多种方法分析城市化对保定气温变化的贡献

文章通过三种方法构造不同的背景气温序列,分析近33a(1979—2011年)城市化对保定气温变化的影响。结果表明:(1)对比保定站与郊区背景站气温资料得到城市热岛效应导致的增暖幅度为0.15℃/10a,城市化贡献率为30.3%。(2)用NCEP/DOE的2m气温再分析资料为背景得到的城市化增温幅度为0.238℃/10a,分离出的城市化贡献率为48.08%。(3)比较城市站与山区背景站资料得出年均气温的城市化增暖幅度为0.216℃/10a,贡献率为43.64%。(4)三种方法计算得出的城市化增温幅度及贡献率各不相同,却一致表明城市化对保定年气温的增暖贡献较为显著。     

近49年珠海气温变化及城市化影响初探

根据珠海站1962-2010年逐日地面气温观测数据与1979-2010年NCEP/NCAR R1再分析资料,分析了珠海市平均气温、平均最高气温、平均最低气温的年和四季变化特征,探讨城市化对珠海气温变化的影响.研究结果表明,近49年珠海市年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温均呈增温趋势,增温率分别为0.14℃/10a、0.22℃/10a、0.12℃/10a.城市化及土地利用类型改变使年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温增暖0.16℃/10a、0.10℃/10a、0.15℃/10a,对观测气温增暖的贡献分别为46.0％、27.6％、46.1％;四季变化中以冬季和春季较显著.     

城市化进程对珠江三角洲地区气温变化的影响

根据1979—2010年珠江三角洲24个气象站的气温观测数据以及NCEP/NCAR R1地表气温再分析月资料,运用OMR（observation minus reanalysis）方法分析了珠三角地区平均气温、平均最高气温、平均最低气温的年、季变化趋势。研究结果表明,过去32年珠三角大部分地区呈增温趋势,年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温的OMR趋势分别为0.22/10a、0.19℃/10a、0.23℃/10a,对珠三角地区观测气温增暖的贡献率分别为55.7%、41.7%、57.2%;四季OMR增温趋势冬季最大,夏秋季较小。城市化对区域平均最低气温的影响比对平均最高气温的影响更大。     

城市化进程对中国东北部气温增暖的贡献检测

作者采用中国均一化历史气温数据集(CHHT),从1954—2005年、1979—2005年两个时间段,通过对比分析中国东北部区域城—乡台站气温序列的变化趋势,分离出城市热岛的影响,进而就城市热岛对中国气温增暖的贡献程度进行检测。结果表明,近50多年来,中国东北部气温增暖显著,区域年平均最低、平均、最高气温分别约上升了2.11℃、1.59℃、1.13℃。对此,城市热岛的贡献程度,无论是1954年以来还是1979年以来均很小,即使影响最为显著的年/冬季平均最低气温,对其贡献也均不到5%。     

城市化对天津近60年平均温度和极端温度事件的增暖影响

基于天津均一化的逐日平均、最低和最高气温观测数据,以及利用天津区域自动站定时观测气温整合数据对城乡台站的划分结果,研究分析了天津地区1959～2000年、1959～2005年、1959～2012年、1959～2017年4个时段平均温度和极端温度事件的趋势特点及其变化幅度。结果表明,天津地区的气温增暖是毋庸置疑的,4个时段年平均气温增加幅度分别达1.35°C、1.65°C、1.71°C、2.05°C,其中,冬季上升幅度相对最大,分别为2.45°C、2.82°C、2.55°C、2.86°C。城市化导致的年平均气温增暖幅度在逐年增强,4个时段的增暖贡献分别达3.73%、3.71%、4.73%、5.17%,但对于冬季来说,乡村区域的增暖趋势幅度明显大于城市区域,这一特点在年和季节极端冷事件（TN10p、TX10p）和极端最低气温事件（TNn）中有明显表现。因此,在时间尺度上,城市化对天津地区的平均和极端温度增暖影响仍然是较为显著的,并且乡村区域的城市化进程相对城市区域更为突出。     

深圳的城市热岛效应

通过全球气候增暖和深圳气象台气温急升等事实，探索因观测环境急剧改变而又缺乏对比观测时，台站所在地城市化后的增温及“热岛效应”等情况。从而得出气候增暖和城市热岛效应场具有较明显的季节性；具有明显的昼夜差别，且晚间远比白天明显。     

