基于集合EMD方法的贵州省极端气温事件频数的主震荡模态分析

采用每日最高(最低)气温的历史同期序列的分位数作为该日的极端阈值,运用改进的经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法对贵州省1981—2010年每年发生的持续3 d及3 d以上(从第4天起允许间隔1 d)极端气温频数进行了初步分析.结果表明,1981—2010年贵州省每年的持续极端高温频数(frequency of sustained extreme-high temperature,FSEHT)和持续极端低温频数(frequency of sustained extreme-low temperature,FSELT)序列分别呈线性上升趋势和线性下降趋势;在0.05的显著性水平下,贵州省代表站的FSEHT序列与该地区的年平均气温序列呈显著正相关关系,而该地区的FSELT序列与年平均气温序列的负线性相关不显著;此外,这2个频数序列分别存在不同的周期振荡.从主要周期看,贵州省的FSEHT和FSELT序列的振荡变化主要表现为高频振荡.     

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。     

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.     

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.     

大气臭氧准两年周期振荡

对全球网格点大气臭氧总量的卫星观测数据进行了分析，结果表明：大气臭氧总量有明显的准两年周期振荡（ＱＢＯ），且准两年周期振荡从低纬度地区向高纬度地区传播；大气臭氧的ＱＢＯ存在一定的纬圈结构，局部地区的ＱＢＯ有从高纬度地区向低纬度地区传播的现象．     

绍兴市近48年降水演变特征统计分析

选取绍兴国家气象观测站1961年1月至2009年2月逐月降水量作为降水分析基本资料,利用一元线性回归、小波变换和Mann-Kendall检验等统计学方法对绍兴降水季节变化和年际变化的特征进行了综合分析,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来降水变化趋势进行了预估.结果发现,绍兴市近48 a各个季节和年降水都存在多时间尺度特征,大尺度的周期变化中嵌套有小尺度的周期变化.春季降水以3～4 a年周期为主.并有准3 a周期向准4 a周期转变的趋势;夏季降水主要存在准4 a和准14 a周期变化;秋季降水主要存在准2 a和准12 a周期变化;冬季降水主要存在准4 a和准16 a周期变化:年降水主要存在准2 a和准4 a年际周期变化和准13 a年代际周期变化.绍兴春季和冬季降水突变不明显;夏季和秋季突变明显,突变点分别出现在1973年和1963年,而年降水突变不明显,不存在明显的突变期.夏季降水变化趋势和年降水趋势基本一致:夏季降水和年降水在时域上分布有很大的相似性,都具有准4 a周期变化.并全时域存在;夏季降水突变影响到全年降水的突变.根据绍兴夏季降水和年降水的主周期推测.2009年后的5～6 a绍兴年降水将相对偏多.     

近51年贵州南部冬季气温气候特征及其变化规律

利用贵州南部12个站51年气温观测资料,研究这个地区冬季气温的长期变化,其中包括用线性趋势分析了冬季气温的变化趋势和特征,以及利用小波周期分析方法研究了冬季气温的周期变化.结果表明:51年来,贵州南部冬季平均气温、12月气温、2月气温、平均最低气温、极端最低气温均呈现升温的趋势,其中2月增温趋势达到0.46℃/10 a,平均最低气温达到0.23℃/10 a,两者升温显著;1月气温呈现下降的趋势,趋势率为-0.13℃/10 a,平均最高气温和极端最高气温呈现弱的降温趋势.贵州南部冬季气温和冬季各月气温存在年际振荡和年代际振荡.     

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。     

呼和浩特市80余年气温序列的小波分析

利用小波变换时域局部性的特点，对呼和浩特市1915～2000年冬季和全年的平均气温时间序列资料进行了小波分析。研究了呼和浩特市在不同时间尺度上的气温状况，指出气温变化的阶段性、周期性和突变性等特征，揭示了长期的气温变化规律，呼和浩特市冬季气温时间序列主要存在7年左右和2～3年左右的周期振荡，在较大的时间尺度上，较为明显的气温突变点位于1933年、1955年、1975年和1993年左右；全年平均气温时间序列主要存在13年左右和5年左右的周期振荡，在较大的时间尺度上，气温突变点位于1930年和1970年左右，有一个明显的偏冷期。预测呼和浩特市冬季和全年气温在较大的时间尺度上将继续维持偏暖的趋势。     

三沙湾夏、冬季节温、盐分布特征及影响因素分析

利用2012年8月和2013年1月在三沙湾开展的2个航次调查所获得的温度、盐度资料,分析三沙湾夏季和冬季温度、盐度的水平和垂直分布特征.结果表明:三沙湾夏、冬季节在湾口均为低温高盐水、湾顶为高温低盐水,这主要是受陆地径流的影响导致的;但是湾顶与湾口的温、盐差异在冬季相比夏季要小很多,温度差在冬季变小主要是受太阳辐射的季节差异导致的,而盐度差变小则是由于浙闽沿岸水在冬季向南转向经潮流进入三沙湾导致的;温、盐的垂直分布图表明三沙湾冬季海水混合相对均匀,混合层深度比夏季要深,这与季风强度的季节差异有关.     

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.     

