近47年城市化发展对沈阳区域局地气候的影响研究

利用1959—2005年沈阳及周边郊区4县(康平、新民、法库、辽中)台站的气候观测资料,研究分析了沈阳城区、郊区气温、降水量、相对湿度、风速的变化趋势和特点。在此基础上,探讨了城市化发展对沈阳区域气候变化产生的影响。研究发现:1)近47年来,沈阳平均气温上升显著,其中冬季、春季增暖幅度最大,夏季最弱。同时,沈阳郊区增暖幅度略大于城区增暖幅度。2)沈阳年降水量、相对湿度、平均风速整体均呈下降趋势,降幅以平均风速最大,降水量最小。沈阳降水量的季节变化比较复杂,冬季降水量轻微增加。分析结果显示,沈阳城市化发展对区域局地气候产生了重要影响,尤其是近年来对郊区气温影响显著。另外,城市化进程对平均气温、风速的影响比其对相对湿度、降水量的影响更为显著、直接。     

楚雄市气候变化及对水资源的影响

利用楚雄市1961～2010年50 a的气候和水资源等资料,分析了楚雄市近半个世纪以来气候的变化及其对径流、水资源变化的影响.分析结果表明:50 a来楚雄市各季和年平均气温均呈上升趋势,年平均气温以0.33℃/10 a速率上升,冬季平均气温增暖速率最为显著;近50 a来楚雄市年降水量有增多的趋势,以21.26mm/10 a的速度在递增.春季和夏季降水量增加较多;而冬季和秋季平均降水量则呈缓慢增多的趋势.水资源总量、地表水径流量、地下水呈减少趋势.     

广州市近50年来气候变化分析

利用广州市1951～2004年的气温、降水、最高气温、最低气温和风速等资料,运用数理统计等方法,对各气象要素进行统计,分析了近50年气候变化特征.结果表明:近50年来广州市气候趋向变暖,特别是80年代以来,年平均气温升高明显.近50年来平均气温增长率为每10年上升0.13℃.近50年来年平均气温上升的主要季节在湿季,并且主要是与1～3月干季平均气温的变化有关;年平均降水量随着时间的推移呈现周期性的现象.除了秋季降水减少以外,夏、冬、春季降水都有增加,其中夏季降水量每10年增加3.82 mm,在四季中增加速率最快,对年降水量影响较大;平均风速的年际变化较小,长期变化呈现下降趋势并具有阶段性,四季中冬季平均风速最大,对年际变化影响有着重要的意义.     

承德市城市化对气温及空气湿度的影响

提出用承德市单站气温和40 cm地温资料进行比较,用城市站与郊区站相对湿度的差值作为干湿岛强度指标,采用趋势分析等统计分析方法,分析了承德市1964-2007年气温、空气湿度变化趋势及城市化影响程度.结果表明:近44 a,年平均气温平均每10 a上升0.269 ℃,其中0.099 ℃是因城市化影响引起,1980年以来,城市化影响升温幅度达到每10 a上升0.421 ℃,城市化对冬季、春季平均气温的影响最为明显;近44 a空气湿度呈明显增加趋势,且由1980年以前的干岛特征逐渐转成了近10 a的湿岛特征,夏、秋季节湿岛效应尤为显著,湿度场的明显变化主要来源于城市绿地和水面的增多.     

柴达木盆地气候变化区域性特征及其影响因素

利用1982-2013年柴达木盆地5-10月的降水量、气温、日照时数、相对湿度和平均风速等气象资料,结合夏季风指数、经纬向环流指数等大气环流资料及植被覆盖指数对柴达木盆地气候时空变化的区域显著性成因进行讨论.研究表明,除相对湿度变化不明显外,柴达木盆地降水和气温显著上升,日照时数和平均风速显著减小,同时,空间分布具有明显的经向地带性特征;降水量、平均气温、日照时数和平均风速均有突变发生,其中,盆地东部降水、气温、平均风速的突变时间早于西部,东部的日照时数突变时间晚于西部,区域差异特征明显;各气候要素的周期变化具有共性特征,周期变化基本在32、16、10～12、5～6和2～3 a等时间尺度附近变动;在全球变暖背景下,盆地气候变化具有的区域特征可能是亚洲夏季风、经纬向环流、副热带高压等气候系统以及下垫面植被演变等因素综合作用的结果.     