基于OMR方法的城市化进程对辽宁省气温变化的影响分析

利用1961—2018年辽宁省61个国家级气象站逐日平均、最高、最低气温观测资料以及NCEP/NCAR再分析资料,定量分析了城市化对辽宁省气温变化的影响。结果表明：辽宁省气温呈显著增加趋势,观测资料的增温趋势较再分析资料明显;逐日平均、最高、最低气温均表现出冬季增温速率最快,春季、秋季次之,夏季增温速率最慢;在城市化影响贡献率上,秋季最大,夏季和春季次之,冬季相对较小;空间分布上,辽宁省绝大部分地区城市化影响呈上升趋势,呈现出中部大于外围,东部大于西部,南部大于北部的分布形势,城镇化发展水平越高的地区,观测与再分析方法的差值增加趋势越明显;平均气温、最高、最低气温的城市化影响分别是0.13℃/10 a、0.045℃/10 a、0.216℃/10 a,城市化影响贡献率分别为38.5%、19.5%、43.4%,说明快速的城市化进程是导致辽宁省气温增暖的重要因素。     

北京地区土地利用/覆被及其变化对气温升温的影响分析

利用北京地区13个气象台站1979～2005年的气温资料、NCEP再分析资料以及1990～2005年的三期1：10万土地利用/覆被数据,在分析气象站点3 km半径缓冲区内土地利用/覆被及变化特征的基础上,通过比较气温变化在不同下垫面状况下的差异,分析了北京地区3种主要土地利用/覆被类型对气温变化趋势的影响,得出以下结论：1）建设用地对气温升高的影响最显著（0.822°C/10 a）,林地、草地、耕地混合类型次之（0.296°C/10 a）,林地最小（0.197°C/10 a）;2）利用“观测减去再分析（OMR）”方法后,建设用地的OMR年均温升温趋势依然最大（0.527°C/10 a）,林地、草地、耕地混合类型次之（-0.012°C/10 a）,林地最小（-0.118°C/10 a）,表明建设用地对气温升高具有增强作用,而林地对气温升高具有抑制作用;3）当土地利用/覆被类型向城市建设用地类型转化时,转化的面积越大,气温变化量越大。     

济宁市城市化对气温的影响

利用1981—2010年济宁及周边郊区3县台站的气温资料,研究分析了济宁城区、郊区的气温变化趋势和特点,并探讨了城市化发展对济宁城郊温度的影响。研究发现：（1）近30a来,尽管济宁城区、郊区最高气温、年平均气温、最低气温均呈显著增加趋势,且增温幅度依次增大,但城、郊气温增幅有所差异。其中,年平均气温、最低气温增温幅度郊区高于城区,而最高气温增幅二者相差不大,这表明城市化发展对最低气温的影响最大。此外,一年之中城、郊增暖均表现为：冬季、春季增幅最大,秋季次之,夏季最弱,且城、郊温差逐渐缩小;（2）济宁城市热岛强度总体呈上升趋势,但不同年代、不同季节变化趋势不尽相同。其中,1980年代热岛上升微弱,总体低于平均水平,而1990年代维持在一个较高的水平,2000年以后又明显下降;除秋季外,热岛强度均呈现缓慢上升趋势,其中冬季最强,夏季最弱。城市热岛效应具有明显的季节和日变化特征,表现为：冬半年明显高于夏半年,白天明显低于夜间;（3）济宁市区人口和建成区面积与城市热岛具有很大的相关性,两者的相关系数分别为0．81和0．75。     

基于均一化格点资料的全球变暖趋缓期中国气温变化特征分析

利用1961-2014年水平分辨率为0.5°×0.5°的均一化气温网格数据,分析全球变暖趋缓期（1998-2014年）中国气温的变化特征。结果显示：1998-2014年中国气温上升趋缓明显,与增暖期（1985-1997年）相比,年平均气温和年平均最高气温由升温趋势转为降温趋势,分别为-0.05℃/10a和-0.11℃/10a,而年平均最低气温仍保持弱的上升趋势（0.06℃/10a）。全球变暖趋缓期中国的增暖型发生了显著变化：北方地区由增温趋势转为降温趋势,青藏高原和西南地区则呈现出相对强的增温趋势;从季节来看,冬季降温最强、夏季增温较其他季节偏强,而冬季（强降温）正是中国增暖趋缓的主要贡献季节。增温最强的要素仍然是最低气温。     

