云南2009—2012年4年连旱的气候成因研究

利用云南124个气象站逐月降水资料、NCEP/NCAR大气环流再分析资料、全球海表面温度(SST)资料以及向外长波辐射(OLR)资料,分析了云南2009—2012年连续4年干旱的气候特征,并从异常大气环流、海温、局地对流等方面分析了4年连续夏季干旱发生的成因.结果表明:①云南2009—2012年干旱是一次持续时间长,跨越春、夏、秋、冬四季、影响范围广的全省性严重干旱,最严重的区域主要是滇中及滇东南.并且是发生在云南降水减少的气候背景下.②2009—2012年夏季500 hPa欧亚地区高、中、低纬度的高度场分布不是很相似,但4年的环流配置形势表明东亚冷空气路径偏东,影响中国西南地区的冷空气偏弱,不利于冷空气南下影响云南.另外2009年和2010年副高位置偏西偏强,云南在其控制之下,不利于降水;而2011年和2012年副高位置偏北偏东,其外围的水汽不易输送到云南.③2009—2012年云南大部地区及其南侧的孟加拉湾地区高度场持续偏高,孟加拉湾附近的印缅槽不活跃或偏弱,也不利于南方水汽向云南界内输送.④El Nino事件发展期、La Nina事件衰弱期以及印度洋海温偏暖时都有利于云南干旱的发生和发展.⑤2009—2012年夏季云南局地及其以南大部地区基本维持低层辐散、高层辐合的垂直散度场配置,不利于上升运动的生成和发展.孟加拉湾及南海一带基本为西北或偏东气流控制,向北输送的水汽较常年偏弱,是造成云南连续4年夏季干旱少雨异常气候的直接原因之一.⑥2009—2012年连续4年夏季云南局地对流相对常年偏弱,这也是云南降水偏少的重要因素之一.     

1961～2011年山东地区气温变化的区域差异特征及突变分析

利用山东地区17个气象站1961 ～2011年逐日平均气温、最高气温、最低气温等资料,采用线性倾向率法、Mann-Kendall法、累积距平法等方法,分析了山东地区近50年的气温变化特征和突变特征.结果表明：1961 ～2011年山东地区各气象站年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温均呈现增温趋势,平均增温速率分别为0.22℃/10a、0.17℃/10a和0.33℃/10a,年平均最低温度的上升幅度大于年平均最高温度的上升幅度,山东地区气候变暖主要体现在年最低温度的升高上.近50年来山东地区气温变化过程具有显著的阶段性,而不是单调递增.山东地区增温主要发生在最近的20余年内,各气象站点的年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温集中在20世纪80年代末至90年代初发生增温性突变.山东地区气候变暖的区域差异比较明显,龙口地区的年平均气温增温最明显;年平均最高气温增温最为明显的是日照地区;龙口地区年平均最低气温增温趋势较为显著.     

我国总云量时空特征及其影响因素分析

目的分析中国总云量的时空分布特征、变化趋势及影响原因。方法利用全国360个地面站1951~2009年地面月总云量观测资料,采用线性倾向估计和相关分析方法。结果总云量最多区域位于西南和华南地区,最少位于北部干旱少雨地区。约35°N以北总云量从南到北随纬度增加带状分布减少,此纬度以南同纬度东部云量多于西部云量。20世纪90年代以及21世纪前10年总云量减少最明显。总云量减少最明显的区域位于东北、西藏西南部以及山东、安徽北部地区。大部分地区总云量与太阳黑子相对数、降水量、相对湿度、最大积雪深度之间存在显著正相关关系,蒸发量与总云量存在显著负相关关系。结论我国总云量总体上呈减少趋势,气候因素对总云量变化有重要影响。     

