近46年来中国东部季风区夏季气温变化特征分析

利用中国东部季风区375个测站夏季平均气温资料,分析季风区夏季气温的变化特征.结果表明:(1)近46 a东部季风区夏季气温年平均呈缓慢上升趋势,但淮河流域出现下降趋势;(2)夏季气温稳定性随纬度增加而减小;(3)季风区夏季气温年均增温率0.104℃/10 a,全区平均状况看,1970年代中期后开始表现明显上升趋势;(4)季风区夏季气温变化首先表现为全区一致的变化型,然后为南北反相变化型;(5)根据REOF分析将季风区夏季气温异常分6个气候空间类型,东北、华北、江南及华南均呈现上升增温趋势,西南地区增温缓慢,淮河流域则呈现与全球变暖不一致的降温趋势.     

气候变暖背景下祁连山区夏季积雨云变化特征

利用祁连山区及其周边26个气象观测站1961-2005年夏季积雨云形状和气温观测资料,采用线性趋势分析、墨西哥帽小波分析等方法,分析了祁连山区夏季积雨云出现频率的空间分布与时间变化特征,探讨了与气候变暖的关系,并选用同期NCEP/NCAR全球再分析资料,对祁连山区夏季积雨云的环流特征进行分析.结果表明:①祁连山区夏季积雨云出现频率明显高于河西走廊和柴达木盆地.②祁连山区夏季平均气温呈逐年上升趋势,20世纪90年代以来,上升趋势更为明显.祁连山区夏季积雨云出现频率明显减少,近45年来祁连山区夏季积雨云出现频率减少近8%.③在3和20年尺度上,祁连山区夏季气温和积雨云出现频率为反相位变化结构为主;在气温振荡最强的10a时间尺度上,20世纪80年代初期以前2者为反相位关系,而之后随着祁连山区显著增温,2者则呈现出同相位变化特征.④在年代际尺度和年际尺度上,祁连山区夏季气温和积雨云出现频率均为显著的负相关关系.分析表明,在气候变暖的背景下,祁连山区和河西走廊的夏季积雨云出现频率减少,而柴达木盆地为增多.⑤祁连山区夏季积雨云出现频次的多少,是对欧亚500hpa环流异常的响应.     

西藏高原近40年的气温变化

利用西藏1961－2000年月平均气温、最高气温、最低气温资料，分析了近40年高原气温的变化趋势。结果发现，西藏大部分地区四季和年平均气温为升温趋势，尤其是秋、冬季；高原上普遍存在气温非对称变化现象，以Tmax、Tmin显著上升，但Tmin上升幅度大于Tmax为主要类型。Tmax上升主要表现在夏季，增暖以冬季最为明显，气温日较差降夏季外均显著减小。在各纬度带上均表现为升温，春、秋季升温最大，冬季次之。高海拔地区比低海拔地区升温强。近40年来西藏高原年平均气温以0.26℃/10a的增长率上升，明显高于全国和全球气温的增长率。20世纪60年代多异常偏冷年，90年代多异常偏暖年。     

塔克拉玛干沙漠周边地区20世纪前半叶夏季气温趋势变化

气象和地形条件的复杂使利用山地冰川重建既往气候变化的努力变得困难。通过对西昆仑山崇测冰芯记录中近百年稳定氧同位素(δ~(18)O)资料分析研究,发现在冰芯资料与塔克拉玛干周围气象台站夏季气温记录在可比的30～40年间存在着显著的正相关关系。据此重建了塔克拉玛干周边地区上世纪前半叶夏季气温变化趋势。在世纪尺度上该区气温呈波动上升趋势,沙漠90余年中夏季气温上升幅度约为1．2℃。     

红河中下游流域气候变化特征分析

随着全球气候变暖,大气环流异常调整和人类活动的消极因素影响,江、河流域的气候正不断发生变化。选取红河中下游的元江、元阳、河口作为代表站,利用近40年的观测资料进行线性趋势及异常值分析,旨在找出近年来红河流域的气候变化特征。结果表明红河流域近40年来,年降雨量呈增加趋势,气温呈现明显上升趋势。红河流域春季有暖干向冷湿过渡的趋势,夏季有冷干向暖湿过渡的趋势,秋季和冬季均有冷湿向暖干过渡的趋势。从异常情况来看,降雨平均每6～7年就会出现异常偏多或偏少年份,气温从20世纪80年代起,平均每4年左右时间就会出现异常现象。     

