东北地区1959-2002年最高、最低气温时空变化特征

选用东北地区74个代表站近44a的月均最高、最低气温观测数据，分析了年和季节变化规律；采用趋势系数方法分析年和各季节增温趋势及其地域分布特征。结果表明：近44a最高气温和最低气温均表现为明显的增温趋势；最高气温与最低气温的变化趋势存在非对称性，最低气温的增温趋势明显高于最高气温，但区域内的显著变暖并未加强这种非对称性；两者都是冬季增温最强，秋季最弱。     

昆明地区近40a气温变化特征及其突变检验

基于昆明地区11站点最近40 a逐年的年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温等气象资料,使用标准差、线性倾向率和信噪比SNR指标及相关检验方法,从多个角度综合分析最近40 a昆明地区气温变化特点和规律。结果表明:近40a来昆明地区气候变暖趋势明显,1971—1990年变暖趋势相对缓慢,进入1990年以来气候变暖加剧;秋冬季变暖比春夏季变暖更为突出;最低气温增温趋势比最高气温、平均气温更为明显,低温增温对气候变暖贡献突出。进入1990年后期,昆明地区气候变暖伴随气温突变出现,1998年昆明地区各区域年平均气温和年平均最低气温都存在气温突变现象。     

黄南州隆务地区气候动态变化特征分析

利用1961-2004年同仁站气象观测资料,分析了该地区近44a来气温、降水变化特征。结果表明,近44a来隆务地区年降水量呈明显减少的变化趋势,其减少幅度大于全省同期26个站平均值。年平均气温呈明显的上升趋势,气候倾向率达0.38℃/10a,倾向率明显大于青海全省年平均气温的倾向率。气温变化存在明显的季节性差异,冬季变暖趋势最明显,秋季次之。夜间气温升温幅度大于白天气温升温幅度,气温日较差显著减小。     

近50a青海西宁气温变化特征

利用西宁市1961～2010年年平均温度、平均最高最低温度、极端最高最低温度,研究西宁气温变化的气候特征。结果表明,近50 a来西宁市4季和全年的平均气温都呈上升趋势,近些年来略有回落,其中冬季增温最明显。西宁市最高最低气温变化在线性增温趋势的稳定性、倾向率和突变现象均有明显的非对称性特征:各季节的平均最高气温的线性趋势均稳定,平均最低气温在冬季和夏季线性增温趋势稳定,最高气温的倾向率在各个季节或年平均上比最低气温的倾向率大得多,冷季的线性倾向率明显大于暖季;极端最高气温线性趋势呈上升态势,极端最低则为弱的下降趋势;极端最低和年平均最低气温突变发生较早,在1963年附近,极端最高和年平均最高气温突变时间大体一致发生在1990年代。     

1951—2005年营口市气温变化特征分析

对1951—2005年营口市年和逐月平均气温和极端气温变化特征的分析表明：近55 a来营口市年平均气温呈递增趋势,其中平均最低气温的增温趋势最强、平均气温次之、平均最高气温最弱。极端最高气温与年平均气温的变化趋势不同,呈现出前30 a递减、近30 a递增,近20 a气候变暖更为突出;各月极端最高气温变率差异不明显。近55 a营口市年极端最低气温呈递增趋势,近30 a较近55 a显著递增,但近20 a则稳定少动;各月极端最低气温均呈递增趋势,冬季递增趋势最强、夏季最弱;城市化发展及工业化引起的热岛效应是营口市显著增温的重要原因,而全球变暖的大背景则进一步加强了增温趋势。     

1951---2005年营口市气温变化特征分析

通过对1951--2005年营口市逐年和逐月气温变化特征分析,结果表明：近55a营口市年平均气温呈递增趋势,其中平均最低气温的增温趋势最强、平均气温次之、平均最高气温最弱。极端最高气温与年平均气温的变化趋势不同,呈现出前30a递减、近30a递增,近20a气候变暖更为突出;各月极端最高气温变率差异不明显。近55a营口市年极端最低气温呈递增趋势,最近30a较近55a显著递增,但近20a则稳定少动;各月极端最低气温均呈递增趋势,冬季递增趋势最强、夏季最弱。城市化发展及工业化引起的热岛效应是营口市显著增温的重要原因,而全球变暖的大背景则进一步加强了增温趋势。     