极端温度事件区域性的分析方法及其结果

根据1961-2002年42年中国站点的日最高、最低温度资料,运用累积频率的阈值统计方法,分析了我国东部地区极端高温、极端低温以及全国的温度日较差极端事件的区域性特征.本研究中的极端温度事件的区域性指的是,当某单站发生极端温度事件的同时,全国其余各站也发生同一种极端温度事件的概率分布,即成片发生极端温度事件的区域尺度.对每个研究站点均可寻找出一个与基准站同时发生极端温度事件的高概率站群,近似地用面积指数来表征站点群的区域大小,以此衡量成片发生极端温度事件的区域大小.结果指出:我国东部地区的极端高温、低温事件的面积指数的大值区分布较为一致,我国华南地区、江淮地区、华北地区和东北地区的面积指数的大值区分别集中在江西省和湖南省的南部,江西省北部和长三角地区,陕西省和山东半岛以及内蒙古东北部和黑龙江南部.即说明,无论是极端高温事件还是低温事件,上述地区的区域敏感性均较高,同时发生极端高温(低温)事件的区域尺度较大.四个区域的区域平均的差异表现为:在极端高温事件中,江淮地区的面积指数最大,华北地区的最小.在极端低温事件中,华南地区的面积指数最大,而江淮和东北地区的最小.同时,对温度日较差的极值事件分析可知,极端高值事件...     

云南寒潮时空特征及变化分析

应用1961～2008年共48 a云南125站气温资料,通过计算趋势系数等统计方法,分析全省寒潮的发生频次、时空分布特征及单站寒潮、总寒潮过程和区域寒潮过程的年代际变化及其环流特征.结果表明:单站寒潮频次呈东高西低分布;全省寒潮过程、区域寒潮过程和单站寒潮均为1月最多,2月和12月次之;省内寒潮频次在减少,东部减少趋势明显;环流分析发现在云南寒潮偏多发生年份,中高纬度地区500 hPa高度场较常年偏低,副热带高压较常年偏弱,850 hPa温度场为负距平.     

基于基因遗传算法对畸形外囊菌在中国适生区的分析

调查了104个畸形外囊菌（Taphrina deformans（Berk）Tul）的发生地,并通过基因遗传算法（GARP）模型对畸形外囊菌在中国的适生情况进行了预测.实验中采用受试者工作特征曲线（简称ROC曲线）中的曲线下面积（AUC）的大小评估模型预测的准确性,所得AUC值为0.89,表明诊断价值较高.预测结果表明畸形外囊菌在中国的适生区主要分布在东部地区：河北南部、山西南部、广东南部、山东全部、河南全部、安徽全部、江苏全部、上海全部、浙江全部、海南全部、福建大部分、江西大部分、台湾西部沿海、云南东部、湖北东部和湖南东部.     

吕宋海峡及其周边海域海表温度的季节变化特征

利用海表温度的遥感资料,分析了吕宋海峡及其周边海域海表温度的季节变化及其区域特征,并初步分析了其主要特征的形成原因.研究结果表明:冬季海表温度除受太阳辐射、东北季风的影响外,还受该区域海流、海陆分布的影响,因此温度场呈现出多个水舌结构;夏季海表温度空间分布较均匀,冬季的水舌结构基本消失;同时在台湾梅峡西岸以及吕宋岛东、西两侧海域分别出现上升流导致的低温区和大于30.0 C的高温区,后者主要受海面辐射、海流等的影响.绝大部分研究海域内的海表温度极大值出现在7月,但在吕宋岛以西海区、台湾海峡中北部海区海表温度极大值分别出现在5月和8月;相对而言,海表温度的极小值主要出现在1月,研究区域东北部124°～126°E海域推迟到2月.     

Spatiotemporal distribution and decadal change of the monthly temperature predictability limit in China

Based on the nonlinear Lyapunov exponent and nonlinear error growth dynamics, the spatiotemporal distribution and decadal change of the monthly temperature predictability limit （MTPL） in China is quantitatively analyzed. Data used are daily temperature of 518 stations from 1960 to 2011 in China. The results are summarized as follows： （1） The spatial distribution of MTPL varies regionally. MTPL is higher in most areas of Northeast China, southwest Yunnan Province, and the eastern part of Northwest China. MTPL is lower in the middle and lower reaches of the Yangtze River and Huang-huai Basin. （2） The spatial distribution of MTPL varies distinctly with seasons. MTPL is higher in boreal summer than in boreal winter. （3） MTPL has had distinct decadal changes in China, with increase since the 1970s and decrease since 2000. Especially in the northeast part of the country, MTPL has significantly increased since 1986. Decadal change of MTPL in Northwest China, Northeast China and the Huang-huai Basin may have a close relationship with the persistence of temperature anomaly. Since the beginning of the 21st century, MTPL has decreased slowly in most of the country, except for the south. The research provides a scientific foundation to understand the mechanism of monthly temperature anomalies and an important reference for improvement of monthly temperature prediction.     

