定点观测气候序列的均一性研究

文章分析了气候资料产生非均一性的原因，介绍了近年来国内、外气候资料均一性研究的方法以及一些国家利用这些研究方法对本国或区域气候序列均一性问题的研究成果。对我国气象观测站观测站址、仪器变化等因素进行了总结，并介绍了我国气象资料均一性检验的一些结论，讨论了与气象资料均一性研究相关的一些问题。     

我国气候资料均一性研究现状与展望

时空均一的气候资料是气象科研、业务和服务的基础。介绍了气候资料均一性的基本概念、涉及范围、主要原因以及解决非均一性问题的意义。在此基础上,阐述了国际上气候资料均一性研究的动态和技术发展历程,指出以高时空分辨率的均一化为标志的第二代气象数据产品研发趋势为气候资料均一性研究带来良好的发展机遇和严峻的挑战;结合对我国地面、高空和辐射三类气候资料均一性概况和相关研究现状的总结,分析了我国在相关领域研究的深度和广度上存在的差距和不足,以及当前需要解决的关键科学和技术问题。最后,就如何正确认识气候资料的均一性,如何深化我国气候资料均一性研究,加强气候数据产品研发,实现我国数据产品研发技术和管理水平上一个新台阶等提出了建议。     

陕西省气象台站历史沿革档案状况

气象台站历史沿革档案是记录反映气象台站建立之初至今,各个历史时期发展变化历程的档案资料。它涉及台站环境、观测场变动、台站迁移、观测要素增减、观测仪器的变动及更新等影响气候资料均一性变化的各个方面。是用户了解、应用气象数据必要的背景信息;是进行气候资料序列均一性检验及订正的科学依据;是研究我国气象科学史所需的重要信息源之一。随着《气象资料共享管理办法》的颁布实施,气象资料的应用范围日趋广大,为了更全面、更详细地反映气象资料的历史状况,2002年中国气象局提出了新的台站沿革档案格式要求,并要求台站沿革档案…     

牡丹江气象站迁站前后气象资料对比分析及均一性影响

利用牡丹江气象站1967-2017年51 a气象资料,对比分析迁站前后气象要素变化,并采用t检验和SNHT法对气温序列进行均一性检验,结果表明:迁站前后牡丹江站气温、降水和风速都发生了明显变化,其中风速变化显著;站址迁移对牡丹江站温度序列均一性的影响非常显著。     

长江三角洲地区降水资料的均一性检验与订正试验

该文对1961—2002年我国长江三角洲地区36个地面观测站的年、月降水资料序列作均一性检验和订正试验, 以探讨我国年、月降水气候观测序列的均一化方法和思路。该文首先从与待检台站序列相关性较好、台站距离较近的台站中选取了若干站点作为待检台站的参考台站建立参考序列, 采用传统的标准正态检验 (SNHT) 方法, 对所研究的地区年降水的均一性进行了检验。检验结果显示, 该地区降水序列中存在非均一性现象。考虑到所选地区站点密度仍然不够, 文中还采用了一种不依赖于参考台站的思路, 对上述检验结果进行了进一步确认后, 最后对不连续序列进行了逐月订正调整。对比分析表明, 对序列的订正较为合理。在已有的研究基础上, 结合我国台站网络实际特点, 提出结合不同思路来研究我国降水量数据均一性是必要的和可行的, 应用该思路对于我国降水序列进行均一性研究具有一定的合理性和应用前景。     

大陈迁站前后气象资料序列的均一性检验

大陈气象站于1982年10月进行了站址迁移,站址的变动,涉及到迁站前后两段观测资料是否有均一性问题。所谓资料序列的均一性,一般把只受气候变化影响的气象资料序列称为均一性序列,或称作连续性序列。若气象要素随时间的变化不仅受气候条件的影响,而且又受诸如站址的迁移、周围生态环境的改变、观测规范和仪器的更换等等人为的影响,这样的资料序列认为是非均一性序列,或称之为非连续性序列。     

延安国家基本站总辐射资料序列均一性分析

为了研究地面气象站环境变化对气象辐射资料序列均一性的影响程度,采用测站历史沿革资料,对延安国家基本气象站建站(1990年1月)至2015年12月的月、年总辐射平均曝辐量资料及周边参考站有密切关联的同期日照百分率,利用T检验法、F值检验法对资料序列进行均一性分析。结果显示,延安站总辐射资料呈正态分布。在显著性水平取值0.01时,2013年前后两段观测资料通过了T检验,即受迁站的影响不明显,两段资料属于同一序列,资料可合并统计,是均一的。在显著性水平取值0.05时,2013年9月、11月前后两组月平均曝辐量有显著差异,不能合并统计,但未对其余月份和年平均曝辐量观测资料造成影响。随着海拔高度的增加,延安站总辐射增加量的订正还有待于新站资料的序列增加,进一步研究。     