海南岛最高和最低气温的非对称变化

利用海南岛具有46年资料的13个站点1959-2004年1月、4月、7月、10月及年平均温度、平均最高最低温度、极端最高最低温度，研究海南气温变化的气候特征，结果表明，海南岛最高最低气温变化在空间分布，线性增温趋势的稳定性、倾向率和突变现象均有明显的非对称性特征：最高气温变化的空间分布表现为北高南低，而最低气温变化的空间分布表现为南高北低；各季节的平均最低气温的线性趋势均稳定，极端最低气温在冬季和夏季线性增温趋势稳定，而各季的平均、极端最高气温增温趋势均不稳定；最低气温的倾向率在各个季节或年平均上比最高气温的倾向率大得多，冷季的线性倾向率明显大于暖季；平均最高气温在四季均不存在明显突变，而平均最低气温则均有突变。     

河北省冷暖变化气候特征分析

利用河北省70个站自建站至2000年近50a的系统气温观测资料，分析了河北省冷暖变化的年际和年代际特征，及其区域差异和季节差别，并估计了河北省未来50a冷暖变化趋势。结果表明：河北省年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温的年际和年代际变化都呈现增温趋势，增温幅度由大到小依次为：年平均最低气温、年平均气温、年平均最高气温；全省年平均、最高、最低气温变化趋势与其五个分区的变化趋势具有整体一致性，都皇现升温趋势，但各区域的增温幅度不一，增幅最大的区域是冀东平原区，最小的区域是河北省北部；各季气温变化呈现春、秋季平均气温变化程度相对比较平缓，冬季增温幅度最大的特点，自80年代末始，暖冬现象明显；在全球和中国气候将继续变暖的背景下，河北省气温估计未来50a升高在1～2℃之间。     

龙门县近45年气温变化特征

利用龙门县气象观测站1964-2008年逐日的气温资料,分析了龙门县近45年来气温的变化特征,结果表明：龙门县年平均气温呈波动性上升趋势,增温倾向率为0.010℃／年,近10年平均与前35年平均相比上升了0.4℃,气候变暖贡献最大的是冬半年,夏半年增温不明显;年平均最高气温增温倾向率高于最低气温且气温的日变化呈增加趋势,这与我国许多地区不一致;高温天气更趋频繁,近10年平均与前35年平均相比高温13数平均增加了9.2d／年,低温天气有所减少。     

锦屏县1961—2008年气温变化分析

通过一元线性回归、滑动平均等方法,对锦屏县1961-2008年近48 a来的平均气温、平均最高气温及平均最低气温变化进行分析。结果发现,近48 a来,锦屏县的年平均气温呈上升趋势(0.132℃/10 a),特别是90年代增温明显,且冬季变暖趋势大于夏季。年平均最高气温与年平均最低气温也呈上升趋势,但最高气温的增速(0.075℃/10 a)慢于最低气温的增速(0.204℃/10 a)。     

IMPACT OF SUMMER WARMING ON DYNAMICS-STATISTICS-COMBINED METHOD TO PREDICT THE SUMMER TEMPERATURE IN CHINA

Based on NCEP/NCAR daily reanalysis data, climate trend rate and other methods are used to quantitatively analyze the change trend of China's summer observed temperature in 1983—2012. Moreover, a dynamics-statistics-combined seasonal forecast method with optimal multi-factor portfolio is applied to analyze the impact of this trend on summer temperature forecast. The results show that: in the three decades, the summer temperature shows a clear upward trend under the condition of global warming, especially over South China, East China, Northeast China and Xinjiang Region, and the trend rate of national average summer temperature was 0.27℃ per decade. However, it is found that the current business model forecast(Coupled Global Climate Model) of National Climate Centre is unable to forecast summer warming trends in China, so that the post-processing forecast effect of dynamics-statistics-combined method is relatively poor. In this study, observed temperatures are processed first by removing linear fitting trend, and then adding it after forecast to offset the deficiency of model forecast indirectly. After test, ACC average value in the latest decade was 0.44 through dynamics-statistics-combined independent sample return forecast. The temporal correlation(TCC) between forecast and observed temperature was significantly improved compared with direct forecast results in most regions, and effectively improved the skill of the dynamics-statistics-combined forecast method in seasonal temperature forecast.     