近59年合肥气温特征分析及其未来变化趋势预测

基于合肥市1957—2015年逐月温度资料,结合线性回归、Morlet小波和R/S分析等方法,对合肥气温特征进行分析。结果表明:合肥近59年年均温增幅为0. 205℃/10a,近37年增温幅度最大,为0. 391℃/10a;除夏季以外的其余季节增温趋势显著,春季温度增幅对年均温的增温贡献最大,为0. 370℃/10a;冬季最早于1990年发生增暖突变,全年和春秋两季均温都在1993年发生增暖突变;全年和四季温度振荡第一主周期为4-7a,全年和秋冬两季还存在11-14a的中长周期振荡。合肥温度时间序列存在十分明显的赫斯特现象,将温度交替变化的周期特征结合Hurst指数预测合肥未来一段时间内温度将继续升高,下一个7a主周期振荡后全年和春夏秋冬四季温度将分别升高0. 14℃、0. 26℃、0. 02℃、0. 12℃和0. 18℃。     

黑洞双星高频准周期振荡3∶2∶1频率比的理想模型(英文)

在Blandford-Znajek(BZ)过程和非轴对称磁场的磁耦合(MC)过程共存模型的基础上解释了黑洞双星XTE J1550-564令人困惑的高频准周期振荡(HFQPO)的3∶2∶1频率比.结果表明:高频准周期振荡中的两个频率可以用MC过程导致的两个旋转热斑来拟合,另外一个高频准周期振荡频率与BZ过程产生的磁热斑有关.进一步地,讨论了与黑洞双星XTEJ1550-564高频准周期振荡、喷流以及态转变相关的天体物理环境.     

蚌埠市近50年气温变化趋势与突变分析

基于蚌埠市1957-2007年逐月气温资料,应用重标极差法、MK检验、t检验和小波分析法,研究预测蚌埠市年季气温特征及突变.结果表明:除夏季不显著降温外,气温均呈升高趋势,冬春贡献最大.年春气温突变始于1997年,秋冬则在1993和1988年.未来夏季温度升高可能较显著,但气温变化不规律性较大,秋冬气温可能降低,年春会略微下降.年均温有7-11a、准15a周期,冬季存在10-12a、14-15a主周期及3-4a、准6a次周期振荡.     

近45年来山西区域极端气候事件的变化特征

利用1961年以来40余年降水、气温相关资料对山西省极端气候事件的气候背景进行了统计分析.分析表明降水、气温极值以及暴雨、高温、相对高(低)温等极端气候事件均具有明显的区域特征.这种从全方位研究气候特征的方法可能为分析更多更广区域气候特征提供有益的参考.     

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...     

“一带一路”区域极端高温事件与人口暴露度特征

 基于1979-2018年“一带一路”区域再分析数据集（ERA-Interim）夏季逐日最高气温和格网化的人口数据,选取日最高气温序列的95%分位数作为极端高温阈值,采用改进的强度-面积-持续时间（IAD）方法,辨识极端高温事件特征,并定量评估极端高温事件的人口暴露度。结果表明,1979-2018年“一带一路”区域夏季极端高温事件频次、强度和持续时间均呈上升趋势,年均值分别为11次、32.3℃和5.8 d,显著增加区域分布在中国东部、俄罗斯西部、中东欧地区;夏季极端高温事件多发于研究区偏北地区的哈萨克斯坦、中国新疆、俄罗斯中部等,但事件的强度高值区主要分布在西南部的埃及、沙特阿拉伯、巴基斯坦、印度等地,事件持续时间高值区集中分布在印度地区;1979-2018年夏季极端高温事件的年累计影响面积和人口暴露度均呈现上升趋势,近10年达到峰值。人口暴露度高值区主要分布在中国东部、印度大陆和黑海周边国家,且高暴露度范围不断扩大;人口暴露度变化的影响因素中,气候、人口、气候和人口综合因素的贡献率相当,但近10年气候因素的贡献率明显增加。建议加强高温等极端事件的监测、预警预报与区域合作研究,建立区域合作共同体,并培养和加强公众科学防灾减灾意识。     

青藏高原冬季热源多尺度变化及影响因素分析

利用日本气象厅提供的JRA-55再分析资料,对1980-2017年青藏高原冬季热源的时空特征进行了分析.小波分析结果表明,青藏高原的冬季热源在年际尺度上存在阶段性周期变化,其中在4～8 a尺度上的周期振荡较为明显;在年代际尺度上热源具有持续的周期变化特征,在10～16 a尺度上周期振荡最为剧烈,具有12 a左右的主周期...     

武汉近60年冬季气温和夏季降雨量变化的小波分析

利用武汉1951-2007年的冬季气温和夏季降雨量的观测资料,用MHF（墨西哥帽函数）小波分析了武汉冬季气温和夏季降雨量的多时间尺度变化特征并对出现的极端气候进行了一定分析．结果表明,近60a来,武汉的冬季平均气温以18a周期振动最强,夏季降雨变化以10a周期振动最强．在整个时间域上武汉显示出冬季气温和夏季降雨有比较好的对应关系．在未来一段时间,武汉冬季气温仍可能偏高,但已有转低的变化趋势．     

开封市近半个世纪极端气温变化趋势的小波分析

统计整理了河南省开封市近50年极端最高温度、极端最低温度等气候要素变化情况.运用滑动平均算法和小波算法结合分析,揭示了开封地区极端温度多时间尺度的复杂结构,并分析了极端温度变化的周期.得到以下结论: 开封市极端最高温度变化具有5年、13年左右的显著周期,而极端最低气温则以7年左右的周期最显著.研究还发现:年极端温度气候的变化特征具有地域特殊性,与全球变暖的趋势不一致.极端高温在年际尺度上均表现出以降温为主要特征的变化趋势,年极端最低气温则表现出升温为主要特征的变化趋势,气温在比以前更小的范围变动.