北京不同区域表面气温的变化特征以及北京市观象台气温的代表性

利用北京地区14个观测站1990～2007年逐日和2004～2007年逐时的2 m气温观测资料,分析了北京城区、郊区、南部山区以及北部山区4个区域表面气温的年变化、季节变化以及春、夏、秋、冬4个季节的日变化特征,指出4个区域的气温变化特征具有明显的差异.在所有时间尺度上城区气温受城市热岛效应影响最大,表现为温度最高,郊区次之,南部山区较低,北部山区最低.1990～2007年4个区域的气温都表现出增温趋势,其中城区增温最明显,增温率明显大于其他区域.城区与其他区域气温的差异有明显的季节变化,城区与郊区、城区与北部山区气温的差异在冬季最大,夏季最小;城区与南部山区气温的差异在夏季最大,春季最小.在气温的日变化方面,城区气温在各个季节的日较差都是最小的,南部山区最大.通过比较作为北京代表站的北京市观象台的气温与4个区域的差异,发现观象台与城区气温在各个时间尺度上的差异都最小,与其他区域存在显著差异,北京市观象台气温主要代表了城区,对其他区域的代表性较差.     

五环路对北京观象台气温的影响分析

利用1998—2009年北京观象台、大兴和丰台站气温小时观测资料,分析了五环路建设前后气温的变化以及气温变化的季节差异;利用2008—2009年北京观象台及其周边20km范围内站点的气温分钟资料,分析了观象台与其他台站气温资料的相关关系。结果表明,五环路建成后的5年比建设前5年年平均气温有0.98℃的升幅。五环路对观象台气温资料的影响存在季节性变化,气温升幅春季最小,秋季最大。北京观象台气温资料与周边台站气温资料存在较明显差异,气温绝对差平均值为0.57~1.92℃。     

2003-2015年北京市观象台酸雨特征以及长期趋势分析

本文利用2003年-2015年观象台的酸雨观测资料,统计分析了北京市观象台酸雨分布特征及长期变化趋势。结论如下,北京市观象台降水年均pH值的变化范围为4.34～5.87,北京市观象台酸雨变化分为三个阶段：2003～2005年年均pH值较高,2006年是转折点,年均pH值比2005年下降0.42, 2007～2010年的年均pH值均低于4.5,在此期间北京地区已成为重酸雨污染区,2011～2015年pH值呈现较稳定的上升趋势。由于北京地区夏、秋季节温度及湿度均较高,加快了酸雨前体物的转换速率,而冬、春季节干旱少雨,大气中沙尘和颗粒较多,对酸性降水有缓冲作用,所以酸雨发生频率在夏季、秋季明显高于春季、冬季。降水的年均电导率的变化范围为48.8～99.5μs/cm,年际变化规律不明显,但电导率与降水量存在相关性,总降水量较小的年份,年均电导率偏高;总降水量较大的年份,年均电导率偏低。     

观象台台站级地面气象资料质量综合控制

该文提出平时应注重及时维护地面审核规则库,更好地发挥软件自动监控和审核功能;注意对自动站标校等产生的异常值进行质量控制;利用自动站数据质量控制软件对采集数据文件进行质量控制、对自动站与人工站A文件进行比较;利用测报业务软件对A、J文件进行格检审核;再通过人工检查云能天配合、人工器测项目合理性、B文件数据维护检查、AJ文件格式人工检查;再利用其他审核软件审核,最终达到观象台台站级地面气象资料质量综合控制的目的。     

2000年夏季华北地区降水特征及成因分析

利用中国台站实测降水资料及NCEP／NCAR再分析资料，对2000年夏季华北地区降水的时空变化特征及其主要影响因子进行了初步分析。东亚夏季风活动偏南、西太平洋副热带高压位置偏东偏北、阻塞高压较为稳定是造成华北夏季降水偏少的主要原因，并由此造成了南涝北旱现象。     

三套再分析资料的中国夏季降水日变化特征

利用台站观测降水,评估分析了三套再分析(NCEP,ERA40和JRA25)降水资料对中国夏季降水日变化的再现能力.结果表明,三套再分析资料呈现的中国夏季降水日变化特征较观测存在明显偏差.对比台站观测的白天(08-20,北京时)和夜间(20-08时)降水比例.再分析降水在大部分区域都表现为白天较夜间偏多,NCEP和ERA...     

