1961-2008年山东省极端温度事件时空特征分析

利用山东省1961--2008年18个气象站点的日平均温度资料,分析了山东省近48年极端温度事件的时空特征.结果表明,山东省极端温度事件年发生频率的空间差异比较突出,频发区域主要集中于胶东半岛,但高、低值区域发生频率的差值相对较小,大部分区域在15～16d/a之间;无论年还是季节,极端高温和低温事件的发生频率分别呈增加和减少趋势.两者的变化趋势分别在春季和冬季最显著;变化幅度也存在空间差异.相对于西部,胶东半岛极端温度事件年发生频率的变化趋势更为显著:极端高温和低温事件的年发生频率在所有站点(极端高温事件除海阳站)均发生了突变现象.变化趋势均在20世纪90年代以来更加显著;极端温度事件呈波动变化,普遍存在准5年周期.     

我国极端温度事件的定义和趋势分析

 利用1961-2005年45 a中国日平均温度的站点资料和累积频率的统计方法,确定了以90%（10%）累积频率为标准的日、旬、月和季四种不同时间尺度的极端高（低）温事件的阈值。分析表明,日尺度阈值（简称“日阈值”）用于检测极端高（低）温事件最为合理。但在日阈值的季节变化中包含系统性的天气扰动,因此需对其进行低通滤波,滤去8日以下的波动,最终可得到较为合理的检测极端温度事件的日阈值。对用日阈值检测出的全国极端温度事件,定义频数（日平均温度等于或超过高阈值的次数）和平均强度（极端温度事件的日平均温度总和与频数的比值）两个参数进行分析,发现频数的线性趋势表现为：高温事件（大于等于高阈值）中,内蒙古和新疆北部均为大趋势区,而西南地区为小趋势区,低温事件（小于等于低阈值）则相反,趋势显著的地区为高温事件中的东北、华北和青藏高原一带。平均强度的线性趋势表现为：高温事件中,我国东北地区为负趋势的大值区,云南西北部和海南省大部分地区为正趋势的大值区。低温事件则相反,趋势显著区则为高、低温事件中25°N的以南地区。     

近50年内滇西北极端气候变化

研究采用滇西北(德钦站、香格里拉站、贡山站、维西站、丽江站、泸水站、大理站)七个站点1961~2010年每日降水量、日均温以及最高和最低气温数据,通过STARDEX Diagnostic Extremes Indices Software得到各个站点的57个极端气候指数,运用散点图分析近50年内滇西北极端气候的变化趋势,并用Matlab进行突变检验.结果表明:滇西北地区近50年来气温总体呈上升趋势,年日较差降低;异常极端高温连续日数增加,"暖冬"现象更突出,霜冻日数减少,生长期延长;区域极端降水不均衡,连续干、湿日数增加;降水集中的季节性更明显.     

近50年来江西省极端天气的变化趋势分析

基于江西省14个气象站点1960-2010年逐日平均气温、日最高气温、日最低气温和降水量观测数据,选取13个极端天气指数,通过线性回归、Mann-Kendall检验法和累积距平等方法,对江西省极端天气事件的时空变化趋势进行分析。研究发现1960-2010年江西省整体呈变暖的趋势,年均气温升高0.176℃/10a;极端高温事件呈增多的趋势、极端低温事件呈减少的趋势,并且在1986-2010年这个子阶段内这个趋势更为显著。从降水来看,1960-2010年间各极端降水指数值均呈升高趋势;同时在年降水总量增加的站点,极端降水指数与降水量是成比例增加的,而对于年总降水量减少的站点,并没有类似的对极端降水事件的明显响应。研究对于掌握气候变化背景下江西省极端天气变化情况具有重要意义。     

1980-2010年华北地区极端高温天气气候事件特征分析

基于1980-2010年共31年NCEP再分析资料和华北地区地面台站资料,采用百分位阈值法研究了华北地区夏季极端高温天气事件的时空特征,并对其环流成因进行了分析.结果表明,1980-2010年华北地区极端高温日数和极端高温事件发生时的日平均、最高温度都有明显的增加趋势,其中极端高温日数的增加趋势尤为显著,线性趋势系数达到0.261,通过了0.01的显著性水平检验.空间分布上,近10年华北地区的极端高温日数显著增加,并且北部地区增加大于南部,极端高温多发区由20世纪80年代的"南多北少"向目前的"北多南少"分布态势转变;合成分析的结果表明,在华北地区极端高温日数偏多年,副高势力较强,且西伸脊点偏西,中高纬度地区为两高一低型,造成华北地区极端高温日数偏多的大气环流系统是其中偏东的深厚大陆高压,此系统强度大且在对流层低层势力尤为强盛,位势高度异常在850 h Pa上超过5 gpm.     

