宁夏年气温资料的均一性检验研究

选取宁夏24个气象站从建站到2006年年平均气温资料,采用Potter检验法对年气温资料进行均一性检验.结果表明:宁夏有9个测站年气温资料存在间断点,有15个测站无间断点;间断点主要集中在2001-2006年,共有7个,占总数的77.8%,其中有6个测站是因为站址迁移造成的;20世纪50年代测站的迁移最频繁,迁移次数不是造成年平均气温序列非均一性的直接原因,迁移前后测站环境的显著改变是主要因素,测站未迁移但测站环境城镇化变化也是因素之一.     

新疆太阳总辐射资料的均一性检验与气候学估算式的再探讨

参照新疆105个气象台站＂元数据＂,在对12个辐射站逐月日照百分率与月总辐射资料序列进行质量控制检验的基础上,对无效值与缺测值进行了插补订正,继而以Potter非均一性客观检验方法对资料序列进行了非均一性检测,同时以SNTH方法对产生间断的序列进行了相应的非均一化订正。在均一化的月总辐射与月日照百分率资料序列基础上,探...     

新疆气象站年均风速均一化订正与基本风压估算初探

为了较好地开展风能资源的详查与综合评价工作,根据新疆各风区挑选的参照站历史风况资料序列特点,在参考测站历史"元数据"直接进行非均一性检验与一致性订正基础上,对其中4个长期无自记风记录参照站采用标准正态均一性检验、Potter检验、平行累计和等客观方法对1970～2009年的年平均风速序列进行了非均一性检验与均一化订正,同时对测站无自记风时期年最大风速序列的时距换算进行了初步探索。结果表明:1)布尔津、淖毛湖、红柳河站的年平均风速存在因测站环境改变或其它不明原因而使序列间断的现象。从年平均风速序列SNHT非均一性订正结果以及测站四周建筑群体的发展规模看,布尔津测站受测站环境变化等不明原因的影响程度最大,三度间断,累积订正量平均达0.9m.s-1左右。淖毛湖站两度间断,其中1次与近距迁站而又未进行迁站订正有关,订正量约为0.1～0.2m.s-1。红柳河站的1次间断,也与未进行迁站订正有关,订正量约为0.1～0.2m.s-1。2)在构建测站无自记风时期历年最大风速序列的时距时次经验公式中,十三间房站适于西北统一经验公式,其余3站适于在一定阈值风速条件下,根据有自记风时期2min时距平均风速与10min时距最大风速的相关比值系数进行订正。     

延安国家基本站总辐射资料序列均一性分析

为了研究地面气象站环境变化对气象辐射资料序列均一性的影响程度,采用测站历史沿革资料,对延安国家基本气象站建站(1990年1月)至2015年12月的月、年总辐射平均曝辐量资料及周边参考站有密切关联的同期日照百分率,利用T检验法、F值检验法对资料序列进行均一性分析。结果显示,延安站总辐射资料呈正态分布。在显著性水平取值0.01时,2013年前后两段观测资料通过了T检验,即受迁站的影响不明显,两段资料属于同一序列,资料可合并统计,是均一的。在显著性水平取值0.05时,2013年9月、11月前后两组月平均曝辐量有显著差异,不能合并统计,但未对其余月份和年平均曝辐量观测资料造成影响。随着海拔高度的增加,延安站总辐射增加量的订正还有待于新站资料的序列增加,进一步研究。     

浙江省近34年年平均风速序列均一性检验研究

采用标准正态检验(SNHT:Standard Normal Homogeneity Test)方法.对浙江省36个代表站1971～2004年的年平均风速资料序列进行均一性检验.结果表明:36站中有23个测站出现间断,其中因迁站原因造成非均一性的测站有13个,占非均一性总数的57%,环境变化原因有5个,占非均一性总数的22%;原因不明有3个,占非均一性总数的13%;测风仪高度变化、规定变更各为1个,占非均一性总数的4%.迁站是导致风速序列非均一性的主要原因.     