基于小时降水资料研究北京地区降水的精细化特征

根据北京全区2007~2014年117个自动气象站逐小时降水资料,在揭示降水总体时空特征的基础上,进一步研究了北京地区各季（以春、夏、秋为主）降水的精细化特征。研究发现:北京全区年均降水量存在两个高值中心（城区和下风方向的降水高值中心）,城市热岛效应可能是城区高值中心形成的重要影响因素之一;北京全区降水的季节分布不均,日分布也不均匀;城市化对北京地区降水的影响具有季节差异,夏季短历时和中历时降水在城区和东北部存在显著的大值区,受到城市热岛效应的影响可能较为明显,长历时降水在城区反而相对偏低,而春季城区短、中历时降水并未偏多,长历时降水却在城区出现明显的高值中心;降水日变化季节差异明显,春、秋两季呈现双峰型变化,而夏季呈现单峰型变化,该日变化的特征与全区降水的空间分布格局关系紧密。     

东北地区夏季降水极值空间演变特征

利用1959～2000年东北地区93个测站逐日降水资料，分析了东北地区夏季严重干燥事件、极端连雨事件和暴雨事件等降水极值的空间分布特征。研究结果表明：近42a间东北地区夏季年平均发生严重干燥事件为0．9～2．4次．严重连雨事件为0．7～3．0次，暴雨日数为0．3～3．0d；东北地区夏季严重干燥事件、暴雨强度和暴雨量呈现不同程度的增加趋势，严重干燥事件和暴雨量的增加趋势更为明显；年平均极端连雨事件和暴雨日数全区总体表现为减少的趋势．呈现出东北大部分地区暴雨强度增加、暴雨日数减少、降水时段集中．干旱发展的演变特征。     

基于自动站观测的北京夏季降水特征

应用2007~2011年北京地区237个自动气象站资料,分析了北京夏季降水的精细化时空分布特征及城郊差异,结果表明:(1)北京大部分地区夏季平均有效降水时数约120~160 h,降水时数高值区主要位于北部怀柔、密云山前迎风坡一带。城、郊区间有效降水时数差异并不明显,城市化对局地降水强度有较明显影响。(2)北京夏季降水主要出现在傍晚到前半夜,凌晨到正午降水较少出现。夏季平均降水量极大值出现在17:00(北京时间),为3.2 mm/h。降水量存在较明显的周期变化特征,其中7 d左右的周期是主周期。(3)夏季城区平均降水量多于郊区,城、郊雨量差异主要来自较强降水过程。城市效应会导致城区弱降水事件的减少,亦会导致较强降水事件的增多。(4)城、郊区间降水持续时长的差异主要由较强降水过程决定,多数情况下城区降水持续时长大于郊区,午后到前半夜发生的降水尤甚。     

近30年北京夏季降水演变的城郊对比

利用1975～2004年北京13个站的夏季降水资料,对30年来北京城区与郊区降水的时空变化趋势进行了对比分析,得出以下主要结论： 1）无论是城区站还是郊区站,北京的夏季降水量均呈明显下降趋势,且城区站的夏季降水量总体上要小于郊区站。2）从大兴、海淀和昌平3站夏季降水量的时间变化特征来看,位于城区盛行风向下风向的昌平下降趋势最不明显,在一定程度上表征了城市化对北京夏季降水的影响。3）地形仍然是决定北京地区降水分布的主导因素,但降水高值区存在向西南城区方向延伸或移动的趋势,而城市化可能是造成这种变化的一个原因。     

北京市火险气象等级预警数值模拟研究

利用考虑了森林植被效应的M-γ尺度三维准静力平衡大气-土壤耦合模式, 对北京市各气象要素场进行了数值模拟试验, 并在此基础上, 给出了火险气象等级的空间分布。结果表明, 各气象要素场的模拟效果较好, 并能正确反映城市和山区不同下垫面上的一些基本气候特点和变化规律; 火险气象等级的界定也较为合理, 结果能够较真实地反映出北京市的火险空间分布情况, 从而具有一定为城市火灾预警及减灾提供科学依据的能力。     

北京地区精细化的降水变化特征

应用2007~2010年北京地区123个数据质量较好的自动气象站逐时降水数据,分析了该地区夏季不同级别降水的空间特征和4~10月降水的时间变化特征。结果表明,北京地区2007~2010年自动站年平均夏季降水量分布与1978~2010年常规站多年平均夏季降水量分布较一致,夏季总降水小时数明显高值中心在北部山区和城区以西山区,小时雨强以东北部、城区为高值中心,自东向西趋势递减,7月城区小时雨强最强。     