中国大陆夏季高温热浪事件的特征及两类El Ni?o事件对其影响

利用中国大陆地面站点资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了中国大陆高温热浪事件的时空分布特征以及两类El Ni?o现象对高温热浪事件的影响.结果表明,近年来发生在中国大陆的高温热浪事件呈明显的上升趋势,特别是在20世纪末至21世纪初更加明显.在空间分布上,高温热浪的频次、日数和强度的高值区都集中在华中、东南沿海及新疆地区,且随中国雨带的移动而发生位置变化.在东部型El Ni?o年,中国东北地区以及长江中下游地区高温热浪事件的频次偏低,而华南地区则偏高.在中部型El Ni?o年,东北以及长江中下游地区高温热浪事件频次偏高,华南、新疆南部地区偏低.两类El Ni?o现象通过影响阻塞高压、西太平洋副热带高压和大陆暖高压等大尺度系统以及水汽的辐合、辐散来影响高温热浪事件.在东部型El Ni?o年,中高纬度乌拉尔山、鄂霍次克海阻塞高压活动频繁,使得东北冷涡增强并持续控制东北地区,导致东北地区高温热浪频次偏少;低纬度地区受到西太平洋副热带高压的影响,在其控制下,华南地区高温热浪事件频次偏高.在中部型El Ni?o年,环流形势则基本相反,使得中国东北、长江中下游地区高温热浪事件频次偏高,华南地区偏低.     

云南近50年极端气温及降水事件变化特征与区域气候变暖的关系

利用19612008年云南125个观测站的逐日观测资料,采用百分位值法定义了云南极端气温、降水事件阈值,分析了极端条件下的高温、低温和强降水的分布特征、气候变化趋势及其与区域气候变暖的关系.结果表明,云南极端高温阈值大于36℃的中心分别在低海拔的金沙江河谷、红河河谷及昭通和西双版纳的部分河谷地区.全省大部分地区极端高温频数具有明显的年代际变化特征.极端低温阈值小于-10℃的低值中心则集中位于迪庆州北部.大部分地区极端低温频数呈明显减少趋势.极端强降水阈值超过40mm的大值中心有3个,分别位于玉溪南部红河南部、普洱南部和曲靖南部.年平均气温与极端高温频数为正相关关系,与极端低温频数为显著的负相关关系,与极端强降水频数的相关关系不明显.     

近极值广义态密度及其在极端温度天气中的应用

为研究近极端温度天气对产生极端温度天气的指示意义,本文基于平均广义态密度的近似形式,构建了近极值广义态密度的参数,并定义了最概然近极值强度和最大平均广义态密度,运用广义态密度研究了1961-2013年间中国近极端温度天气的聚集现象.结果表明,当南京夏季日最高温度达到33.15℃时,下一时刻产生极端高温天气的概率最大,为33.43%.而冬季出现-2.78℃的近极端低温时,出现极端低温的概率最大,为29.83%.从全国范围来看,夏季在西北地区西部、西南及华南地区,当日最高温度达到距离高温阈值1.0~2.6℃的近极端高温时,最有可能出现极端高温天气.冬季,对于西南地区北部和东部以及华南地区西部,当日最低温度高于低温阈值1.2~3.2℃时,应及时给出极端低温天气的预警.     

极端温度指数在中国地区基于ETCCDI指数新结果的CMIP5模式输出（英文）

使用新的数据集对由气候变化与监测指数专家团队(ETCCDI)定义的温度极端指数TX10p、TN10p、TX90p、TN90p、CSDI、WSDI的时空分布特点进行了研究.这6个指数都是基于百分位数的指数,通过半参数分位数回归的方法计算而得.我们在超出率序列中去除了自相关的影响,从而保证了计算分位数时的独立性条件.我们利用参与多模型比较计划第5阶段(CMIP5)的19种全球气候模型,在历史和3种典型浓度路径RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5模拟了6个指数的变化.根据新的结果,中国的高温事件在未来有持续上升趋势,而低温事件有减少趋势.到21世纪末,在RCP26、RCP4.5、RCP8.5情景下,TX90p、TN90p和WSDI会显著上升,而TX10p、TN10p和CSDI会下降.在中国,低温事件频率下降最大的区域是东北地区,而高温事件频率上升最显著的区域是华南和西南地区.     