加强我国铁路煤炭运输通道建设的思考

中国煤炭资源主要分布在西北部,尤其是“三西”地区(即山西、陕西北部、内蒙古西部地区),煤炭消费重心在东部和中南地区,形成了北煤南运、西煤东运的格局,长期以来,煤炭一直是铁路运输的重点。加强煤炭运输通道建设,保障煤炭安全稳定供给,对于增强国民经济运行的安全性和可靠性,保障国家能源战略安全具有非常重要的意义。     

云南雷暴的气候变化特征

 利用云南113个常规气象站1961～2006年雷暴日数资料,采用旋转经验正交展开方法将云南划分为6个气候区域,并在此基础上对雷暴日数进行时空变化分析.结果表明:云南省雷暴自1961年以来呈现显著减少的趋势,且在1980s发生过一次显著减少的突变.从地域分布上看,各个区域的雷暴均呈减少趋势,其中以南部和西南部减少最显著.雷暴初日、终日均有提早趋势,而间隔日数则有加长的趋势,但均不能达到统计学意义上的显著水平.     

合肥地区气溶胶光学厚度的时间变化特征

利用太阳辐射计CE318对合肥地区大气气溶胶进行长期系统的观测,对2002年至2007年间的观测数据进行反演分析,得出了气溶胶光学厚度随时间变化的统计特征.结果表明合肥地区气溶胶光学厚度日变化有5种类型;气溶胶光学厚度随月份有波浪式变化,月平均值在4月份和8月份分别达到最大值0.727和最小值0.192;四季中春秋季节的气溶胶光学厚度大于夏冬季节,春季最大0.636,夏季最小0.262;2004年至2007年冬季气溶胶光学厚度有逐年增大的趋势.     

GCMs模式在黄河源区的适用性分析

利用黄河源区24个气象站1961～1990年的月平均气温、最高气温、最低气温、月降水资料和IPCC 提供的5个全球海气耦合模式(CCC,CCSR,CSIRO,GFDL,HADL)的模拟结果,采用多年平均、不均匀系数、绝对变化幅度等统计特征,验证分析了各个模式对黄河源区降水和气温的模拟效果.结果表明:各个模式在降水和气温2个方面的模拟效果均不相同,如GFDL模式对降水的模拟效果最好,GFDL和HADL模式对气温的模拟效果较好;若同时考虑降水、气温2个方面的模拟效果,GFDL模式要略优于其他模式.     

云南近50a雾的变化特征

 利用1961~2008年云南120个县市逐月雾日资料,分析了云南近50a雾日的时空变化特征以及对气候变暖的响应.结果表明:①云南雾日具有明显的区域分布.全年及四季雾日有从北到南有增加的趋势.②云南雾日的发生具有明显月际变化特征.云南全年各月都有雾日发生,主要集中于11月、12月和1月,最多的月份是12月.从季节分布来看,云南属典型的冬雾发生区.从不同气候带看,北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带及温带属于典型冬雾发生区,最大月是12月;高原气候带属于典型夏雾发生区,最大月是7月.③近50a来云南全省四季及年的总变化趋势非常一致,为减少的趋势.6个气候带年雾日频次近50a总的变化趋势也为减少的趋势.④云南年及四季雾日也存在明显的年代际变化.6个气候带年雾日频次也存在明显的年代际变化.⑤云南各地对气候变暖的响应程度不一致,云南滇中以西以南大部地区雾日频次对气候变暖有着极好的响应,即偏暖时期,雾日频次偏少,而偏冷时期则偏多.     

