1951—2015年信阳极端温度事件变化及其对全球变暖的响应

利用1951—2015年信阳市日最高和日最低气温资料,根据事件发生概率密度函数大于90%(或小于10%)的标,准定义了信阳市逐年的冷夜日数、暖夜日数、暖昼日数和冷昼日数.在此基础上,运用统计学方法分析了过去65年信阳市极端温度事件的变化特征及其对气候变化的敏感程度.结果表明:(1)1951—2015年信阳市年平均气温呈显著增暖趋势,变暖速率为2.0℃/100a;(2)过去65年信阳市冷夜日数以4.4d/10a的速率呈显著减少趋势(p<0.001),暖夜日数则以8.3d/10a速率显著增加(p<0.001),且其增加速率大于冷夜日数减少速率;暖昼日数以1981年为界呈先减少后增加的变化趋势,1951-1981年减少趋势为-11.6d/10a,1982-2015年增加趋势为13.7d/10a;过去65年冷昼日数年际变化不明显但年代震荡强烈;(3)信阳市极端温度事件对气候变化的响应程度呈不对称性.年均温每升高1℃,相当于冷夜日数和冷昼日数分别减少18.7d和12.5d,暖夜和暖昼日数分别增加26.9d和18.3d.在相同的气候背景下,暖夜日数对气候变化最为敏感,而冷昼日数对气候变化的敏感度最低.     

近50年莆田市区阴天日数的时空特征

本文应用1961-2012年莆田、仙游2站地面气象水汽压、云量及日照的月、年等观测资料分析了莆田市阴天日数的时空分布特征,结果表明：1961-2012年莆田市的地面水汽压、阴天日数及年日照时数有明显的年际和年代际变化;莆田市区1981年以后水汽压减少呈减小趋势,干岛效应主要由夏季变干引起的,仙游城关的水汽压变化不明显;阴天日数变化趋势各地区不一致,莆田站1984年以后呈增多趋势,仙游城关略呈下降趋势;年日照总时数总体上经历了“多日照．少日照．多日照”三个年代,但城镇化步伐较快的莆田城区由第一阶段、第二阶段转变的时间较旱,本世纪以来莆田城区及仙游年日照时数均出现回升现象。     

1961-2010年新疆极端气温时空演变特征研究

根据1961-2010年新疆50个气象测站逐日均温、日最高温、日最低温资料,选取国际上常用的22个极端气温指数,运用多种统计方法全面、系统地分析新疆地区极端气温事件时空变化特征。研究结果表明:1全疆日均温、年均温1996年后均呈显著上升变化,冬季、夏季最低温上升趋势明显,且变暖幅度冬季大于夏季;2除GTmax、GTavg、DTR及极值指数(TXx、TNx、TXn、TNn)未表现显著变化外,20世纪90年代末期后,冷指数呈下降趋势,暖指数呈上升趋势,总体上,变暖幅度冷指数大于暖指数、低温指数大于高温指数、夜指数大于昼指数,且变暖幅度盆地大于山区;3极端冷指数转折主要发生在80年代中后期,而极端暖指数的趋势变化主要在90年代末期发生转折,无论从平均气温序列的变化,还是极端气温事件的发生来看,新疆变暖趋势明显;4生长季节极端气温指数GTavg、GTmax均表征为上升趋势,日均温上升会导致热浪日数HWDI强度增加以及生长季节长度GSL延长,且新疆生长季节长度变化规律表现为:南疆北疆东疆,盆地山区。     

澜沧江流域近55年来极端气温时空变化特征

基于澜沧江流域33个气象站点1960-2014年的日最高气温、日最低气温、日平均气温资料,选用极端冷指标、极端暖指标等9个极端气温指数,对澜沧江流域近55年来极端气温的时空变化特征进行分析.结果表明:(1)极端冷指标在空间上存在差异性,受地形地势影响,各项指标的空间分布整体呈现明显的纬向分布特征,其中,年平均最低气温、冷日阈值、冷夜阈值整体呈现北低南高,冰冻日数、霜冻日数与之相对应,呈现相反的北高南低的分布趋势;(2)极端暖指标的空间分布也具有明显的纬向分布特征.暖日阈值、暖夜阈值的空间分布与年平均最高气温的空间分布相一致,整体呈现北低南高;(3)澜沧江流域的冷夜阈值、冷日阈值和年平均最低气温均呈上升趋势,霜冻日数、冰冻日数呈下降趋势;而极端暖指标均呈上升趋势,说明近55年来澜沧江流域的高温事件正在增加,而霜冻与冰冻等低温事件正在逐年减少.     