印度洋SSTA对西北夏季空中可降水量的影响研究

利用近50年NCEP再分析月平均高度场、风场、地面气压,比湿以及NOAA重构海表温度资料,运用SVD及合成分析等方法,研究了印度洋SSTA对我国西北地区夏季空中可降水量的影响,结果表明前期秋季印度洋海温异常对预测夏季中国西北空中可降水量的变化特征具有明确的指示意义,而且关键区主要在赤道印度洋,如果印度洋秋季海温异常偏暖,则中国西北夏季空中可降水量异常偏少,反之亦然.同时发现由于印度洋秋季海温近50年有变暖趋势,使得中国西北夏季空中可降水量呈变少趋势.另外通过分析还发现,若印度洋秋季海温异常偏冷(暖),中国大陆上空从同期秋季到后期夏季500 hPa高度场呈西低(高)东高(低)型,这样新疆有明显偏弱(强),而期间南压夏季风也强(弱)于常年.冬季风弱(强)于常年,后期夏季我国西北地区东北部有异常偏强(弱)的偏南的水汽输送,使得空中可降水量异常偏多(少).     

1960~2015年中国天山南、北坡与山区极端气温时空变化特征

基于中国天山地区35个气象站点1960~2015年逐日最高、最低气温实测资料,应用Mann-Kendall趋势检验分析法, 空间分析法等研究了极端气温的时空变化特征,并探讨了气温指数的环流背景因素。结果表明：① 近56 a来,年平均最高、最低气温均呈上升趋势,而日较差呈下降趋势; 暖指数和日最低(高)气温极小值均呈上升趋势,而其他冷指数呈减小趋势;从季节变化看,除暖昼、暖夜之外,大部分气温指数的冬季变暖幅度均明显高于夏季。② 空间分布上,天山山区年平均最低气温和日较差以及大部分冷指数的变暖幅度大于南北坡,而暖指数则表现为南坡大于北坡和山区。③ 高温和低温指数变化幅度表现出明显不对称性变化,年平均最低温的变暖幅度明显大于年平均最高温,冷指数变暖幅度大于暖指数,夜指数变暖幅度显著大于昼指数。④ 天山地区年平均最高(低)气温和极端气温冷指数受环流指数北极涛动(AO)、北大西洋涛动(NAO)和厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的影响较大,而北太平洋涛动(NPO)、东亚夏季风(EASMI)、南亚夏季风(SASMI)和南海夏季风(SCSMI)是暖指数变化的重要因素。     

新疆南部地区暖冬年与春夏季降水的相关分析

利用春夏季(3~8月)12个站降水资料以及冬季(12~02月)温度资料,通过统计方法选取新疆南部地区温度异常年份与春夏季降水异常年份,并进行相关分析,结果表明:暖冬年份对应的来年春夏季总降水量偏多;反之,冷冬年对应的春夏季降水总量偏少。再利用NCEP/NCAR1960-2000年全球月平均网格点资料分析500 hPa高度场环流特征,结果表明:暖冬年前期环流特征为西低东高型,冷冬年前期环流特征为西高东低型,具有反位相关系。暖冬年后期才为西高东低型,与冷冬年前期相较起点晚,从而影响到来年的环流入夏时间,这可能就是导致暖冬年份来年降水增多的原因之一。     

大气环流因子对北半球气温变化影响的研究

首先分析了北大西洋涛动(NAO)、北太平洋涛动(NPO)和南方涛动(SO)对北半球气温影响的空间分布特征。冬季大气涛动对温度方差贡献主要是在低纬和中高纬大陆地区及北太平洋部分区域,40°N以北大部分陆地总的贡献率达30%以上,热带3/4地区也在30%以上。近百年气温和大气涛动关系表明,三个涛动对北半球冬季、夏季和年平均气温的变化贡献分别达31.8%、2.6%和12.8%,也是以冬季影响最大。用大气涛动可以解释近20多年来气温上升的很大一部分方差,这说明可能在原有气温上升的趋势上,由于叠加了近期大气环流引起的气温变化,所以才形成了70年代末以来的加速变暖现象。     

1960 年以来青藏高原气温变化研究进展

青藏高原是中国最大、世界海拔最高的高原,它对全球气候系统存在显著影响.本文对青藏高原自1960年以来的气温变化特征及其影响因素的研究进行了概述与总结.近50 年来,青藏高原气温明显上升,经历了一个冷期和一个暖期,气温在20 世纪80 年代发生突变,整体呈现前低后高波动上升的趋势;最低气温和最高气温呈不对称的线性增温趋势,最低气温的上升速率要比最高气温快得多;而极端事件频率、强度也有所变化,其中低温事件大大减少,高温事件则明显增加;各类界限温度的积温以及持续日数等生物温度指标也都显著增加.在空间分布上,青藏高原气温呈现出整体一致增暖,并且有西高东低、南北反相的变化形态.影响青藏高原气温变化的因素有很多,主要包括天文因素、高原内部气象要素以及外部环流影响等.     

