近50年来中国冬季风寒温度的变化

风寒温度是冬季表征人体热舒适度常用的参数,也是气候变化影响研究中关注的要素。本文利用中国地面国际交换站气候资料月值数据集的气温和风速,分析1956-2005年中国冬季风寒温度的时间和空间变化特征。结果表明,近50年来中国冬季风寒温度普遍呈上升趋势,全国平均升高3.2 ^oC,变化速率达0.64 ^oC/10a;西北、华北、东北和青藏地区的上升速率分别为0.79 ^oC/10a、0.84 ^oC/10a、0.81 ^oC/10a、0.80 ^oC/10a,其中华北北部农牧交错带地区上升趋势最为强烈,超过1 ^oC/10a;35^oN以南的我国南方地区上升速率较低,为0.39 ^oC/10a。风寒温度的这种变化特征是近50年来气温升高和风速下降综合作用的结果。其中气温变化造成的风寒温度上升是2.4 ^oC,而地表风速下降对风寒温度的贡献为0.8 ^oC。东亚气温和风速的变化受诸多大气环流系统的影响,分析表明影响东亚气候的几个主要环流因子中,西伯利亚高压、北极涛动、西太平洋遥相关型和欧亚遥相关型等与风寒温度有显著相关。这四个环流因子一起能解释50年来全国平均风寒温度方差的46.7%。全国平均气温与这四个环流因子的相关分别达到-0.65,+0.49,+0.31和-0.32;而平均风速与北极涛动的相关最显著,达-0.51。     

求算界限温度日期的一种新方法──样条函数插值法

本文根据某站点各月平均气温,通过计算机,用样条函数插值法模拟年温变化曲线,进而直接求算出主要界限温度初终日期、间隔日数及其相应积温,并与用滑动平均法得出的结果进行了比较检验。     

中国历史时期温度变化特征的新认识——纪念竺可桢《中国过去五千年温度变化初步研究》发表30周年

自竺可桢先生 1 972年发表《中国过去五千年温度变化初步研究》一文以来的 30年中 ,我国历史时期温度变化研究取得了重要进展。本文从 6个方面对此予以概括 :(1 )印证了竺可桢先生确定的主要冷期 ,并对寒冷状况进行了定量估计 ;(2 )新识别出战国冷期和中唐冷期 ;(3)证明了中国存在中世纪暖期 ,并论证了该暖期是过去 2 0 0 0年中国最暖的时期 ;(4)修正了对汉代暖期和隋唐暖期温暖程度的认识 ;(5)发现了历史时期冷暖变化的千年周期 ;(6)定量估算了过去 2 0 0 0年温度变化的幅度和速率。     

中国东北夏季温度年代际变化特征

东北地区夏季温度变化主要有4个独立模态,其中EOF1呈全区一致型为第一模态,占总方差贡献的72%左右,其时间系数呈现多年代际尺度变化;其他3个模态仅分别占总方差贡献的10%、4%和3%,表现出受海洋、地形及纬度差异的影响,呈南北向、东西向和山脉与平原地区的反向异常分布型;突变和小波分析进一步揭示EOF1模态的多年代际尺度变化具有突变性质,2007~2010年受20 a左右周期影响,东北地区温度变化全区一致的模态时间系数处于负值为主的阶段,值得关注。东北地区夏季温度变EOF1模态与北半球500 hPa高度场和对流层中上层纬向风场(西风急流)在30oN~40oN呈环球尺度带状显著正相关分布,在东北亚地区纬度较高,可达60oN附近,而且该区500 hPa高度场与东北夏季温度EOF1模态多年代际变化近于同步。EOF1模态与靠近亚洲大陆沿岸和西太平洋暖池(包括印度洋的中部和北部)、南太平洋环澳大利亚、靠近北美大陆及北大西洋北部的漂流区和北赤道漂流区的海表温度存在显著的同步正相关,而与太平洋海表温度的年代际振荡模态亦有较显著的正相关;表明东北地区夏季温度的EOF1模态与北半球海-气系统多年代际变化联系密切,同时也受到全球变暖的影响。     

