区域内26个代表站的温度序列和51个代表站的降水序列近40年同期资料做了相关分析,检验了序列的代表性。在所建序列的基础上,分析了东北地区百年气温的年代、年和季节等不同时间尺度的变化特点和地域分布特征,以及百年降水量的变化规律,采用谱分析方法探讨了序列的周期性变化特征,并采用Mann-Kendall和Yamamoto方法对经过滑动平均的气温和降水序列进行了突变分析。     

基于DFA的雷暴日时间序列分形特征分析

运用最小二乘法、非趋势波动分析(DFA)与小波变换三种方法对比分析许昌市1961—2012年52 a雷暴日时间序列的变化特性,揭示雷暴日的长程相关性及其内在规律。研究结果表明:许昌市52 a月雷暴日时间序列属于分形时间序列,存在内在的长程相关性,其雷暴日数每10 a减少1.6689天,雷暴日时间序列长程幂律相关的标度指数为0.8940,该幂律关系至少可持续17个月,并将2011年和2012年观测数据作为验证数据加以验证,结果与DFA分析结果一致;雷暴日时间序列具有2个显著的标度不变区域,存在一个突变点,反映了雷暴日系统具有复杂的物理作用机制;三种分析方法均得出许昌市雷暴日呈减少趋势的结论,最小二乘法虽然能定量计算出雷暴日每10 a的减少量,但年度尺度较大,精确度变低,而DFA和小波分析法的分析结果更加细致;但在定量描述雷暴日变化趋势上DFA法优于小波分析结果,而在分析雷暴日时序的细节分量和周期特性时小波分析更加清晰;DFA法可作为预测未来雷暴日发展趋势时长的有效方法之一。     

月尺度气温可预报性对资料长度的依赖及可信度

利用全国518个站1960—2011年逐日气温观测资料和160个站1983—2012年月尺度气温客观预测数据,基于非线性局部Lyapunov指数和非线性误差增长理论,研究中国区域月尺度气温可预报性期限对资料序列长度的依赖性。结果表明:气温可预报性期限对资料序列的长度有一定程度的依赖性,在西北、东北及华中地区尤为明显。平均而言,45年的资料序列长度才能够得到稳定合理的可预报性期限。为了验证气温可预报期限计算结果的可信度,将月尺度气温的可预报性期限与客观气候预测方法的预报评分技巧进行对比,发现两者结果非常一致。其中,由观测资料得到的1月气温的可预报性期限明显低于7月,1月客观气候预测方法的预报评分技巧也明显低于7月,且1月 (7月) 预报评分的空间分布型与1月 (7月) 气温可预报性期限的空间分布型较为一致。因此,利用非线性局部Lyapunov指数和台站逐日观测资料分析气温的可预报性期限结果是可信的。     

Retrieving air humidity,global solar radiation,and reference evapotranspiration from daily temperatures: development and validation of new methods for Mexico. Part I: humidity

The occurrence of flood and drought frequency is highly correlated with the temporal fluctuations of streamflow series; understanding of these fluctuations is essential for the improved modeling and statistical prediction of extreme changes in river basins. In this study, the complexity of daily streamflow fluctuations was investigated by using multifractal detrended fluctuation analysis (MF-DFA) in a large heterogeneous lake basin, the Poyang Lake basin in China, and the potential impacts of human activities were also explored. Major results indicate that the multifractality of streamflow fluctuations shows significant regional characteristics. In the study catchment, all the daily streamflow series present a strong long-range correlation with Hurst exponents bigger than 0.8. The q-order Hurst exponent h(q) of all the hydrostations can be characterized well by only two parameters: a (0.354 ≤ a ≤ 0.384) and b (0.627 ≤ b ≤ 0.677), with no pronounced differences. Singularity spectrum analysis pointed out that small fluctuations play a dominant role in all daily streamflow series. Our research also revealed that both the correlation properties and the broad probability density function (PDF) of hydrological series can be responsible for the multifractality of streamflow series that depends on watershed areas. In addition, we emphasized the relationship between watershed area and the estimated multifractal parameters, such as the Hurst exponent and fitted parameters a and b from the q-order Hurst exponent h(q). However, the relationship between the width of the singularity spectrum (Δα) and watershed area is not clear. Further investigation revealed that increasing forest coverage and reservoir storage can effectively enhance the persistence of daily streamflow, decrease the hydrological complexity of large fluctuations, and increase the small fluctuations.     

