时间尺度分离在华南夏季极端高温预测中的应用

基于高温日数存在受不同物理因子影响不同时间尺度变率的特征,应用滤波对华南夏季高温日数进行时间尺度分离,得到高温日数的年代际分量和年际分量。统计分析高温日数总量、年代际分量和年际分量在各自对应时间尺度上的影响因子,采用"向前"交叉检验逐步回归法,分别建立高温日数总量、年代际分量和年际分量的回归模型。高温日数总量的回归模型即为高温日数不区分时间尺度的直接回归模型,而两个分量回归模型拟合结果的叠加,即为高温日数时间尺度分离统计模型对总量的拟合。利用十折交叉检验法,对高温日数直接回归模型和时间尺度分离统计模型的拟合结果进行比较:相比高温日数直接回归模型,时间尺度分离统计模型的年代际分量均方根误差由2.6降低到2.3,与观测数据的相关系数由0.69提高到0.73（显著性水平α=0.01）;年际分量均方根误差由3.2降低到2.9,与观测数据的相关系数由0.4（α=0.1）提高到0.48（α=0.01）;高温日数总量均方根误差由4.1降低到3.7,与观测数据的相关系数由0.48提高到0.62（α=0.01）。1979~2010年拟合时段华南夏季高温日数的回报结果表明:两模型回报结果与观测数据均存在明显相关（α=0.01）,直接回归模型的相关系数为0.57,时间尺度分离统计模型提高到0.72。2011~2013年独立检验时段的预测结果表明:直接回归模型预测结果的平均均方根误差为26.4%,时间尺度分离统计模型降低到12.3%。初步结果表明,两模型对华南夏季高温日数均有一定的预测能力,而时间尺度分离统计模型的预测结果有所改进。     

巴中市夏季高温干旱气候特征及预测研究

本文对1961年以来巴中地区夏季高温、干旱的基本气候特征及其变化趋势做了详细分析,并利用NCEP月平均环流资料分析了旱涝成因,从500hPa环流、ENSO、高原积雪以及太阳黑子等因子入手,总结出了巴中地区夏季旱涝趋势预测的主要参考因子和预测方法。     

巴中市夏季高温干旱气候特征及预测研究

本文对1961年以来巴中地区夏季高温、干旱的基本气候特征及其变化趋势做了详细分析,并利用NCEP月平均环流资料分析了旱涝成因,从500hPa环流、ENSO、高原积雪以及太阳黑子等因子入手,总结出了巴中地区夏季旱涝趋势预测的主要参考因子和预测方法.     

2020年中国夏季高温解读

2020年夏季,全国平均气温延续了2005年以来的偏高态势,高温日数更是自2000年以来连续21年持续偏多,“华南高温少雨导致气象干旱持续发展”入选2020年中国十大天气气候事件。下面就来一一解读2020年的夏季高温。     

基于DERF的SD方法预测月降水和极端降水日数

针对动力气候模式对区域或更小空间尺度内的日降水预测技巧偏低的问题,应用最优子集回归 (OSR) 方法对国家气候中心业务化的月动力气候模式 (DERF) 输出的高度场、风场和海平面气压场进行降尺度处理用于降水预测,旨在提高预测准确率。1982—2006年交叉检验结果表明：OSR方法能显著提高降水预测技巧,其中11~40 d改善效果最为显著。在此基础上,应用一步法和两步法两种统计降尺度方法预测极端降水日数,交叉检验结果表明:两种方法均优于随机预测,冬季两步法预测技巧略高于一步法,夏季一步法略优于两步法。综合认为OSR,OSR结合随机天气发生器 (WG) 两种统计降尺度方法对月尺度降水或极端降水日数的预测均具有较高的技巧,可作为短期气候预测的重要参考信息。     

1999年中国夏季气候的预测和检验

利用改进的中国科学院大气物理研究所短期气候预测系统（IAPPSSCA）,结合IAPENSO预测系统所预测的1999年热带太平洋地区的海温异常,对1999年中国夏季气候进行了适时集合预测。预测结果表明：IAPPSSCA较好地预测出了1999年夏季北半球大尺度环流场的异常情况,并较好地预测出1999年中国南涝北旱的大范围降水形势。IAPPSSCA对长江下游的强降水中心、中国南方大部夏季多雨的特征以及中国北方大部的干旱少雨形势的预测,与实测较相符。但IAPPSSCA预测的南方大范围雨带的北界比实测的略为偏北,北方的小范围的降水正距平区域也没有能预报出来。另外,对于月平均降水距平的预测亦存在较大的不确定性。这说明我们的预测系统还有待于进一步的改进和完善。     

势函数在三峡地区夏季旱涝预测中的应用

介绍了势函数作为一种确定的非线性分类方法的基本原理,提出了利用势函数预报三峡地区夏季旱涝的方法。     

广西冬寒日数的气候变化特征及其与500hpa高度场的关系

在统计广西86个气象站历年冬寒日数的基础上,分析了平均冬寒日数、最多和最少冬寒日数的地区分布.用聚类分析方法,初步将广西冬寒日数划分为北部、南部、左右江河谷和沿海4个区.对广西8大站冬寒日数的气候变化特征及其与500hPa位势高度场的关系进行了分析,并用逐步回归方法建立了预测模型.     