1957~2016年中国农业界限温度时空变化研究

利用中国830个气象站点1957~2016年地面气象观测资料,采用五日滑动平均法和GIS方法确定了近60 a农业界限温度（0℃、5℃、10℃）的初终日期和持续日数,并比较分析1957~1986年和1987~2016年2个时段的≥0℃、≥5℃和≥10℃农业界限温度的初终日期和持续日数的变化情况。结果表明：与1957~1986年相比,1987~2016年中国农业界限温度（0℃、5℃、10℃）的总体变化规律基本一致,即初日提前、终日推迟、持续日数增加,各地区变化幅度不同,东北、华北和青藏高原地区变化幅度最大。中国各界限温度的终日变化幅度均较小,初日和持续日数变化较大。≥0℃初日在东北北部和青藏高原地区分别提前3~9 d和3~15 d,持续日数在东北和华北部分地区分别增加3~15 d和2~18 d,青藏高原部分地区增加4~16 d;≥5℃初日在东北和华中地区分别提前4~9 d和6~13 d,持续日数在东北、华北部分地区分别增加4~13 d和2~14 d,青藏高原地区增加2~23 d;≥10℃初日在东北和青藏高原地区分别提前2~9 d和2~13 d,持续日数在东北和青藏高原地区变化最为显著,分别增加3~15 d和5~25 d。农业界限温度的初终日期和持续日数变化,使作物生育期延长和种植界线北移。     

中国北方年极端温度的变化趋势与区域增暖的联系

建立在全国110站的日平均表面温度资料的基础上,着重分析了北方干旱和半干旱地区1951～2000年极端温度发生频率和强度的变化趋势,同时给出了年极端温度变化的变化趋势及区域差异;最后讨论了极端温度的时空特征和区域增暖的相互联系.结果指出:从1951到2000年,在北方干旱和半干旱地区,最低温度发生的频率显著减小,只是趋势开始的时间存在区域差异;与之不同的是,20世纪90年代以前,绝大多数地区最高温度发生的频率没有明显的变化趋势,但近10年却有一个明显的增加趋势;年极端日平均温度强度的分析结果表明:北方地区年最低温度存在显著的减小趋势.从各个分区零温度以下天数的统计结果来看,北方地区近50年来零温度的天数正在减少,且零温度的开始时间推后,结束时间提前.另外,通过分析北方地区极端温度发生的频率及年极端温度和区域增暖的关系发现,当前的增温趋势与极端最低温度发生频率的减少和年最低温度的升高密切相关,近10年极端最高温度的增加加剧了增温的幅度.     

土壤呼吸的温度敏感性

土壤呼吸是指土壤释放CO₂ 的过程,它所释放出的CO₂ 是生物圈向大气圈释放CO₂ 的主要来源之一。土壤呼吸速率对温度变化的敏感性是陆地生态系统碳循环过程中一个十分重要的环节。由于许多大尺度碳循环模型中都涉及土壤呼吸的温度敏感性这一问题,因此对该问题的回答有助于提高对当前陆地生态系统碳通量的估算和对 未来气候变化预测的准确性。本文就目前土壤呼吸速率对温度变化的敏感性的主要问题进行了综述,从温度、水分、呼吸底物的数量和质量、酶促反应动力学等几个不同的方面,概述了土壤呼吸温度敏感性的变异范围较大的原因,以及这些因素对土壤呼吸的温度敏感性影响的机理。土壤呼吸是酶促的化学反应,因此其温度敏感性不仅取决于呼吸底物的质量,同样也取决于底物的有效性。     

中国天山西部季节性森林积雪雪层温度时空分布特征

利用2009年12月27日～2010年4月2日天山积雪站站区内开阔地和雪岭云杉(Picea schrenkiana)林下6次降雪过程后雪层内时间间隔10 min的温度数据,探讨雪层温度变化特征。结果表明,越接近地表雪层温度越高,且在雪层表面形成冷中心和(局部)暖中心;在积雪稳定期林下雪层温度高于开阔地,融雪期林下低于开阔地;林下雪层冷、暖中心出现时间晚于开阔地,其强度也小于开阔地。林下雪层温度振幅小于开阔地,林下温度振幅拐点以上雪层温度振幅随深度和时间的递减率小于开阔地,拐点以下无明显差异。初冬,林下和开阔地雪层均为较小的正温度梯度,随着气温急剧下降,温度梯度逐渐增大,且从雪表向雪底递减,林下雪层负温度梯度出现时间晚于开阔地。开阔地和林下积雪表层正温度梯度最大值分别达到0.95℃/cm和0.82℃/cm,负温度梯度大值分别达到-0.84℃/cm和-0.35℃/cm;但开阔地全雪层日平均温度梯度小于林下雪层。     

