冷湖地区气象要素变化及对天文观测的影响

基于青藏高原冷湖地区的气象观测资料，开展了气象要素变化及对天文观测的影响研究，从气温-降水、云量-日照时数、大风-沙尘三个方面分析了在冷湖地区进行天文观测的可能性与合理性。结果表明：①冷湖地区年平均气温低，最高和最低气温差值存在年代际转折特征，转折后气温差值降低（最低气温增加趋势超过最高气温），降水量较少，夏季降水减少而其他季节降水增加，低温少雨的环境有利于大气层结稳定、减少湍流，提升天文观测数据质量；②日照时数在年代际转折以后增加，云量减少，低云量有助于电磁波的传播、提升天文观测精度；③风速和大风日数在转折以后均为减弱趋势，这使得浮尘日数也减少，这有助于减少天文观测仪器的磨损、增加天文观测仪器的使用寿命。     

柴达木盆地冷湖地区天文台选址气象条件特征分析

天文台选址前期必须考虑气象条件的影响。根据1961—2018青海省柴达木盆地冷湖、茫崖和大柴旦3个气象观测站的月数据进行气象条件特征分析，得到冷湖地区云量、气温、风速、水汽压、相对湿度等天文相关气象要素的年、月际变化特征。结果表明：冷湖地区水汽压年平均不超过3 hPa，相对湿度为32%，多年平均风速<4 m/s，平均气温常年偏低且较为稳定。相对湿度、风速、大风日数、浮尘日数以及扬沙日数呈减少趋势，且大风、浮尘日数的减少速度较快。冷湖地区大气整层可降水量也明显低于其他地区，1991—2015年平均大气整层可降水量为0.29 mm，柴达木盆地冷湖地区云量较少、平均风速小、气候较为干燥，与其他天文观测台址的气象条件相比，柴达木盆地冷湖地区有明显优于其他天文观测台址的气象条件，适宜开展天文观测研究。     

1981—2011年阿里河地区气温极差变化浅析

利用1981—2011年阿里河镇的平均气温及逐日最高、最低气温资料,详细分析了年平均气温、年极端最高气温、年极端最低气温以及年平均气温极差的变化规律和特点。结果表明:阿里河地区的年平均气温呈明显上升趋势;年极端最高、最低气温都呈上升趋势;年平均气温极差值逐渐增大。     

仁和气象站迁站前后温湿对比分析

利用2018年仁和区国家气象观测站新、旧站的气温、相对湿度和水汽压观测资料,采用差值统计方法,对新、旧站气温、相对湿度和水汽压进行对比分析.结果表明:新站的年平均气温低于旧站,新、旧站冬季(12—2月)平均气温差值为零;新、旧站月平均最高气温的差值最大,月平均最低气温的差值最小;新、旧站月极端最高(最低)气温出现日期有...     

1961-2009年三江源地区气候变化特征分析

利用三江源地区18个气象台站1961—2009年气温、年最高气温、年最低气温、降水量、降水日数等资料,分析了该地区年最高气温、年最低气温、降水量、降水日数等气候要素的变化趋势。研究表明:近49年来三江源年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均在升高,升高速率平均最低气温明显大于平均气温和平均最高气温,年平均气温的升高主要是由最低平均气温升高引起的;三江源年和四季降水量均呈增多趋势,冬、春季降水量增幅最明显,年降水量变化的空间分布北部增多而东南部减少,年降水量除20世纪70年代—21世纪初均呈增加趋势;年和冬、春季≥0.1mm降水日数增加,而夏秋季降水日数减少;年和冬、夏、秋季潜在蒸散量呈显著性增加趋势,春季变化则不明显;年和四季平均风速均呈显著下降趋势;年和四季日照时数变化不显著。     

北疆气象探测环境的变化对气温序列的影响

根据2007年新疆气象台站环境综合调查评估结果和实地考察,选出北疆观测场环境受破坏较重的8个B类站,并依据相关规定选取8个A类对比站。利用各站1969—2008年逐月、逐年平均气温,最高、最低气温分别建立气温序列和气温差值序列。依据数理统计方法,借助SPSS软件对数据进行正态分布检验,分析气温序列和差值序列的变化趋势。研究发现:(1)所选站点气温呈现上升趋势,气温差值也呈现上升趋势,最低气温差值增大趋势显著,说明在气温升高的大背景下,B类代表站升温的速率大于A类代表站。(2)冬季对年平均气温、最低气温差值的变化贡献率最大,夏季对最高气温差值的变化贡献率最大。(3)气温差值除个别站或要素外,后20 a高于前20 a,说明观测场环境的变化对气温差值序列的影响显著,且楼房等建筑物对气温的影响大于树木。     

