1951—2007年辽宁省农业界限温度变化及其成因探讨

对1951-2007年辽宁省稳定通过0℃、10℃积温和持续日数变化进行了分析.结果表明:(1)近57年来辽宁省稳定通过0℃和10℃积温和持续日数呈递增趋势,其中稳定通过10℃积温和持续日数递增趋势更明显;(2)各标准气候期稳定通过0℃和10℃积温变化趋势不同,第1个和第2个30年标准气候期呈现递增趋势较弱,最近30年标准气候期呈显著递增趋势;各标准气候期稳定通过0℃和10℃持续日数均为递增趋势,而且后期递增较前期更为显著;(3)中部和沿海城市稳定通过0℃、10℃积温和持续日数递增趋势强于北部和西部;(4)城市化引起的热岛效应是观测到的稳定通过0℃、10℃积温和持续日数递增的重要原因,而区域气候变暖则进一步加强了递增趋势.     

用三种方法划分潜江四季

选用湖北潜江气象站1961—2010年逐月气温观测资料,对气温资料做了均一性检验及订正,用一元回归法分析了潜江地区近50年四季长度变化规律。分别以公历、侯平均气温、农历节气三种方法划分潜江四季,并比较各划分方法得出的结论差别。结果表明:对于潜江地区这三种划分季节方法中以侯平均气温划分法最为适用,潜江地区四季季节持续时间有明显差异,四季中以夏季最长,约4个多月;冬季次之,接近4个月;春季、秋季最短,各约两个月。     

气候变化背景下秦岭-淮河地区亚热带北界变化

基于1970—2019年秦岭-淮河地区气象站点观测数据,以日均温稳定≥10℃持续日为主要指标,以1月平均气温为辅助指标,借助薄盘样条插值（TPS）及基于数字高程模型（DEM）的普通克里金插值法,探讨秦岭-淮河地区亚热带北界对全球气候变暖及变暖“停滞”现象的响应及变化。结果表明,1970—2019年秦岭-淮河地区日均温稳定≥10℃持续日及1月平均气温均呈不同程度的上升趋势,但二者高低值的分布年份并不相同;50年来亚热带北界在秦岭段出现了明显的向高海拔地区移动的趋势,其中,秦岭南坡共计抬升153.3 m,北坡抬升148.8 m。在变暖“停滞”期间,秦岭南、北坡亚热带北界所处海拔的变化具有较高的同步性,但在1980s至1990s期间差异性较大。1970—2019年亚热带北界在淮河段北移1.3个纬度以上,在115°E附近甚至达到3个纬度,与中国过去2000年亚热带北界曾到达的最北位置相仿;从年代际上来看,亚热带北界在1990s期间北移最明显,黄河流域下游部分区域已由暖温带逐渐转化为亚热带。     

一种2 m温度误差订正方法在复杂地形区数值预报中的应用

利用模式三维预报变量,结合地面要素预报产品,采用2 m温度三维插值方法进行地形订正,以确保预报与观测三维空间上的一致性,在地形订正基础上,利用历史月均预报误差作为参考误差,剔除模式系统性误差,获取具备日变化特征的预报产品。基于陕西地区复杂地形条件下的典型观测站点,利用2016年8月28日48 h预报个例进行对比分析发现,三维插值方法有效改善了地形差异引起的评估误导问题,但无法改进模式预报的日变化趋势,进一步采用系统性误差订正后,日变化特征明显改善,特别是前24 h预报效果体现出与实况良好的一致性及更佳的预报技巧。通过2016年夏季统计评估表明,误差订正后的2 m温度预报产品有效改善了周期性误差振荡,均方根误差稳定在2 K左右,显示出明显的改进优势。     

新疆棉花播种期气候服务指标分析及应用

针对新疆棉花播种期预测服务需求,提出了日平均气温5日滑动平均"稳定≥10℃初日"和棉花"播种—出苗期间热量指数"两个兼具生物学与气候学意义的气候服务指标。在实际业务应用中,借鉴短期气候预测方法,建立"滑动相关—逐步回归—集合分析"客观预测模型,得到这两项指标的预测值并参加业务会商,为综合分析并确定棉花开播期的早晚和提出适当的服务对策建议提供了有价值的信息,效果较好。该思路和具体方法可以在更多的气象为农业服务业务领域中尝试。     