PMFT方法对我国年平均风速的均一性检验

利用惩罚最大F检验(PMFT)方法并结合详尽的台站历史沿革信息对我国701个气象观测台站年平均风速资料进行了均一性检验,结果表明该检验方法能够应用于对年平均风速资料进行均一性检验,我国年平均风速资料的不连续点主要集中在1～2个,已检验的701个台站中有61.3%的台站年平均风速序列是均一的,表明我国大部分台站风速资料均一性情况良好。仪器变化和台站迁移是引起年平均风速序列非均一性的主要原因,而仪器变化中的仪器换型是造成年平均风速序列非均一性的最重要原因。     

中国地面月气候资料质量控制方法的研究

由于气象台站信息变化以及观测规范的频繁变动, 使中国地面气象资料序列比较复杂。该文在分析中国地面历史气象资料中可能存在的非均一性和错误性、研究月气候资料序列存在的可能分布状态的基础上, 提出了中国地面月气候资料质量控制技术。通过分析认为, 中国地面月气候资料的质量控制, 应把下列3种方式结合起来, 进行综合质量检测:①把12个月的气候资料序列联合起来, 进行长时间连续性错误资料检测; ②把时间序列变换为接近正态分布的均一序列后, 进行时间域和空间域的奇异值检测; ③对检测出的连续性可疑资料和单个数据点的奇异值进行人工分析辨别。利用上述质量控制方法, 对1971—2000年中国地面700多基准基本站月统计气候资料进行了质量检查, 最后介绍了质量检查结果。     

塔城地区气象（候）站温度的均一性检验

采用SNHT方法．结合台站历史沿革信息,对塔城地区气象（候）站1960--2006年的年平均温度、年平均最低温度序列进行均一性检验。结果表明,年平均温度资料质量基本可靠,站址迁移是引起年最低温度非均一性的主要原因：     

RHtest方法对我国降水资料的均一性检验试验

应用RHtest方法结合台站元数据信息对我国1725个气象台站1961-2009年月降水资料进行了均一性检验试验和订正,并以波密站、元阳站和巢湖站为例介绍了检验过程.结果表明:该方法能够适用于对我国降水资料均一性检验且具有较高的应用前景.2400台站高密度月降水资料的使用更加有益于参考序列的选取,采用数理统计分析和结合元数据主观判断的方式来对序列进行均一性检验更加合理.检验出存在非均一性断点的台站仅占2.1％,表明我国降水资料序列均一性情况良好,台站较大距离的迁移是造成部分降水序列非均一的重要原因之一.对检验出存在断点的降水序列采用RHtest提供的订正方法进行了订正和趋势分析,发现订正后降水序列的年变化趋势具有明显的改变,均一性也有很大改善.     

地面气象台站元数据质量控制分析

气象台站元数据包含了可能影响气候资料序列均一性的重要信息,是分析、检验、订正气候资料序列的科学参考依据,只有经过质量控制与处理的气象台站元数据才能真实的反应其对气候资料序列非均一性的影响程度。针对气象台站元数据可能存在的疑误信息,设计了一套适用于地面气象台站元数据的质量控制技术,采用格式检查、内部一致性检查、时间连续性检查等方法进行质量控制。利用该质量控制方法对全国31个省(区、市)的1428个国家站1951—2011年的台站历史沿革数据文件进行质量控制,结果表明:该质量控制方法能够有效地将疑误信息进行标识,可为气象台站元数据的应用提供可靠的质量保障。该质量控制方法已应用于气象资料业务系统(MDOS)中,并在全国省级气象资料部门业务运行。     

中国西北地区台站迁移对气候资料均一性影响的研究进展

随着全球变暖的趋势越来越明显,气候变化研究也成为最受关注的问题.均一化长序列数据是气候变化研究的基础.然而由于台站的迁移等因素,导致了资料序列中的非均一性,这种包含非气候因素变化的非均一性气候序列直接影响了气候研究的不确定性.本文在综述国内外地面气候资料均一性检验方法、地面气候资料非均一性产生的原因等进展的基础上,重点...     