近50年庐山气温和降水变化趋势分析

利用庐山气象站逐月观测资料,对1956—2005年庐山气温和降水的变化趋势进行了分析。结果表明,近50 a庐山年平均气温上升了0.8℃,其中冬季上升最明显,为1.5℃;夏季呈下降趋势,为0.2℃。20世纪60年代庐山年平均气温、夏季最高气温下降最为明显,1996年以后上升最为明显。年降水量自1996年起明显下降。庐山的年最高气温、年最低气温、秋季平均气温、秋季最高气温、春季最高气温、春季最低气温在1998年发生了均值突变,冬季最低气温则在1992年前后出现了均值突变;夏季降水在1995年出现均值突变。     

广州国家基本站新旧址气象要素差异分析

利用差值分析方法对广州国家基本站新旧址的常规同步观测气象要素资料进行分析,结果表明：（1）萝岗新站平均气温、最高气温、最低气温均小于五山旧站,年平均气温差值为0.9℃,年平均最高气温差值为0.4℃,年平均最低气温差值为1.1℃。（2）萝岗新站的平均风速明显大于五山旧站,萝岗新站全年以偏北风为主,其中春夏季节的偏南风也占一定的比例,风向的季节变化不明显。（3）高温天气过程的最高气温差异不明显,风速较大时,最大差异为0.6℃。冷空气过程中,平流降温占主导地位时,新旧测站的最低气温差异约0.7℃;平均最低气温差异随晴空辐射加强而增大,平均差异达-2.7℃,极端差异达4.2℃。（4）萝岗新址2010年观测到极端最低气温-1.2℃,破了广州市极端最低气温0℃的记录。     

自动与人工观测气温差异偏大的原因及影响分析——以143个国家基准站为例

利用143个国家基准站2002—2010年自动与人工逐日平行观测资料进行对比分析,评估自动观测与人工观测气温的差异,着重分析两者存在的较大差异及其发生原因,并利用惩罚最大t检验（PMT）方法结合台站元数据中自动观测仪器变化信息,客观评价自动观测对气温序列均一性的影响。结果表明：(1) 51.29%、54.14%、67.18%的自动观测日平均、日最高、日最低气温大于人工观测值,差值在±0.2℃之间的百分率分别为78.8%、63.1%、60.9%,平均对比差值分别为0.05、0.09、0.15℃,标准差为0.14、0.22和0.15℃,各气温要素的差值、绝对差值和标准差随自动观测时间的增长并无明显的增大或减小的趋势,且空间分布各有不同;(2)通过对对比差值、绝对差值、标准差的分类比较、逐步筛选发现,少数台站自动与人工观测值差异较大,对于采集自同一传感器的不同气温要素,平均、最高、最低气温的差值表现也不尽一致。经PMT检验,在平均气温、最高气温和最低气温的绝对差值最大的20个站中分别有35%的台站的月平均气温序列、35%的台站的月平均最高气温序列和25%的台站的月平均最低气温序列由于自动观测仪器变化引起序列的非均一;(3) 分析认为：温度传感器检定更换而导致的仪器示值误差变化会造成自动与人工观测对比差值跳变,而温度传感器或数据采集器等电子元器件的零点漂移会导致自动观测气温严重偏离人工观测值,这两种因素会导致自动与人工观测气温差异偏大,也是自动观测仪器变化导致气温序列产生非均一断点的可能原因。建议加强自动观测数据的监测与质量控制,增加观测仪器检定示值误差订正,并采取硬件、软件补偿等方法,实现温度零点补偿,尽可能地减小或消除仪器误差,提高自动观测资料的准确性。     