1971～2010年云南富民气候变化分析

根据富民站11个气候要素40 a的序列资料,使用标准差、线性倾向率等指标和一元线性方程或多项式拟合检验方法,从多个角度综合分析富民气候变化特点和规律.结果表明,富民气温变化趋势反映云南区域气温变化特点和规律,最低气温增加率对气候变暖贡献突出;降水量年际波动大、线性变化倾向不明显;平均相对湿度线性变化倾向不确定;日照时数年际波动变化较大、线性减少趋势变化显著;平均气温与日照时数的乘积ST值以及平均风速两者的减小变化,是40 a来富民蒸发量呈线性减少变化的主要原因;1997年以来,富民气候变暖加剧,年降水量呈现显著减少变化趋势,极端高温升温趋势明显,气候干暖变化趋势呈现.     

郑州50年来的气温变化及城市化对其贡献率

利用郑州1951年以来的气温记录，采用统计方法和最小二乘法分析了郑州的气温变化特征。计算了气温变化的幅度．用孟津1961年以来气温变化与郑州作对比，并用两地增温率对比计算城市化对郑州城市气温变化的贡献率．结果显示1951年以来郑州市年平均气温变化总趋势是不断变暖，气温升高幅度约0．23℃／10年，年平均最低气温及春冬季节气温升温幅度最大，夏季气温却有降温趋势．1961年以来郑州年平均气温的城市化增温率为0．064℃／10年，城市化增温对郑州城市气温增加的贡献率为25％．郑州1951年以来气温的变化还主要是受区域背景气候的影响；受城市化影响在夏季最明显．     

宜昌市主要气候要素及极端事件变化趋势研究

根据宜昌市1952年～2008年57年间21个主要气候要素及其极值资料,通过趋势分析和年代际比较,揭示宜昌市气候变化对全球气候变化和当地城市化的响应.结果表明:1)宜昌市6项气温因子中,有4项为升温趋势,2项为降温趋势.其中年平均最低气温、极端最低气温、年平均气温极显著上升,1970年代中后期升温速度加快;年极端最高气温和37℃以上的高温日数表现下降趋势.2)年降水量、降水日数均为减少趋势,而年最大日雨量、暴雨日数为弱增加趋势.年平均相对湿度显著减小,年最小相对湿度以1970年代为界,先增后减.3)年平均风速、极大风速、最大风速及大风日数均一致性减小,后两项为极端显著减小;4)年日照时数下降趋势显著.5)年雾霾总日数、轻雾日数、霾日数均极显著增加,而年大雾日数显著减少.可见宜昌市大部分气候要素变化显著.     

青藏高原典型区域沙尘天气与气候要素关系分析

利用青藏高原沙尘活动典型区内10个站点的气象观测资料,分析了高原东北部、北部、西部、西南部近40多年来沙尘活动日数的演变规律及其与平均气温、相对湿度、平均风速、降水量等主要气候要素的相关关系.结果表明:近40年来,研究区内沙尘活动主要集中于冬、春两季,年沙尘活动日数、年均风速处于下降趋势,年均气温、年降水量呈现上升趋势,年均相对湿度变化平缓.沙尘活动日数与各气象因子在不同的时间尺度有不同的相关关系.除共和、都兰、格尔木、拉孜、山南月沙尘活动日数对月均气温滞后的正相关性显著提高外,其他站点、气候要素对于沙尘活动的影响均没有滞后效应.沙尘天气的高发期对应着暖干气候,低发期对应着冷湿气候.     

吐鲁番市和哈密市气温与降水特征变化比较

利用吐鲁番市和哈密市9个气象站点的气象数据,采用线性回归、累积距平统计量与信噪比检验方法,对吐鲁番市和哈密市57年(1960—2016年)的年平均气温、年降水量、平均最高气温、平均最低气温变化趋势和变化特征进行了对比分析.结果表明,吐鲁番市和哈密市年平均气温呈上升的趋势,多年均值为12.11℃和7.35℃,冬季气温增幅最大.哈密市的增温幅度比吐鲁番市的增温幅度大,吐鲁番市年平均气温突变年份为1986年,哈密市年平均气温突变年份为1996年.吐鲁番市和哈密市的降水量以1.61 mm·(10 a)~(-1)和3.61 mm·(10 a)~(-1)的速率上升,夏季降水量上升趋势最显著,多年均值为32.15 mm和78.49 mm.     