3种方法对中国探空温度资料均一性检验对比分析

利用美国国家气候数据研究中心开发的Pairwise均一性检验订正方法,加拿大环境研究中心开发的PMFT方法和PMT方法,结合20世纪再分析资料和详细的元数据信息对1951-2008年中国123个探空台站的温度资料进行均一性检验和订正。结果表明：3种方法对中国探空温度资料订正幅度和订正前后的趋势变化存在差异。产生差异的主要原因,一方面是由于Pairwise方法设计的问题,导致对中国大部分台站同时改变辐射误差订正方法和系统升级造成的断点检测能力较弱;另一方面是由于PMFT方法未使用参考序列,不能去除气候变化本身的变化趋势,导致PMFT方法在断点判断上存在漏判的现象。而PMT方法结合20世纪再分析资料的客观判断方法较适合中国探空资料的均一性检验和订正,其订正结果表明,利用该方法得到的中国探空温度数据的统计学特征在低层小于全球尺度探空温度的订正结果,而在高层基本和全球探空数据的订正尺度相当。两个间断点和0.0-0.2℃的订正量所占的比例最大。从全国的来看,对流层为增温趋势,这种增温趋势随高度的增加逐渐减弱,至对流层顶100 hPa转为弱的降温趋势。     

地面气候资料序列均一性检验与订正系统

采用国内外常用的几种气候序列均一性检验与订正方法,研制了气候序列均一性检验与订正系统,用于检验地面测站由于迁站、仪器变更、环境恶化等因素造成气候序列的非均一性,并进行订正.使用该系统对浙江省地面36个测站的年平均温度、年平均风速及年降水量序列进行了均一性检验,效果较好.     

RHtest方法对我国降水资料的均一性检验试验

应用RHtest方法结合台站元数据信息对我国1725个气象台站1961-2009年月降水资料进行了均一性检验试验和订正,并以波密站、元阳站和巢湖站为例介绍了检验过程.结果表明:该方法能够适用于对我国降水资料均一性检验且具有较高的应用前景.2400台站高密度月降水资料的使用更加有益于参考序列的选取,采用数理统计分析和结合元数据主观判断的方式来对序列进行均一性检验更加合理.检验出存在非均一性断点的台站仅占2.1％,表明我国降水资料序列均一性情况良好,台站较大距离的迁移是造成部分降水序列非均一的重要原因之一.对检验出存在断点的降水序列采用RHtest提供的订正方法进行了订正和趋势分析,发现订正后降水序列的年变化趋势具有明显的改变,均一性也有很大改善.     

1979-2012年中国探空温度资料中非均一性问题的检验与分析

利用加拿大环境部气候研究中心研发的PMTred(penalized maximum t test)非均一性检验方法,以ERA-interim资料作为参考序列,以中国各探空台站详细的元数据信息为主要断点判断依据,对1979-2012年中国125个探空台站7个标准等压面月平均探空温度资料进行了非均一性检验、订正,并结合详细的元数据信息分析了造成中国探空温度序列非均一问题的主要原因。研究表明,中国探空温度资料中存在由于人为因素造成的断点,整套探空资料中非均一的台站数和断点数所占的百分比呈低层少、高层多的趋势。各标准等压面上月平均温度序列非均一的探空台站平均订正幅度也随着高度的升高而增大,并且订正量为负值在整套订正资料中所占的比例较高,说明中国的探空月平均温度原始观测资料存在系统性偏高的问题。订正后200 hPa的温度变化趋势接近0,以200 hPa为转折点,100 hPa的降温趋势较订正前明显减弱,100 hPa以下为升温趋势,300-700 hPa的增温趋势加强。1979-2012年中国探空月平均温度资料的非均一问题主要来源于2000-2001年探测系统的升级(包括辐射误差订正方法的变化),其次是2002年之后观测仪器的换型。这两次连续的元数据变化均造成了之后中国探空月平均温度出现了系统性的降低,这也是造成订正前后温度变化趋势存在差异的主要原因。     

中国降水序列均一性研究及对比分析

文章采用全国2415个站1951-2009年逐日降水量资料,采用标准正态均一性检验（SNHT）方法对年序列进行均一性检测,得到存在不连续的断点的站点数为114个,占所有检测站点数的4．72％;对其中70个与对比站相关系数在0．7以上断点的逐年、逐月和逐日降水序列进行了订正：分析发现,订正对冬季降水序列的影响比对夏季序列要大。将订正前后资料按不同的条件分为山区、台站稀疏地区等进行了分析比较,发现订正前后降水序列的变差系数各站差别不大,说明订正的结果是可信的;降水距平对比分析结果表明,多数台站订正前后值差异很小,台站稀疏地区亦是如此,山区站降水量订正前后值差异略大;对均一化前后降水序列趋势分析结果表明,序列趋势增减并不大,多数增减值占原值的比例在10％以下,年及绝大多数月份降水序列订正前后趋势的增减符号是一致的,台站稀疏地区亦是如此,山区站趋势增减幅度略大,即山区迁站对降水量趋势影响较大,但总体上并没有影响到趋势的显著性。     