华南地区龙眼种植的温度风险评估

建立了龙眼温度适宜度模型和风险动态评估模型,对华南地区龙眼温度适宜性和风险性及其时空差异进行了计算、评价和预测。首先,分析龙眼各生育期适宜度,结果表明:影响华南地区龙眼生产的关键问题不是冷害,而是冬春季节的热害;未来各生育期中除果实发育成熟期和抽梢期无明显变动外,其他生育期的温度适宜度都有下降趋势。其次,根据华南地区龙眼不同减产率的温度适宜度的概率分布,将华南地区龙眼温度风险大致划分高、中、低三个区,并对不同时段华南地区龙眼温度风险进行了对比分析,结果表明:在空间上,华南地区龙眼温度风险性的地域分异呈现纬度地带性规律;在时间上,其风险性随时间推移有增加的趋势。最后,分析了龙眼生育期温度风险对气候变暖的响应。     

中国干旱区温度带界线对气候变暖的响应

在全球气候变暖大背景下,热量资源的改变与温度带界线的动态变化将会影响到干旱区天然植被的生长与分布,而农业气候资源的变化将对干旱区农业生产的布局与种植制度的调整产生深刻影响。本文采用1961-2007 年均一化气温数据与MPI_ECHAM5 模式输出的21 世纪上半叶A1B情景下的区域降尺度格点数据,选取保证率为80%的日均温≥ 10 ℃持续日数等值线和日均温≥ 10 ℃等积温线为干旱区温度带北界指标,探讨了过去近50 年及21 世纪上半叶气候变暖背景下中国干旱区温度带界线的动态变化。研究表明,(1) 1961-2007 年,干旱区夏、冬半年气温呈显著增加趋势,且冬半年较夏半年增温幅度要大;各年代日均温≥ 10 ℃积温与≥ 10 ℃持续日数的等值线动态变化一致,均表现为显著向北或向高海拔推移;(2) 通过对温度带北界指标变化的判断,1961-2007 年干旱区暖温带和中温带北界普遍北移,北移幅度最大者为阿拉善地区,超过1 个纬度;21 世纪上半叶,暖温带和中温带北界将继续北移,且暖温带移动趋势更为显著;无论是过去近50 年,还是21 世纪上半叶,干旱区暖温带和中温带北界均有向高海拔区域移动趋势;(3) 与温度带北界的变动相对应,干旱区生长期起始日期和终霜日等气候指标显著提早,天然植被与作物种植北界向北向西推移,并呈现向高海拔区域扩展的态势。因此,综合考虑农业气候资源变化以及人类活动的影响,从而确定气候条件与农业生产种植之间的反馈关系,这将是下一步研究的重点。     

吉林省农业界限温度条件变化规律研究

用线性回归,相对变率,非整数波及小波周期分析等方法,分析了自有气象记录以来,吉林省不同区域日平均气温稳定≥７℃初日,终日、≥１０℃积温及５￣９月平均气温之和等几项与农业生产有密切关系的界线温度条件的长期变化特征,揭示了它们的时间变化趋势和周期变化规律,探讨了未来１０ａ内这些条件的可能变化趋势及农业生产问题。     

土壤梯度温度测定方法模拟试验研究

土壤梯度温度的测定 ,由于测定过程中造成土体结构和地面覆盖物破坏和挠动 ,都可能造成测值的偏离 ,不能反映原态土壤梯度温度的真实情况。采用插入式多温点梯级组合测温探头进行土壤梯度温度的测定 ,是一种实现土壤原态———原位测定的可行方法。     

基于MODIS数据的青海湖流域地表温度反演研究

地表温度是检测地球环境变化的重要指标,将地表温度与气象观测资料相结合可以更准确地检测地表履被、土壤湿度及水分含量变化。利用MODIS数据对青海湖流域地表温度进行反演,将反演结果与实测0 cm地面温度对比分析,显示反演的地表温度值与实测0 cm地面温度值平均差-1.05℃,在当前遥感反演地表温度的误差之内。结果表明地表温度和气象观测资料相结合,可以用于监测地表温度的变化,进而建立偏远地区气候资源数据库。     