1960-2006年重庆高温日数时空变化特征

利用重庆市1960-2006年35个地面气象站逐日气温资料,分析了近47年来重庆市高温日数的时空变化特征.结果表明:重庆市有四个主要的高温多发区,分别在东北角的巫山、北部的万州、中部的涪陵和丰都一带以及西南角的万盛和綦江附近;较重高温、严重高温和特别严重高温的最大值分别为21d/a、14d/a和2d/a左右.重庆市高温日主要发生在7月和8月,其中8月的高温日数和高温强度都大于7月;近47年全市高温日数大体呈现出增加-减少-增加的变化趋势;尤其是大于40℃的高温日数变化最为明显.     

广东高温预警指标及高温日数统计

高温热害是《广东省突发气象灾害预警信号发布规定》（2006年3月,广东省人民政府黄华华省长第105号令）中的9种灾害性天气之一。高温热害给工农业生产、交通安全和人们的日常生活和健康带来严重的影响,持续高温会引发大面积干旱,对城乡供电、供水造成极大压力,威胁人们的生命及能源、水资源和粮食安全。     

2003年夏季长江中下游地区异常高温的分析

2003年我国和世界范围内，部分地区出现了盛夏异常高温天气。本文主要从环流特征和南京近百年气温资料，以江苏为主的长江中下游地区出现的异常高温成因，作了天气和气候的分析。经研究分析，造成2003年异常高温时段的副热带高压形势是符合历史同期出现高温天气的环流特征的。唯2003年高温时段的副热带高压的强度较历史同期显著偏强。从气候方面分析，2003年盛夏南京地区出现的高温天气仍未突破近百年来出现高温年的历史纪录。就南京地区而言，无论是7月下旬～8月上旬的持续高温，还是8月中旬紧接而来的低温冷夏天气，都显示出大气环流的演变特征和历史同期的气候特征。     

副热带高压控制下的高温天气特征分析

本文首先分析了2003年江苏高温天气的特征,并探讨了2003年江苏高温发生的主要原因,指出江苏高温是在副高控制的天气形势背景产生的,然而在副高控制的情况下,温度平流因子与一般情况不同,它对高温所起到的作用非常小,非绝热条件才是高温日出现的关键。本文还利用数值产品建立了江苏高温预测方程。     

近49年广东高温的气候特征及其变化规律

利用广东省86个站点1961—2009年逐日最高气温资料，分析了广东高温日数、极端最高气温的时空变化特征。结果表明，49年来，广东年平均高温日数为14.7 d，2003年最多(27.8 d)，其次是2009年(27.6 d)，1973年最少(4.6 d)。广东每年高温集中于6—9月，7、8月是高温频发期。49年来广东年平均高温日数呈明显的增加趋势，以2.9 d/(10 a)的速率增加，特别是2000年以后更加明显，并具有2～3 a和4～6 a两个显著周期。广东各站年高温日数和年极端最高气温的上升趋势非常明显，部分地区趋势系数高达0.6～0.8。广东月平均高温日数在7、8月变化最大，特别是1990年代后显著增加；2001—2009年广东86个站的年高温日数有三个地区增加最明显，增加中心分别位于广东的东部、中部以北和西部地区，高温日数距平都在15 d以上。21世纪以来，异常高温年频繁出现。     

2003年广东省夏季的异常高温天气及气候背景

对2003年夏季广东省出现的异常高温天气时空分布特点及其异常的原因进行了分析，用小波分析研究了高温期的低频振荡，并用EOF和相关分析研究高温天气的气候特征及其气候背景。结果表明，2003年广东夏季的高温天气主要出现在7月初-8月中旬初。除雷州半岛以外的广东其余地区均出现异常高温，且高温日数大多比历年同期偏多1．2倍。高温天气具有明显的阶段性变化，存在60—80天左右的季节内振荡。影响高温天气的主要系统为副热带高压，当菲律宾附近同时有热带气旋活动时，有利于广东出现异常的高温天气。2003年7月乌拉尔山以西和鄂霍次克海附近地区异常偏强的阻塞高压及前冬太平洋海温距平呈厄尔尼诺的分布型，有利于西北太平洋副高异常偏强，位置偏南，持久控制江南到华南。广东高温天气始于5月，结束于10月，主要发生在7-8月份，具有相当的同步性。从1960年代起，高温天气主要发生在1960年代初、1980年代末到1990年代初、1990年代末至今。     