内蒙古地区近四十年极端天气气候事件变化研究

内蒙古地区作为对全球气候变化敏感的典型区域,在全球暖化背景下,了解和掌握该区域极端气候频发的原因及特定的周期性规律,对于制定草原区资源可持续利用战略具有极其重要的现实意义.利用1970-2012年的49个气象站点数据对内蒙古地区近四十年极端气候事件进行了研究,结果表明:极端高温在2000年之前波动性较小,之后呈大幅增温趋势,在呼伦贝尔草原区和森林区增加幅度较大;极端低温则在2000年前增幅较大,之后波动性较大,极端低温的增幅要大于极端高温;霜冻日数(Fd0)呈显著减少趋势;结冰日数(Ido)在2000年前显著降低,之后显著增加,炎热夜数(Tr20)和夏季日数(Su25)则是显著增加,Fd0、Id0、Tr20和Su25在空间格局上的变化是一致的;有效积温显著增加.年总降水量、降水强度、大雨日数都在20世纪90年代有略微增加,近十几年的值均低于平均水平,单日最大降水量在20世纪80、90年代大于其平均水平,说明极端降水事件有增大趋势,与极端温度相比,极端降水指数的空间分布一致性较差,在草原区和东北部森林区普遍减少,而在荒漠区普遍增加.     

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.     

近54年来漳州市极端气温事件分析

极端气温事件对农业生产具有重要影响。利用漳州市1961~2014年10个站点的逐日气温资料,采用线性趋势、滑动平均、主成分分析及相关分析等方法,进行漳州市极端气温事件变化规律研究。结果表明,(1)漳州市极端气温阈值分布在西北-东南方向存在明显差异。(2)冷昼日数、冷夜日数、霜冻日数和冷持续日数呈减少趋势;暖昼日数、暖夜日数、夏日日数、热夜日数和暖持续日数呈增加趋势;日高气温的极小(大)值、日最低气温的极小(大)值呈增加趋势,而气温日较差呈减小趋势。(3)漳州市沿海和内陆县市的各指数均值和变化幅度均呈现显著差异,且冷暖、昼夜及极值变化呈现明显的不对称性。(4)主成分分析结果将极端气温指数划分为5类,总的贡献率达到81.02%。相关分析表明,各暖指数之间、各冷指数之间基本呈正相关关系。漳州市具有暖化倾向,且气温极值向两极化发展,农业生产应采取相应的适应对策。     

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.     

嘉陵江流域极端气温和降水时空变化特征分析

基于嘉陵江流域11个气象站点1960-2016年逐日气温和降水数据,分析极端气候指数的时间变化和空间分布趋势规律.研究结果表明:夏天日数(SU)、暖夜日数(TN90p)、热夜日数(TR)、暖昼日数(TX90p)、最低气温极大值(TNx)、最高气温(TXx)呈显著增加趋势,而霜冻日数(FD)、冷夜日数(TN10p)、连续有雨日数(CWD)、中雨日数(R10)呈显著下降趋势;从空间分布变化趋势来看,气候极端指数变化趋势具有差异性,其中,SU、TN90p、TR、TX90p、TNx、TXx呈现上升趋势,TN10p、FD、CWD、R10呈现下降趋势,少数地区达到显著水平;相关性分析表明,高程与Mann-Kendall检验结果的Z统计量相关性更大,其中嘉陵江流域中TX90p、TXx、SU和TN90p极端气温指数变化受海拔影响较为显著.     