潜江站迁站前后气候资料的均一性检验

利用湖北省潜江气象站和邻近的天门及仙桃两站1971-2009年39年气象资料,通过滑动T检验、M-K检验方法对气温资料的均一性作了检验。对比迁站前后气温等资料的变化表明,潜江站与相邻站同时期气象资料间存在部分差异。与相邻站相比,迁站前后潜江站气象要素中风向风速、气温和雾日有显著变化;迁站前受城市效应影响,潜江站部分风向...     

山东省观测资料的均一性检验

气象台站历史沿革信息包含了可能影响气候资料序列均一性的重要信息,是分析、检验、订正气候资料序列的科学参考依据。通过对站点资料进行均一性检验,再对比台站历史沿革资料,分析了资料非均一性的可能原因。采用山东省123个站建站起至2007年的气温、降水资料,筛选出49个站分别进行4种方法的均一性检验,最终确定22个台站通过检验。对未通过检验的台站,查找沿革,发现迁站是导致非资料均一的主要原因,另外,还有仪器更换、台站加高等原因以及不明原因,需进一步研究。     

地面气候资料均一性研究进展

气象台站观测的地面气候资料是气候变化研究的重要基础,气候资料的均一性检验和订正对于提高气候资料的质量和均一性状况具有实用意义和价值.通过回顾近年来国内外地面气候资料均一性研究进展、研究技术及发展趋势,总结了目前国内广泛应用的两种较为成熟的均一化方法(RHtest和MASH)及其对气温、风速资料均一性研究取得的一些成果,...     

中国探空位势高度资料的非均一性检验与订正

利用加拿大环境部气候研究中心研发的PMFT均一化检验方法,结合国家气象信息中心整理的中国区域各探空台站元数据信息,对我国123个探空台站各标准等压面月平均探空位势高度资料进行了非均一性检验和订正。结果表明：仪器换型、探测系统升级以及辐射订正方法改变是造成中国区域月平均探空位势高度资料不均一的主要原因。两个观测时次位势高度序列不均一的台站数随高度的增加而增加。各标准等压面上月平均位势高度序列不均一的探空台站平均订正幅度也随着位势高度的升高而增大。并且两个观测时次各标准等压面位势高度序列均为负订正,表明我国各标准等压面位势高度资料存在系统性偏高的问题。123个探空台站在对流层顶和对流层高层位势高度序列订正前是位势高度降低趋势,订正后位势高度序列呈增高趋势。对流层中低层原始位势高度序列呈增高趋势,订正后这种增高趋势更加明显。     

兰州站气候资料序列均一性的初步分析

气候资料的均一性是研究气候变化的前提条件。以兰州站为例,应用SNHT方法对该站的气候资料序列进行均一性检验,首先对降水、平均气温、最高气温、最低气温、平均风速和日照时数几个气象要素进行非均一性检验,然后根据历史台站沿革等元数据信息进行原因分析。结果表明,兰州站平均风速资料与其邻站相关系数低,未通过显著性检验。降水、气温、最高气温、最低气温、日照与邻站的相关系数都达到99％的显著水平,且都存在不均一性,其原因主要有台站的迁移、仪器的更换、统计方法的变化以及城市热岛效应等,完整详细的元数据信息是均一性研究的重要基础。     

资料均一化对沈阳站气温趋势和城市化偏差分析的影响

利用国家气象信息中心2013年发布的逐日均一化气温资料,对沈阳站资料均一化处理前后平均气温和极端气温指数序列的线性趋势及其城市化影响偏差进行了比较评价。结果表明:1)资料均一化处理对日最高气温及其衍生的极端气温指数序列趋势估计的影响较弱,但对日最低气温及其衍生的极端气温指数序列趋势估计具有显著影响。2)经资料均一化处理后,平均气温序列中的城市化影响偏差有所增大,平均最低气温序列中的城市化影响偏差增大尤其明显;与冷事件有关的极端气温指数序列的城市化影响偏差数值有所减小,与暖事件有关的极端气温指数序列的城市化影响偏差数值有所增加。3)资料均一化处理有效纠正了因迁站等原因造成的地面气温观测记录中的非均一性,但却在很大程度上还原了城市站地面气温观测记录中的城市化影响偏差。     

我国40年年平均风速的均一性检验

采用1951~1990年我国690个站年平均风速资料, 进行均一性检验.结果表明SNHT方法适用于风速的均一性检验.我国年平均风速质量基本可靠.仪器变化是引起非均一的主要原因.