1957~2015年我国春季短期温度波动规律

为研究全球变暖背景下我国短期温度波动变化规律,利用全国804个气象站点的逐日气温资料,计算隔日平均温差大于1℃的天数以及隔日温差的变化幅度,分析了1957~2015年我国短期温度波动频率与波动幅度的时空分布与变化规律,探讨了春季短期温度波动与经纬度及海拔之间的关系。结果表明:1957~2015年我国春季短期温度波动大致分为两个阶段:1990年以前我国大部分地区春季短期温度波动频率及幅度没有明显变化趋势,1990年以后我国大部分地区（约70%）春季短期温度波动呈上升趋势。此外,我国春季短期温度波动规律有地域性差异,表现为与经纬度关系密切,波动频率与波动幅度与经纬度等线性相关系数较高。结合波动趋势分布与隔日温度波动的地域分布可知,处于低纬度地区（如广东、广西等地）波动天数和波动幅度均增加,造成人们对于"天气变化无常"的感受强烈。由于生物生长发育等过程与温度密切相关,因此研究结果提示在讨论气候变化对生态系统长期影响时可能还需要关注短期的温度波动情况。     

海口市气温变化及最高最低气温的非对称变化

利用海口市近52年四季及年平均气温、平均最高、最低气温及极端最高最低气温资料，研究其变化趋势，结果表明，各个季节(春季除外)和年平均气温都存在显著的增高趋势，其中冬季和年平均气温增温趋势非常显著；最高、最低气温的非对称变化显著，增温主要发生在夜间，无论平均最低气温还是极端最低气温都存在显著的增高趋势，白天气温变化趋势都不显著；气温日较差都呈显著的下降趋势；各个季节(冬李除外)及年气温突变性增温主要发生在夜间，且在前期夏季白天气温发生跃变性降温。     

辽宁短期气候变化的波动理论研究

通过近50 a的资料分析得知,气候形成三大因子太阳辐射、大气环流和地理环境年际间的异常波动是引起短期气候变化的根本原因,也是气候灾害年诊断预测的物理依据。运用波动理论不仅能诊断当年的气候灾害,还能开展3～5 a的气候趋势滚动预测。     

气温多年平均值的变更对我区短期气候预测业务的影响

国家气象局要求从 2 0 0 3年开始月平均气温启用 1 971年到 2 0 0 0年时段的平均值 ,以代替原来1 961年到 1 990年 (自治区是 1 961年到 1 995年 )时段的平均值。由于这一改变 ,月平均气温距平随之发生变化。自治区月平均气温多年平均值普遍升高 ,因而距平普遍降低。1　资料处理本文选取了我区 6个测站作为代表站 ,计算了这些站全年各月、季的 1 961～ 1 990年多年平均值、1 961～ 1 995年多年平均值、1 971～ 2 0 0 0年多年平均值 ,用以描述随着平均值的改变距平的变化 ,为了分析的精确性 ,在多年平均值的计算中均保留两位小数 ,第三位小数…     

基于贝叶斯模型的中国未来气温变化预估及不确定性分析

利用第5次耦合模式比较计划(CMIP5)中35个全球气候模式历史模拟与RCP4.5预估结果,通过贝叶斯模型平均(Bayesian Model Averaging,BMA)对中国气温进行多模式集合研究,给出了中国未来气温变化预估及其不确定性的时空分布。结果表明,中国21世纪冬夏将持续升温,且升温具有冬季高于夏季,北方高于南方的特点。初期(2016—2035年)北方有很大可能(80%)升温超过0.7℃,南方升温相同幅度的概率则超过50%;中期(2046—2065年)北方和南方升温超过1.5℃的概率分别为80%和50%;末期(2081—2100年),北方(南方)有80%(50%)的可能的升温超过2℃。气温预估的不确定性研究发现,无论冬夏,21世纪不同时期升温相对较弱的塔里木盆地、青藏高原南侧和中国东南地区为不确定性低值区,基本低于0.6℃,对应可信度较高,如21世纪初期信噪比超过4;而不确定性的高值区则主要分布在新疆北部、东北平原北部和青藏高原东南侧等升温相对较大的地区,普遍高于1℃,对应可信度较低,如初期信噪比低于2.5。此外,基于信噪比对比发现除青藏高原东部外,其他区域夏季预估的可信度均高于冬季,21世纪末期高于初期,且空间分布特征一致。     

