A SPECTRUM OF LYAPUNOV EXPONENTS OBTAINED FROM A CHAOTIC TIME SERIES

A complete spectrum of Lyapunov exponents (LEs) is obtained from 1970— 1985 daily mean pressuremeasurements at Shanghai by means of a correlation matrix analysis technique and it is found that there exist LEs≥0,and <0. with their sum 0λ_i=K=0.110405 whereuponT=1 /K =9 is obtained as the predictable time scale, a result close to that acquired by the dynamic-statistical approachin early days and also in agreement with that present by the authors themselves(1991).     

夏季冷暖特点的分析及展望

一、冷暖夏的划分及出现规律冷暖夏的划分是根据中央气象科学研究院和北京气象中心划分温度等级的统一标准,对各代表站逐年按月进行划分。具体标准是将月平均气温分成五级,1级属于暖、2级属于偏暖、3级属于正常、4级属于偏冷、5级属于冷,再将每年夏季的平均温度等级进行加权滑动平均,即(?)=1/9(A_(n-2) 2A_(n-1) 3A_n 2A_(n 1) A_(n 2)),其中A_(n-2),A_(n-1),A_n,A_(n 1),A_(n 2)分别表示前二年夏季,前一年夏季,当年夏季,后一年夏季,后二年夏季气温等级数。本文采取选代表站的办法,对夏季温度进行分级。解放后选取杭州、巨州、温州三个代表站,因杭州     

1951—2020年广州地区极端气温指数年月尺度变化研究

根据广州国家基本气象站1951—2020年的逐日气温资料,采用线性趋势法、距平及累积距平法和Mann-Kendall检验法,对WMO推荐的16种极端气温指数中的13种以及2种结合本地实际的新的极端气温指数共计15种指数进行计算,从月尺度和年尺度分析广州地区各极端气温指数随时间变化的趋势和突变年份,并对以往研究中较少探究的基期的选择对相对极端气温指数的结果影响进行了对比分析。(1)从年尺度看,广州地区近70 a的夏日日数SU25、酷热日数SU35、热夜日数TR20、非常热夜日数TR26、最高气温TXx、最低气温TNn、最低气温最大值TNx、相对暖夜日数TN90p、暖昼日数TX90p、显著偏暖持续指数WSDI均呈现明显的上升趋势,相对冷夜日数TN10p、冷昼日数TX10p和偏冷持续指数CSDI呈现下降趋势,气温日较差DTR和最高气温最小值TXn变化趋势不明显;(2)新的极端气温指数SU35和TR26的上升速率明显大于SU25和TR20的上升速率,能更好地反映近70 a昼夜体感炎热日数呈现极显著的上升趋势,更加符合评估气候变化对当地生产生活的影响;(3)从月尺度来看近70 a广州地区的暖系列...     

武汉地区一九九三年异常凉夏浅析

武汉地区1993年的凉夏天气为自1905年以来所罕见,人们感觉尤为深刻。 1 气候概述 1993年盛夏我国中部和东部大部分地区气温明显偏低,地处长江中游的武汉地区更是突破常规。据武汉资料统计表明:7～8月平均气温均较常年偏低2℃左右,6旬气温有5旬在平均值以下,其中4旬负距平值达3℃左右,最高气温也明显偏低,日数甚少,超过35C高温日数仅2天,极端高温值仅35.3℃。整整一个夏季,素有火炉之称的武汉居民竟然空调未开、还薄衣过夜,难得碰到这个三伏不热,暑天凉爽的天气。     