近51年云南滇中地区地面气象要素变化特征的统计分析

利用1963—2013年4个国家基本/基准站(昆明、楚雄、玉溪和曲靖)的近地面温度、相对湿度和降水量的观测资料,对云南滇中地区近51年来的气象要素的变化特征进行统计分析。结果显示:近51年来,滇中地区增温趋势明显,冬季的增温幅度最大,昆明市作为上述滇中城市中发展最快的城市,年增温趋势是4个城市中最明显的;滇中地区年降水量呈波动减少趋势,冬、春季降水量增加而夏、秋季减少,昆明市年降水量的降幅最大,楚雄市只呈微弱的上升趋势;4个城市年均及各季节的相对湿度均呈显著下降趋势,各季节的降幅差别不大。通过小波分析,发现滇中地区不同气象要素的周期变化具有一定的相关性:在36年时间尺度上,相对湿度的干(湿)中心与气温的暖(冷)中心对应;在16~32年时间尺度上,相对湿度的干(湿)中心与降水量的弱(强)中心对应。     

乌兰布和沙漠绿洲防护林体系小气候效应研究

【目的】 研究绿洲防护林体系的小气候效应,为绿洲防护林体系的长期经营与健康发展提供科学数据。【方法】 对乌兰布和沙漠绿洲防护林内、外2个气象站36 a(1983—2018年)连续监测的气象数据进行了统计分析,研究了2个站点的大气温度、地表温度、相对湿度、降水量、蒸发量,以及风速的年、季和月变化特征,分析了绿洲防护林内、外小气候的差异并探讨了产生差异的原因。【结果】 ①绿洲防护林内、外的大气温度、地表温度和降水量年际变化特征总体呈上升趋势,相对湿度、蒸发量和风速总体呈下降趋势,绿洲防护林体系使大气温度降低0.2~1.6 ℃,地表温度降低0.10~5.49 ℃,相对湿度增加0.5%~18.6%,降水量增加0.5~100.7 mm,蒸发量降低18.4~1 282.8 mm,风速减小0.45~1.98 m/s;②绿洲防护林内、外的每10 a的气温变化倾向率分别为0.27、0.32 ℃,地温变化倾向率分别为0.28、0.36 ℃,降水量变化倾向率分别为1.8、2.5 mm,相对湿度变化倾向率分别为-0.2%、-1.3%,蒸发量变化倾向率分别为-42.5、-78.4 mm,风速变化倾向率分别为-0.1、-0.2 m/s;③绿洲防护林内和林外大气温度、地表温度、相对湿度、降水量和蒸发量的年内变化规律均为先增加后降低,为单峰曲线,而风速的年内变化曲线为双峰曲线;④绿洲防护林内、外各环境因子具有明显的季节差异,春、夏、秋、冬四季大气温度、地表温度和蒸发量增长率均为林外高于林内;四季相对湿度均为林内高于林外,风速则相反;降水量春、夏季林内高于林外,秋、冬季为林内低于林外。【结论】 绿洲防护林体系具有降低气温和地温、减少蒸发、降低风速、增加空气相对湿度和降水等生态功能,防护林及其内农作物生长季节尤为明显,这对于提高作物产量起着积极作用,进而改良土壤,并对维持绿洲可持续发展起着重要作用。     

近35年深圳市气候变化与城市化发展关联性研究

依据深圳市气象站19792013年的气象观测资料和历年统计年鉴,利用线性分析、Mann-Kendall突变检验和主成分分析、拟合曲线等数理统计方法,分析了深圳市近35年的气候变化规律及其与城市化发展的关联性. 结果显示:(1)近35年深圳市气候整体呈现变干变暖的趋势,平均气温升温速率为0.338 ℃/10a,平均最低气温的升温速率远大于平均最高气温的升温速率(0.573 ℃/10a 0.145 ℃/10a),以1986年为突变点,升温趋势加剧,近几年出现减缓态势;平均相对湿度的下降速率为每10年下降1.97%,2000年以来比80年代下降了约5%,且降水量和年日照百分比呈不规律的波动变化;(2)深圳市城市化主要通过人口、房屋建筑和农业发展对平均最高温度产生影响,综合贡献率接近50%;城市化发展对平均气温和平均最低气温的升高有极显著的加剧作用,构建的城市化综合指标U1、U2的升温贡献率分别达到了63%和78%. 以建筑业发展、农作物面积等为主要指标构建的综合指标U4对平均相对湿度的降低贡献率达到60%,需要注意城市发展中的干岛效应问题.     

全球气候变化下的半干旱区相对湿度变化研究

为揭示全球气候变化下半干旱区空气相对湿度的变化规律,利用线性回归分析、多元线性相关分析以及M-K检验法对吉林省西部5个站点的1953年以来的相对湿度、气温、降水和风速资料进行了研究.结果表明:相对湿度的年变化曲线呈双峰型,相对湿度的最大值出现在8月,次大值出现在1月,最小值出现在4月,次小值出现在10月.夏、秋季的相对湿度较大,而春、冬季的相对湿度较小.近50年,年平均相对湿度及春、夏、秋、冬四季的相对湿度在波动中下降,下降趋势不显著;但是9月和10月的平均相对湿度下降显著.影响相对湿度变化的主要因子是温度和降水,风速也起一定的作用.相对湿度的变化与温度和风速变化呈负相关关系,与降水变化呈正相关关系.     

