资料均一化对沈阳站气温趋势和城市化偏差分析的影响

利用国家气象信息中心2013年发布的逐日均一化气温资料,对沈阳站资料均一化处理前后平均气温和极端气温指数序列的线性趋势及其城市化影响偏差进行了比较评价。结果表明:1)资料均一化处理对日最高气温及其衍生的极端气温指数序列趋势估计的影响较弱,但对日最低气温及其衍生的极端气温指数序列趋势估计具有显著影响。2)经资料均一化处理后,平均气温序列中的城市化影响偏差有所增大,平均最低气温序列中的城市化影响偏差增大尤其明显;与冷事件有关的极端气温指数序列的城市化影响偏差数值有所减小,与暖事件有关的极端气温指数序列的城市化影响偏差数值有所增加。3)资料均一化处理有效纠正了因迁站等原因造成的地面气温观测记录中的非均一性,但却在很大程度上还原了城市站地面气温观测记录中的城市化影响偏差。     

中国地面气温变化趋势中的城市化影响偏差

在中国大陆2300个气象台站网中遴选出138个参考站,对614个国家级气象站和138个参考站1961 2004年的月平均气温资料进行了非均一性检验和订正,利用REOF(旋转主分量)分析方法,按照气温变率空间相关特点将中国大陆划分为6大区域,并采用经纬度网格面积加权平均法分别建立了中国大陆及其6大区域平均的国家站和参考站的月、季、年地面气温时间序列,对国家站和参考站序列进行了对比分析。结果表明,由国家站资料建立的中国大陆年平均气温序列在44年间线性增温率为0.278 C/10 a,而由参考站资料建立的中国大陆年平均气温序列同期增温率为0.202℃/10 a。就中国大陆平均来说,1961 2004年国家级站城市化增温率为0.076 C/10 a,占全部增温率的27.33%。在6大区域中,除北疆区外,其他地区年平均城市化增温率均非常显著。其中城市化影响最大的地区是江淮区,年平均热岛增温率为0.086℃/10 a,其后依次为东北华北区、青藏高原区、华南区和西北区,年平均热岛增温率分别达到0.060、0.059、0.042和0.042℃/10 a。各区域年平均热岛增温贡献率由大到小排列依次为江淮区55.48%、青藏高原区23.23%、华南区23.20%、东北华北区15.35%、西北区13.73%、北疆区-1.57%。因此,中国大陆20世纪60年代初以来城市化造成的国家站地面气温增暖偏差非常显著,今后应予以订正,以便建立代表背景气候变化的区域平均气温序列。     

以高山站为背景研究城市化对气温变化趋势的影响

本文基于1957~2005年的逐日气象资料,对比分析了中国东部7组高山气象站和山下附近的城市气象站年 与四季气温变化趋势.在此基础上,利用高山站作为气候变化背景场来分析城市化对平均气温、最高气温、最低气温变化趋势影响的性质和程度,及其对气温变化非对称性的影响.结果表明:平均气温和最低气温变化趋势城市站多比高山站大,而最高气温变化趋势高山站多比城市站大;城市站最低气温变化趋势均大于最高气温变化趋势,具有明显的非对称性现象,而高山站这种表现十分微弱.城市站气温变化受到明显的城市化影响,对于平均气温和最低气温以正影响为主,而对于最高气温为负影响为主,说明城市化对气温变化的影响也存在非对称性.城市化影响的非对称性是气温变化非对称性形成的主要因素.     

城市化对珠三角地区气温及日较差的可能影响

利用珠三角地区27个国家基本、基准气象站近50年(1963—2012年)的实际观测资料,结合地理信息系统数据分析了珠三角地区平均气温,平均最高和最低气温的年、季节及日较差的变化趋势以及城市化影响。分析表明:近50年珠三角地区年平均气温、平均最高和最低气温均呈现增加的趋势,日较差除从化、增城、珠海和上川岛呈现弱的正趋势外,其余地区呈现下降趋势。城市化对广州、佛山、惠州年平均气温和平均最低气温的影响均为正值,对日较差的贡献率均为负值,日较差的减小是由城市化造成的,就季节变化而言,城市化影响以秋季最大。改革开放后(1979—2012年)平均气温、平均最高和最低气温强增温区域比近50年范围扩大、强度增加,年平均最高气温增温明显,日较差的正值区域比近50年范围扩大、强度增加,主要出现在珠三角北部一带,高值中心达到0.25℃·(10 a)~(-1)。就城市化而言,广州平均气温、平均最高和最低气温的城市化影响比近50年都有所降低,而佛山、惠州的平均气温、平均最低气温城市化影响均增大。     