城市气温变异与季节响应研究

气温变化是气候变化显著特征之一,分析城市气温季节性变异与响应具有重要意义。基于1951~2014年逐日平均、最高和最低气温观测资料,利用多种极端气温指数,通过线性倾向估计、Mann-Kenndall检验等方法,研究北京城区气温及其极端气温指数变化趋势,分析入春、入夏、入秋、入冬时间及四季长度变化,并探讨温度变化的可能成因和影响。结果表明:(1)北京城区气温显著升高,升温幅度呈现最低气温平均气温最高气温,分别升高0.19、0.40、0.49℃·(10a)~(-1),霜冻日数、不热日数、负温日数、不热日数、冷夜日数、冷昼日数、冷持续指数、气温日较差呈显著下降趋势,而热日指数、酷热指数、生长期长度、暖夜日数、暖昼日数呈现升高趋势,基于最低气温的指数增减幅度较大;(2)四季增温明显,气温变化幅度呈冬季春季秋季夏季,平均气温分别增长0.40、0.32、0.36、0.47℃·(10a)~(-1),冬季趋暖,夏季趋热,气温突变时间冬季最早,春季次之,夏季最晚;(3)入春、入夏时间提前,入秋、入冬时间推迟,夏季时间延长,冬、春和秋季长度明显缩短,相比前30年,1981~2000年入春、入夏时间分别提前7、9天,入秋、入冬时间分别推迟8、4天,夏季长度增加17天,冬、春、秋季各减少11、3、3天;(4)北京城区升温是城市化和气候变化耦合作用的结果,城市温室效应增大升温幅度,持续升温可能会对城市生态系统、大气环境、能源供需、用水结构以及居民健康等产生影响。     

100毫巴极涡和南亚高压的活动与东北区夏季低温的关系

本文利用10O毫巴面资料,计算了位势距平场及纬向地转风速,讨论了极涡、南亚高压的活动与我国东北区夏季低温的关系,得出如下结论: 1.中国东北区夏季异常低温的形成,是南亚高压弱、极地冷空气经常在中纬度活动的结果; 2.冬季(11—2月)100毫巴太平洋副热带高压与夏季的南亚高压有关系,他们的相关系数等于0.62; 3.1—5月 100毫巴面极涡的频数分布有三种类型:a·当极涡经常在极区活动时,则东北区夏季气温偏暖;b‘当极涡持续偏心在欧亚大陆活动时,则东北区夏季气温偏冷3c·如果极涡的频数分布有两个高频数中心分别在欧亚及北美,则东北区夏季气温的偏暖或偏冷决定于南亚高压的偏高或偏低,他们彼此成正相关; 4.东北区夏季气温与欧亚大陆冬季的雪盖面积和青藏高原的降雪量成反相关。     

近30年甘肃省气温时空变异分析

基于ArcGIS Analyst平台,采用协同克里格(CoKriging)插值方法,对1979—2008年甘肃省旬平均气温进行了空间插值,得到1km×1km各旬的平均气温表面数据。第36旬气温插值结果的平均误差、均方根误差、平均标准差、标准化平均误差和均方根标准差的平均分别为-0.00046,1.998,1.809,0.0035和1.087℃。利用插值计算结果和气象站观测数据,分析了旬、月和年平均气温的时空变异特征。结果表明,空间上东南部地区的气温变异较小,其他地区的变异较大;时间上第23-24旬、第24-26旬、第25-27旬、第33-35旬和第34-36旬的平均气温呈平稳下降趋势,第4-6旬、第5-7旬、第6-8旬、第7-9旬和第8-10旬的平均气温呈平稳上升趋势,7月气温呈不显著下降趋势,3,5和10月的平均气温略呈上升趋势。1979—2008年甘肃省的年平均气温为8.05℃,3年滑动平均最低气温(1983—1985年)为7.13℃,最高气温(2005—2007年)为8.82℃,气温上升趋势较为明显。     

近55年湖北省凉夏气候事件及其大气环流特征

以夏季平均气温距平的-1.0倍标准差为凉夏阈值,将单站凉夏分为弱和强两个等级,在此基础上确定区域凉夏和全省凉夏的界定方法和等级划分标准,区域凉夏和全省凉夏采用凉夏站数比确定。对湖北省1961—2015年的凉夏事件时空分布特征的分析结果表明:湖北省单站凉夏频率南多北少,东多西少,鄂东南凉夏频率最高,鄂西北最低;研究时段内全省性凉夏共发生7次(年),其中强凉夏3次(年)。凉夏事件主要发生在20世纪80年代和90年代,此后全省凉夏指数变率增大,在夏季增暖背景下,仍会发生全省性凉夏事件。利用NCEP/NCAR再分析资料,对比分析凉夏年、夏季高温年及多雨年大气环流背景发现:凉夏年500hPa、100hPa东亚沿海中纬度位势高度距平波列均呈现为"-"位相分布,而夏季高温年则反之;与夏季高温年相比,凉夏年副热带高压脊线偏南约3~5个纬度,南亚高压位置偏南约2~3个纬度;凉夏年中高纬环流多波动,呈现长波长的两槽一脊环流背景,西风带环流偏南;夏季多雨年我国东部自北到南500hPa高度距平位相波列为"-+"分布,但负距平中心比凉夏年更偏西;部分年份既是凉夏年,又是夏季多雨年。另有赤道中东太平洋海温Nino 3.4指数与湖北夏季气温异常指数呈现不显著的滞后与同期负相关,凉夏年一般对应赤道中东太平洋暖事件。     