我国近40年各类降水事件的变化趋势

 利用全国542站1960-2003年逐日降水资料,分析我国降水事件的变化趋势,研究结果表明：降水总量的增加主要是由极端降水量的增加引起,降水日数的减少主要是由小雨日数的减少造成。在降水日数呈现出大范围减少趋势的同时,有很多地区的极端降水事件仍为增加趋势,降水总日数的减少并不减小发生极端事件的可能性。各种类型降水日数趋势变化最明显的是小雨日数,四季的小雨趋势以减少为主。四季西部地区的极端事件基本均呈现出显著的增加趋势;江淮华南地区的减少趋势主要出现在秋季,其它三季以增加趋势为主;华北、东北地区在冬季基本均为增加趋势,其它季节增减参半。极端降水量与降水总量的比值表现为全国普遍增加的趋势,说明我国四季降水量均有向极端化方向发展的趋势。     

河西走廊内陆河流域极端降水特征分析

水资源是维持内陆河流域复合生态系统的重要纽带.大气降水作为流域水资源的重要来源,其时空分布及强度变化会对流域生态水文过程有着重要影响.本文以河西走廊内陆河流域19个气象站1960—2012年逐日降水资料为基础,构建了最大1d降水量、最大连续5d降水量和非常湿天降水总量等极端降水指标,通过采用多种极值概率分布模型探讨研究区极端降水指标在频次、强度和贡献率方面的变化,从而为分析极端降水对流域生态水文过程的影响提供科学依据.结果表明,基于GEV最优概率分布模型,得出研究区超过5年一遇的最大1d降水量、最大连续5d降水量、非常湿天降水总量近年来发生次数有所增加,尤其是2000年以后增加更为明显;研究区极端降水强度在2000年以后也明显增强;在极端降水量对年降水总量的贡献率方面,近年来石羊河流域总体呈现增加趋势,黑河流域上游呈现增加趋势、中游和下游以下降趋势为主,疏勒河流域上游和下游呈现增加趋势,中游则以下降趋势为主.     

非线性随机波与直墙相互作用的数值计算及统计分析

就如何应用非线性随机波及其与直墙相互作用的数学模型进行模拟计算作一叙述,通过近20种组合的波面、波压强、合压力和合力矩等运动和动力过程的模拟计算,并且对模拟过程进行了谱估计及统计分析,形成相应的“波高”、周期、极值等序列,结果表明：应用本文模式进行计算得到的非线性随机波与直墙相互作用的波动过程天然海浪特性,估计谱与理论谱参数一致,同时计算速度快、精度高。     

降水极值的非平稳性特征及其重现期研究--以福建省为例?

变化环境下降水序列具有普遍的非平稳性.为深入探究降水极值的非平稳特征及其对极端降水重现期的影响,本文以福建省22个站点为例,针对表征降水序列非平稳特征的2个重要变量均值和方差,利用经验模态分解法(EMD)、Mann-Kendall趋势检验法分析了1960—2012年前汛期、后汛期降水极值序列非平稳特征;运用贡献分析法分析降水极值序列均值和方差变化对非平稳的降水极值确定性趋势的增量贡献;构建非平稳模型,基于均值、方差趋势探讨极端降水的重现期变化特征.结果表明:1)福建省前、后汛期降水极值序列非平稳性较强,前汛期闽西、闽北、闽中方差增加显著,部分站点方差变化对降水极值确定性趋势的增量贡献较大;后汛期全省降水极值均值普遍呈现增加趋势,对降水极值的确定性趋势起主导作用.2)福建省前汛期极端降水趋势增大的站点位于闽北地区,因为降水序列方差的线性增加趋势导致极端降水量显著增加;后汛期极端降水趋势增大的站点位于闽西和闽南2个区域,其中多数站点因为均值的增加趋势导致极端降水量增加,但是增加幅度平缓.3)降水序列方差的改变更加显著地影响了极端降水重现风险,变化环境下极端降水趋势和风险研究需充分考虑降水序列的非平稳性.     

辽东半岛几个长记录站的温度变化

根据丹东,熊岳、营口和大连站１９０５－１９８８年温度记录资料,计算了冬季,夏季和年平均温度距平和线性趋势,对温度年际和长期变化特点做拓辽东半岛的这４个站记录,冬季平均温度在本世纪内部明显上升了,夏屯平均温度除营口外本世一般呈现变凉,营口和大连两个记录连续的年平均温度存在长期增覆趋势。对温度变化的可能原因也做了初步讨论。     