Effects of urbanization on daily temperature extremes in North China简

The regional changes of daily temperature extremes in North China caused by ur- banization are studied further from observed facts and model estimates on the basis of ho- mogenized daily series of maximum and minimum temperature observations from 268 mete- orological stations, NCEP/DOE AMIP- Ⅱ reanalysis data （R-2）, and the data of simulations by regional climate model （RegCM3）. The observed facts of regional warming on long time scales are obtained by analyzing the indices of temperature extremes during two time periods of 1961-2010 and 1951-2010. For urbanization effect, the contributions to decreases in an- nual and winter diurnal temperature range （DTR） are 56.0% and 52.9%, respectively, and increases in the lowest minimum temperature （TNn） are 35.7% and 26.2% by comparison of urban and rural observations. Obtained by R-2 data with observations for contrast, on the other hand, increase in the number of annual warm nights （TN90p） contributed by urbaniza- tion is 60.9%. And observed facts of regional warming in daily temperature extremes are also reflected in the simulations, but what difference is urbanization progress at rural areas in North China would be prominent in the next few years relative to urban areas to some extent from model estimates.     

近50年长江中下游地区夏季气温变化与环流异常

Using the daily data of temperature from China Meteorological Administration and the NCEP/NCAR reanalysis from 1960 to 2005, we have analyzed the relationships between the summertime high/low temperature events in the middle and lower reaches of the Yangtze River (MLRYR) and the related circulation anomalies in the Eastern Hemisphere. Our results have demonstrated that a significantly increasing trend is observed in daily minimum temperature in the past 50 years. And in some regions in the Northern Hemisphere, the opposite scenarios are observed in circulation anomalies in lower and upper parts of the troposphere in the years when the temperatures are higher than normal, as compared to those in the years when the temperatures are lower than normal in the middle and lower reaches of the Yangtze River (MLRYR). Additionally, the anomalous circulation structure in vertical direction in both the high and lower temperature years are barotropic. It is found that the emergence and maintenance of the aforementioned anomalous circulations are related to three kinds of wave train teleconnection patterns. Further more, influences of the long wave surface radiation on the air temperature are stronger in the nighttime than that in the daytime. While both the maximum and minimum temperatures have negative relationships with the sensible heat flux but positive relationships with the latent heat flux. To some extent, the anomalous dynamic heating (cooling) caused by the vertical thermal advection as well as the diabatic heating (cooling) caused by diabatic processes can explain the formation of the high (low) temperature events in the middle and lower reaches of the Yangtze River (MLRYR) in boreal summer.     

Summertime temperature variations in the middle and lower reaches of Yangtze River and their related circulation anomalies in the past five decades

Using the daily data of temperature from China Meteorological Administration and the NCEP/NCAR reanalysis from 1960 to 2005, we have analyzed the relationships between the summertime high/low temperature events in the middle and lower reaches of the Yangtze River (MLRYR) and the related circulation anomalies in the Eastern Hemisphere. Our results have demonstrated that a significantly increasing trend is observed in daily minimum temperature in the past 50 years. And in some regions in the Northern Hemisphere, the opposite scenarios are observed in circulation anomalies in lower and upper parts of the troposphere in the years when the temperatures are higher than normal, as compared to those in the years when the temperatures are lower than normal in the middle and lower reaches of the Yangtze River (MLRYR). Additionally, the anomalous circulation structure in vertical direction in both the high and lower temperature years are barotropic. It is found that the emergence and maintenance of the aforementioned anomalous circulations are related to three kinds of wave train teleconnection patterns. Further more, influences of the long wave surface radiation on the air temperature are stronger in the nighttime than that in the daytime. While both the maximum and minimum temperatures have negative relationships with the sensible heat flux but positive relationships with the latent heat flux. To some extent, the anomalous dynamic heating (cooling) caused by the vertical thermal advection as well as the diabatic heating (cooling) caused by diabatic processes can explain the formation of the high (low) temperature events in the middle and lower reaches of the Yangtze River (MLRYR) in boreal summer.     