1961—2020年青海高原气候变化特征

选取1961—2020年青海高原50个地面气象观测站逐月气温（平均、最高、最低）、降水和风速资料,利用气候变化趋势转折判别模型（Piecewise Linear Fitting Model,PLFIM）、气候倾向率等方法,分析青海高原气候变化的时空分布和年代际趋势转折变化等特征。结果表明：〖JP2〗①近60年来青海高原年平均气温呈显著上升趋势,其中平均最低气温的升温速率尤为明显,为0.62 ℃〖DK〗·（10a）-1;年降水量呈波动上升趋势,进入21世纪后呈显著增加趋势,速率为39.9 mm〖DK〗·（10a）-1;年平均风速整体呈减小趋势,其中以茫崖站最为明显,风速减小速率为-0.56 m〖DK〗·s-1〖DK〗·（10a）-1。〖JP〗②年平均气温和平均最高气温在1972年和1983年发生了年代际趋势转折,平均最高气温第3次转折发生在2009年,平均最低气温没有发生明显的年代际趋势转折。年降水在1972年、1983年和2000年发生年代际趋势转折;年平均风速发生在1998年和2009年。③与旧气候态（1961—1990年）相比,新气候态下（1991—2020年）青海高原年平均气温、平均最高气温和平均最低气温的均值分别上升了1.16 ℃、1.22 ℃和1.81 ℃,向高温方向漂移,且概率密度分布形状更加偏平,气候趋于不稳定;④在全球变暖背景下,青海高原年平均气温和年降水量均呈增加趋势,其中年平均气温的增温速率远超中国、同纬度地区及全球平均水平;降水量年际波动较大,但整体呈增加趋势。     

辽宁地区ECMWF模式气温预报检验及误差订正研究

利用2016—2018年ECMWF细网格模式12—36 h内2 m温度预报产品,选取辽宁地区65个城镇站点观测资料,评估预报产品在不同季节的预报准确率,并按季节分析固定误差订正方法和最优滑动周期订正方法对提高准确率的作用。结果表明：ECMWF模式预报产品对辽宁地区气温预报的准确率表现为,ECMWF模式最高气温冬季预报最优(城镇站点预报准确率为81.5%),最低气温夏季预报最好(城镇站点预报准确率为84.3%);采用最优滑动周期订正后,2016—2018年辽宁地区的最高气温和最低气温准确率较ECMWF模式自身分别提高了19.7%和20.5%,最低气温的预报准确率提高程度优于最高气温;在整个空间分布中,ECMWF模式对辽宁中部平原地区最高(低)气温预报准确率高于东、西部地区,辽宁东北部和西南部以及东南部的长白山余脉影响区域准确率明显低于其他区域。同时,在各季中,最高气温和夏季最低气温的订正预报能力优于其他季节;在地面晴、雨两种特征下,对辽宁地区24 h气温预报进行订正检验表明,该检验结果对辽宁地区最高(低)气温订正有一定补充作用,尤其是冬季降水出现时,最高气温预报补充订正效果最为显著。     

基于OMR方法的城市化进程对辽宁省气温变化的影响分析

利用1961—2018年辽宁省61个国家级气象站逐日平均、最高、最低气温观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,定量分析了城市化对辽宁省气温变化的影响。结果表明：辽宁省气温呈显著增加趋势,观测资料的增温趋势较再分析资料明显;逐日平均、最高、最低气温均表现出冬季增温速率最快,春季、秋季次之,夏季增温速率最慢;在城市化影响贡献率上,秋季最大,夏季和春季次之,冬季相对较小;空间分布上,辽宁省绝大部分地区城市化影响呈上升趋势,呈现出中部大于外围,东部大于西部,南部大于北部的分布形势,城镇化发展水平越高的地区,观测与再分析方法的差值增加趋势越明显;平均气温、最高、最低气温的城市化影响分别是0.13℃/10 a、0.045℃/10 a、0.216℃/10 a,城市化影响贡献率分别为38.5%、19.5%、43.4%,说明快速的城市化进程是导致辽宁省气温增暖的重要因素。     