济宁市城市化对气温的影响

利用1981—2010年济宁及周边郊区3县台站的气温资料,研究分析了济宁城区、郊区的气温变化趋势和特点,并探讨了城市化发展对济宁城郊温度的影响。研究发现：（1）近30a来,尽管济宁城区、郊区最高气温、年平均气温、最低气温均呈显著增加趋势,且增温幅度依次增大,但城、郊气温增幅有所差异。其中,年平均气温、最低气温增温幅度郊区高于城区,而最高气温增幅二者相差不大,这表明城市化发展对最低气温的影响最大。此外,一年之中城、郊增暖均表现为：冬季、春季增幅最大,秋季次之,夏季最弱,且城、郊温差逐渐缩小;（2）济宁城市热岛强度总体呈上升趋势,但不同年代、不同季节变化趋势不尽相同。其中,1980年代热岛上升微弱,总体低于平均水平,而1990年代维持在一个较高的水平,2000年以后又明显下降;除秋季外,热岛强度均呈现缓慢上升趋势,其中冬季最强,夏季最弱。城市热岛效应具有明显的季节和日变化特征,表现为：冬半年明显高于夏半年,白天明显低于夜间;（3）济宁市区人口和建成区面积与城市热岛具有很大的相关性,两者的相关系数分别为0．81和0．75。     

城市化对北京室内外气温影响的研究

以北京市为研究对象,利用由于城市扩大而受到影响的北京近郊朝阳气象站室内外气温和受城市发展影响较小的远郊密云站气温资料,以及城市建成区面积和城市人口资料,通过比较分析,得出以下结果:北京市近郊区由于城市面积扩大和人口增加,导致了室内外气温均升高,其中室内气温升高幅度大于室外气温,冬半年大干夏半年;不论是冬半年还是夏半年,城市增温效应与城市人口均有较好地相关关系,城市人口的增加对平均室内气温的影响较大.以上结果有助于深入探讨城市化对城市气候的影响机制,并可为城市建筑的规划、设计提供参考.     

低纬高原地区城市化对室内外气温的影响研究

以低纬高原城市昆明市为研究对象 ,利用由于城市扩大而受到影响的昆明气象站室内外气温资料和未受城市影响的太华山气象站气温资料 ,以及城市建成区面积和城市人口资料 ,通过比较分析 ,得出以下结果 :昆明地区受全球气候变暖影响年平均气温约升高 0 .5℃ /3 0a ;由于城市面积扩大导致昆明的室内外气温均升高 ,其中室内气温升高幅度大于室外气温 ,干季大于雨季 ;不论是干季还是雨季 ,城市增温效应与城市建成区面积、城市人口均有较好的相关关系。城市建成区面积增加对平均气温的影响较大 ;而城市人口增加对平均室内气温的影响较大。城市建成区面积每增加 1km2 ,年平均室内气温将升高 0 .0 0 5 4℃ ;年平均气温升高 0 .0 12℃。而城市人口增加 1万人 ,年平均室内气温升高 0 .0 2 5 9℃ ;年平均气温升高 0 .0 0 98℃。以上结果有助于深入探讨城市化对城市气候的影响机制 ,为城市建筑的规划、设计提供一定的参考依据。     

上海气温变化及城市化影响初步分析

为研究在全球变化背景下上海市区气温变化规律和城市化进程对其影响,分析了上海市区气温对全球变暖的响应,对比了市区和郊区气温在不同气候背景下的变化趋势,采用与郊区台站对比法分析了上海市区气温城市化效应,研究了城市化进程与气温各分量长期变化趋势之间的关系,将高空与地面观测资料相结合,定量估算了城市化效应对平均气温的贡献,初步讨论了气温的城市化效应成因。研究结果表明：1873~2004年上海市区年平均气温的长期变化趋势为1.31 ℃/(100 a),在1921~1948年和1979~2004年两个时期增温明显,其中第二段增温强于第一段;与郊区站点相比,市区在降温期内降温最小,增温期内升温幅度最大;城市发展导致市区和郊区气温有显著差别且温差逐年加大,其中平均气温和最低气温在秋季的差别最大,最高气温市区和郊区之间差别在夏季最大;城市化进程加快了地面气温升高的速率,其中以最低气温最为明显;在1980年代城市化效应使上海市区年平均温度平均升高0.4 ℃,在1990年代平均升高1.1 ℃。     

ON TEMPERATURE CHANGES OF SHANGHAI AND URBANIZATION IMPACTS

To understand how temperature varies in urban Shanghai under the background of global climate change and how it is affected by urbanization, the Shanghai temperature responses to global warming were analyzed, and then the temperature trends of urban and suburb stations under different climatic backgrounds were obtained. The urbanization effects on temperature were studied by comparing urban stations to suburb stations, the relationship between urbanization variables and temperature components were obtained, and observation data of surface and high level were combined to assess the contribution of urbanization effect. In the last part of the paper, the cause of urbanization effects on temperature was discussed. The results indicated: The long term change trend of Shanghai annual mean temperature is 1.31/100a from 1873 to 2004, the periods of 1921 – 1948 and 1979 – 2004 are warmer, and the 1979 – 2004 period is the warmest; compared to suburb stations, the representative urban station has slower decreases in the cool period and faster increases in the warm one; the urban and suburb temperatures have distinct differences resulting from urbanization and the differences are increasing by the year, with the difference of mean temperature and minimum temperature being the greatest in fall and that of maximum temperature being the largest in summer between the urban and suburban areas. The urbanization process accelerates the warming speed, with the minimum temperature being the most obvious; the urbanization effect contributes a 0.4°C increase in 1980s and 1.1°C in 1990s to the annual mean temperature.     