毛乌素沙地东南缘植被NDVI时空变化及其对气候因子的响应

了解植被生长对气候变化的响应是厘清生态系统动态关系的重点。基于1990—2018年气象数据和归一化植被指数（NDVI）,应用偏相关分析与地理探测器等方法,分析了在生长季,毛乌素沙地东南缘不同类型植被年均NDVI的变化趋势,探讨了年均气温与年总降水量对各类型植被的影响。结果表明：（1） 1990—2018年生长季研究区植被年均NDVI显著与极显著增加面积达97.9%,整体生态环境质量大幅度改善。2005年之前植被年均NDVI增速缓慢,此后以0.011·a^-1的速率发生了突变增加,其中灌丛类植被年均NDVI增长幅度最大。（2） 2000年为年总降水量与年均气温的趋势突变点,突变前年总降水量以-5.510 mm·a^-1的速率减少,此后以5.541 mm·a^-1的速率增加,且主要依赖于大雨雨量的增加;年均高温与年均低温在突变前上升速率分别为0.122 ℃·a^-1与0.230 ℃·a^-1,突变后,年均高温下降速率为-0.014 ℃·a^-1,而年均低温上升速率为0.022 ℃·a^-1。（3） 在植被年均NDVI缓慢增长阶段（1990—2005年）,年均低温对植被影响较大,与不同类型植被年均NDVI多呈显著正相关;在植被年均NDVI快速增长阶段（2006—2018年）,年总降水量与不同类型植被年均NDVI呈显著正相关,大降雨事件的频发使得降水量对于植被的生长起主导作用。年总降水量与年均气温尤其是年均低温的交互作用是促进植被生长的关键。     

京津冀冬季冷空气过程的低频特征及西伯利亚高压低频变化的影响

本文使用1981—2015年京津冀地区逐日气温和NCEP/NCAR再分析资料,分析了京津冀地区冬季冷空气过程的低频环流特征,以及西伯利亚高压（SH）的低频变化特征及其对京津冀冷空气过程的影响。分析表明,冬季京津冀气温和SH都存在10~30 d显著低频周期,且二者的低频分量之间存在显著的超前滞后相关。京津冀冷空气过程主要发生在低频气温从零位相到谷值的下降阶段,以及低频SH从峰值到零位相的下降阶段。随着京津冀气温和SH的10~30 d低频变化,亚洲近地面层和中层大气环流均表现出一个从西北向东南传播的低频变化周期。影响京津冀地区的低温异常最早出现在喀拉海附近并在亚洲高纬地区维持和积累,产生持续冷却作用;同时中层相应区域维持的强气旋性环流异常表明有持续的大气辐合,中层辐合下沉与近地面持续冷却作用配合形成近地面异常高压。异常高压伴随异常低温南下过程中与中层加强的东亚大槽配合,使京津冀地区处于整层北风异常中,易形成冷空气过程。     

中国中东部秋季PM10时空变化及其与日气温的关系

利用2000-2010年秋季中国中东部83个重点城市的PM10浓度数据以及其中63个城市的逐日气象资料,分析了PM10浓度的时空变化以及晴空条件下PM10浓度与日气温之间的关系,讨论了不同云量条件下二者关系的稳定性以及辐射的相应变化.结果表明:(1)近11年来,秋季PM10浓度呈现下降趋势,全部天气条件下和晴空条件下的线性趋势值分别为-2.87 μg·m-3/年、-4.92 μg·m-3/年;空间分布上,中国中东部重点城市的秋季PM10浓度普遍下降,其中华北地区的下降最快最显著.(2)秋季PM10浓度与日气温的波动之间存在显著相关,定量统计表明:当PM10浓度偏高10 μg·m-3时,日最高气温、日最低气温和日平均气温分别偏低0.15℃、0.14℃和0.16℃,同时气温日较差减小0.01 ℃.(3)秋季日气温的上述变化可能主要与气溶胶的直接效应有关.PM10增多会造成地面总辐射和地表净辐射的显著减少,进而造成日最高气温、日平均气温的显著下降;同时,PM10增多对近地面的影响总体上是致冷效果.     