聚类分析在数值产品统计释用技术研究中的应用

选用中国数值模式输出产品山西夏季降水资料。省级实时资料库资料与山西夏季降水资料、采用聚类分析方法进行对比试验,研究山西夏季暴雨的形势场特征和预报问题,并自行设计制作了“聚类分析数值产品机选相似暴雨预报系统”,经１９９６年６－８月和１９９７年６－８月逐日预报检验,结果令人满意。     

1981—2022年西藏“一江两河”主要农区农业界限温度变化特征

日平均气温≥10℃是喜温作物适宜生长的下限温度。西藏“一江两河”主要农区≥10℃积温变化是判断该地区热量资源的关键指标。基于1981—2022年该区域9个气象站点的日平均气温数据,使用线性倾向估计、Pearson相关系数、Mann-Kendall检验和R/S分析法,分析≥10℃界限温度的气候变化特征。结果表明：(1)随着海拔高度的升高,≥10℃界限温度出现明显垂直地带性特征,包括≥10℃初日推迟、终日提前、持续日数与积温减少。(2)近42 a来,该地区≥10℃初日普遍提前,气候倾向率为-2.53 d·(10 a)^-1;终日延后,倾向率为3.33 d·(10 a)^-1;持续日数和积温均明显增加,倾向率分别为5.87 d·(10 a)^-1、106.19℃·d·(10 a)^-1。与青藏高原其他地区相比,这种变化更为明显。(3)20世纪80年代是过去40 a≥10℃初日最迟、终日最早、持续日数最短、积温最少的10 a,与之相对的是21世纪10年代的情况截然相反。(4)≥10℃界限温度的H指数均大于0.65,...     

一种新模糊似然函数在聚类分析中的应用

运用一种新的模糊似然函数，用以表示模糊集合之间的相似程度。举例说明在气象时间序列中的应用，并与常用的度量样本相似程度的指标进行对比，得出几点有意义的结论。     

标准序列法在日平均气温缺测数据插补中的应用

利用标准序列法,对1971—2000年我国2000多个国家级地面气象站日平均气温进行了插补试验,并用交叉检验方法进行验证,对比了相关性最好和距离最近两种邻近站选取方案的插补结果。试验表明,相关性最好方案的插补精度优于距离最近方案,利用前一方案进行插补时,只需要选择与待插补站日平均气温序列相关性最高的4个邻近站参与计算即可。插补试验结果表明,平均绝对误差约为0.42℃。插补值与实际观测值之间的绝对误差、均方根误差、两者之差在±0.5℃范围内的样本比例,均与邻近站平均距离呈较好的指数关系。     

主成分分析与聚类分析在青岛夏季气温变化研究中的应用

选用青岛站1951-2010年每年6-8月各月平均气温资料,通过SAS软件进行了主成分分析和聚类分析,分析了近60 a夏季气温的年际气候变化.主成分分析的结果表明,第一主成分反映青岛夏季气温距平,其正（负）方向反映夏季气温的正（负）距平,其强度反映气温偏高（低）的程度;第二主成分则反映同一年内夏季各月间气温的差异,其绝对值越大,表示各月气温差异越大.聚类分析的结果表明,青岛站夏季月平均气温的变化可以分为3类：1）6月、7月气温较低,在8月升温;2）7月平均气温最高,6月、8月相对较低;3）6月气温低,7、8两月气温较高.其中1993、2003年为第一类,2005年为第二类,其余为第三类.     

中国降水分区

Precipitation regimes of China were mapped by using empirical orthogonal function (EOF) analysis with orthogonal rotation based on normalized monthly mean precipitation data at 400 stations from 1961 to 2006.The regional boundaries were defined with the maximum-loading approach.The results identified 13 consistent and contiguous precipitation regions with distinct regional variations in China that are expected to reflect dominant regional patterns focusing on seasonal and interannual precipitation variations.The precipitation regionalization is operationally useful for seasonal and interannual climate predictions.     