卫星遥感监测全球大气气溶胶光学厚度变化

 全球大气气溶胶类型和含量变化与气候变化和大气环境污染密切相关,是气象学、环境学和医学研究关注的热点问题。为认识全球气溶胶分布基本特征,发现和跟踪全球气溶胶显著变化地区,本文利用美国NASA 发布的C6 版MODIS气溶胶光学厚度产品分析全球大气气溶胶光学厚度时空年变化特征及其影响因素;分析气溶胶光学厚度分布与中国霾区的关系,提出霾区治理的气溶胶光学厚度年平均值参考标准。分析2003-2014 年卫星监测的气溶胶光学厚度(AOD)空间分布特征显示,全球气溶胶光学厚度稳定高值区位于亚洲东部及其邻近太平洋海区、印度半岛及其邻近印度洋海区、非洲北部和中部及其邻近大西洋海区;重点变化关注区为俄罗斯西伯利亚东部增量区和南美洲亚马逊平原热带雨林减量区。气溶胶光学厚度高值地区的形成与沙尘暴、火山喷发、生物质燃烧、工业排放等自然源,以及工业污染物排放、交通运输、秸秆焚烧等人类活动造成的人为源气溶胶排放直接相关,并受气象因素和山脉等地形阻挡因素影响,这些因素的稳定性与季节变化最终形成全球气溶胶的时空分布特征。中国东部气溶胶光学厚度年平均值大于0.5 的区域为主要霾天气区,其中华北南部、黄淮、江淮、江汉地区和四川盆地为全球气溶胶光学厚度极端高值区,年平均极端高值达到0.8~1.0,为霾天气常态化发生区;通过全球气溶胶光学厚度量值分析认为,气溶胶光学厚度年平均值0.5 可作为中国大气环境最大承载量,中国东部地区高于此值的区域为主要大气污染控制区,大范围工业生产污染物减排可带来整体环境改善,通过工业结构调整有望降低的气溶胶污染中位比率为33%,平均比率为26.5%。     

Climate in China during the four special periods in Holocene

Characteristics of temperature over China during the four special periods in the Holocene, i.e. the Megathermal, the Medieval Warm Period, the Little Ice Age and the Modem Warm Period, are analyzed. The Megath-ermal period was 8.5—3.0 kaBP.the maximum temperature appeared at about 5.5—6.0 ka and 7.0 kaBP, while the temperatures were about 2X1 above the average of the latest one hundred years. During the Medieval Warm Period, from the late 9th century to the 13th century, the temperatures were warmer over eastern China. Some maximum temperatures were close to the mean value in 1880s—1970s. However, the climate in the 12th century was cold. Over the west part of China, temperatures did not show the same features as that over the east except the moderate warmth appeared during the second half of the 9th century. There were five cold spells in China during the last millennium; in the early 12th, 14th and 16th centuries, the late of 15th century, the 17th and 19th centuries. In these cold periods, the last three spells can be considered as the Little Ice Age of China, the minimum of temperature anomaly was below - 1.01 and - 0.51 for the 10 years' and 30—50 years' mean respectively. The 20th century was the warmest in the last 12 centuries, and was 0.5t wanner than the last 1200 year's mean. During the last one hundred years, the warmest period appeared in 1920s—1940s, but the highest annual temperature occurred in 1998 in which the temperature anomaly was + 1.38t with respect to the mean temperaure of 1961s—1990s.     

Regional characteristics of the interdecadal turning of winter/summer climate modes in Chinese mainland

Tomé and Miranda’s climate trend turning discriminatory model is used to identify the spatial-temporal characteristics of the interdecadal turning of winter/summer climate modes at stations and in eight sub-areas over Chinese mainland based on the 1961–2000 observations. It is found that the stations with close occurrence years of the interdecadal trend turning (ITT) and coincident trends after the ITT exhibit a zonal distribution. A view is accordingly proposed that the interdecadal turnings of climate modes in China have remarkably regional structures. The research results show that after the early 1980s, winter climate over Chinese mainland overall trends towards a “warm-wet” mode, while summer climate had an abrupt change into “warm wet” mode in the late 1980s, suggesting that the time of the “warm-wet” mode turning for winter climate is earlier than that for summer climate. The regional characteristics and test results of the ITTs in eight sub-areas suggest that winter climate exhibits a distinctive “warm-dry” trend in North China after the late 1970s, and a slight “warm-dry” trend in Northeast China, South China, and Southwest China after the late 1980s. A “warm-wet” trend appears in the rest four sub-areas (the middle and lower reaches of the Yangtze River and the Huaihe River Valley, briefly Jianghuai, the east of the Tibetan plateau, and the east and west of Northwest China) after the early 1980s. The summer climate trends towards a “warm-dry” mode in Northeast China, North China and the east of Northwest China after the late 1980s, but a “warm-wet” mode appears in Southwest China and the east of the Tibetan plateau after the middle 1970s, as well as in Jianghuai and the west of Northwest China after the early 1980s. Specially, summer climate in South China started a “cold-wet” trend in 1984.     

