天津市津南地区近40年气候变化和极值分布特征研究

利用天津市津南区国家一般气象站1980—2019年的观测数据,对津南区近40年的气温、相对湿度、风速、降水量和日照等气候要素进行了分析,并计算了不同极值重现期。研究结果表明:①近40年间津南地区平均气温、最高气温、最低气温均呈明显的上升趋势,年平均气温每10年增加约0.5℃,平均相对湿度则呈下降趋势。②从年代际变化角度分析,在春、夏、秋3个季节气温均呈逐年代升高趋势,2010 s春季比1980 s偏高近2℃。相对湿度在2000年之后均比之前明显偏低,其中2010 s 4个季节均明显低于之前的3个年代。平均风速呈现一致减弱的年代际变化趋势。降水量的年代际变化规律性并不十分明显。③根据皮尔逊分布计算了津南国家一般气象站最高气温、最低气温、日降水量和极大风速的不同重现期对应的极值,其中百年一遇最高气温为43.4℃,最低气温为-24.3℃,日最大降水量为231.5 mm,极大风速为28.6 m/s。     

环渤海地区云量的精细化预报方法

利用2010-2016年的云观测资料和T639数值预报产品,分析了云量与影响云生成的主要气象因子间的相关性,通过逐步回归方法建立了环渤海地区云量的时间精细化定量预报模型.结果表明,与总云量和低云量相关性显著的气象因子主要是水汽、大气不稳定度和上升运动.其中水汽类因子包括整层相对湿度、整层湿度和大气可降水量;大气不稳定度类因子为K指数和位势不稳定指标;上升运动为850～400 hPa 5层平均垂直速度.通过逐步回归方法建立了环渤海地区总云量和低云量的时间精细化预报模型,总云量和低云量预报方程的复相关系数大部分在0.5以上.回代预报检验结果表明,总云量和低云量绝对误差分别为22%和18%;试预报检验结果表明,总云量预报的绝对误差为23%;个例分析结果表明,新民站和沂源站的预报效果比较理想,大部分时段总云量的预报值及变化趋势与实际观测结果接近,模型预报性能较好,具有一定的实际应用价值.     

基于微博大数据的游客情感与气候舒适度关系研究——以西安市国内游客为例

基于气候舒适度评价模型和情感倾向性分析理论,利用2014年西安市逐日平均气温、平均风速、平均相对湿度、日照时数等气象数据和游客微博数据,计算出气候舒适度指标和游客情感值分析气候舒适度与游客情感的相关关系。在单因素以及气候舒适度相关指标分析中,游客消极情感值与气温、温湿指数和风效指数呈负相关关系,与着衣指数显著正相关;游客积极情感值与气候舒适度不具有相关性;游客综合情感值与气温、相对湿度、温湿指数和风效指数呈显著负相关关系,与着衣指数显著正相关。研究表明,气温、风速、相对湿度及其不同组合对游客消极情感和游客综合情感会产生一定的影响。     

营口市气温预报方法研究

地面气温与大气低层温度存在明显的正相关,本文利用NCEP/NCAR 850 hPa和925 hPa的温度资料与营口市的日最高和最低气温分季建立预报回归方程,并分析了风向、风速、低云量和降水对日最高和最低气温变化的影响程度并建立预报指标,对预报回归方程进行订正。本文对预报方程结果进行了预报检验,结果表明：日最高气温预报误差小于2℃的预报准确率,春季为57.6%,夏季为82.2%,秋季为83.3%,冬季为78.3%;日最低气温预报误差小于2℃的预报准确率,春季为64.1%,夏季为82.6%,秋季为70%,冬季为60%。     

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.     

泉州沿海海盐生产与蒸发量的关系研究

利用崇武国家基准气候站观测数据和泉港山腰盐场海盐产量,分析了海盐产量与蒸发量、降水量的关系,结果表明,海盐产量月际变化趋势与蒸发量基本一致,呈正相关。通过相关性分析,确定日照、气温、相对湿度、风速等气象因子与蒸发量有较好的相关性,因此,采用多元线性回归方法,建立了按月分类的日蒸发量预报方程,并结合盐业生产实地调研,制定了蒸发量预报服务策略,为山腰盐场海盐生产提供精细化的气象服务。     