三种非线性回归逐时气温预报比较订正

选取ECMWF和T639的2013年1月至2014年12月的数值预报场构造预报因子,基于神经网络、支持向量机和构造函数的非线性方法,预报地面逐时气温。试验结果显示,在单个方法预报误差较大时,3种方法的偏差订正集成方法更利于减小误差,通过偏差订正,3种非线性方法预报效果良好,平均绝对误差减小了0.5 ℃。在近1年独立样本的预报检验中,集成方法、神经网络、支持向量机和构造函数预报的平均绝对误差分别为1.5 ℃、1.7 ℃、1．8 ℃和1．4 ℃,总体上构造函数预报更为准确。     

山区农业气候区划中年平均气温空间序列的正态性研究

选取河北省西部地区30个国家基本站30年年平均气温作为样本,通过对总体样本、分区样本的偏度系数、峰度系数的分析,研究了各站点组成的空间序列,年平均气温以及地理参数(海拔高度、经度、纬度)的正态性。研究发现：总体样本的年平均气温、海拔高度不遵从正态分布,而经度、纬度能较好的遵从正态分布;按照经纬度跨度不大于1．5,尽量多选取山区站;或既要多选山区站,又要使同一分区的站点具有相同的气候特点两种原则,对站点进行分区,能使分区样本的年平均气温和地理参数均遵从正态分布。     

中国生态脆弱区高温热浪和干旱历史变化特征分析北大核心CSCD

高温热浪和干旱是影响陆地生态系统最主要的极端天气气候事件。已有关于中国高温热浪和干旱历史变化的定量研究主要针对全国范围、地理分区或单一区域,对于我国生态脆弱区相关极端事件的历史变化特征尚不清楚。本文利用中国CN05.1格点化观测数据集中的日最高气温观测资料和全球逐月标准化降水蒸发指数格点数据,分析了中国典型生态脆弱区1980~2014年发生的高温热浪和干旱的时空变化特征。结果表明:1980~2014年中国生态脆弱区的年高温日数和热浪次数整体呈增加趋势,两者变化趋势的空间分布类似。在空间分布上,高温热浪显著增加的区域主要位于北方生态脆弱区的中部和西部以及南方生态脆弱区的东部。其中,高温热浪增长显著的面积比率在西南岩溶山地石漠化脆弱区最高,在南方农牧脆弱区最低。区域平均来看,除南方农牧脆弱区较少发生高温热浪外,各脆弱区高温日数和热浪次数均呈现增加趋势,且除北方农牧林草区外,其余脆弱区增加趋势显著。北方生态脆弱区高温和热浪的发生频率和年际变化在20世纪90年代中期起均迅速增加。此外,中国生态脆弱区东部多呈现变干趋势且中等和极端干旱发生月数增多,其余地区则多变湿且极端干旱发生月数减少;区域平均来看,除西南岩溶山地石漠化脆弱区区域平均的干旱发生月数呈现显著增加趋势以外,其他区域的干湿和干旱发生月数的变化趋势小且不显著。     

表面气温内部变率估算方法的比较研究

本文利用37个CMIP5模式和CESM（Community Earth System Model）包含40个成员的超级集合试验的表面气温预估数据，比较了工业革命前气候参照试验、多项式拟合法和方差分析方法这三种目前在国际上运用较多的方法所估算的表面气温内部变率的异同，分析了内部变率的估算对气候预估中信号萌芽时间（TOE）的影响。结果表明:若采用CMIP5多模式集合，则工业革命前气候参照试验和多项式拟合法都是估算内部变率的合理方法，而方差分析方法则由于包含模式性能自身的影响会夸大内部变率故不推荐使用。内部变率的全球分布呈现出极向强化的现象，中高纬度地区的内部变率幅度远大于热带、副热带地区。内部变率受不同排放情景的影响较小，且随时间无显著变化，但方差分析方法估算的内部变率在热带地区容易受到排放情景的影响。若基于类似CESM这样的单个气候模式的超级集合模拟试验来估算内部变率，三种方法估算的结果相似。不同方法估算的内部变率对TOE的影响主要位于北大西洋拉布拉多海、南大洋威德尔海和罗斯海等邻近海洋深对流区。对于中国区域平均来说，基于CESM超级集合模拟试验，三种方法估算的内部变率与强迫信号之比都小于15%；对CMIP5多模式集合，采用工业革命前气候参照试验和多项式拟合法得到的结果与此接近，但若采用方差分析方法则显著高估内部变率的作用。     