综合湿度和温度影响的中国未来热浪预估

地面空气湿度直接影响人体驱散热负荷的效率,持续高温高湿天气将会严重影响人体健康。基于综合考虑温度和湿度协同作用的热胁迫指数——湿球黑球温度(WBGT)指数定义热浪,利用参考时期(1986—2005年)中国824个气象站点逐日平均气温和逐日相对湿度资料以及CMIP5多模式相应模拟数据,论文定量描述了未来时期(2076—2095年)不同排放情景下(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5)中国大陆地区可能遭遇的热浪事件的空间分布特征及其变化。研究结果表明：① 最有效的减排情景(RCP2.6)和高排放情景(RCP8.5)下中国大陆地区的平均热浪日数分别是参考时期的3.4倍和6.6倍,平均热浪强度(一年内所有热浪事件中日平均WBGT指数的最大值)也相对升高了1.6 ℃和4.9 ℃,未来时期RCP8.5情景下中国东部和南部地区的最高年均热浪强度甚至将达到40 ℃;② 虽然青藏高原地区的热浪强度等级低,但是未来时期热浪日数的增加幅度较为显著;③ 华南、长江中下游以及少数西南地区是综合考虑气温和湿度协同作用对人体热舒适的影响下,未来时期可能发生热浪最严重的地区,如果不考虑湿度要素的影响,那么将极有可能低估热浪在中国华南和东部等湿度较高地区的强度和影响。     

中国西部著名风景名胜区旅游舒适气候研究与评价

气候是一个地区发展旅游业的先决因素,是开展旅游活动的重要条件。本文对中国西部著名风景名胜区的气候、旅游舒适气候进行了系统研究。筛选出了86家气象台站。使用3项气候要素(空气温度、空气湿度、风速),按热应力区和冷应力区分别计算了中国西部180家著名风景名胜区的温湿指数和风寒指数,依据所处气候带(区),绘制出了三大单元区(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区)及各省区著名风景名胜区的温湿指数及风寒指数时空分布图。由温湿指数及风寒指数得出了著名风景名胜区的旅游舒适气候。根据中国西部的气候及地域特点,提出了适宜旅游气候和最佳旅游气候。研究表明西部亚热带5省(市、区)著名风景名胜区的适宜旅游期和最佳旅游期相对最长,分别为10个月和7个月。云南几乎全年都为最佳旅游期。西部温带5省区的著名风景名胜区的适宜旅游期和最佳旅游期集中于炎热季节的4~9月,适宜旅游期大多为6个月,最佳旅游期也有5个月。陕西著名风景名胜区的适宜旅游期相对较长,可达7~8个月,最佳旅游期也有7个月。高原气候区的适宜旅游期为5个月左右,最佳旅游期只有2~3个月。西部著名风景名胜区旅游舒适气候的计算与评价为西部旅游业的发展规划和旅游者选择最佳旅游季节提供了科学依据。     

冰川作用区的温度及其特征

本文通过西昆仑山崇侧冰川区的观测资料。揭示了冰川区和非冰雪区气温的日变化,垂直和水平方向的摘变以及季节变化。结果表明,冰雪区气温的日变化小,而昼夜温差大,全天均为绝热稳定区。非冰雪区白天为绝热不稳定状态,夜晚存在逆温现象。接近冰雪区地带气温递减率较大。水平方向温差主要发生在冰雪区前缘地带。由此,提出了冰川区特有的现象——“冰川锋”,并给出了该地区作为青藏高原最冷区域之一的一些数值。     

东南极冰盖泰山站雪层垂直温度分布特征研究

准确可靠的冰盖浅层冰雪温度是数值模式中评估极地冰盖物质平衡和能量平衡的重要因子。基于中国第32次南极科学考察在泰山站附近布放的综合监测站浅层10 m温度链观测数据,首次获得了泰山站雪层的高精度积雪温度垂直廓线,并探讨了表层积雪温度的日变化、月变化和季节变化特征。结果表明,冰盖雪层温度存在随深度传导的特点:雪层温度波动振幅随深度衰减,波动相位随深度滞后,波动曲线的波峰和波谷由表层向下传导至10 m深度均需100多天。泰山站冰盖表层积雪温度存在显著季节差异,冬季与夏季、春季与秋季的温度垂直轮廓线均相反但不完全对称,夏季表层的温度变化幅度要大于冬季的温度变化幅度,而秋季表层的温度变化幅度也高于春季的温度变化幅度,这与短波辐射的加热作用和季节波动的位相滞后存在密切的联系。     

反演地表温度三要素获取途径研究及其应用价值

根据2002年和2004试验中,利用红外辐射计获取的地表辐射温度、方向比辐射率仪获取的地表比辐射率和长波辐射计秋取的大气下行辐射等试验数据,探讨了反演地表温度所需三要素的获取途径;对地表辐射温度的热方向性进行研究,分别建立30°、60°和90°高度角辐射温度观测值与半球积分值的回归方程;在给出几种温度的详细定义之后,计算了考虑及不考虑大气下行辐射和地表比辐射率影响所对应的温度,比较了它们之间的差值,并从理论上分析了造成差值的原因;进一步讨论大气下行辐射、地表比辐射率对地表温度反演结果的影响。