Detrended fluctuation analysis of daily temperature records: Geographic dependence over Australia

Summary Daily temperature anomaly records are analyzed (61 for Australia, 18 for Hungary) by means of detrended fluctuation analysis. Positive long range asymptotic correlations extending up to 5–10 years are detected for each case. Contrary to earlier claims, the correlation exponent is not universal for continental stations. Interestingly, the dominant factor is geographic latitude over Australia: the general tendency is a decrease of correlation exponent with increasing distance from the equator. This tendency is in a complete agreement with the results found by Tsonis et al (1999) for 500-hPa height anomalies in the northern hemisphere. The variance of fluctuations exhibits an opposite trend, the larger is the distance from the equator, the larger the amplitude of intrinsic fluctuations. The presence of Tropospheric Biennial Oscillation is clearly identified for three stations at the northeastern edge of the Australian continent.     

1901-2007年澳门地面气温变化的分析

 利用澳门的气温观测资料, 分析了澳门1901-2007年地面气温变化的基本特征。结果表明：近107 a的升温率为0.066℃/10a, 明显低于全球平均升温率。季节平均气温的年代际变化有明显的季节差异,最大的增暖发生在春季和冬季,夏季的增暖最小;冬、夏季的变化分别有明显的时间尺度约为60 a和30 a的振动。年平均最高气温的升温率仅为最低气温的一半左右。最高气温的年代际变化呈缓慢的气候波动现象,20世纪80年代中期以后的升幅与历史上的增暖大致相当;最低气温近20多年来的增暖趋势可能是其长期（变暖）趋势的延续。年平均日较差整体来说是趋于减少的,但近30 a却趋于增加。     

中国东部地区冬季气温与北极涛动的关系

利用NCEP/NCAR再分析资料、北极涛动（AO）指数序列及中国160个台站月温度资料,分析1951-2007年中国冬季气温与AO指数的变化特征及其相互关系。结果表明：1951-2007年AO与中国东部地区冬季气温基本呈正相关关系。中国东部地区冬季气温指数（IWT）与北极涛动指数（IAO）均逐渐增强,并有显著的年际和年代际变化,均存在准18 a的周期变化特征。从偏相关系数来看,在年际尺度上,西伯利亚高压对中国东部地区冬季气温的年际变化影响较大,而AO与冬季气温无显著相关关系;在年代际尺度上,AO对中国东部地区冬季气温的影响较显著,比西伯利亚高压影响大。东亚大槽偏弱时,中国冬季气温偏高,AO指数也偏高,反之则相反。在年际尺度上,东亚大槽对中国东部地区冬季气温的年际变化影响较大,而AO与冬季气温无显著相关关系;在年代际尺度上,AO和东亚大槽对中国冬季气温的变化影响均较显著。     

中国极端温度的群发性研究

从极端事件再现时间的角度研究了中国极端高、低温事件再现时间序列的长程相关性、群发性以及二者的关系。发现极端温度事件再现时间序列具有长程相关性,表征长程相关性的标度指数分布存在着明显的区域性特征,并与大气环流有关,当中国大陆在盛夏或隆冬稳定的西风环流控制下,极端温度的长程相关性较好,标度指数较大。通过定义极端事件的群发指数,对极端高、低温进行研究,发现具有长程相关性再现时间序列的极端温度呈现群发现象,且极端温度再现时间序列的标度指数和群发指数二者在空间分布上有较好的对应,极端温度再现时间序列的长程相关性可能是导致极端温度群发性的原因。从年际变化的角度看,极端高温Ⅰ级群发区域的群发指数增长趋于平缓,而极端低温Ⅰ级群发区域的群发指数有下降趋势,这与近几十年来全球变暖一致。在年代际尺度上,群发指数分布的演变特征明显,极端高温Ⅰ级群发区域总体面积变化不大,而极端低温Ⅰ级群发区域面积明显减少。因此,极端低温事件群发性减弱很可能是年代际气候变暖的主要原因。     