多模式集合对中国气温的模拟效果及未来30年中国气温变化预估

利用1961-1999年中国区域701个气象站气温观测资料,分析了20个全球气候模式(IPCCAR4)在中国区域地面气温的模拟能力;利用三因素统计方法,先确定各模式气温模拟的权重因子,最后对多模式做不等权重和等权重的集合模拟.在此基础上分析了A2,A1B,B1排放情景下未来时段(2011-2040年)中国区域的气温变化...     

我国雷击致人伤亡特征及易损度评估区划

利用1997—2010年全国雷电灾害数据库资料和TRMM卫星的闪电观测资料,分析了我国雷击致人伤亡的年变化特征,结果表明:雷击造成我国平均每年460人死亡,425人受伤,死伤比为1:0.92,每年每百万人口平均死亡人数为0.36人,每年每万平方公里平均死亡人数为0.48人。为了揭示不同区域雷击致人伤亡的易损度,采用R型聚类分析方法对影响易损度的8个指标进行筛选,应用Q型聚类中类平均联结法进行分析计算,给出我国雷击致人伤亡的6类风险区划,发现广东和海南划为易损度极高的第1类地区,该类地区雷击致人伤亡的综合易损值高达5.017,而划为第5类、第6类的我国西北和东北地区雷击致人伤亡的易损度较弱,属弱风险区域。采用离差平方和法对聚类的结果进行解释和验证表明:聚类解稳定可信,较好地反映了雷击致人伤亡这种随机事件的区域易损度特征。     

中国1961—2012年风速变化区划

本文使用756个气象站点年值数据,基于最小二乘的线性拟合方法,利用1961—2012年小国年值风速的趋势变化值和波动特征值来定量识别中国风速的区域变化特征,以县级行政单位为区划单元,完成了中国1961—2012年风速变化区划,一级区划根据风速趋势值的变化划分为6个变化趋势带,即东北-华北大幅减小趋势带,华东-华中中幅减小趋势带,东南小幅减小趋势带,西南微幅减小趋势带,西北中幅减小趋势带,青藏高原小幅减小趋势带,二级区划根据风速的波动特征值并结合一级区划的结果,划分为12个波动特征区。     

东北三省冬季气温变化的有关研究进展

 通过简要回顾中国学者有关东北三省冬季气温变化的研究成果,概括分析了近百年或近几十年时间尺度平均气温及最高、最低气温年际、年代际变化的基本特征,综述了与冬季气温年际、年代际变化相关的各类海-气环流因子。近百年来,东北冬季气温上升,1987年前后发生增暖突变;北极涛动、西伯利亚高压、东亚冬季风等是影响东北冬季气温年际变化的主要因子;北极涛动、东亚冬季风、东亚中高纬环流型等的持续性是冬季气温年代际变化的主要因子。对多种变化特征集中出现的20世纪70年代末的气候变化值得深入探讨,也有必要在整个东北三省的范围内,深入开展冬季气温预测方法的系统研究。另外,测站气温序列的非均一性问题也应引起足够重视。     

一种用于中国年最高(低)气温区划的新的聚类方法

采用聚类分析和旋转主分量分析相结合的方案,对我国年最高（低）气温的年际变化型态进行地理区划。这种两者相结合的分区方案可以互相补充,使区划更具客观性。结果表明,中国年最高气温和最低气温年际变化分别可划为12和11个不同类型的区域。对前者（高温）来说,各区域的年际差异比较大,气温变化的阶段性特征有所不同;对后者（低温）来说,各区域具有较强的增温一致性,但增温的特点和幅度存在明显区域差异。最高（低）气温和平均温度的关系在各区域是不同的。总体来说,年代际变化的一致性要好于年际变化的一致性。