气候变化背景下宁夏冬季气温月尺度变化特征

基于宁夏20个气象站1961—2018年气象观测资料,利用季节经验正交函数(S-EOF)分析宁夏冬季气温月尺度变化特征。结果表明:宁夏冬季气温S-EOF分析第1模态各月空间型均表现为全区一致型;第2、第3模态各月空间型呈冷暖交替的分布特征。其中第2模态12月空间型表现为偏冷(暖)时1、2月表现为偏暖(冷)特征;第3模态12月及1月空间型偏暖(冷)时2月为偏冷(暖)特征。第2、第3模态时空分布与12月至次年2月乌拉尔山高压脊、西伯利亚高压、东亚大槽月尺度上的强弱调整过程存在很好的对应关系,当乌拉尔山高压脊和东亚大槽偏强、西伯利亚高压增强时,有利于对应月份气温偏低,反之亦然。     

濮阳市旅游气候舒适度评价

对濮阳市的旅游气候舒适度分析后认为:濮阳市一年中4、5、9、10月的舒适指数在 1～-1(暖-凉)之间,风效指数在-a～-b(暖风-舒适风)之间,这4个月是濮阳市适于旅游的季节,其中10月是最佳旅游季节.旅游优势在于春、秋两季;夏季炎热、冬季寒冷,可充分利用农业生态园区景观和自然生态旅游资源,开展避暑和室内生态旅游等活动.     

湖北省1994年夏季(6～8月)天气气候概况及其影响

湖北省1994年夏季天气比较炎热,出现四次最高气温≥35℃以上的酷热期,其日数比常年同期偏多,居建国以后第五位,平均气温比常年同期高,梅雨不明显,时间短,整个夏季降雨以过程性和阵性为主,干旱呈阶段性发展,局部地方有洪涝,总雨量大部地区偏少,部分县市出现大风灾害,天气气候对工农业生产比较有利。 1 四次高温酷热期,气温比常年同期高 由于今年夏季西太平洋副热带高压持续偏强,先后共出现四次最高气温在35℃以上的酷热天气。其时间分别是6月28日～7月11日,7月20日～23日,8月 1～6日,8月9～23日。极端最高气温鄂西南长江河谷地区在8月3～4日达到42℃,其他地区在7月3日出现39～40℃。≥35℃的高温日数鄂西南40天左右,武汉市、鄂东北、鄂东南在35天左     

热带地区100 hPa东风气流的气候效应(Ⅰ): 与华南气候的关系

利用NCEP／NCAR再分析资料、西太平洋副热带高压(下称西太副高)指数距平资料,分析了热带地区100hPa东风强度与华南气候之间的关系。结果表明：(1)冬季东风强度与同期及3月份华南降水存在显著的负相关关系。合成分析表明,弱东风年冬季华南地区700hPa为西南风距平,有利于孟加拉湾的暖湿空气向华南上空输送。(2)前期秋冬季节平均东风强度与区域平均的华南夏季气温之间存在很好的相关关系,相关系数达到-0．617。合成分析发现,弱东风年夏季西太副高偏强,位置偏西,使得华南地区在强副高控制之下,多为晴空少云天气,气温偏高。     