天津地区地面逐时太阳辐射的模拟计算

利用2008年3月—2011年2月中国气象局天津大气边界层观测站太阳辐射和同期地面常规气象观测资料,分析了天津市太阳辐射变化特征及其与气象要素之间的相关关系。采用逐步回归方法,建立了不同季节地面太阳辐射预报方程。结果表明:天津市太阳辐射月均值变化呈现单峰型,5月达到最大,12月最小。地面太阳辐射与相对湿度(RH)呈显著负相关。对地面太阳辐射季节拟合效果比全年拟合效果好,春季除外。此外,不同季节拟合结果对不同天气类型的预报效果不同。     

广州增城台风降水相关天气型

本文利用自动天气分型方法将1990—2012年广州增城每日天气分型并确定与台风降水事件相关的天气型.自动天气分型分为三个步骤,主成分分析,聚类分析以及判别分析,天气分型结果联系台风日降水资料可找出与台风降水相关的天气型.广州市增城区1990—2012年地面小时资料(包括气温,海平面气压,露点温度,南北向风速,东西向风速,总云量六个气象要素)经自动天气分型方法得26种主要天气型,联系台风日降水资料可确定其中四类天气型与台风降水强相关,两类天气型与台风降水部分相关.台风相关降水天气型(包括四类台风降水强相关天气型和两类台风降水部分相关天气型)包含23个台风强降水事件(日降水量≥50mm)中的22个,包含全部7个日降水量≥100mm的台风强降水事件.结果表明利用自动天气分型方法能较好地判定与台风相关的强降水天气事件.该方法可利用未来降尺度大气环流模式(GCM)气候资料估计未来气候变化情境下与台风相关强降水事件变化.     

基于模式输出统计预报方法的云量精细化预报

通过对T639数值预报产品的释用,结合地面气象观测站资料,以环渤海地区兴城站为例,建立了云量的精细化预报模型.从云形成的基本条件出发,选取4类天气学意义明确的预报因子:水汽类、大气不稳定度类、大气上升运动类和天气系统强度类,以总云量、低云量为预报对象,通过逐步回归法建立兴城站逐月、逐时次的云量预报方程.结果表明,云量主要受水汽、大气上升运动和大气不稳定度影响.回代检验结果表明,总云量平均绝对误差为20%,低云量平均绝对误差为16%,低云量的预报方程预报效果更好;总云量夏半年预报准确率更高,低云量冬半年预报准确率更高,可为云量精细化预报提供参考.     

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.     

桉树树干径向生长日变化及其对环境因子的响应

为了研究夏季气温、土壤含水量等环境因素对桉树树干径向生长的影响,以海南省儋州的3年生桉树为研究对象,利用DD型树木径向变化记录仪对树干的径向日生长进行连续监测,同时记录土壤含水量、空气相对湿度、气温、大气水势、太阳辐射、饱和水汽压差等环境因子,分析桉树树干径向生长日变化特征对环境因子的响应.结果显示:桉树树干的径向生长呈明显的昼夜周期性变化规律,表现为白天收缩、夜间膨胀的波动过程,日最大值出现在07∶00左右,日最小值出现在16∶00左右.相关分析结果表明,桉树树干径向生长日变化与土壤含水量、空气相对湿度和大气水势呈正相关,与气温、太阳辐射、饱和水汽压差呈负相关,相关性具有高度统计学意义(P0.01).主成分和偏相关分析结果表明,土壤含水量是影响桉树树干径向生长日变化的最主要环境因子.     

南海热带气旋风力的逐步回归分析及预报

选取具有天气学意义和物理意义的９个预报因子，采用逐步回归分析，建立了８４个统计预报方程，用于东南沿海１４个台站预报热带气旋影响的风速．根据统计样本外的１９８８年的资料作预报检验，结果表明所建立的一套统计预报方程是可以用于实际预报的．     

北京市紫外辐射对人体健康的影响及其统计预报模型

利用2005-2011年中国科学院大气物理研究所铁塔分部的辐射观测资料和北京3所三级甲等医院2008-2011年皮肤病及眼部疾病急诊人数资料,对紫外辐射和相关疾病进行分析.选取与紫外辐射相关系数通过α=0.05显著性检验的气象要素作为预报因子,利用逐步回归方法分月建立紫外辐射强度预报方程.结果表明:紫外辐射与皮肤病的相关系数为0.367,与眼部疾病的相关系数为0.265,均通过α=0.001的显著性检验.不同月份紫外辐射的日变化规律不同,对人体产生伤害的时间段有所差异;紫外辐射强度与总云量、低云量、能见度、风向、风速、气压、相对湿度、气温等有关,其中与总云量、低云量、能见度的相关性最显著;1-11月预报方程历史回代检验的平均评分为82.8,试预报的平均评分为82.7;预报模型的拟合能力和推广能力较好,为实际业务提供了指导意义.     