邯郸太阳辐射时空分布特征

利用邯郸1980—2017年气象观测资料和河北乐亭太阳辐射观测资料,基于Hybrid radiation模型,估算邯郸近38 a太阳辐射,采用线性倾向率、突变检验、复小波分解等方法,分析邯郸太阳辐射的空间特征、线性趋势、突变和周期。结果表明:邯郸年辐射值为5 000～5 300 MJ/m2,春、夏季太阳辐射约是秋、冬季的2倍,大部分县太阳辐射资源很丰富。邯郸太阳辐射总体呈下降趋势,期间经历了连续减少、稳定维持和缓慢增长3个阶段,近10 a太阳辐射的缓慢增长主要是由春、夏季太阳辐射增加引起的。邯郸春季没有突变点,夏、秋、冬季和年序列的突变点分别为1995、1999、2001和1996年,突变年之后,下降趋势减缓。除春季外,邯郸太阳辐射存在2～4 a显著的短震荡周期。     

Long-term variations of solar radiation in Europe

Presented are the results of the analysis of the series of seasonal and annual means of short-wave solar radiation measured at 180 actinometric stations of Europe in 1964–2010. It is demonstrated that there are two strongly pronounced periods, namely, the decrease from the early 1960s to the late 1980s and the increase in the subsequent 20 years. Total solar radiation decreased by 1.8% per 10 years on average during the first period and increased by 2.9% per 10 years during the second period. The increase in solar radiation during the second period is observed at the majority of stations due to the increase in the direct solar radiation (by 8.3% per 10 years on average). The diffuse radiation decreased by 3.1% on average for that period. The highest values of the ratio of the diffuse radiation to the direct one were registered in the 1980s–early 1990s.     

天津太阳总辐射资料的均一性分析

采用天津地区1959~2012年太阳总辐射年、月总量资料、日照百分率及其台站元数据,通过惩罚最大t检验和顺序算法对太阳总辐射资料的均一性进行了检验。结果表明:辐射观测仪器的变更造成了太阳总辐射序列产生不连续,突变年代主要发生在1968年、1972年、1990年3次仪器变更年份或其附近年份,而迁站没有造成显著影响。同时,顺序算法检验发现,天津地区太阳总辐射序列在20世纪80年代初(1983年前后)出现了趋势减少的渐变,并且在月总量序列的检验中,仪器变更的非均一性影响也体现在其中。因此,在太阳辐射的研究工作中,尊重原始观测数据的同时,还要充分考虑数据的均一性,剔除非均一性因素,以此确保气候变化分析结果的相对真实。     

1961~2003年中国大陆地表太阳总辐射变化趋势

利用中国大陆30个气象站1961～2003年地表太阳总辐射观测数据,研究了辐射年总量和季节总量的变化趋势及其空间分布特征,并探讨了其原因。结果表明:1961～1989年中国大陆地表太阳总辐射总体呈减少趋势,减少约11%;1990～2003年间略有回升,但其均值仍比1961～1965年的均值低8.2%。大部分地区春夏两季减少明显,约占年减少量的55%～85%。对各站点观测数据的趋势分析表明,地表太阳总辐射随时间的变化大致可分为4种类型,其特征分别为:1961～2003年间持续减少(占总站点数20%);20世纪60年代初到80年代中期呈显著减少趋势,其后线性趋势不明显(占总站点数40%)或呈逐步增加趋势(占总站点数16.7%);1961～2003年间无显著变化(占总站点数23.3%)。这4种类型在空间分布上无明显的区域特征。日照时数减少是总辐射减少的主要原因,可以解释地表太阳辐射年总量变化的72%,日照时数随风速的增大而增加。     

广州地区太阳分光辐射的某些变化特征

利用广州地区1985—1990年的太阳分光辐射的连续观测资料（观测角度为23°11′），研究了广州地区紫外辐射、可见光辐射（光合有效辐射）、近红外辐射的某些特征。结果指出，每年7—10月份各分光辐射及总辐射总量较大。月总辐射中可见光辐射占总辐射的百分比年平均为47.3%，相应的紫外辐射和近红外辐射分别占7.1%和45.6%。文中还分析了晴天条件下分光辐射的变化和1990年紫外辐射变化的某些特征，并分析和讨论了分光辐射与云量、日照时间等因子的相关。     