1965-2013年黄土高原地区极端气温趋势变化及空间差异

基于黄土高原地区52个气象站点逐日平均气温、最高和最低气温数据,采用一元线性趋势分析、相关分析等方法,分析该地区极端气温趋势变化及空间差异。结果表明：① 日最高（低）气温极低值、日最高（低）气温极高值、热夜日数、暖昼（夜）日数、热持续日数、夏季日数和生物生长季日数呈增加的趋势,其余极端气温指数呈减小的趋势。② 空间分布上,表征低温事件的冰冻日数、霜冻日数、冷昼（夜）日数和冷持续日数下降最显著的区域位于黄土高原北部;表征高温事件的热夜日数、夏季日数、暖昼（夜）日数和热持续日数上升最显著的区域主要位于黄土高原西北部;生物生长季日数上升最显著的区域主要位于黄土高原中部地区。③ 相关分析表明除了极值指数和气温日较差与其余极端气温指数相关性较差外,其余各极端气温指数之间均具有较好的相关性。④ 多数极端气温指数的变化趋势与平均气温关系密切,平均气温突变前后极端气温指数存在明显差异。⑤ Hurst指数结果表明黄土高原地区极端气温变化均呈同向变化特征。     

黄土高原地区极端气候指数时空变化

黄土高原生态环境脆弱,极端气候频发,越来越多的影响到人类的生产生活。通过基于 138 个气象站点观测资料,利用一元线性方程和 Mann-Kendall 法分析了黄土高原地区 27 个极端气 候指数的时空变化,得到以下主要结论：（1）极端气温指数中霜冻日数、冰冻日数、日最低气温的极 高值和冷持续日数在逐渐减少,生长季长度、夏季日数,热夜日数、日最高气温的极高值、暖持续日 数在逐渐增加。（2）极端气温指数中冷昼日数、冷夜日数、日最低气温极低值、日最高气温极高值、 气温日较差在子区域与全区变化趋势存在不同,主要表现在黄土塬区、黄土峁状丘陵区和石质山 地区。（3）极端降水指数变化趋势平缓,与多年均值接近。在空间分布上,除极强降水量、强降水量 和年均雨日降水强度在各子区域上与全区变化趋势一致外,其余指数在各子区域上与全区变化趋 势存在不同,主要表现在黄土塬和黄土梁状丘陵区。（4）多数极端气温指数的突变主要发生在 1980—1985 年和 2010—2015 年;多数极端降水指数的突变主要发生在 1985—1990 年和 2010— 2015 年。     

红河流域NDVI时空变化及其与气候因子的关系

纵向岭谷区的＂通道-阻隔＂作用及其生态效应多年来一直是山地生态学研究的热点。位于纵向岭谷区东侧的红河流域,其地表关键生态水文要素的时空格局及变化也受到＂通道-阻隔＂作用的极大影响。利用红河流域1981～2006年GIMMS数据和2006年SPOTVEGETATION数据以及42个气象站点1981～2001年逐日降水、温度数据,使用GIS方法和地统计学方法,探讨河谷和山脉地形的＂通道-阻隔＂作用下红河流域NDVI时空变化及与气候因子的关系。研究表明：（1）红河流域植被指数在不同方向的空间自相关程度分异明显,植被指数分布总体上受地形、水热分布格局等因素的结构性影响,但在各个方向存在差异：在哀牢山的阻隔作用下,西南-东北向和东西向的植被指数分维数较低,随机部分引起的植被指数空间分异较小,而结构性变异较大;在河谷的通道作用下,西北-东南向和南-北向的植被指数分维数较高,均匀性程度较好。（2）红河流域NDVI对温度和降水变化的响应具有＂时滞效应＂,滞后时间属于30～165 d,NDVI对降水变化的响应在时间上先于对温度变化的响应;在河谷和山脉的＂通道-阻隔＂作用下,NDVI对温度和降水变化的滞后时间和敏感程度有明显的空间差异。（3）红河流域NDVI总体上没有明显的增加趋势,但存在区域差异性和空间异质性;占流域面积66.77%地区的NDVI有增加的趋势,33.23%的地区有减少的趋势,年NDVI变化率在-15.23%～23.16%间。     

不同时间尺度、季节的气温数据空间平稳特征及其对插值结果的影响

不同时间尺度、季节的气温数据表现出不同的空间平稳特征。为探讨分析空间平稳性对气温插值的影响规律,采用趋势线法对气温数据进行空间平稳性探索,并对比分析不同空间平稳性条件下,普通线性回归、普通克里格、回归克里格的气温插值精度及插值结果的空间分布特点。结果显示：冬季日均、月均气温与年均气温呈现空间非平稳,插值精度随时间序列的增长而提高,随着气温数据逐渐趋于稳定,精度提高的幅度逐渐下降;夏季日均、月均气温呈现空间平稳,随时间序列的增长,插值精度的提高并不显著;夏季日均气温各插值方法的插值精度普遍高于冬季日均气温。与普通克里格相比,回归克里格能有效提高空间非平稳数据的插值精度。时间序列的增长削弱了不同插值算法之间的插值精度差异和插值结果空间分布差异。