影响北京夏季降水异常的大尺度环流特征

利用1951--2004年500hPa高度场、副高特征量及北京降水量资料,采用相关和合成分析方法,研究了夏季北半球500hPa环流异常与北京旱涝的关系。结果表明：北京夏季降水与副高强度和位置的关系比较复杂,中高纬与副热带环流特征的各种配置会对北京夏季降水产生不同的影响。欧亚中高纬环流出现欧亚-太平洋遥相关型,华北上空持续受高压控制;北京及附近地区处在西高东低的形势下,持续受西北下沉气流控制是北京夏季少雨的有利环流条件。北京及附近地区位于低压槽区或处在东高西低的下游“阻塞”形势,是北京夏季多雨的基本环流条件。研究的结果为北京地区夏季旱涝预测提供了环流背景。     

1981～2010年北京地区极端降水变化特征

采用北京地区20个常规气象站1981~2010年逐日降水数据,对北京地区极端降水的空间分布特征进行了分析。得到以下主要结论:1981~2010年,北京地区极端降水百分位数(第90、95和99个百分位数)阈值表现出较一致的空间分布特征,以第95个百分位数阈值计算的极端降水日数与降水阈值和降水量的分布有较大差异,极端降水量对总降水量的贡献可达30%~37%,极端降水强度分布与极端降水阈值分布相似。近30年,北京地区多数站点的极端降水量、降水日数和降水强度呈下降趋势,极端降水量以上甸子、怀柔、平谷和观象台下降较为明显,可达到40 mm(10 a)–1以上,极端降水强度以顺义、海淀、观象台、大兴和上甸子等站下降较为显著,每10 a降水强度减小趋势可达4 mm d–1,极端降水日数变化分布与极端降水量变化分布类似,极端降水强度变化与降水量和降水日数变化的分布有明显不同。     

基于《翁同龢日记》天气记录重建的北京1860～1897年的降水量

私人日记中的天气记录是重建历史时期高分辨率降水量序列的重要资料.通过摘录、整理《翁同龢日记》中晴、雨(雪)记录,统计了逐月降水日数,并利用降水量与降水日数之间的转换方程,重建了北京1860～1897年的夏季和年降水量.将重建的降水量与当时的器测降水量和依据“晴雨录”重建的降水量进行对比,综合这3种资料重新估算了北京18...     

北京地区夏季极端降水变化特征及城市化的影响

应用北京地区20站1971—2010年降水记录及城市发展数据,采用百分位方法定义极端降水事件的阈值,分析了北京地区夏季极端降水事件的时空变化特征及城市化的影响。结果表明：(1)北京夏季极端降水阈值及频数存在较强局地性特征,基本沿地形高度分布,极端降水频数多发区与高阈值区不完全对应;(2)近40年极端降水频率及强度均呈现下降趋势,年际及年代际差异显著;(3)城市化发展不同阶段极端降水强度及频数均有不同的分布形态,城市化对城市不同区域极端降水影响不一样,城市化导致城市下风向近郊区极端降水强度、次数均表现为增多趋势;(4)城市对极端降水的影响还与天气过程强度有关,强天气背景下城市对极端降水频数的影响程度高于对降水强度的影响。     

北京城区冬季空气污染物垂直分布与气象状况的观测分析

在北京城区布点实测了冬季 (2000年1月26日~2月2日) 主要空气污染物 (SO₂、NO_x) 浓度的垂直分布以及边界层气象要素的分布, 并对该时间段内气象条件和污染物浓度分布之间的关系做了初步分析。结果表明:在不利于扩散的气象条件下, 污染物浓度剧增; 随着气象状况的交替变化, 污染物浓度也呈交替变化的规律; 在同一建筑物的不同高度, 污染物浓度分布存在差别; 在同一建筑物不同朝向处, 污染物浓度也存在差异, 特别是在不利扩散的气象条件下, 空气质量差异可达一个级别。此外, 城南和城北处的污染物浓度也有显著的差异。     

加密自动气象站雨量计资料的质量控制 及其相关关系的研究

在长春—四平地区100 km×100 km的范围内,分布有平均间隔10 km左右的147个自动气象站。结合该区域雷达回波强度资料,对2007～2011年4～10月的气象站雨量计小时降水数据进行质量控制。多步骤质量控制结果显示,有141个自动站雨量计的数据通过了检查,删除了6个错误站点的数据,对有疑问时段的数据作了标记。 利用质量控制后的5年夏季半年自动站雨量计小时降水数据,进行相关关系统计分析表明：距离在10 km以内的雨量计测量,平均相关系数均能达到0.6以上;雨量计距离小于5 km,平均相关系数在0.7以上;而站点距离超过20 km,相关系数普遍降到0.4以下;随着统计时间的增长（从分钟到月降水量）,每个雨量计的测量值具有更高的空间代表性。