基于机器学习的韶关地区短期日平均气温研究

利用1965—2017年韶关地区8个站点的日平均气温观测资料,发现将过去连续7 d的日平均气温分别作为逐步多元线性回归、LightGBM(light gradient boosting machine)以及BP-NN(back propagation neural network)算法(机器学习)的自变量可最准确地预报出未来1～3 d的日平均气温。据此分别构建了三种短期气温预报模型,并系统地探讨了其适用性。主要结果如下：(1)三种模型的预报准确度均较高,机器学习方法在预报正确率(绝对误差(absolute error)小于2℃的天数占比)、相关系数(R)和平均绝对误差(mean absolute error, MAE)上均要优于逐步多元线性回归法。其中LightGBM的预报效果最优,其1～3 d的预报正确率分别为84.38%、69.86%、61.37%,对应预报值与测量值之间的R分别为0.98、0.94、0.93,MAE分别为1.17、1.76、2.00℃。(2)冬春季、秋冬季日平均气温较大的波动性是导致该时期三种模型MAE总体偏大的主要因素,但LightGBM仍具有最优的预报稳定性,...     

多元均生函数模型及其在短期气候预测中的应用

在原均生数模型的基础上，对模型进行改进，首次引入预报因子变量，建立一个多元的均生函数模型。它适应于气温、降水、热带气旋个数等多种要素预报。新建的多元均生函数模型包含了原模型的优点。而且比原有均生函数模型具有更物理基础。     

聊城市地面温度与气温的相关分析

利用聊城市1981-2000年的日平均地面温度和气温资料,分析了地气温差值的逐日、逐月变化规律,建立了以日平均气温为基础的日平均地温逐日预测模型.结果表明：全年2/3的时间地面平均温度高于气温; 年平均地气温差2.4℃,农作物生长季平均地气温差为2.9℃;地气温差6月19日最大,为6.2℃,12月19日最小,为-0.8℃;用地温预测模型估算2001-2004年作物生长季逐日地面温度, 误差多在1.7～1.8℃之间.     

青藏高原气温的年际变率与大气环状波动模

基于1961年3月至2002年2月间青藏高原地区64个台站的地面气温观测资料和ERA40再分析数据集,研究了青藏高原上空气温的年际变率及其与大尺度环流的关系。结果表明除夏季外,高原地面气温与整个北半球副热带、极地对流层的温度和位势高度有显著的同位相变化关系,而与中高纬度对流层有显著的反位相变化关系。其中北半球副热带还有5个分别位于青藏高原、西太平洋、北美西部、大西洋中部、北非到阿拉伯半岛的活动中心。这3条环状活动带和5个副热带活动中心共同组成了一种北半球大气环状波动模,其纬向特征为异常偏强的中纬度西风气流以及热带和高纬度东风气流,并伴有中纬度大气长波槽脊的减弱;经向基本特征为异常偏强的Hadley和Ferrel环流以及副热带下沉气流和中纬度上升气流,垂直方向呈相当正压结构。当这种环状波动模处于正位相时,异常增强的绝热下沉增温效应和减弱的冷空气活动共同使得高原上空对流层中、低层气温异常偏暖。     