江西省近40年夏季高温日数变化特征

根据江西省1971-2010年81个国家气象站逐日温度资料,采用线性分析、小波分析、Mann-Kendall检验等方法,探讨了近40年来江西省夏季高温日数的时间、空间变化特征及其周期性。结果表明,近40年高温日数在21世纪初明显增多,高温日数增加最明显的是赣州。全省有3个高温多发区,主要分布在赣东北、抚州、吉安等地,以横峰为中心的赣东北最为严重。高温(≥35℃)及强高温(≥37℃)日数具有12-13年和22年左右2个显著年代际振荡周期,极端高温(≥40℃)日数周期不明显。Mann-Kendall检验表明江西省夏季高温日数呈现"减少-增加"趋势,强高温日数呈现"增加-减少-增加"趋势,而极端高温日数无明显变化趋势,各级高温的突变年份没有明显的界限。     

珠江三角洲城市尺度规划对大气环境的影响效应

 为探讨城市尺度规划对局地气象环境的影响,以珠江三角洲不同时期的下垫面为例,选取2001年3月的气象条件,采用数值模拟手段,模拟并分析比较该地区城市群的发展对城市气象环境的影响。结果表明,珠江三角洲城市化发展过程带来热岛强度和范围的扩大,城市区域风速减小,小风面积增大。利用城市尺度规划大气环境评估体系,对广州城市发展规划进行评估,给出影响和优劣比较的定量结果,城市发展对气象环境影响较明显的是城市热岛强度、小风区分布、大气自净能力3个指标,即城市热岛增强,风速减小,大气的自净能力下降。综合评价指数表明在不利天气条件下,城市化过程带来的大气环境影响较大。     

珠江三角洲地区土地利用变化对夏季6月气候的影响

 采用高分辨率的美国中尺度气象非静力模式MM5来模拟珠江三角洲土地利用变化对夏季月气候要素的影响,最高分辨率为3 km。模拟时间段为2005年6月。结果分析表明：模拟的月平均温度和月降水量与实际观测资料符合较好。城市扩展导致珠江三角洲地区尤其是在城市区域月平均地面温度增加,热岛效应增强。在城市扩张和郊区土地利用改变以后,广州、佛山、江门等城市区域降水增加,而东莞、珠海和深圳部分城市区域降水减少。     

珠江三角洲地区边界层气象特征研究

根据珠江三角洲地区9个气象台站1995-2000年地面气象资料和部分地区的探空资料,分析研究区域气候与天气背景,风、温、混合层厚度、大气稳定度等大气边界层特征.结果表明:珠江三角洲地区受季风影响显著,还受海陆风、城市热岛环流、越南岭下沉气流等的复合影响;逆温频率很高,混合层高度较低,大气层结比较稳定;复杂的下垫面对珠江三角洲地区大气边界层有重要影响.     

基于Landsat影像的杭州市主城区地表温度和热岛效应研究

城市热岛效应是研究全球变暖的重要问题。为了探究杭州市市区的城市热岛效应问题,基于Landsat数据和辐射传输方程法反演出了杭州市主城区的地表温度,以及通过均值-标准差法进行热岛强度分级,分析了2008、2013和2019三年间的地表温度和热岛效应的时空变化,并研究了地表温度与归一化植被指数（normalized difference vegetation index, NDVI）的相关性。结果表明：地表温度具有一定的空间分布规律,在靠近钱塘江的区域,地表温度都要明显更高一些;热岛分布也存在一定的时空规律性,钱塘江两侧热岛区域分布相对较广,并有增加的趋势;杭州市主城区的地表温度与NDVI指数呈现出负相关关系,并存在明显的空间异质性。     

干旱半干旱气候条件下夏季地表城市热岛特征与影响因素研究

利用MODIS土地利用产品提取城市建成区和郊区,以2013年6、7、8三个月的MODIS地表温度产品以及植被覆盖产品分析夏季甘肃省内干旱半干旱气候条件下的地表城市热岛特征,讨论影响地表城市热岛的主要因素。结果表明,在干旱半干旱气候条件下,地表城市热岛具有显著的昼夜差距与区域特点,表现为夜晚地表城市热岛强度大于白天;城市周围的农田、草地等生态屏障可以避免建成区地表被荒漠裸地直接包围,对于控制地表城市热岛具有重要作用,传统计算城郊温度差的方法对于衡量干旱半干旱气候条件下的地表城市热岛具有明显局限性;影响地表城市热岛的主要因素在一天中会产生变化,城郊植被覆盖度差异与夏季白天的地表城市热岛有显著相关性,夜晚地表城市热岛则可能与人类活动强度和人为热源排放有关。     

