济源市夏季高温日数的气候特征及预测模型

统计分析了济源1971-2007年夏季的年、月、旬气温资料,发现高温日数多发生在6-7月份,年高温日数多为14-20天,且具有逐渐增多的趋势.利用小波方法分析济源高温日数发现,1971-1990年高温日数存在8 a左右的周期震荡,1990-2007年震荡周期有减小趋势,约为6 a左右.应用模糊马尔科夫模型对济源市高温日数进行预测,预测结果与实况吻合.     

时间尺度分离在华南夏季极端高温预测中的应用

基于高温日数存在受不同物理因子影响不同时间尺度变率的特征,应用滤波对华南夏季高温日数进行时间尺度分离,得到高温日数的年代际分量和年际分量。统计分析高温日数总量、年代际分量和年际分量在各自对应时间尺度上的影响因子,采用"向前"交叉检验逐步回归法,分别建立高温日数总量、年代际分量和年际分量的回归模型。高温日数总量的回归模型即为高温日数不区分时间尺度的直接回归模型,而两个分量回归模型拟合结果的叠加,即为高温日数时间尺度分离统计模型对总量的拟合。利用十折交叉检验法,对高温日数直接回归模型和时间尺度分离统计模型的拟合结果进行比较:相比高温日数直接回归模型,时间尺度分离统计模型的年代际分量均方根误差由2.6降低到2.3,与观测数据的相关系数由0.69提高到0.73（显著性水平α=0.01）;年际分量均方根误差由3.2降低到2.9,与观测数据的相关系数由0.4（α=0.1）提高到0.48（α=0.01）;高温日数总量均方根误差由4.1降低到3.7,与观测数据的相关系数由0.48提高到0.62（α=0.01）。1979~2010年拟合时段华南夏季高温日数的回报结果表明:两模型回报结果与观测数据均存在明显相关（α=0.01）,直接回归模型的相关系数为0.57,时间尺度分离统计模型提高到0.72。2011~2013年独立检验时段的预测结果表明:直接回归模型预测结果的平均均方根误差为26.4%,时间尺度分离统计模型降低到12.3%。初步结果表明,两模型对华南夏季高温日数均有一定的预测能力,而时间尺度分离统计模型的预测结果有所改进。     

1960—2008年京津冀地区夏季高温日数的变化趋势分析

基于整理的京津冀地区83个台站1960—2008年夏季逐日日最高气温资料,采用趋势分析和滑动t检验方法分析了近50年京津冀夏季高温日数的时空特征及变化趋势。结果表明：1960—2008年京津冀夏季高温日数在空间上呈现出＂南多北少＂的分布特征,高值中心位于南部的南宫附近,在时间上呈现出＂多—少—多＂的年代际变化特征,无显著的线性变化趋势,但其南部夏季高温日数主要呈减少趋势,北部主要呈增加趋势。京津冀夏季高温日数有两个突变点,即从1972年由多变少,从1996年由少变多,但其北部只有一个突变点。与1960—1972年京津冀夏季高温日数偏多期相比,近12年（1997—2008年）京津冀夏季高温日数偏多且出现的年份更为集中,在此期间京津冀及其南北部夏季高温日数呈现明显的减弱趋势。     

上海市极端高温天气变化特征

利用1960—2013年上海市徐汇站日最高气温、日最低气温和相对湿度及2004—2014年上海市10个气象站夏季日最高气温与日最低气温等观测资料,采用夏季日最高气温、高温日数、暖夜日数、高温热浪指标、炎热日数和广义极值分布等分析了上海市极端高温天气的变化特征。结果表明:1960—2013年上海市夏季日最高气温明显升高,暖夜日数和高温热浪指标明显增加,均在2013年达最大值,炎热日数和广义极值分布在1976年出现转折呈两种变化趋势。2004—2014年上海市徐汇站极端高温现象最显著,奉贤站、金山站和崇明站极端高温现象最不显著。不同极端高温指标可综合表征极端高温事件的变化趋势。     

1961~2013年湖南夏季高温气候特征

基于1961-2013年湖南82个台站夏季逐日最高气温数据,采取线性趋势分析等方法分析了近53 a湖南高温（最高气温≥35℃）气候特征。结果表明,湖南省夏季多年平均高温日数、高温均值及极端最高气温的大值区主要分布在湘东偏南及湘中偏北的部分地区。全省区域平均的多年平均高温站次及高温值总体呈线性增加趋势,7月中旬到8月上旬高温站次出现相对较多,7月8日起高温均值达到36℃以上并一直维持到8月末。高温最大持续日数总体呈现从湘中衡阳、株洲等地市向四周递减的分布趋势,极端持续高温日数阈值与高温最大持续日数空间分布较相似,但极端持续高温事件发生次数较多的台站主要分布在湘北、湘东南及湘西南。     

