近42年西藏高原雅鲁藏布江中游夏季气候趋势和突变分析

根据1957－1998年雅鲁藏布江中游拉萨、日喀则、泽当、江孜4个站6－8月的平均气温、降水资料，通过线性趋势估计和多项式函数拟合等方法分析了雅鲁藏布江中游地区夏季气候长期趋势变化和周期变化，并利用滑动T检验等方法讨论了突变的问题。结果表明：在过去42a里，该流域夏季气温有明显的上升趋势，1980年突变增暖非常明显；而夏季降水呈下降趋势，60年代中后期至80年代末降水普遍偏少，90年代降水出现回升势头。气温、降水的主要周期集中在高频波段，显著周期为2．8－3．5a。     

北京城市热岛效应对冬夏季降水的影响研究

利用北京地区20个气象观测站最近30年（1975～2004年）冬季（12～2月）、夏季（6～8月）平均气温、降水量和降水日数资料,研究了城市热岛效应的年代际变化及其对降水的影响。结果表明:（1）最近30年来,北京城区与北部山区之间的温度梯度在明显加大,其中,冬季温度梯度的平均增幅为0.6℃/10 a,夏季约为0.2℃/10 a。（2）在北京城区南北两侧,冬季和夏季的降水日数、降水量的相对变化趋势明显不同:相对区域平均而言,在城区及南部近郊区,冬季降水日数和降水量都在明显增加;夏季,城区北侧的降水日数呈加速增长趋势,尽管南部平原郊区的相对降水日数变化不大,但降水量在相对减少。（3）城市热岛效应对不同季节降水分布的影响,可能是城乡温度梯度与盛行风相互作用的结果,就北京地区而言,地形的存在,强化了城区与北部郊区之间的温度梯度:冬季盛行北风气流,在北部郊区,热岛效应强迫产生的边界层下沉运动有可能造成局地降水天气过程相对减少,城区及其南侧则相反;夏季盛行南风气流,随着城市热岛效应的增强, 发生在北部近郊区的弱降水天气过程趋于增多。     

渭河、汉水流域秋季降水的变化特征

利用渭河、汉水流域28个台站1956-2004年逐日降水资料以及1951-2005年月平均降水资料,分析了渭河、汉水流域秋季降水的变化特征。结果表明：渭河、汉水流域秋季降水具有明显的年际和年代际变化特征;9月和10月平均降水日数相当,9月降水以小到中雨为主,10月以小雨为主。秋季降水日数有减少趋势,10月的减少趋势更为显著;秋季暴雨强度近几十年有增加趋势,9月降水强度变化显著,10月降水强度变化幅度较小;10月降水强度有增加趋势,但中雨强度有减小趋势。     

哈尔滨、石家庄、武汉和广州的气候变化对比

利用国家气候中心整编的全国160站的逐月降水和气温资料,采用距平分析和小波变换方法,对哈尔滨、石家庄、武汉、广州等4城市的1951-2004年的年平均气温和夏季降水进行了对比分析。结果表明：4个城市54 a来气温变化趋势比较一致,1970年前后为气温最低的年代,只是在1970年以后开始出现升温趋势,尤其自20世纪80年代后期以来,升温更加明显;4城市气温年代际演变特征非常明显,存在10～25 a尺度的变化周期,在80年代中期发生了气候突变。对于54 a来的夏季降水,哈尔滨和武汉变化趋势基本一致,石家庄和广州变化趋势比较接近;4城市夏季降水年代际变化特征非常明显,都存在10 a左右尺度的变化周期,与气温变化周期明显不同。     

长江源头地区冰川变化的气候成因研究

利用1959—2003年长江源头沱沱河代表站观测的年、季气温、降水、积雪资料，用气候诊断方法分析了该地区气候年代际变化特征以及冰川变化的成因。结果表明：长江源头地区40多年来夏季增温比较明显，上世纪90年代四季平均气温、平均最高和平均最低气温较80(或60)年代偏高0．6—1．2℃。降水量(含积雪量)冬季增加，夏季减少，秋、春季降水增加而积雪量减少。年大风日数80～90年代较60～70年代偏多。80年代夏季温度升高、降水减少、大风日数增多的暖干气候背景是该地区冰川退缩的主要原因；90年代以来，夏季暖干化的趋势继续加剧，并逐步扩展到春、秋季节，使得该地区的冰川迅速退缩，生态环境进一步恶化。     