城市发展对广州温度场影响的分析

利用广州气象站近30年气温资料和受城市发展影响相对较小的佛山沙堤机场20年气温资料，分析珠江三角洲地区的温度变化趋势及广州城市发展对温度场的影响程度。结果表明，珠江三角洲地区温度上升趋势明显，佛山沙堤机场20年上升0．7℃，广州30年上升约1.1℃。广州市热岛效应具有明显的年、季节及日变化规律，与国内其它城市热岛变化规律有所不同。     

气候变化对江苏省小麦生产的可能影响

根据国内外研究结果综合分析,得到ＣＯ２倍增时江苏省温度、降水的变化值,初步确定了ＣＯ２倍增时江苏省小麦生长季内的可能气候情景。分析未来ＣＯ２倍增时对小麦作物的直接影响、间接影响及紫外辐射影响。具体估算了温度升高、降水增加、ＣＯ２浓度上升、紫外辐射增强后江苏省小麦生育期不变和生育期缩短两种情景下的气候生产潜力,并由此分析了气候变暖对江苏省不同地区的利弊影响。结果表明：江北大部分地区小麦产量有所增加,     

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。     

EFFECTS OF SEA SURFACE TEMPERATURE AND ITS DIURNAL VARIATION ON DIURNAL VARIATION OF RAINFALL: A PARTITIONING ANALYSIS BASED ON SURFACE RAINFALL BUDGET

The effects of sea surface temperature(SST) and its diurnal variation on diurnal variation of rainfall are examined in this study by analyzing a series of equilibrium cloud-resolving model experiments which are imposed with zero large-scale vertical velocity.The grid rainfall simulation data are categorized into eight rainfall types based on rainfall processes including water vapor convergence/divergence,local atmospheric drying/moistening,and hydrometeor loss/convergence or gain/divergence.The rainfall contributions of the rainfall types with water vapor convergence are insensitive to the increase in SST from 27°C to 29°C during the nighttime,whereas they are decreased during the daytime.The rainfall contributions of the rainfall types with water vapor convergence are decreased as the SST increases from 29°C to 31°C but the decreases are larger during the nighttime than during the daytime.The rainfall contributions of the rainfall types with water vapor convergence are decreased by the inclusion of diurnal variation of SST with diurnal difference of 1°C during the nighttime,but the decreases are significantly slowed down as the diurnal difference of SST increases from 1°C to 2°C.The rainfall contributions of the rainfall types with water vapor convergence are insensitive to the inclusion of diurnal variation of SST during the daytime.     

历史上气候变化对我国社会发展的影响初探

根据被修订过的竺氏温度变化曲线,将中国过去３０００年划分为１１个气候适宜期（暖期和变暖期）和气候非宜期（冷期和变冷期）。发现历史上的太平盛世绝大多数出现在气候适宜期,大规模的战争和农民起义以及北方民族的入侵均发生在气候非宜期。最后,对未来２００年气候变化和中国历史的发展趋势作了初步预测,主为目前的气候适宜期将持续到公元２２３０年左右。     

城市化进程对南京市气温变化影响的主成分分析

为揭示城市环境气象的蠕变过程,利用南京站1956—2007年逐日气温资料及南京市1995—2006年的统计年鉴数据,通过主成分分析法,研究了南京市年平均气温变化与城市化进程之间的关系。结果表明:(1)1956年以来南京市年平均气温、年平均最高、最低气温总体呈上升趋势,增温率分别为0.28℃/(10 a)、0.18℃/(10 a)、0.33℃/(10 a),特别是1990年以后,增温速率进一步加大。(2)城市化进程中影响气温变化的主导因子为:城市下垫面性质、工业排污和人口数量。(3)1990年代后南京市城市化进程与年平均气温和年平均最低气温之间存在显著的正相关关系。     

极区大气臭氧总量变化特征及其对大气温度的影响

利用ＴＯＭＳ资料分析了南北极区大气臭氧总量的多年趋势变化,年际变化,季节变化及周期性变化特征。结果表明,近十余年来南北极区大气臭氧总量都是下降的,并且存在转折现象,但两者具有不同的多年变化特征和地理分布特征;南北极区的臭氧减少都是春季下降最快;南北极区存在不同的周期振荡现象,南极地区比北极地区表现出更强的周期振荡特征．