北京城市高温遥感指标初探与时空格局分析

利用北京高温天气下的NOAA18/AVHRR卫星资料与气象台站资料,分析了日最高气温与遥感反演的城市地表温度的关系,初步确定了地表高温阈值并建立了高温遥感指标,并利用1989~2008年(缺2002年)6~9月NOAA/AVHRR资料开展了北京地区高温时空格局分析研究。指标初步研究表明:北京气温高温值为35、37、40°C对应的遥感地表高温值分别为44、47、52°C,可以较好地适用于北京平原地区;利用该阈值建立的地表高温强度指标(LSHI)对北京平原高温的监测与气象台站高温监测基本一致,而高温比例指数指标(LSHP)能有效反映出城市高温空间强弱和时间差异。北京遥感地表高温空间格局分析显示:夏季(6~8月)旬平均遥感地表温度≥44°C年出现概率不超过50%,广泛分布于城区和平原区;旬平均遥感地表温度≥47°C年出现概率不超过40%,集中于北京五环内;旬平均遥感地表温度≥52°C年出现概率不超过15%,集中于城区;6~9月高温出现的概率高值区一般都集中于五环内,其中旬平均遥感地表温度≥44°C、≥47°C、≥52°C的出现概率分别为80%~100%、60%~80%、10%~40%。     

青海省平均气温的气候学分析

采用“回归残差分析法”，分析了青海省年平均温度残差(△T)的分布特征、各站△T的年变化以及青海省的气温年较差(T7—T1)及△T形成的原因。结果表明：青海省全年各月均是西部温度高于东部，且夏半年西部明显暖于东部，冬半年则相差较小；气温年较差的分布基本上是随纬度而增大；在高原东侧的“湍流脱体线”附近温度年较差小而日较差较大。青海湖冬季起强热源作用，夏季则反之。     

FORWARD AND BACKWARD ALGORITHMS FOR SELECTING PREDICTORS ON THE BASIS OF THE CRITERION FROM PREDICTION SUM OF SQUARES AND THEIR APPLICATION

In this paper, two fast algorithms for selecting predictors, the forward and backward algorithms,are proposed on the basis of the criterion from prediction sum of squares (PRESS). Not onlywould the numbers of the regression equation calculating PRESS value reduce from 2~p-1 to atmost p(p+1)/2, but also the amount of calculation for every PRESS value is much decreased, wheneither algorithm is used. The application in the long-range weather forecast shows that thesealgorithms have higher prediction skill as compared with stepwise regression.     

近40 a石河子地区气候暖湿化特征分析

分析了40 a气温、降水及干旱指数的变化特征,结果表明:(1)近40 a石河子地区平均温度以0.3℃/10 a趋势上升,和全疆变化一致;该地区年、冬季、夏季气温总体呈上升趋势,20世纪60~70年代年、冬季、夏季气温呈降低的趋势,80~90年代气温呈增加趋势,80年代冬季升温比夏季升温明显,而90年代夏季升温比冬季明显。(2)降水总体趋势上升,降水增长率为12.5 mm/10 a,90年代平均降水比30 a均值偏多20.8%。(3)年平均干旱指数总体呈下降趋势,但趋势不明显,其减少率为-0.3/10 a。(4)石河子地区的温度、降水及干旱指数用M ann-kendall方法检验分别在不同年份发生了不同程度的突变。结果指出,石河子地区气候正在趋于暖、湿化,这对于本区绿洲的发展具有有利的一面。     

近百年长江下游作物生长季冷暖的变化与大型环流的振动

本文运用上海1373—1982年110年气温资料,配合1871—1980年110年月平均海平面气压场资料,分析了长江下游作物生长季冷暖的长期变化以及与之关联的大型环流变化特征。发现最近百余年里,年、季(代表月份)和关键旬的平均气温普遍经历了从偏冷期转为偏暖期约80—100年周期的振动,转折发生在本世纪20年代末、30年代初。70年代前后有转向偏冷期的趋势。这类低频振动与大型环流活动的低频振动有密切关联,主要表现在冬季亚洲大陆冷高压主体偏东和阿留申低压偏弱时期,相应夏季青藏高原热低压偏弱时期,对应长江下游偏冷期;反之,则对应偏暖期。讨论了生长季冷暖变化对农作物生长发育和产量的影响。     