关于我国夏季气候年代际变化特征及其可能成因的研究

利用我国160个台站1951～2000年夏季(6～8月)降水和气温观测资料,以及NCEP/NCAR海温、风场和水汽的再分析资料,分析了我国夏季风降水和气温的年代际变化特征及其可能成因.分析结果表明,我国夏季降水有明显的年代际变化,在1976年前后发生了一次明显的气候跃变,从1977年到2000年夏季长江流域的降水明显增加,而华北地区和黄河流域夏季降水明显减少,出现了严重干旱.分析结果还表明,我国西北地区降水的振荡位相要超前于华北地区降水振荡位相5～8年,华北地区气候年代际时间尺度变化是从1977年起降水减少,气温上升;但西北地区从20世纪70年代开始,则温度升高,降水增多.此外,分析结果也表明我国气温同样有年代际变化,但不如降水年代际变化明显.作者还从热带太平洋SST(海面温度)的年代际变化及其对中印半岛和东亚上空水汽输送的影响,分析了上述我国气候年代际变化的可能成因.分析结果表明,热带中东太平洋的SST也有明显的年代际变化,从1976年以后热带中东太平洋海水明显增暖,出现了明显的"类似El Nino型"的SST距平分布,呈现出"年代际的El Nino现象".这种海温异常分布减弱了亚洲夏季风,从而减弱了从热带太平洋、中国南海和孟加拉湾向东亚的水汽输送,造成水汽输送在长江流域辐合,使到达华北地区的水汽大大减弱,因此引起长江流域降水明显增加,而华北地区明显减少,出现了持续性严重干旱.     

中国北方干旱的气候特征及其成因的初步研究

文中重点分析了我国北方干旱气候的基本特征，并从影响中国气候异常的主要因子初步探讨了干旱的成因。指出在全球与东亚区域气候变暖的背景下，主要影响因子的年际异常变化和年代际振荡是我国干旱气候形成的主要原因。     

2010年陕西盛夏极端多雨的气候特征及成因研究

利用NCEP/NCAR再分析资料,对陕西省2010年盛夏极端多雨的形成机理进行了个例分析研究。结果表明:2010年盛夏极端多雨的主要成因是大尺度环流形势异常及海温异常等多种因素综合作用的结果。在500 hPa高度场上欧亚中高纬区为"两脊一槽"型分布,乌拉尔山阻塞高压与咸海到巴尔喀什湖的低压槽稳定维持,低槽分裂冷空气沿中纬度西风带东移,与西太平洋副热带高压外围西北侧暖湿气流在陕西上空相汇,是造成2010年陕西盛夏极端多雨的直接原因。来自南海的水汽输送在850 hPa、700 hPa上表现都很显著,来自孟加拉湾的水汽只有850 hPa表现明显。La Ni?a事件当年陕西盛夏降水易偏多利于出现极端降水。盛夏降水量年代际变化特征显示,陕西中部和南部2010年处于一个年代际的多雨期内,出现极端降水的可能性增大。     

青藏高原气候由暖干到暖湿时期的年代际变化特征研究

利用1961~1998年青藏高原123个气象台站常规地面观测资料,对近40年青藏高原地区的气候年代际变化特征进行分析。分析结果表明：20世纪80年代中后期青藏高原经历了一次气温、降水量、相对湿度显著增加的气候突变。以突变点为界,可以划分为两个时期,即从20世纪60年代初到80年代中后期,青藏高原为相对暖干时期,从20世纪80年代后期开始,青藏高原进入相对暖湿时期。由此,从气温、降水量、相对湿度的变化特征和突变理论上可以初步判断,20世纪80年代中后期青藏高原气候年代际变化实现了由暖干型向暖湿型的突变。青藏高原气温和降水突变早于相对湿度突变;青藏高原的增温、增湿现象主要发生在冬季;春季亦增温、增湿,但增幅小于冬季;夏季出现增温和略减湿现象;秋季为明显增温,但湿度无明显变化。     

影响中国台风的气候特征及其与环境场关系的研究

分析了影响中国台风的气候特征,结果表明：5-11月是影响台风活跃季节,7-9月为集中期;1951—2004年影响台风的频数变化呈减少趋势,1970年代后期明显减少,近十年是影响台风频数最少的时期;近50余年影响台风中超强台风的频数减少显著;台风生成的源地有明显的年代际变化,1960年代-1970年代生成台风位置偏东、偏南,1980年代以后转为偏北、偏西。同时分析了影响台风与北太平洋海温及东亚夏季风环流的关系,认为北太平洋海温的年代际和年际变化与影响台风关系密切;影响台风偏多年和偏少年,其环流形势截然不同。     