石家庄市区域自动气象站气温数据适用性分析

利用2009—2015年石家庄地区17个国家级自动气象站和61个两要素区域自动气象站的逐时气温、逐日最高气温及逐日最低气温观测资料,对比分析了石家庄市国家站和区域站逐时与逐日气温空间分布特征的相似性及差异性。结果表明:探测环境差异对日最低气温观测值的影响较大,对日最高气温观测值的影响较小。石家庄市不同区域气温冬季差异最大,夏季差异最小,春秋季居中;太阳辐射可以减小区域之间气温的差异,日出后不同区域的气温差异快速缩小,辐射最强时气温差异最小,日落后不同区域气温差异达最大,直至日出前不同区域的气温差异变化微弱,始终保持较高差值。石家庄市西北部山区气温较低,东部平原地区气温较高,石家庄城区气温最高。选取不同探测环境的气象站统计某区域平均气温时,对日平均最高气温统计值的影响较小,对日平均最低气温统计值的影响较大;23时至翌日上午10时,国家级自动气象站气温差异的季节变化特征可以代表全区气温差异的季节变化,其他时刻代表性较差,18—20时气温差异的代表性最差;冬季夜间石家庄市主城区相对周边地区城市热岛最明显,夏季山区相对城区最高气温更低,冬春季白天城区相对乡镇存在明显的冷岛现象。     

近半个世纪辽宁省气温、降水极值特征分析

利用辽宁省53个气象站近半个世纪以来的气温、降水极值资料,分析了辽宁省气温、降水极值的时空变化特征。结果表明:辽宁省累年极端最高、最低气温具有区域性,辽西极端最高气温最高,辽东极端最低气温最低,累年极端日降水的局域性较强;最高气温极值多发生在6~8月,但有很多地区都出现在6月,最低气温极值最易发生在1月,降水极值在7月或8月出现最多;最高气温极值和日降水极值的趋势性较弱,而最低气温极值的升温趋势十分显著,且远大于平均气温的增幅;最高(低)气温极值异常主要存在5(4)个空间型,各空间型均存在一定的时间变化特征;最高、最低气温和日降水极值具有不完全一致的长、短周期,但分别以9年、18年、11年左右的周期振动最强;近46年来三个极值要素均出现过增温或减少的突变。     

萧山站迁站观测资料对比评估

利用2016年(站址迁移对比期)萧山国家一般气象站新、旧址的气温、降水、相对湿度、风向、风速等气象要素逐日观测值,采用差值标准差、降水量累计相对差值、风向相符率、显著性检验等统计方法,对以上气象要素进行对比分析,结果表明:1)新址的平均气温、最高气温、最低气温的年平均值均低于旧址,差值分别为-0.4℃、-0.7℃、-0.2℃,新、旧址的最高气温差异最大;新、旧址的平均气温、最高气温、最低气温在春、夏季节比较接近,而在秋、冬季节相差较大。2)新址相对湿度大于旧址,差值年平均为3%,新、旧址相对湿度的变化趋势基本一致,其中9—12月新旧址的相对湿度差值较大。3)新址的年降水量比旧址偏多110.3 mm,雨日比旧址偏少22 d,年降水量累计相对差值为7%,4—6月和9—11月期间新旧址的降水量观测数据差异较大。4)新址平均风速、最大风速、极大风速均比旧址偏大,差值年平均分别为2.0 m/s、3.6 m/s、3.5 m/s,新、旧址在春、夏季的风速相差较小,秋、冬季相差大,新、旧址在大风日数和静风出现次数上一致性较差;全年风向相符率为42.5%,两站址风向一致性较差。5)平均气温、降水量和平均相对湿度月(年)平均值与旧址近20 a的观测数据差异不显著,平均风速差异显著。分析认为,测站环境、海拔的不同以及小气候的影响,是造成以上要素差异的主要原因。     