西南地区城市热岛强度变化对地面气温序列影响

利用1961—2004年我国西南地区322个站的气温观测资料, 分析了乡村站、小城市站、大中城市站和国家基准/基本站气温变化趋势特点, 着重研究了城市化对城镇站和国家站地面气温记录的影响程度和相对贡献比例。结果显示:区域平均的各类台站年平均气温呈现不同程度的上升趋势, 城市站、国家站的增温速率均高于乡村站。大中城市站和国家站的年平均热岛增温率分别为0.086 ℃/ 10a和0.052 ℃/10a, 其增温贡献率分别达57.6%和45.3%。与大多数地区不同, 西南地区的增温速率明显偏小。因此, 尽管平均热岛强度变化比许多地区弱, 但其相对贡献明显, 表明城市化对该区域气温趋势的绝对影响较弱, 但相对影响较强。另外, 城市热岛增温有明显的季节变化, 表现为秋季最强, 春季或冬季次之, 夏季最弱。热岛增温贡献率则为春季最大 (100%), 夏季次之 (73%以上), 秋季和冬季相对较小。这主要是因为春、夏两季背景气候变凉或趋势微弱, 热岛增温在实际增温中占有更高的比例。     

基于MODIS数据的拉萨市地表温度变化研究

采用2000～2011年6月MODIS地表温度产品和拉萨市4个气象站6月平均地表温度对拉萨市地表温度的时空变化进行了分析.结果表明：拉萨市在近12年内地表温度呈明显上升趋势,2009年地表温度达到最高为28.49℃,最小值出现在2003年为14.12℃.在空间分布上高温区主要集中在城市中心和城市周边区域,并随着时间推移不断向外扩张,在2007年6月拉萨市地表温度高温区分布范围最大,其中纳木错东部和林周县的高温区增加最显著;在利用实测的地表温度与MO-DIS反演的地表温度做相关分析发现,两者的相关系数为0.64通过了0.001的显著性检验,两种地表温度的时间变化趋势也较为一致,因此MODIS地表温度反演产品适用于大范围地表温度和城市热环境监测是可行的.     

站点选择对城市热岛效应的影响分析

根据城郊站间距离等对辽宁56个气象站进行筛选,采用城郊温差法对选站和未选站时郊区站点数量有变化的大连、丹东、锦州和铁岭4个城市的月和年热岛特征进行分析。结果表明：对于年热岛特征而言,1980-2011年,大连、丹东、锦州和铁岭4个城市选站和未选站时热岛强度大小明显不同,但其变化趋势基本一致。4城市相比,选站和未选站时后均表现为铁岭年热岛强度最大,多年平均值分别为1.53 ℃和1.85 ℃,其变化范围分别为1.17-1.80 ℃和1.55-2.15 ℃,变化幅度分别为0.63 ℃和0.60 ℃。1980-2011年,铁岭热岛强度等级发生变化的年份最多,占25 %。总体来讲,选站对年热岛特征影响不是很大。对于月热岛特征而言,大连选站和未选站时热岛强度变化较大,但其他3个城市选站选站和未选站时变化不大,尤其是锦州选站和未选站时变化基本一致。4城市均有冬半年热岛效应明显,夏半年热岛效应不明显的特征。1980-2011年,各月平均热岛强度等级在选站和未选站时变化均较大,最大为丹东10月和11月,等级变化的年份占90.6 %,总体而言,选站对月热岛强度特征影响较大。     

Assessment of surface air warming in northeast China, with emphasis on the impacts of urbanization

Based on homogenized land surface air temperature (SAT) data (derived from China Homogenized Historical Temperature (CHHT) 1.0), the warming trends over Northeast China are detected in this paper, and the impacts of urban heat islands (UHIs) evaluated. Results show that this region is undergoing rapid warming: the trends of annual mean minimum temperature (MMIT), mean temperature (MT), and mean maximum temperature (MMAT) are 0.40 C decade^?1, 0.32 C decade^?1, and 0.23 C decade^?1, respectively. Regional average temperature series built with these networks including and excluding “typical urban stations” are compared for the periods of 1954–2005. Although impacts of UHIs on the absolute annual and seasonal temperature are identified, UHI contributions to the long-term trends are less than 10% of the regional total warming during the period. The large warming trend during the period is due to a regime shift in around 1988, which accounted for about 51% of the regional warming.     