郑州城市气候环境的观测研究

通过对郑州城市环境气候观测资料分析 ,揭示了郑州市区环境温度的季节分布、不同性质地面环境对温度分布的影响及郑州城市热岛强度的时空变化特点。结果表明 :郑州城市建设规模及其特殊的地面物理性质 ,对气候环境已产生较明显的影响 ,年、季环境温度分布都以市中心温度为高 ,向郊区逐渐降低 ,存在着明显的城市“热岛”现象 ;郑州城市热岛强度的年、季变化与我国北方城市的变化趋势比较一致 ,具有冬强夏弱的特点     

黄河中游“三花间”区气候变化特征

利用黄河中游地区三门峡至花园口区间(简称"三花间"区)21个气象站1955-2006年的气温和降水量资料,采用滑动平均、趋势分析、小波变换和Mann-Kendall等方法,探讨了黄河"三花间"区气温和降水量的年际和年代际变化特征.结果表明:(1)近50多年来"三花间"区年平均气温的年代际变化为1950年代后期至1980年代为偏冷期,1990年代之后气温明显升高,冷暖转折的突变点在1994年,2001年以来是近50多年来最暖的时期;年及冬、春、秋三季平均气温均呈上升趋势,尤以冬季增温开始最早,增温最明显.(2)降水量的年代际变化为1950年代后期至1960年代、2001年之后为多雨期,1970年代至1990年代为少雨期,其中以1990年代降水最少;各季降水量除冬季外均呈减少趋势,以夏季减少最明显.(3)黄河"三花间"区气候总体向暖干化方向发展,但2003年之后进入了多雨期,未来几年气候存在着向暖湿化变化的可能性.     

合肥市近50年最高气温变化特征

利用合肥市1953～2005年逐日最高气温资料,采用滑动t检验等统计方法,分析了合肥市平均最高气温、高温日数和高温出现初终日的变化特征.结果表明:合肥市近50年来平均最高气温呈"上升-下降-上升"的趋势,并且平均最高气温在1968和1988年附近发生了突变.合肥市高温日数也呈"增多-减少-增多"的趋势.但年累计高温日数没有很明显的突变;高温日5～9月都有出现,其中7月出现的次数最多,占总日数的49.7%,8月次之.占40.5%.合肥市高温持续的时间经历了由长变短再变长的过程,20世纪80年初期最短.     

北京夏季高温变化特征及对城市热岛强度的影响

随着全球气候变暖和快速城市化,城市夏季高温及热浪出现频次和强度明显增加,但人口高度集聚的特大城市中夏季高温长期变化特征对城市热岛的影响程度和作用机制仍不甚明了。本文选择京津冀特大型城市群的核心城市北京为研究对象,基于长期气象观测数据计算夏季高温和城市热岛强度,阐明5—8月夏季高温长期变化特征及对城市热岛强度的影响。研究发现,1978—2020年北京城区夏季高温日数、强度和极端高温均呈现显著增加趋势,相伴随的是高温起始时间明显提前,结束时间显著推迟;高温天最高气温热岛强度呈显著降低趋势,而平均气温和最低气温热岛强度则呈轻微下降趋势;5—8月高温天最高、平均和最低气温多年平均热岛强度分别为0.73 ℃、1.61 ℃和2.40 ℃,明显高于非高温天的0.09 ℃、0.80 ℃和1.40 ℃,高温和非高温天热岛强度差值均在0.6 ℃以上,表明夏季高温放大城市热岛强度。预估未来全球变暖和快速城市化背景下北京城市热岛效应将进一步加剧,会形成更频繁和持续更长的夏季高温,给城市居民带来严重的健康风险。     

城市热岛效应对北京夏季高温的影响

应用1998—2002年北京地区自动气象站观测资料,探讨了城市热岛效应对夏季高温的增幅作用。结果表明:北京地区夏季平均热岛指数随着环境温度的升高呈上升趋势,城市热岛效应对高温强度有明显的增幅作用。并应用中尺度MM5模式,对2000年7月一次典型高温天气过程进行了数值模拟。试验表明:模式对于北京地区夏季高温及城市热岛的范围和强度均有较好的模拟能力。     