近40年内蒙古候平均气温变化趋势

基于1964—2003年内蒙古有关台站的逐日气温数据, 对前20年 (1964—1983年) 和后20年 (1984—2003年) 的候平均气温中值进行了对比, 并利用k-means方法进行了候平均气温变化趋势的聚类分析, 旨在阐明内蒙古气温变化的时空特点和规律。研究结果表明:内蒙古全境年平均气温普遍上升, 没有下降的现象。不同地区、不同季节气温变化格局不同, 北部变暖比南部更为明显, 冬季和夏末秋初变暖出现得更频繁。绝大部分地区大多数候平均气温都有所上升, 而且候平均气温变化存在纬向地带性。大多数台站四季里都有一些显著升温的候, 显著升温在冬季发生得更为频繁。同时, 有少数几个候出现气温下降的现象, 但未达到显著下降的程度。内蒙古绝大部分地区候最高、最低气温都有所升高, 但二者的差值在缩小。候最低气温出现时间有所提前, 候最高气温出现时间有提前也有推迟, 但总体上不同地区候最高、最低气温出现时间更加同步。因此, 候最高、最低气温的时空均一性有所增强。候最高气温出现时间与候最低气温出现时间的间隔有扩大迹象。总之, 全球气候变暖降低了气温的季节和地区差异。     

河北邯郸地区极端降水指数气候特征及其与降水量、气温的关系

利用1974—2015年河北邯郸地区16个观测站逐日降水与最高、最低气温资料,分析了邯郸地区极端降水指数的时空变化特征,探讨了极端降水对年降水量和气温的响应关系。结果表明:近42 a来,河北邯郸地区极端降水指数中除中雨日数呈轻微上升趋势、大雨日数及连续湿日整体无明显变化趋势外,其他指数均呈下降趋势,其中最大1 d降水量、最大5 d降水量、极强降水量下降趋势显著,且分别于2004、1992、2006年发生显著突变。各极端降水指数的变化幅度区域性差异明显,极值指数以邱县、曲周县减少最显著,绝对指数以峰峰矿区减少最显著,而相对指数则以曲周县减少最显著。除连续干旱日数呈微弱的负相关外,其他极端降水指数与年降水量呈显著正相关;除最低气温与中雨日数、连续湿日呈微弱正相关外,最高、最低气温与极端降水指数均呈负相关,极端降水对最高气温的响应比最低气温更敏感。     

近48a宁安市气温降水变化特征分析

基于牡丹江市宁安观测站1966-2014年的逐日平均气温、逐日最高气温、逐日最低气温和逐日降水资料,利用趋势分析、M-K突变分析和标准化降水指数(SPI)对宁安市的温度和降水的气候变化特征进行统计分析。结果表明:宁安市的年平均气温呈显著上升趋势,其气候倾向率为0.31℃/10 a;宁安市的平均气温在20世纪80年代的后期发生突变,1989年后宁安市平均气温上升趋势显著。在20世纪80年代后期最高气温发生突变,1996年后最高气温的上升趋势显著。最低气温在20世纪80年代前期发生突变,1983年后最低气温上升趋势明显。宁安地区的年降水量最多的年份是1970年,为1220.5 mm。1979年最少,仅有317.0 mm。宁安地区四季都有可能发生旱涝灾害,而雨涝灾害以夏季居多,干旱在秋冬季节更易发生。     

上海市极端高温天气变化特征

利用1960—2013年上海市徐汇站日最高气温、日最低气温和相对湿度及2004—2014年上海市10个气象站夏季日最高气温与日最低气温等观测资料,采用夏季日最高气温、高温日数、暖夜日数、高温热浪指标、炎热日数和广义极值分布等分析了上海市极端高温天气的变化特征。结果表明:1960—2013年上海市夏季日最高气温明显升高,暖夜日数和高温热浪指标明显增加,均在2013年达最大值,炎热日数和广义极值分布在1976年出现转折呈两种变化趋势。2004—2014年上海市徐汇站极端高温现象最显著,奉贤站、金山站和崇明站极端高温现象最不显著。不同极端高温指标可综合表征极端高温事件的变化趋势。     

气象观测环境的变化对气温序列的影响分析

本文利用安徽省1971~2000年共30 a逐日平均气温、最高气温、最低气温的气候整编资料,选取气象观测环境完全符合相关规定(A类)和不完全符合相关规定(B类)两类代表站,分别建立了气温序列和两者的气温差值序列,并对气温序列的气候平均值和气温差值序列的气候趋势进行了分析。结果表明:气象观测环境的变化将影响气温序列。与A类台站相比,B类台站平均气温、最高气温和最低气温的气候平均值表现出一致偏高的特征,最低气温偏高最多;B类台站与A类台站平均气温、最高气温和最低气温的差值均有显著增大的趋势,平均气温差值的增大最为显著。