我国气温变化的神经网络预测模型

利用神经网络系统工具,把CO2浓度、太阳辐射、全球冰量和气溶胶作为输入,把气温作为输出,结果发现模拟值和目标值吻合较好,比多元回归拟合值的精度高.在此基础上,进行了两个控制性试验,即CO2浓度每年分别增加1%和0.5%,试验结果表明:随着CO2浓度的增加,21世纪前30年每10年中国气温的增加速度分别为0.4 ℃和0.2 ℃;到21世纪末,中国气温将分别增加3.8 ℃和2.4 ℃,神经网络模拟结果和气候系统模式模拟结果具有较好的一致性,从而进一步说明,神经网络预测模型在分析气候变化方面具有可信性和可行性.     

A MODEL OF POTENTIAL MAIZE YIELD IN RELATION TO ACCUMULATED TEMPERATURE AND ITS APPLICATION IN ASSESSING THE IMPACT OF CLIMATIC CHANGE

Plant breeding for different maturities plays an important role in agricultural strategies for adaptation to climaticchange.In this paper using the data of ten corn hybrids with early,medium and late maturities and different leaf angles,including erectophile and planophile,observed in Beijing,Yanqing,Tai'an,Gongzhuling of Jilin and Shihezi ofXinjiang,a normal growing function was derived on the basis of the main pattern of accumulated dry matter:W=1/1+exp(8.56-13.52u)In accordance with the function authors built up a model of potential maximum biomass which depends on accumulatedtemperatureB_(max)=100+1.11∑~T_m(kg/mu)(1ha=15mu)The model was applied to estimate the potential corn yield of hybrids with different maturities,and applications ofthe results in assessing the impact of climatic change are discussed.     

1961—2018年广东高温的气候变率及其与大气环流和海温异常的关系

利用1961—2018年广东86个国家气象观测站逐日最高气温资料,NCEP/NCAR月尺度再分析大气环流资料、海表温度资料(ERSST V5),国家气候中心大气环流指数资料,采用相关、合成、突变分析等方法分析了广东高温的气候变率及其与大气环流和海温的关系。结果表明,近58年来广东平均高温日数以3.0 d/(10a)的速率显著上升,并在1998年发生增加的突变。广东高温日数具有显著的年际和年代际变化并且其对应的大气环流和海温的异常特征基本相同,但年际差异比年代际差异更加明显。在6—9月,对流层中高层位势高度正异常是广东高温日数偏多的一个重要原因,同时南亚高压和西太平洋副热带高压偏强、影响华南的偏北气流偏强,大陆高压加强也对应高温日数偏多。在5—8月,热带印度洋、热带西太平洋、南海海温偏高有利于广东高温日数增多。     

基于GRU神经网络与灰色模型集成的气温预报

使用传统单一模型预报气温经常出现漏报现象,最终导致预测结果不理想,精度较低。针对单一预报模型稳定性较低,随机性偏高,突发性较多的特点,在深度学习理论的基础上,提出一种采用门控循环单元(GRU)和灰色模型(GM)集成的方法,先分别训练两个模型,再通过权值ω将二者的预测结果进行加权组合,权值ω适当调整模型,改善模型的预报结果,提高模型的预报精度,并加快了运行速度,并且其普遍适用性和应急突发能力得到巨大改善。实验表明,将GRU神经网络加入灰色模型进行气温预报,效果要明显优于单一的模型,其标准差小了近一倍,从而表明实验方法的可行性和有效性。     

A MODEL OF POTENTIAL MAIZE YIELD IN RELATION TO ACCUMULATED TEMPERATURE AND ITS APPLICATION IN ASSESSING THE IMPACT OF CLIMATIC CHANGE*

Plant breeding for different maturities plays an important role in agricultural strategies for adaptation to climatic change.In this paper using the data of ten corn hybrids with early,medium and late maturities and different leaf angles,including erectophile and planophile,observed in Beijing,Yanqing,Tai'an,Gongzhuling of Jilin and Shihezi of Xinjiang,a normal growing function was derived on the basis of the main pattern of accumulated dry matter:W=1/1+exp(8.56-13.52u) In accordance with the function authors built up a model of potential maximum biomass which depends on accumulated temperature B_max=100+1.11∑T_m(kg/mu)(1ha=15mu) The model was applied to estimate the potential corn yield of hybrids with different maturities,and applications of the results in assessing the impact of climatic change are discussed.     

我国江淮流域温度和降水持续性变化的研究

引用序贯抽样的思想,应用Ｒａｄｏｋ提出的持续性变化检测方法,并结合经验正交函数的分析,揭示了我国江淮流域４２年来气温和降水持续性变化的主要特征。