华东地区气溶胶分布和变化特征研究

利用中分辨率光谱仪(MODIS)获得的气溶胶光学厚度(AOD)、细粒子比例(FMF)和臭氧检测仪(OMI)获得的气溶胶指数(AI)统计分析了2005—2014年我国华东地区气溶胶光学性质的时空分布特征,同时利用潜在源分析(PSCF)模型对我国华东地区AOD和AI的潜在源区进行分析。研究结果表明:华东地区的AOD、FMF和AI时空分布存在较大的差异,2005—2014年AOD和AI的平均值高值主要分布在华东地区北部,FMF的高值区则分布在华东南部地区;10 a间华东地区AOD呈现出先升高后降低的趋势,FMF波动幅度不明显,AI值有所上升;整个华东地区AOD的季节变化较为明显,春夏两季AOD明显高于秋冬两季。华东北部和中部地区夏季由于较高的相对湿度,AOD最大可达0.8以上。而在华东南部地区,夏季受到降水的影响,AOD维持在0.2~0.4之间。FMF季节变化趋势与AOD不同,夏季最大达到0.58,春季最小仅为0.26。AI平均值在冬季最大高达0.63,夏季最小,为0.27。PSCF分析显示华东地区AOD主要源区以局地排放为主,同时也存在由河南、湖北和湖南等周边省市近距离输送影响;AI以局地和北方远距离输送为主,同时也受到河南、湖北等周边省市近距离输送的影响。     

A comparative study on surface energy flux characteristics of photovoltaic power station in Gobi in summer

Theoretical and Applied Climatology - We used the data of observational site in photovoltaic power plant (PV site) and reference site in summer 2020 to compare the characteristics of surface energy...     

中国黑戈壁地区气候变化特征

利用1959-2011年黑戈壁地区12个气象站的年平均气温、年降水量、年平均地面风速、年大风日数和年沙尘暴日数,采用气候趋势法分析了黑戈壁地区气候变化基本特征,并与荒漠化地区气候变化数据相比较。结果表明：黑戈壁地区年平均气温增温速率为0.34 ℃/10 a,高于0.25 ℃/10 a的荒漠化地区;年降水量增长率为1.33 mm/10 a,略小于荒漠化地区1.66 mm/10 a的年降水量增长率;年地面风速减小率为-0.10 m·s^-1/10 a,不如荒漠化地区-0.14 m·s^-1/10 a的值;年大风日数减少率为-1.83d/10a,远不如荒漠化地区-3.44 d/10 a的值;年沙尘暴日数减少率为-1.83 d/10 a,比荒漠化地区-1.77 d/10 a的减少率略明显。Mann-Kendall方法检验表明,除年降水量外,其他气候因子只有一个突变点。不同气候因子的空间分布是不同的。     

西北太平洋热带气旋移动方向变化异常的环流特征

基于中国气象局和上海台风研究所整编的1972-2011年热带气旋(TC)best-track资料,采用极端天气气候事件定义的百分位法确定TC移动方向异常变化的阈值,利用Lanczos滤波法将大气环流分解成为季节内振荡(MJO)、准两周振荡(QBW)和天气3种尺度环流场,研究这3种尺度环流对热带气旋在南海地区异常北折的影响。结果表明:近40 a的资料统计显示,热带气旋12 h内移向逆时针方向偏转50°以及顺时针方向偏转47°为TC移动方向变化的95%分位数值,将12 h移动方向变化大于该数值的TC定义为移动方向变化异常。TC异常路径平均每年发生2.68次,9月份发生的概率最大,约为7%,最常发生在南海海域。分析3个发生在南海地区热带气旋异常北折的引导气流发现,在TC转向前,向西的引导气流纬向速度减慢,经向分量先向南加速,随后突然转为向北加速。天气尺度对应的引导气流对TC异常右偏影响最为明显,对流层中高层热带气旋中心东南侧强天气尺度西南气流引导TC异常右偏。     