1960～2010年四川最高、最低气温的非对称性变化特征

本文利用四川138个气象站点1960~2010年的气温资料,分析了四川地区年均最高、最低气温及日较差的时空变化特征。结果表明:1960~2010年四川年均最高、最低气温在时间变化上呈非对称性升温,年均最高气温和最低气温的气候倾向率分别为0.131℃/10a和0.185℃/10a,后者增温幅度约为前者的1.4倍。年均最高、最低气温气候倾向率在空间分布上多数地区也呈非对称现象,年均最高、最低气温在西部高原地区升温较快,但最低气温的升温速率明显高于最高气温,这导致气温日较差在高原西部地区下降幅度较大。年均最高气温在1980年代最低,2000年代达到最高;年均最低气温在1960年代最低,2000年代最高;年均气温日较差在1960年代最大,1980年代最小。年均最高、最低气温分别在1996年和1993年发生转变,年均气温日较差分别在1973年和2005年发生了转变,年均最高、最低气温气候倾向率的不同及转变年的不一致导致气温日较差在转变年上的不一致。     

武汉市城市热岛强度非对称性变化

利用武汉市区气象站及其周边4个县气象站1960-2005年的气温资料,计算了46 a及分时段的季节和年平均气温、平均最高和最低气温倾向率,城市热岛强度倾向率及其贡献率。结果表明：46 a来,城区和郊区的平均气温均以上升趋势为主,最低气温增幅最大,最高气温增幅最小,甚至下降;冬季增幅最快,夏季增幅最慢,甚至下降,这是第一类非对称性。 城市热岛效应也存在增强趋势,以年平均、最低和最高气温表示的城市热岛强度倾向率分别为0.235℃/10 a、0.425℃/10 a和0.034℃/10 a,热岛效应贡献率分别达到60.4%、67.7%和21.8%,这是第二类非对称性。 46 a来的增温和城市热岛强度加强主要是最近23 a快速增温所致,进入本世纪增温进一步加剧。 摘要 计算了武汉市气象站、周边4县气象站平均的1960～2005年间以及前后两半时段四季和年平均、最高、最低气温倾向率,城市热岛强度倾向率和贡献率。结果表明：1）46年来,城区和郊区的平均气温均以增趋势为主,平均气温倾向率为正,最低气温增幅最大,最高气温增幅最小甚至下降,冬季增幅最快,夏季增幅最慢甚至下降,这是第一类非对称性;2）城市热岛效应也存在增趋势,以年平均、最低、最高气温表示的城市热岛强度倾向率分别为0.235、0.425、0.034 ℃/10a,热岛效应贡献率分别达到60.4%、67.7%、21.8%,这是第二类非对称性,3）46年来的增温和城市热岛强度加强主要是后23年快速增温所致,前23年气温变化不明显。武汉市气象站气温资料严重地保留着城市化影响,建议尽快迁站。 关键词 城市热岛强度 最高气温 最低气温 非对称性变化     

草温、0cm地温、气温间变化规律分析

利用2008年信阳、郑州、南阳、商丘4个国家基本(准)站草温、0 cm地温和气温资料,分析了不同季节(冬、夏)、不同天气条件下草温、0 cm地温、气温的变化关系,结果表明:冬季无积雪和夏季的晴天,草温变化的振幅最大,位相靠前,0 cm地温居中,气温变幅最小;冬季有积雪时,0 cm地温在0 ℃左右变动,草温和气温表现出一定的变化幅度.从全年月平均值变化来看,0 cm地温>草温>气温;逐月极端最高值,0 cm地温>草温>气温;逐月极端最低值,草温＜0 cm地温＜气温.用草温比用0 cm地温和气温能更好地判定霜的出现.     

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.     

广西降水量序列的海温影响模型

根据月平均北太平洋海温资料集,应用相关和回归方法,分析了北太平洋海温对广西降水量序列的影响。初步建立了海温对年及夏季降水量的影响模型。     

河北省高速公路路面温度变化特征及预报模型

利用2010年1月至2011年12月邯长、京秦高速公路涉县、玉田南北2监测站和所在气象站观测资料,统计分析南北2站路面温度与气温的日变化特征及路面最高温度与气象因子的关系,基于多元回归分析方法建立逐月路面温度预报方程,并进行精度检验。结果表明,路面温度的日变化不但与季节、天空状况有关,还与地理位置密切相关。路面最高温度受多种气象因子的影响,与前一日路面最高温度、最高气温、能见度呈显著正相关,与总云量、低云量、相对湿度呈显著负相关,其中与最高气温的相关性最显著;路面最低温度与最低气温呈显著线性相关。基于路面最高温度预报方程的检验精度,玉田站年平均为77.5%,涉县为79.2%,可为今后路面最高温度预报提供参考。     