城市化对华北地区最高, 最低气温和日较差变化趋势的影响

利用华北地区255个一般站和国家基本、 基准站1961\_2000年的实测资料, 经过质量检验和均一性订正后, 将所有台站根据人口和台站地理位置分为5个类别, 分析了这5个类别台站和国家基本、 基准站地面平均气温、 最高、 最低气温的年和季节变化趋势以及城市化影响。结果表明： 华北全部台站的年平均气温、 最高、 最低气温均呈增加趋势, 且以最低气温上升最为明显, 导致年平均日较差呈现明显下降。就城市化影响而言, 平均气温、 最低气温变化趋势中城市热岛效应加强因素的影响明显, 但城市化对最高气温趋势影响微弱, 个别台站和季节甚至可能造成降温。在国家基本、 基准站观测的年平均气温和年平均最低气温上升趋势中, 城市化造成的增温分别为0.11℃·(10a)-1和0.20℃·(10a)-1, 对全部增温的贡献率分别达39.3%和52.6%。各类台站的四季平均气温和最低气温序列中城市化影响均造成增温。城市化增温以冬季为最大, 夏季最小。城市化还导致乡村站以外的各类台站日较差减小, 近40年华北地区国家基本、 基准站年平均和秋、 冬季平均气温日较差明显下降均由城市化影响造成的。     

ON TEMPERATURE CHANGES OF SHANGHAI AND URBANIZATION IMPACTS

To understand how temperature varies in urban Shanghai under the background of global climate change and how it is affected by urbanization, the Shanghai temperature responses to global warming were analyzed, and then the temperature trends of urban and suburb stations under different climatic backgrounds were obtained. The urbanization effects on temperature were studied by comparing urban stations to suburb stations, the relationship between urbanization variables and temperature components were obtained, and observation data of surface and high level were combined to assess the contribution of urbanization effect. In the last part of the paper, the cause of urbanization effects on temperature was discussed. The results indicated: The long term change trend of Shanghai annual mean temperature is 1.31/100a from 1873 to 2004, the periods of 1921 – 1948 and 1979 – 2004 are warmer, and the 1979 – 2004 period is the warmest; compared to suburb stations, the representative urban station has slower decreases in the cool period and faster increases in the warm one; the urban and suburb temperatures have distinct differences resulting from urbanization and the differences are increasing by the year, with the difference of mean temperature and minimum temperature being the greatest in fall and that of maximum temperature being the largest in summer between the urban and suburban areas. The urbanization process accelerates the warming speed, with the minimum temperature being the most obvious; the urbanization effect contributes a 0.4°C increase in 1980s and 1.1°C in 1990s to the annual mean temperature.     

Detecting urban warming signals in climate records

Determining whether air temperatures recorded at meteorological stations have been contaminated by the urbanization process is still a controversial issue at the global scale. With support of historical remote sensing data, this study examined the impacts of urban expansion on the trends of air temperature at 69 meteorological stations in Beijing, Tianjin, and Hebei Province over the last three decades. There were significant positive relations between the two factors at all stations. Stronger warming was detected at the meteorological stations that experienced greater urbanization, i.e., those with a higher urbanization rate. While the total urban area affects the absolute temperature values, the change of the urban area (urbanization rate) likely affects the temperature trend. Increases of approximately 10% in urban area around the meteorological stations likely contributed to the 0.13℃ rise in air temperature records in addition to regional climate warming. This study also provides a new approach to selecting reference stations based on remotely sensed urban fractions. Generally, the urbanization-induced warming contributed to approximately 44.1% of the overall warming trends in the plain region of study area during the past 30 years, and the regional climate warming was 0.30℃ (10 yr)-1 in the last three decades.     

基于自动气象站的深圳近10年城市气候变化特征研究:2011—2020年

利用广东省深圳市30个自动气象站观测数据对深圳市近10年的气候变化趋势进行了分析,结果表明:（1）深圳市2011—2020年的平均气温增长率约1.47 ℃/(10 a),比上一个10年显著增加,气候变暖并未停滞;（2）受城市化的影响,深圳市气温日较差在较大范围内呈减小趋势,但在少数地区却反常地呈现了上升趋势;（3）深圳的地面风速总体呈下降趋势,其中发达地区风速下降更快;（4）2011—2020年深圳市的平均相对湿度呈上升趋势,最高每年增长1.33%;（5）统计深圳各区不同时次的极端降雨量数据可以发现,未发展地区的极端降雨量增速较大,年总降水量的增长率也较高,增长率最高为42.41 mm/a,而其他地区的6 h以内的滑动降水量极大值均呈下降趋势;（6）利用多个自动气象站长时间序列数据,可以对深圳局地气候变化特征进行更加精细化的分析,这对国家基本站而言是一种有益的补充,有助于更加深刻地发掘城市化与气候变化的关系。