鼎新戈壁下垫面近地层小气候及地表能量平衡特征季节变化分析

利用在甘肃酒泉金塔地区进行的 “绿洲系统能量与水分循环过程观测与数值研究” 野外试验中的鼎新戈壁下垫面近地层2年的微气象观测资料, 分析了鼎新戈壁下垫面近地层小气候和能量平衡特征的季节变化规律。结果表明: 鼎新戈壁地区四季的平均风速在2～6 m/s之间, 没有明显的地方性风, 局地环流和局地相互作用可忽略; 冬季8 m向上比湿梯度垂直减小, 其他季节接近等比湿分布。7月, 典型晴天天气下, 能量平衡各量表现出标准的日循环形态, 白天感热通量峰值达到574 W/m2, 地热流量峰值为101 W/m2, 潜热很小, 在夜间和正午时刻存在负水汽输送现象; 然而降水天气下, 地气之间能量传输却以潜热蒸发为主, 感热很小, 地热流量为负值; 无论晴天和阴天, 地表和浅层 (5 cm和10 cm) 土壤温度都表现为准正弦曲线变化; 与敦煌戈壁相同, 土壤温度的活动层基本在10 cm范围以内, 40 cm以下地温已不存在日变化特征; 降水天气下, 地表和浅层土壤温度有随时间减小的趋势。能量平衡各分量均具有明显的季节变化规律, 感热通量季节平均的峰值在250～400 W/m2之间, 在夏季最大, 冬季最小; 潜热通量季节平均的最大值只有15 W/m2; 地气之间能量传输全年都以感热输送为主; 云和降水使夏季能量平衡各分量与晴天相比减少25％左右, 这种影响程度比极端干旱的敦煌荒漠戈壁地区稍大, 而小于半干旱的陇中黄土高原地区。另外, 在这一地区干旱情况很严重, 夏季的Bowen比极值达到62.4, 季节平均值也高达16.5。     

Spatial-temporal characteristics of temperature variation in China

Summary Spatial-temporal characteristics of temperature variations were analyzed from China daily temperature based on 486 stations during the period 1960–2000. The method of hierarchical cluster analysis was used to divide the territory into sub-regional areas with a coherent evolution, both annually and seasonally. Areas numbering 7–9 are chosen to describe the regional features of air temperature in mainland China. All regions in mainland China experienced increasing trends of annual mean temperature. The trend of increasing temperature was about 0.2–0.3 °C/10 yr in northern China and less than 0.1 °C/10 yr in southern China. In the winter season, the increasing trend of temperature was about 0.5–0.7 °C/10 yr in northern China and about 0.2–0.3 °C/10 yr in southern China. The increasing trend of autumn temperature was mainly located in northwestern China and southwestern China including the Tibetan Plateau. In spring, the rising trend of temperature was concentrated in Northeast China and North China while there was a declining temperature trend of −0.13 °C/10 yr in the upper Yangtze River. In summer, the declining trend of temperature was only concentrated in the mid-low valley of the Yangtze and Yellow Rivers while surrounding this valley there were increasing trends in South China, Southwest China, Northwest China, and Northeast China. Rapid changes in temperature in various regions were detected by the multiple timescale t-test method. The year 1969 was a rapid change point from a high temperature to a low temperature along the Yangtze River and South China. In the years 1977–1979, temperature significantly increased from a lower level to a higher level in many places except for regions in North China and the Yangtze River. Another rapid increasing temperature trend was observed in 1987. In the years 1976–1979, a positive rapid change of summer temperature occurred in northwestern China and southwestern China while a decreasing temperature was found between the Yellow River and the Yangtze River. A rapid increase of winter temperature was found for 1977–1979 and 1985–1986 in many places. There were increasing events of extreme temperature in broad areas except in the north part of Northeast China and the north part of the Xinjiang region. In winter, increasing temperature of the climate state and weakening temperature extremes are observed in northern China. In summer, both increasing temperature of the climate state and enhancing temperature extremes were commonly exhibited in northern China. Present address: Linfen Meteorological Office, Linfen 041000, Shanxi Province, China.     