基于FNL和GRAPES分析场的探空温度数据的误差分析

分别以美国NCEP的FNL分析场和我国GRAPES的分析场为参考对北京探空站的温度数据从观测余差、平均偏差、标准偏差、概率密度分布、峰度系数、偏度系数、相关系数和均方根误差多个角度进行评估。根据评估结果对探空温度数据进行质量控制,并分析质量控制效果。结果显示:探空温度数据质量较高,误差基本在±1℃以内。基于FNL分析场的评估结果与GRAPES的评估结果有略微差异。单个时刻选取的可疑值和错误值的阈值具有根据基于分析场余差的分布特征自适应确定的特点。根据评估进行质量控制后的探空温度质量得到改善,且数据保留了原有的特征。该质量控制方法能够有效地消除季节性差异,且质量控制后两个参考标准的评估结果基本一致。     

ConvLSTM Based Temperature Forecast Modification Model for North China

The correction of model forecast is an important step in evaluating weather forecast results. In recent years,post-processing models based on deep learning have become prominent. In this paper, a deep learning model named ED-ConvLSTM based on encoder-decoder structure and ConvLSTM is developed, which appears to be able to effectively correct numerical weather forecasts. Compared with traditional post-processing methods and convolutional neural networks, ED-ConvLSTM has strong collaborative extra...     

PRECIS模拟系统对中国地面气温变化的QUMP集成预估

利用英国Hadley中心QUMP模式(Quantifying Uncertainties in Model Projections)集合的5组敏感性试验产生的全球气候背景场驱动区域气候模拟系统PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies)产生的降尺度数据,分析PRECIS对中国地面气温变化的模拟能力,同时对SRES A1B温室气体排放情景下21世纪中期(2021~2050年)中国区域的温度做出预估。模拟能力分析结果显示:PRECIS在5组背景场驱动下都可以较好地模拟出气候基准时段(1961~1900年)中国区域气温的年变化和时空分布特征,但存在暖偏差,高敏感度模拟实验的暖偏差幅度要大于中低敏感度。预估结果显示:5组敏感性试验降尺度模拟的温度均呈增加趋势,其中最低温度的变暖幅度高于平均温度和最高温度。高敏感度试验Q10模拟的升温幅度介于低敏感度模拟和中敏感度模拟之间,其他敏感性试验表现出高敏感度模拟的升温幅度高于中敏感度模拟,而中敏感度模拟高于低敏感度模拟。从模拟的升温空间分布上看,西北地区升温幅度最显著,可达2.08~2.61°C,华南地区升温幅度相对较小,为1.33~1.84°C,但不同敏感度模拟的升温幅度具有一定的区域差异。     

银川城市道路路面温度变化特征及统计模型

采用人工定点观测路面温度资料,分析了不同天空状况和不同材质道路的路面温度日变化特征。结果表明：路面温度具有明显的日变化特征,晴空或少云时,日出和日落时段路面温度略高于气温,中午前后路面温度变幅最大,且明显高于气温;阴雨天时,路面温度略高于气温,变化相对平缓且与气温保持较好的相关性。由于水泥和沥青不同的物理特征,沥青路面对气温的反应灵敏,水泥路面反应平缓,即水泥路面最高温度多低于沥青路面,最低温度多高于沥青路面。在此基础上应用逐步回归方法建立逐时路面温度预报模型和最高道面温度预报模型,并应用模型模拟的结果与实测路面温度作对比分析,结果表明逐时道面温度预报模型的模拟效果较好,最高道面温度预报模型误差较大,需要进一步修正和改进。