江苏夏季逐月高温日数与西太平洋海温场相关分析及预测模型建立

夏季高温的发生是多个因子共同作用的综合反映,其中大气环流背景对高温的出现起到重要作用,而根据海气相互作用的研究,海温变化和大气环流之间有一定相关关系,决定了海温对陆上温度具有一定的可预报性。基于此原理基础,本文利用1978—2007年30年西太平洋海温和江苏各区域的高温日数资料,运用区域平均方法、场相关分析法,探讨了与江苏不同地区区域平均高温日数相关的强信号海区,分析了利用海温进行逐月高温日数预报的可能性。然后运用最优化相关处理技术将西太平洋海温作为长期预报因子,建立了江苏不同区域夏季逐月高温日数长期预测模型,模型均通过了α=0.01显著性水平检验,拟合效果理想,同时并进行了实际预报试验,预报效果较好,可以投入业务使用。此研究对江苏高温的长期预报及高温灾害服务具有重要指导意义。     

中国夏季极端气温与降水事件日数随平均气温变化的定量分析

极端高温、极端低温、极端降水事件日数对全球平均气温变化都有较强响应。本文利用全国1960-2005年549个站点逐日均一化温度资料以及559个站点逐日降水数据,定量分析了中国夏季极端气温与降水事件日数随气温变化的特征。结果表明:全球平均气温升高1℃,全国平均的极端高温、低温和降水日数的变化量分别为5.69,-5.3和0.69天;区域尺度上,全球平均气温升高1℃,东南沿岸和四川地区极端高温日数可增加8～10天,东北地区极端低温日数减少10天左右,西北地区极端降水日数可增加4～6天。基于以上结果,利用模式对未来全球平均气温的预估表明:2006-2099年我国平均的极端高温、低温、降水日数变化量在RCP8.5情景下最大,分别增加23天、减少22天和增加3天;区域尺度上,RCP8.5情景下2006-2099年我国东南以及西南地区极端高温日数可增加42天左右,我国北方大部分地区极端低温日数减少33天左右,而西北地区极端降水日数可增加16天左右。该研究结果表明一系列应对气候变化的措施势在必行。     

河南夏季高温日数的时空分布特征及500 hPa环流型

对河南省40个代表站1961-2005年夏季≥35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析,结果显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%.据此,得出河南夏季≥35℃高温日数的时空分布类型为全省一致型、西北至东南差异型和西南至东北差异型.第一模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第二模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小.第一模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少趋势,且存在2～4 a、8～14 a的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多状态中.应用逐日20时500 hPa ECMWF北半球格点资料,对1991-2005年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型.     

河南夏季高温日数的时空分布特征及500hPa环流型

对河南省40个代表站1961-2005年夏季≥35℃高温日数进行经验正交函数(EOF)展开分析,结果显示,前3个典型场基本能反映河南夏季高温日数分布的主要特征,前3个模态的累积方差贡献率达85%。据此,得出河南夏季≥35℃高温日数的时空分布类型为全省一致型、西北至东南差异型和西南至东北差异型。第一模态对应的时间系数序列的变化幅度最大,第二模态对应的时间系数序列的变化幅度比前一个时间序列要小。第一模态的时间系数演变显示,河南夏季高温日数平均呈减少趋势,且存在2~4 a、8~14 a的周期变化,目前河南夏季高温日数正处于偏多状态中。应用逐日20时500 hPa ECMWF北半球格点资料,对1991-2005年河南典型的大面积持续高温下的环流形势进行普查、分类,分别求各种类型下的环流平均场,从而得到河南省高温的两种环流型,即贝加尔湖高压型和副热带高压型。     

喀什市极端气温指数长期变化及突变特征分析

利用喀什市1961—2012年逐日最高、最低、平均气温资料,采用回归分析、R/S分析、Morlet小波分析及Mann-kendall突变检验等方法,分析了喀什市极端气温长期变化趋势、持续性、周期变化及突变特征。结果表明:喀什市年平均气温呈显著上升趋势,升温率高于全球及全国水平且主要变暖从20世纪90年代开始,较全国同期增温时间滞后;极端高温、夏季日数呈显著增加趋势,极端低温、霜冻日数呈减少趋势,经R/S分析,极端气温指数及年平均气温序列具有较好的连续性,未来喀什市气温保持升高,极端高温、夏季日数增加,极端低温、霜冻日数减少;喀什市极端气温指数在时间域上包含了多个尺度的周期变化,各类极端气温指数具有不同强度的周期变化特征;近52a极端高温日数在1995年发生突变,夏季日数、极端低温、霜冻日数的突变均发生在2001年左右。