基于再分析资料与观测资料的中国低温阈值变化特征研究

采用1979—2013年中国192站逐日最低温度观测资料和NCEP/NCAR、NCEP/DOE、JRA-55、ERA-Interim再分析资料及1979—2004年均一化资料,分别计算低温阈值并对比分析其气候态、年际和年代际变化、长期趋势等特征。结果表明:与观测结果相比,均一化资料阈值在东北、内蒙古西部和两广等地偏低,在青藏高原东侧、新疆北部和黄河中下游偏高,线性趋势则相反;再分析资料阈值在南方偏低、东北偏高,在东部的可信度高于西部;再分析资料能显示内蒙古中西部的降温趋势和青藏高原的增温趋势,但在数值和范围上有差异,且均低估了观测资料反映的华北地区的显著升温现象;再分析资料能体现观测资料阈值的全区一致性、东北与其他地区反相的空间分布及其年际变化特征,仅JRA-55和ERA-Interim可再现低温阈值的年代际变化特征。     

塔克拉玛干沙漠地表发射率及分布变化特征

通过利用便携式傅立叶变换热红外光谱仪,对冷热黑体辐射和漫反射金板辐射校正,测量波长在8–14 μm的热红外大气窗口的地表辐射光谱,计算出地表的发射率光谱,再转换成地表的发射率值(ε)。为获得塔克拉玛干沙漠精确的ε,沿着沙漠公路,从南至北穿越沙漠,平均每50 km进行一次测量,获得了沙漠地表发射率的分布变化特征。结果表明：靠近绿洲的地表发射率值最高,达到0.93,绿洲与沙漠过渡带的值为0.91–0.92,沙漠其它地区的值为0.90–0.91,而沙漠中心区接近0.89。     

北极臭氧垂直分布和天气尺度变化的观测研究

北极地区臭氧对北极气候和环境系统起着重要作用。研究其分布和变化有助于了解北极的气候和环境及其对全球气候系统的影响,有助于气候和环境变化的数值预报。中国北极科学探测1999在北冰洋楚可奇海域成功的进行了大气臭氧观测。通过在中国“雪龙”号破冰船甲板上（于1999年8月18-24日在75°N,160°W附近处）释放大气臭氧探空仪获得了高分辨率的大气垂直结构和臭氧分布资料,可以进行大气尺度的大气臭氧变化研究。分析大气监测资料、TOMS臭氧总量资料和NCEP大气环流资料表明,大气臭氧总量随着对流层顶的低一高一低变化呈高一低一高的变化过程。研究还表明,大气柱的臭氧总量与13公里以下的大气臭氧含量关系密切,而在约20公里处的大气臭氧浓度最大值的变化与整个气柱臭氧的关系不大。500 hPa天气形势图上一个弱一强一弱的西南天气型造成的弱臭氧平流可能是这次臭氧变化的主要原因。     

The effect of emissivity variation on surface temperature determined by infrared radiometry

During the international La Crau-experiment in 1987 the surface temperature was measured using an infrared radiometer. Sensitivity of the derived temperature to variations of surface emissivity and atmospheric radiation are investigated in this paper. A 1% error in emissivity would bias the derived surface temperature about 0.5 K. The atmospheric radiation was calculated using Lowtran-7 and radiosonde profiles. A 10% error in atmospheric radiation changes the derived surface temperature by about 0.1 K if the emissivity is 0.96. Comparison with atmospheric radiation values derived from equations by Idso (1981) showed general agreement, but also a few very exceptional cases. Equations by Svendsenet al. (1990) yield values for surface temperature corrections that are about 5 times smaller than our values.     