云南省雨季降水量变化的区域特征分析

 用EOF,REOF方法对1961～2002年云南省124个测站雨季降水的时空分布、演变规律及各区域的降水特征进行了诊断分析.结果表明:大范围区域降水的一致性是云南雨季降水的主要特征,其次为东、西反向变化以及东南、东北反向变化空间异常分布型态;云南雨季降水存在着7个主要的异常区域:滇中以东区,滇南区,滇西北区,滇中以西区,滇西南区,滇东南区,滇东北区;除滇东南区之外,其他各区在20世纪90年代末期雨季降水都有增多的趋势.     

Spatial and temporal distribution of MODIS and MISR aerosol optical depth over northern China and comparison with AERONET

Aerosol optical depths (AODs) from MODIS and MISR onboard the Terra satellite are assessed by comparison with measurements from four AERONET sites located in northern China for the period 2006-2009. The results show that MISR performs better than MODIS at the SACOL and Beijing sites. For the Xianghe and Xinglong sites, MODIS AOD retrievals are better than those of MISR. Overall, the relative error of the Angstrom exponent from MISR compared with AERONET is about 14%, but the MODIS error can reach 30%. Thus, it may be better to use the MISR Angstrom exponent to derive wavelength-dependent AOD values when calculating the aerosol radiative forcing in a radiative transfer model. Seasonal analysis of AOD over most of China shows two main areas with high aerosol loading: the Taklimakan Desert region and the southern part of North China and northern part of East China. The locations of these two areas of high aerosol loading do not change with season, but the AOD values have significant seasonal variation. The largest AOD value in the Taklimakan appears in spring when the Angstrom exponents are the lowest, which means the particle radii are relatively large. Over North and East China, the highest aerosol loading appears in summer. The aerosol particles are smallest in summer over both high-AOD areas.     

卫星遥感监测全球和中国区域大气CO变化特征

 利用2000 年3月--2014年12月TERRA/MOPITTCO柱总量数据,研究了全球及中国区域大气CO 柱总量的时空变化特征。分析表明,北半球大气CO 柱总量显著高于南半球。中国东部是全球CO 高值区,青藏高原、格陵兰岛、南美洲西部沿海安第斯山脉为全球CO 低值区。CO 柱总量在全球范围内表现出显著的季节变化,北半球CO 含量在北半球春季最高,北半球冬季达到最低;南半球CO含量在南半球春季最高,南半球秋季达到最低。在月时间尺度上呈现出规律性波动,高值月份分别出现在3-4月、9-10月,低值时段分别出现在7月和1月。中国区域CO柱总量呈东高西低的阶梯状分布,东部的高值区主要分布在河北南部、山东西部、河南东部。中国区域CO柱总量在春季最高,南方地区在夏季达到最低值;北方地区在秋季达到最低值。对全球和中国区域CO含量长时间序列分析显示,2011-2014 最近4 年全球及中国区域大气CO柱总量呈下降趋势。中国东部沿海经济区和南部沿海经济区的年下降速率在1%左右,大西北经济区下降幅度最小。     

东中国海域上空modis与seawifs两颗卫星反演气溶胶的比较

通过与地基气溶胶观测数据的对比,确认了MODIS,Sea WiFS气溶胶光学厚度产品用于研究中国海域气溶胶分布和变化特征的有效性.在此基础上,交叉比较了MODIS和Sea WiFS的气溶胶三级产品,发现他们在空间变化趋势上是一致的,在中国海域的气溶胶光学厚度都是随着离岸越远,气溶胶的光学厚度越来越小,在北纬30°-35°有高值区,在靠近大陆的沿岸地带也是气溶胶的光学厚度的高值区.Sea WiFS反演的气溶胶光学厚度整体比MODIS反演的气溶胶光学厚度偏高,两者的年平均气溶胶光学厚度有明显的区别.