近50年新疆天山山区主要气候要素变化

利用天山山区具有较好代表性的10个气象台站1960-2009年的历史气候资料,运用线性倾向估计对天山山区近50年来气候变化的主要特征进行了分析。结果表明:近50年来,天山山区能量供给因子中的最高、最低、平均温度温度均呈明显的上升趋势,而日照时数、温度日较差呈明显的下降趋势,云量的变化趋势不明显。空气动力因子风速的下降趋势显著;湿度因子中空气相对湿度略有下降趋势,而水汽压、降水量略有上升趋势。受此影响,近50年天山山区气候总体趋于干向湿发展的趋势,气候朝暖湿方向变化。     

1961~2005年南宁灾害性天气气候事件的变化

利用1961～2005年南宁市最高、最低和平均温度资料，分析近50a来南宁市的气温变化特征，通过气候变暖前后灾害性天气气候事件的对比，分析南宁市灾害性天气气候事件的变化规律。结果表明，1961～2005年南宁市年平均气温增温趋势明显，温度变率为0．3C／10a，各季节平均气温均呈上升趋势，秋季增温最明显，冬季次之，夏季位居第三，春季增温最小。年平均最高气温呈较弱的增暖，变率为0．13C／10a，而年平均最低气温的增暖趋势比年平均最高气温明显，为0．36C／10a。年平均日校差的变化则呈递减的趋势，变率为-0．23C／10a。在全球气候增暖和城市化快速发展的过程中，南宁市的灾害性天气气候事件发生了明显的变化：极端强降水有增加趋势，高温天气明显增多，持续高温天气加剧，雷暴和大风日数明显减少，春季低温阴雨天气减少。南宁市灾害性天气气候事件变化的原因可能与全球气候变暖有关，城市化可能是造成南宁市灾害性天气气候事件变化的主要原因。     

三峡库区香溪河流域近20年气候趋势分析

根据三峡库区香溪河流域兴山气象站1990～2009年20年的气象资料,利用Mann—Kendall检验法对该地区的降水量、气温、湿度、风速、日照时数（太阳辐射）等变化进行趋势分析．结果表明：近20年,香溪河流域降雨量无显著上升趋势,增加速率约为12mm／10a,但具有明显的年际变化;春夏季降雨量呈上升趋势,秋季和冬季降雨量呈下降趋势;在全球变暖的气候背景下,香溪河流域气温逐渐升高,平均气温增加速率为0．3℃／10a,平均最低气温增加速率为0．19℃／10a,最高气温显著上升,上升速率为0．4℃／10a;风速先减小后呈上升趋势,1990～2002年风速减小,减小速率为0．1m／s／10a,自2003年以来,风速显著上升,增加速率为0．2m／s／10a;湿度呈减少趋势,月目照时数与月蒸发量呈正相关性,但总体增长趋势则表现为年日照时数增加,年蒸发量减少．     

1960－2011年华北平原城市化增温变化分析

利用华北平原9个气象观测台站1960—2011年地面和850 hPa高空气温资料分析华北平原的城市化变化特征。分析城市化对大中城市增温情况,以及应用高空与地面温度差的方法验证城市化增温的可行性。结果表明:地面与城市化增温速率和幅度均呈现上升趋势。大城市的城市化增温率以及城市化对地面增温的贡献率明显大于中等城市。冬春季是城市化增温作用最为明显的季节。1980—2011年的各台站城市化增温与1960—2011年整个时段相比有所变化。部分台站增温效应趋于增强,另外部分站的增温效应趋于弱化或消失。     

Impact of urbanization and land-use change on climate

The most important anthropogenic influences on climate are the emission of greenhouse gases and changes in land use, such as urbanization and agriculture. But it has been difficult to separate these two influences because both tend to increase the daily mean surface temperature. The impact of urbanization has been estimated by comparing observations in cities with those in surrounding rural areas, but the results differ significantly depending on whether population data or satellite measurements of night light are used to classify urban and rural areas. Here we use the difference between trends in observed surface temperatures in the continental United States and the corresponding trends in a reconstruction of surface temperatures determined from a reanalysis of global weather over the past 50 years, which is insensitive to surface observations, to estimate the impact of land-use changes on surface warming. Our results suggest that half of the observed decrease in diurnal temperature range is due to urban and other land-use changes. Moreover, our estimate of 0.27 degrees C mean surface warming per century due to land-use changes is at least twice as high as previous estimates based on urbanization alone.