中国木本植物物候变化特征分析

利用1963—1988年中国木本植物物候观测资料,运用趋势分析的方法研究了26 a来全国21个站的木本植物物候变化特征。结果表明:26 a来,全国各地区木本植物春季物候期和秋季物候期大体上都是推迟的,1976—1988年与1963—1975年相比,绝大多数植物物候期都有明显推迟,部分植物物候期推迟了10 d以上。     

基于多区域模式集合的中国西部干旱区极端温度未来预估

利用CORDEX-EA计划11个区域模式模拟结果,集合预估了中国西部干旱区16个极端温度指数未来的变化趋势及空间分布。结果表明:1)区域模式基本上能够再现近30 a西部干旱区极端温度的空间分布。2)多模式集合预估的西部干旱区21世纪中期霜冻日数(FD)和冰封日数(ID)呈现显著的下降趋势,而热夜日数(TR)和夏季日数(SU)则呈现明显的上升趋势。3)未来异常暖昼持续指数(WSDI)和生长期(GSL)呈现增加趋势,异常冷昼持续指数(CSDI)和日较差(DTR)则呈现下降趋势。4)未来气候增温导致冷昼日数(TX90p)、暖夜日数(TN90p)增加,而暖昼日数(TX10p)和冷夜日数(TN10p)减少。5)未来月最高温度极大值(TXx)、月最低温度极大值(TNx)、月最高温度极小值(TXn)和月最低温度极小值(TNn)都呈现增加的趋势。因此,西部干旱区未来发生极端低温事件的概率减小,发生极端高温事件的概率则会增大,但不同的极端温度指数变化的空间分布并不均一,存在明显的区域差异。     

中国建筑气候分区和采暖气候条件变化研究

利用1951-1980年和1981-2010年两个气候期的月平均气温数据,对中国大陆地区建筑气候分区进行对比,讨论建筑气候分区的变化;并基于近气候期的建筑气候分区以逐日气温为基础,讨论了1951-2018年不同分区采暖气候条件变化特征。结果表明：与1951-1980年相比,1981-2010年严寒地区范围有所缩减,南界北移;寒冷区、夏热冬冷区、夏热冬暖区北进,温和区西扩,夏热冬暖区范围增大。中国大陆采暖度日数、采暖日数、采暖日均强度分布一致,东部随纬向增加,西部随海拔增加;采暖度日数严寒地区最大,寒冷地区其次,夏热冬暖地区最小;1951-2018年,中国大陆各建筑分区的采暖度日数都呈显著减少趋势,减少速率严寒地区最大,温和地区最小;夏热冬冷地区距平百分率的波动最大,严寒地区波动最小。1998-2012年,全国各建筑气候分区采暖度日数和采暖日均强度在此期间均表现为增加,其中夏热冬暖地区增加趋势通过了0.05显著性检验。     

Parameters of Land-Surface Processes for Gobi in North-West China

Using data from the intensive observation period (May–June 2000) of the NWC-ALIEX (The Field Experiment on Interaction between Land and Atmosphere in Arid Region of North-west China), the characteristics and mechanisms of some key land-surface process over Gobi in a typical arid region of north-west China are analyzed and several parameters of land-surface processes are calculated. The weighted mean of the surface albedo over a typical arid region of the Dunhuang Gobi is calculated using the relative reflection as a weighting factor, and its value is 0.255 ± 0.021. After removing the influence of precipitation, the mean soil heat capacity over a typical arid region of the Dunhuang Gobi is 1.12 × 10⁶ J m^-3 K^-1,which is smaller than that observed in the Heihe (China) River basin Field Experiment (HEIFE). The mean soil heat diffusivity and conductivity are about half of those observed in HEIFE.     