基于气象条件的大气混合层高度模型研究

根据2011-2013年重庆市沙坪坝地区的常规气象数据,运用MATLAB软件分析近3年大气混合层高度mm变化和特征,且与气象参数的相关性;结果表明:每天在8∶00-19∶00,大气混合层高度与太阳辐射强度、温度、风速呈正相关性;与气压、相对湿度呈负相关性,与露点温度的相关性不明显;而在20∶00-7∶00,大气混合层高度与太阳辐射强度和风速呈正相关,与其他参数的相关性不明显;同时,通过气象数据建立重庆市大气混合层高度的预测模型,并验证其准确性。     

全球环流异常特征及其与中国气候变化的关系

采用球谐函数展开方法对1948—2009年NCEP/NCAR(美国国家环境预报中心/美国国家大气研究中心)高度距平场再分析资料进行分析,通过"时间-高度"的二维坐标方式考察环流异常的立体结构特征,发现南、北半球大气环流在1980年前后发生了明显的正负位相(槽脊)突变.与中国冬季温度和夏季降水的相关分析表明:前期春、夏、秋季的北半球环流纬向正异常越强,华北地区的冬季气温越高,反之越低;前一年冬季环流异常与华北—河套地区的夏季降水呈现反相关,春季北半球均匀异常环流与华北及西南夏季降水呈现反相关;大气环流的纬向异常与华北—河套地区的夏季降水呈现正相关,而同期环流异常与华北东部、西南及江南北部的降水呈现负相关.     

凤县山地不同海拔高度风场特征

目的分析凤县山地不同海拔高度风场特征,为开发利用秦岭山区的风能资源提供依据。方法通过在不同海拔高度建立风能加密观测站,进行连续平行观测获取数据,按照风能资源评价技术规定对数据进行统计,采用数据对比方法对不同海拔高度风场特征进行分析。结果与结论凤县境内的风速风向不仅受到大气环流、大尺度天气背景的影响,而且和大地形、中小地形密切相关,平均风速随海拔高度的升高而加大;季节变化中,冬春季风速较大,夏秋季风速较小;不同海拔高度平均风速日变化差异明显,高海拔站与中、低海拔站平均风速日变化呈现反相位,并且在中、高海拔站间风速出现负切变现象;风向受地形影响,不同测点差异明显。     

三清山云海的气候特征与气象因子的关系

因三清山位于玉山境内,用玉山气象站2005-2015年的地面气象要素资料,分析了近11 a三清山云海的气候特征及其与气温、降水、相对湿度、风速的相关关系,并通过逐步回归算法得出了云量与日平均气温、前一日降水、相对湿度的等式关系。结果表明,三清山年平均云海日数为169 d,云海日数的月变化呈现多波动的形势,且1-6月云海日数明显多于7-12月。三清山平均低云量与平均相对湿度、前一日降水量显著正相关,与平均温度、最高气温、最低气温呈负相关关系。     

天津一体化平台气象要素预报在宁河秋季的检验评估

基于2017年秋季自动站观测资料,对天津一体化综合气象业务平台在宁河区7个代表站的逐时气温、相对湿度、风向、风速等要素的格点预报质量进行了检验评估,结果表明:一体化平台格点预报与实况有一致的变化趋势,但对各要素的预报性能存在差异;在秋季气温的预报整体偏低,尤其是在日出到午后时段;相对湿度在下午段的预报值与实况最接近,准确率可达到80%～90%;风速的预报总体比实况偏高1～2 m/s。对宁河区东部到南部地区的预报性能相对较好,而对西部到北部地区的预报性能相对较差。总体上一体化平台预报准确率较高,可为预报员进行本区要素预报提供很好的参考。     

湖北高速公路路面温度变化特征及预报模型

利用2009年～2011年湖北省武英高速公路凤凰观交通自动站观测资料，分析了武英高速凤凰观路段不同季节和不同天气状况下路面温度的日变化特征.结果表明，路面温度和气温一样存在明显的日变化和季节差异，两者在开始升温、降温、最高、最低值出现时间存在一定差异.不同天空状况下，路面温度和气温的最高值出现时间不同，两者的差值也有很大差异.在以上分析基础上，进一步筛选气温、日照、日较差、云量、相对湿度等预报因子，建立了武英高速凤凰观路段最低和最高路面温度统计预报模型.经检验，模型冬季最低路面温度预报平均绝对误差值为1.1℃，具有很好实际应用价值，夏季最高路面温度预报误差值达3.1℃，实际应用中需要适当修订.     

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。