基于泊松簇过程的三层异构蜂窝网络部署模型

5G标准下的蜂窝网络正在向异构化、超密集化的方向发展,传统的基于六边形网格模型的研究方法较为理想化且并不精确,越来越不适用于如今的异构网络.针对这个问题,目前常用的方法是使用基于随机几何的泊松点过程来研究异构网络的基站部署,这种方法假设基站的空域分布完全随机,因此得到了覆盖概率的理论下界.但是由于宏蜂窝边缘(盲区)以及热点地区(忙区)等特殊区域中,站点的分布可能形成簇,此时,基于泊松点过程的空域分布将不再准确.针对这个问题,本文使用泊松簇过程研究三层异构蜂窝网络的基站部署与规划.首先,提出基于泊松簇过程的基站部署系统模型,讨论了基于簇分布的基站形成过程;其次,在充分分析用户受到的聚集干扰基础上,采用基于瞬时信干噪比的小区选择机制,推导出了中断概率模型,并讨论了三种特殊条件下的中断概率;最后,通过仿真对比分析了基于泊松簇过程与泊松点过程的中断概率的差异以及信干噪比阈值变化时的中断概率的变化曲线,证明了基于簇的空域基站部署具有更低的中断概率.     

Arctic Oscillation influence on daily temperature variance in winter over China

The relationship between the Arctic Oscillation (AO) and daily temperature variance of 150 Chinese stations are investigated in the present study for wintertime (1 November through 31 March) in the period of 1954--2001. Resuits show that the temperature variance significantly decreases during the high AO years,and increases in low AO cases. A key factor connecting them is the Siberian High,particularly the high-frequency fluctuations of the High.Within the seasonal time scale, the frequency of low-temperature extremes (daily temperature anomaly below-2σ,σ is the standard deviation of daily temperature for a given winter and a given station) displays an odd relation to the variance: a larger (smaller) variance is found to be associated with smaller (greater) frequency of low-temperature events. That is due to the non-normal distribution of the temperatures, and also influenced by the phases of AO. During the last 50 years or so, AO experiences a significant increasing trend, meanwhile the variance of daily sea level pressure (SLP) in the central region of Siberian High has decreased at a rate of-10.7%/10 a. These result in a significant weakening of the daily temperature variance in China with a trend of -4.1%/10 a, and a significant increase in the intra-seasonal low-temperature extremes at a rate of 0.16d/10 a.     

基于电池交换的电动汽车充电设施规划方法研究

电动汽车存在充电时间长、行驶距离有限的问题。针对电池交换的充电方式,研究了电动汽车电池交换站及电池配置问题。利用生灭过程理论描述了交通走廊沿线电池交换站的电池交换及其充电过程,建立了换电站运作的随机模型;进而以电动汽车换电成功概率等为约束,建立了以建设成本最小化为目标的充电设施规划模型,并基于拉格朗日方法提出了模型求解算法。研究结果表明,所建立的模型不仅能够计算换电成功概率,还能分析换电成功概率、充电技术进步的影响,实现了满足电动汽车换电成功概率的约束条件下的建设成本最小化的交换站及电池配置。     

珠江口水域AIS基站的设计

分析珠江口AIS系统的吞吐性能及其影响因素的评价方式,计算出AIS基站在备选位置两种概率情形下的覆盖范围,同时,对AIS基站使用的两种频道的场强进行了测试,结果符合AIS基站正常工作所具备的电磁环境.基于此,依据基站的选址原则,确定基站的具体位置,并在海图上加以描绘,实现了珠江口AIS基站科学、合理的布局,构造完整的AIS网络,使珠江口水域达到无缝覆盖.最后,设计出珠江口水域AIS布局的总体方案.     

Impact of urbanization on changes in temperature extremes in Beijing during 1978–2008

To quantify the impact of urbanization on changes in observed surface air temperature and extremes, a homogenized dataset of daily mean, maximum and minimum temperature （Trn, Trnax and Train） observations at 20 stations in Greater Beijing （GBJ） from 1978 to 2008 is analyzed. In contrast with previous studies, a cluster analysis is done to objectively classify observing stations into four categories （urbanized, suburban, rural and mountain）, which is checked with remote-sensing night-light images since the 1990s. At urbanized sites, there is an added warming trend in annual mean Tm representing an average of 10.9% （up to 18.4% or 0.12℃/decade at the most strongly influenced site） of overall warming. Corresponding contributions for Train are 12.7% （up to 20.8% or 0.19℃/decade） and 24% for diurnal temperature range DTR （up to 37.4% or 0.149℃/decade） over the last three dec- ades. Although it has not had a significant impact on daytime records （Tmax）, urbanization has enhanced the increasing （decreasing） trend of extremely warm （cold） nights by an average of 12.7% or 2.07 d/decade （29.0% or 5.06 d/decade） at the urbanized sites since the 1970s.