河南省气温变化及其与ENSO的相关

利用Marr小波变换和交叉小波变换，对河南省近50年气温、Nin。海区KSTA、南方涛动指数SOI月平均距平序列进行了时频特征分析。结果表明：河南气温距平(△T)、海面温度距平(△Tss)以及南方涛动指数距平(△Iso)序列中都存在着不同时间尺度的周期分量，并且各周期分量具有不同的强度；河南省气温变化与ENSO振荡过程之间也存在着多尺度联系。     

Monthly summaries of merchant ship surface marine observations and implications for climate variability studies

We compute the interannual fluctuations of the surface heat budget of the North Atlantic using the trimmed monthly summaries of the Comprehensive Ocean-Atmosphere DataSet (COADS) for the period 1950–1979. The presence of long-period trends in the heat budget imply large variations of the northward cross-equatorial heat transport over the years. To assess the reliability of these variations, we compare the COADS climate signal to that derived from the ocean weather stations (OWSs) of the North Atlantic. The sea surface temperature, air temperature and sea level pressure show good correlation between the anomaly time series derived from the merchant ship monthly summaries of COADS, and those derived from OWS monthly summaries, except for northernmost locations during winter. In contrast, the sensible and latent heat parameters, which require simultaneous measurements of various variables, have merchant ships and ocean weather stations anomaly time series that are poorly correlated. Only in heavily travelled latitudes and during winter, when the air-sea heat exchange anomalies are large, are the merchant ship measurements able to reproduce the interannual fluctuations of the heat fluxes. The long-period trends in the surface heat budget of North Atlantic equatorward of 40° N implied by COADS thus appear unrepresentative of true climate trends. The COADS trends result from a gradual increase in the magnitude of the reported winds over the years due probably to variations in the ratio of measured to estimated winds, as well as from long period fluctuations in the near surface vertical temperature and humidity gradients. Offprint requests to: R Michaud     

濮阳市0 cm地温变化特征及成因分析

利用线性分析方法和相关分析方法,分析了濮阳近50年地面温度的变化倾向率及成因。月平均地面温度变化趋势具有明显的阶段性,12月至翌年4月呈升温趋势,5～11月呈降温趋势,其变化倾向率分别为0．01～0．32℃／10a和-0．04～-0．83℃／10a,年平均地面温度变化倾向率为-0．23℃／10a;各月地面平均最高温度的变化倾向率,11月为0．01℃／10a,其余月份则为-0．46～-2．16℃／10a,年变化倾向率为～0．23℃／10a;各月地面平均最低温度的变化倾向率,11月为-0．02℃／10a,其余月份则为0．09～0．76℃／10a,年变化倾向率为0．34℃／10a;各月平均地气温差的变化倾向率为-0．17～-0．66℃／10a,年变化倾向率为-0．35℃／10a。当地地面平均最高温度呈逐年递减趋势,地面平均最低温度呈逐年递增趋势,地面平均最高温度的递减趋势远大于平均最低温度的递增趋势,因此,年平均地面温度呈逐年递减趋势。地气温差逐年递减,大气稳定度增强,不利于近地层污染物和水汽扩散,由此带来轻雾日数增多,空气污染加重。日照时数减少,地面受太阳直接辐射减少,是地面温度趋降的直接原因,空气湿度和降水量趋增、空气污染加重等要素的变化,是地面温度趋降的间接原因。