1960年以来长江流域太阳总辐射的时空变化

基于长江流域147个站点的气象数据,利用气候学计算方法估算1960年以来的太阳总辐射数据,运用线性回归和相关分析等方法,探讨1960年以来太阳总辐射在长江流域的时空变化特征,并分析太阳总辐射的影响因子.结果表明:太阳总辐射在整个长江流域(除去上游源头区金沙江流域)自东向西递减,且上游地区变化波动大,中下游地区下降趋势显著;自1960年以来太阳总辐射在长江流域呈现下降趋势,1990年以后开始呈现上升趋势;近50a来太阳总辐射的减少趋势与云量和大气水汽含量没有显著相关性.     

The total solar radiation time series simulation in Athens, using neural networks

Summary  The present study describes a neural network approach for modeling and making short-term predictions on the total solar radiation time series. The future hourly values of total solar radiation for several years are predicted, by extracting knowledge from their past values, using feedforward backpropagation neural networks. The results are tested using various sets of non training measurements, the findings are very encouraging and the model is found able to simulate the future values of total solar radiation time series based on their past values. “Multi-lag” output predictions are performed using the predicted values to the input database in order to model future total solar radiation values with sufficient accuracy. Furthermore, an autoregressive model is developed for analysing and representing the total solar radiation time series. The predicted values of solar radiation are compared with the observed data series and it was found that the neural network approach leads to better predictions than the AR model. Received November 22, 1999 Revised February 17, 2000     

Modulation of decadal ENSO-like variation by effective solar radiation

Prediction of the Pacific sea surface temperature (SST) anomaly in the coming decades is a challenge as the SST anomaly changes over time due to natural and anthropogenic climate forcing. The climate changes in the mid-1970s and late-1990s were related to the decadal Pacific SST variability. The changes in the mid-1970s were associated with the positive phase of decadal El Niño-Southern Oscillation (ENSO)-like SST variation, and the changes in the late-1990s were related to its negative phase. However, it is not clear whether this decadal SST variability is related to any external forcing. Here, we show that the effective solar radiation (ESR), which includes the net solar radiation and the effects of volcanic eruption, has modulated this decadal ENSO-like oscillation. The eastern Pacific warming (cooling) associated with this decadal ENSO-like oscillation over the past 139 years is significantly related to weak (strong) ESR. The weak ESR with strong volcanic eruption is found to strengthen the El Niño, resulting in an El Niño-like SST anomaly on the decadal time scale. The strong eruptions of the El Chicho’n (1982) and Pinatubo (1991) volcanoes reduced the ESR during the 1980s and 1990s, respectively. The radiation reduction weakened the Walker circulation due to the “ocean thermostat” mechanism that generates eastern Pacific warming associated with a decadal El Niño-like SST anomaly. This mechanism has been confirmed by the millennium run of ECHO-G model, in which the positive eastward gradient of SST over the equatorial Pacific was simulated under the weak ESR forcing on the decadal time scale. We now experience a reversal of the trend in the ESR. The strong solar radiation and lack of strong volcanic eruptions over the past 15 years have resulted in strong ESR, which should enhance the Walker circulation, leading to a La Niña-like SST anomaly.     

吉林省太阳辐射变化规律及太阳能资源利用研究

为揭示吉林省的太阳能资源变化规律,利用线性回归分析、线性相关分析及M-K检验法对吉林省长春、延吉两个气象站点1960年以来的太阳总辐射资料进行研究。结果表明：吉林省的年平均太阳总辐射为4787.4 MJ/㎡•a,夏季太阳总辐射最大,春季次之,冬季最小。吉林省年平均太阳总辐射在波动中下降,且下降趋势不显著,20世纪60年代太阳总辐射较高,80年代达到最低值,90年代以后小幅度回升。春、秋、冬三季的太阳总辐射呈不同程度的下降趋势,冬季的下降趋势显著,夏季呈显著增加。吉林省年日照时数在空间分布上呈现出由西向东逐渐减少的地域分布差异;而在时间上也呈现出由春季到冬季依次减少的分布特征。吉林省的太阳能资源总量丰富,变化趋势不显著,这对于吉林省利用太阳能资源是十分有利的。