湖北省城市热岛强度变化对区域气温序列的影响

计算湖北省71个气象站1961～2000年间四季、年平均、最低、最高气温倾向率,绘制其等值线分布图,设计并求取武汉站相对郊区代表站、全省的城市代表站、基本和基准站相对乡村代表站的热岛增温速率和贡献率.结果表明:1)40年来气温倾向率多为正,即呈增温趋势,但时空分布不均,冬季最低气温增速大,夏季最高气温增速小甚至降温,非对称性变化明显,几乎所有情况后20年增温加剧;2)武汉站、全省城市代表站热岛效应影响存在着显著的随时间增大趋势,武汉年平均、最低、最高气温的热岛增温速率分别为0.2、0.37、0℃/10 a,贡献率分别为64.5%、67.3%、0%,而全省城市代表站年3项气温的热岛增温速率略小,贡献率则可达75%以上,有些情况可达100%,且时间差异、非对称性特征与武汉较一致;3)近40年来全省基本和基准站热岛增温贡献率可达60%以上,近20年来还有50%左右.因此,目前根据国家基本、基准站资料建立的温度序列严重地保留着城市化影响.     

华北和北京的酷暑天气 Ⅰ. 历史概况及个例分析

如果将日最高气温超过３５ ℃的天气定义为酷暑天气, 则近６０ 年的资料统计表明, 北京出现酷暑天气的年频率高达８１ ％ , 并不少见, 尤以４０ 年代和９０ 年代明显偏多。１９４２ 年６ 月和１９９９ 年７ 月都出现≥４２ ℃的酷暑天气。分析表明, 北京和华北酷暑天气的出现与大环流形势密切相关, 大陆副热带高压维持于华北上空是其主要因素, 空气下沉增温是酷暑的主要机制, 而大城市的热岛效应则可使城区百叶箱气温再增高２ ℃左右。     

近15年北京夏季城市热岛特征及其演变

根据北京地区20个地面气象观测台站1990-2004年7月的气温资料,分析了最近15年来北京夏季城市热岛的最新特征和变化趋势,也分析了城市热岛与气温,城郊地表温度差与地表温度,气温和地表温度间的关系。结果表明：北京夏季夜间出现了强热岛,郊区城市也出现了热岛现象,但白天城市热岛相对夜间不明显。夜间城市热岛强度呈逐年增强趋势,但白天这种趋势不明显。夜间城市热岛与气温呈正相关,气温高的年份,城市热岛强度相对也大;夜间城郊地表温差与地表温度呈正相关,地表温度越高,城郊地表温差越大;夜间,气温与地表温度呈正相关,气温越高,地表温度也高。白天,这些相关相对夜间来说不那么明显。研究成果对北京城市发展规划和高温灾害的防治有一定的科学参考价值。     

山东省城市化对区域平均温度序列的影响

对山东省国家基本/基准站、代表性的城市站与代表性的乡村站1963～2002年共40年的月、季、年平均温度资料进行了对比分析,并对济南站进行了个例研究.从增温趋势看出,城市站和国家基本/基准站比乡村站增温趋势显著.近40年来城市热岛效应增强因素对基本/基准站年平均温度的增温贡献率为27.22%,对所选城市站年平均温度的增温贡献率为21.71%,济南站为23.43%.城市热岛效应增强因素对季节增暖的贡献以夏季为最大,其次是春季和秋季,而冬季最小.因此,目前根据国家基本/基准站资料建立的山东或华北地区平均温度序列在一定程度上保留着城市化的影响,有必要做进一步的检验和订正.     

北京春季城市热岛特征及强热岛影响因子

应用北京地区地面气象观测台1990-2004年4月的气温资料,分析了近15a北京春季城市热岛特征,结果表明：春季夜间城市热岛要强于白天。还分析了春季一个强热岛形成和减弱消失过程的气象影响因子,结果表明：北京春季夜间特定条件下存在强热岛,强热岛中心在白家庄、天安门、公主坟连线的主城区;白天强热岛会减弱消失。强热岛在夜间形成的原因是日落后郊区地面大气降温速率和幅度远大于城区地面大气。白天有日照的晴夜北京城、郊地面风场很弱（≤1．0m／s）,多个测站甚至出现静风,同时城区垂直方向上15m高度以下持续存在很弱（≤1．5m／s）的风场,城区320m高度以下大气持续存在强逆温,这些因素共同促使春季强热岛的形成和维持。强热岛在白天减弱消失的原因是日出后太阳辐射的加热作用引起郊区地面大气升温速率和幅度大于城区地面大气,同时城区大气稳定度减弱、城区大气逆温消失、城郊地面风速增加。