基于UTCI指数的1980—2019年中国夏季人体舒适度变化特征分析

基于ERA5-HEAT再分析资料中的通用热气候指数（UTCI）数据,利用旋转经验正交函数（REOF）方法将我国划分为8个区,分别为长江、华南、华北、西北、东北、北疆、南疆和西部地区。分析了1980—2019年我国夏季不同地区人体舒适度的变化特征,并初步解释了UTCI变化的原因。主要结论如下：我国夏季UTCI呈不断增加趋势,其中西北地区增速最快（平均增率为0.053℃/a),且西部、西北和南疆地区夜间UTCI相较白天增加更明显,主要表现为这些地区的UTCI最小值增率分别较其最大值增率偏高了112%、34%和33%。随着UTCI的上升,我国大部分地区（西部除外）的热不舒适天数及发生热不舒适持续事件的频次都呈增加趋势,其中增率最大的区域是华北地区,分别为1.7 d/(10 a)和2.4次/(10 a)。从气候影响因子的分析发现,我国夏季UTCI增加的原因是气温、露点温度和平均辐射温度的增加以及风速的减少。其中,气温是UTCI增加的主要气候因子,平均贡献率为49%;辐射是大部分地区（西部和华南除外）的第二大因子,而其他因子对UTCI的贡献率主要与各地区的变率大小有关。     

中国东部水汽低频振荡的季节变化特征

利用NCEP多年日平均可降水量资料,进行EOF、小波分析和EEOF等分析,得到以下结论,在分布上,我国东部水汽低频振荡受水汽源地影响主要有着三种不同的地理分布形势:一是我国东部水汽低频振荡约以长江为界,南北具有相反的变化形势;二是不同的正负形势由北向南间隔分布,出现正负正或者负正负的形势;三是我国东部水汽振荡在空间上具有整体的一致性,绝大部分都是正异常或者负异常,各种形势随时间相互替换。在强度上,华南、东海、长江中下游地区强度比较大而且振荡活跃,夏季的振幅最大,振荡最明显,能量也最大,春秋次之,冬季的振荡能量最小,振荡最弱。在周期上,水汽低频振荡在春、秋和冬季都具有64天左右的振荡周期,而在夏季只有24天左右的振荡周期。     

东北地区气温演变的一致性与局地性特征研究

选取中国东北区域162个气象站1961—2015年地面气温资料,采用多种统计方法分析了近55 a东北地区气温的一致性和局地性演变特征。结果表明:东北地区年平均气温存在较为良好的空间一致性,"全区一致型"气候类型为东北地区最主要气候形态;第一旋转载荷向量时间系数呈上升趋势亦存在较明显2—7 a的周期,说明北部地区气温受全球变暖、ENSO等大尺度气候背景影响显著; 1961—2015年北部区域以0. 34℃/10 a的升温率高于南部区域的0. 26℃/10 a,但1980年后增温趋势减慢;年平均气温的概率曲线随年代整体向高值区移动,北部区域冬季增暖较为显著,南部区域冬夏均较为明显,春秋季节可能有缩短趋势。     

我国降水振荡周期特征的初步分析

本文采用詹金斯的谱分析方法,计算了我国160个代表站月降水量资料的自谱值,揭示出我国近30年来降水振荡主要周期及其分布特征.结果表明:我国西部地区(110°E以西),主要周期相对地集中在31.4—39.0个月之间,表现出以准三年振动为主;而我国东部地区(110°E以东),主要周期集中在21.2一29.2个月之间,表现出以准两年振动为主.特别是通过对青藏高原以东地区降水振荡主周期及其分布特征的分析,为我国雨带类型的区域划分范围提供了比较充分的依据,并为长期预报提供重要的气候背景.     

以月份动态变化为背景的华南台风动态风险评估

选取1983—2017年登陆华南地区的53个台风样本,进行以月份变化为条件的动态风险评估。首先,利用灰关联-模糊综合评价法构建风险指数;其次,采取信息扩散技术估计不同月份的台风风险强度概率分布,识别风险强度与直接经济损失之间的函数关系;最后,以添加时间要素且与月份有关的动态风险评估模型为基础,进行以损失期望为内涵的台风风险评估。结果表明,风险指数与直接经济损失相关显著(相关系数为0.710 8);华南地区一年内不同月份的台风风险强度概率分布并不相同,承灾体脆弱性整体随风险强度的增大而增大;一年内的台风风险水平分布并不相同,7月达到台风风险水平的最大值,5—6月的台风风险水平最低。