近60年青藏高原东北缘极端气温事件与气温日较差分析——以西宁地区为例

根据1955-2015年西宁气象站逐日气温资料,通过线性倾向估计等分析方法,选取14个极端气温指数,分析西宁地区近60年极端气温事件与气温日较差的时间变化趋势及二者的相关性,并与全国其他区域进行对比。结果表明:(1)近60年来,西宁地区的14个极端气温指数都呈现不同程度的变化,热指数夏日日数、暖夜日数、暖昼日数、作物生长期和热持续指数等分别以2. 07,0. 72,1. 49,2. 57和0. 87 d·(10a)~(-1)的趋势增加,而冷指数冰冻日数、霜日日数、冷夜日数、冷昼日数和冷持续指数分别以-2. 42,-0. 29,-0. 33,-1. 3和-0. 31 d·(10a)~(-1)的趋势减小。极端气温极值指数中,日最高气温的极低值、日最低气温的极低值、日最高气温的极高值、日最低气温的极高值分别为0. 51,0. 17,0. 35和0. 15℃·(10a)~(-1)的趋势增加。(2)在变化趋势中,日最高气温的极低值、日最高气温的极高值、冰冻日数、夏日日数、冷昼日数、暖昼日数、作物生长期和热持续日数的变化趋势为达到0. 01或0. 05的显著性水平。(3)表征极端气温事件热指数与冷指数、昼指数与夜指数的变化幅度均显示出明显的非对称性。(4)过去60年西宁地区平均全年与春夏秋冬四季的气温日较差都呈现增加趋势,增长率分别为0. 25,0. 27,0. 21,0. 15和0. 36℃·(10a)~(-1),该地区的14个极端气温指数的变化均不同程度影响到平均全年与四季气温日较差,其中,极端气温绝对指数和相对指数与气温日较差的相关性最强,对气温日较差影响显著。(5)青藏高原东北缘极端气温事件与气温日较差具有特殊性,可能受多气候系统控制和特殊地形等因素影响。     

2016/2017年冬季北半球大气环流及对我国冬季气温的影响

2016/2017年冬季(2016年12月至2017年2月),东亚冬季风强度较常年同期异常偏弱,西伯利亚高压偏弱。北极涛动(AO)在冬季以正位相为主。冬季北半球500 hPa高度距平场上,亚洲中高纬地区以纬向环流为主,我国为异常正高度距平控制。受其影响,我国各地气温普遍较常年同期偏高,全国平均气温为-1.5℃,较常年同期(-3.4℃)偏高1.9℃,为1961年以来最暖的冬季。季内各月冬季风指数和西伯利亚高压均偏弱,相应我国气温各月均偏高。冬季风的异常偏弱与夏季北极地区大气环流异常状态有关。2016年夏季北极大气环流的热力和动力状态影响了秋季北极海冰偏少的滞后影响效果,不利于冬季风的偏强。     

1951～2007年南疆地区气温异常的时空变化特征

采用1951～2007年南疆地区站点月平均气温资料和NCAR/NCEP气候月平均资料,运用二项式系数加权平均法、Morlet小波变换等方法分析了南疆地区冬季和夏季气温的季节—年际气候变化特征,及气温异常的时空变化特征.结论如下:南疆地区冬季和夏季气温在气候态上差异明显,1980年代以前的冬季主要为气温负异常,1980年代以后呈现气温异常升高,到2000年以后又开始出现偏冷趋势;夏季气温偏差小于冬季,57 a间南疆夏季气温大致出现两波振荡,异常偏热期大致处于1950年代、1970年代后期和21世纪初,呈20～25 a振荡.冷冬年的频次多于暖冬年,热夏年的频次多于凉夏年.偏冷年在57a时间段内所占比例最多,气温异常低的幅度大于气温异常高的幅度.南疆冬季气温存在2个显著振荡:6～10 a的年际周期和18～20 a的年代际周期;夏季气温有1个最显著的振荡,稳定的20 a为中心的周期.不同的年代和季节气温及气温偏差分布各不相同.从气温长期演变趋势来看不论冬夏南疆北部(天山山脉以南)气温升高,塔里木盆地以及南疆南部地区气温降低.冬季升温区的升温幅度比夏季升温区大,夏季降温区的降温幅度比冬季降温区大.