珠江三角洲城市短时强降水概率分布模型的对比分析

采用GPD、GEV和Pearson-Ⅲ型3种概率分布模型,对比分析珠江三角洲18个城市短时强降水的概率分布,主要结论如下:1经AD、PPCC、RMSE和Q统计值拟合优度检验结果显示GPD模型普遍优于GEV和PIII型,反映超限量阈值法更适用于观测年限较短站点的极端水文气象事件的设计分位值推算;2花都、广州、新会、恩平、顺德、中山、珠海、深圳8个城市GPD模型的形态参数表明短时强降水出现概率高,且推算的设计降水大于GEV和P-III相应设计值;3参考相关"短时临近降雨强度等级划分"标准,珠江三角洲两年一遇短时强降水雨强即可达特大暴雨级别,是导致城市内涝的主要影响因子。     

珠三角城市化对大气边界层特征影响的数值模拟

利用WRF/UCM模式对珠江三角洲2008年秋季一次大气污染过程的气象场特征进行模拟。在模式中针对下垫面类型数据和人为热通量来设置敏感性试验以探讨城市化对大气边界层特征的影响。研究结果表明:城市化发展(包括城市土地利用类型的改变以及人为热通量的加入和增加)均能增强城市热岛效应和干岛效应,使夜间地面逆温现象更加显著,地面污染物容易积累;地表粗糙度的增加使风速减小,城市化使热岛环流增强,污染物难以扩散,这也是造成空气污染事件的原因;同时城市的发展能抬升白天和夜晚的大气边界层高度。     

闽东南沿海城市的热岛效应分析

本文分析了闽东南沿海城市的热岛强度的平面分布和周期性变化。在统计分析城市热岛强度与气象条件关系的基础上,建立了热岛强度与气象要素的多元回归方程。本文还建立了热岛强度的趋势方程和城市建设对城市气温变化影响的趋势方程。     

滇中地区夏季城市热岛效应的数值模拟研究

为了探究滇中地区不同城市化程度和湖泊下垫面对城市热岛效应的影响,利用中尺度气象模式WRF(the weather research and forecasting model)对昆明等城市的夏季城市热岛效应进行模拟研究。结果显示,夏季夜间,昆明等城市的热岛现象具有明显的下游效应,城市的扩张使得城市热岛下游效应的影响范围扩大,但热岛的强度不会明显地增强。城市的存在会增加地表的粗糙度,使得夜间的近地面风速减小。在白天,湖泊和城市下垫面主要通过改变局地的热力差异影响近地面的风速,城市的存在会加强湖泊与陆地间的热力差异,促进湖陆风环流,进而加大近地面的风速。城市的存在还会减少下垫面对低层水汽的供应,但城市面积的增加对低层水汽的影响相对较小。清晨,城市地区表现为湿岛(湿度较周边地区略大),这与城市地区的近地面辐合流场有关;而在其他时段,城市地区多为干岛(湿度比周边地区低),且干岛现象也存在下游效应。     

基于遥感技术北方城市热岛效应变化定量识别

以城市人口迅速增长和城市用地迅速扩张为显著特征,随着城市化进程快速推进,城市热岛效应也愈 加显著。为快速提取城市地表温度信息,以探究城市热岛效应的时空分布,基于中等分辨率常规易得的 2000-2018时段内Landsat 影像热红外波段的辐射信息,定位于热岛效应显著的北方典型城市长春市,采用单 窗算法,分别对不同年份的影像进行地表温度计算,并生成长春市地表温度专题图。以此为基础,结合相应 时段内的地面观测温度数据识别长春市热岛效应时空变化,探究典型区内热岛效应强度变化规律和影响因 素。结果表明,研究时段内长春市热岛效应的时序变化特征表现为夜晚较白天强,秋冬较春夏强; 空间变化 表现出明显的空间差异性,但整体上为温度高值区增加; 土地类型的热岛效应强弱关系: 建筑用地＞ 绿地＞ 林地＞ 水体。