近43年来黑龙江气候变化对农作物产量影响的模拟研究

从近43年来黑龙江省各地气候变化趋势的角度出发, 利用黑龙江省1961—2003年逐日气象资料, 采用世界粮食研究模型 (WOFOST) 和气候变化趋势的数学分析方法, 计算并分析了近43年来黑龙江省各地各主要作物模拟产量变化趋势的空间特征和各地气候要素变化趋势的空间特征, 讨论了气候变化趋势对主要粮食作物模拟产量变化趋势的影响。结果表明:气候变化趋势的空间差异对各主要作物模拟产量变化趋势的空间分布具有重要影响, 但不同作物影响不同。近43年来黑龙江省玉米模拟产量变化趋势增加, 平均增加幅度为4.81%/10a, 气温变化趋势的增高是其模拟产量变化趋势增加的主要气候因素。黑龙江省大豆模拟产量变化趋势总体上呈降低趋势, 平均降低幅度为1.52%/10a;气候变化趋势对北部和南部区域的大豆模拟产量变化趋势作用不同, 气温变化趋势的增高是北部大豆优势种植区域模拟产量变化趋势增加的主要气候因素, 气温和降水量的相应变化趋势是南部大豆种植区域模拟产量变化趋势降低的主要气候因素。     

非自然因素引起的增温趋势的时空分布特征

基于数据长程相关性,利用相对变化趋势,构建气温相对变化趋势的概率密度函数及超越概率,研究并计算了1951～2017年中国气温相对变化趋势基于一定置信水平下属于自然变率范畴的置信限,判别相对变化趋势是否由非自然因素引起（增温是否显著）,探讨不同地区非自然因素引起的温度变化的阈值、相应的转折时间段及演变趋势。结果表明:（1）中国160站温度资料中有10%的站点趋势显著性被传统线性回归方法高估了,这些站点主要位于西北、西南和东部沿海地区。（2）从全国温度趋势的空间分布来看,除新疆中西部地区呈现降温趋势之外,其他地区均为增温趋势,其中东北、内蒙及晋北地区非自然趋势大,增温显著。（3）从不同年代际增温显著区域的空间演变来看,华北、东北地区率先增温显著,之后逐渐向南向西扩展,1966~2001年时段中国大部分区域表现为非自然增温显著;1971~2006年时段,东北地区以及内蒙东北部增温显著区域开始逐渐减少,同时中国西南地区增温显著区域开始逐渐增多;1976~2011年增温显著区域最大;1981~2016年,增温显著站点主要集中在黄河、长江流域及两大流域之间和中国南方地区。综上,中国非自然因素引起的增温显著区域在时间和空间上均存在显著的年代际转折。本研究为中国气温变化的归因及其预测研究,为加强气候变化研究成果向短期气候预测的转化及联系提供新视角、新途径。     

我国强降雪气候特征及其变化

基于全国气象台站逐日地面降雪观测数据,对我国25°N以北不同气候区强降雪事件的地理分布和年内旬、月变化等气候特征进行分析,并探讨1961—2008年其时间序列演变特征,及1961—2008年和1981—2008年 (气候变暖后) 气候变化趋势。结果表明:强降雪量和强降雪日数在青藏高原东部、新疆和东北北部最多;强降雪强度高值中心出现在云南。东北北部、华北、西北、青藏高原东部强降雪事件多发生于初冬和初春,年内分布呈双峰型;新疆和黄淮地区年内分布呈单峰型,前者多发生在隆冬时节,后者多发生于晚冬;1961—2008年东北北部、新疆、青藏高原东部平均强降雪量和强降雪日数呈明显增加趋势;气候变暖后我国大部年强降雪量增多,强降雪日数增加,强降雪强度增强。     

东北地区夏季气温变化特征分析

采用1951～2003年26个气象台站的夏季气温资料对我国东北地区夏季气温变化特征进行了分析。结果表明:近50多年来我国东北地区夏季气温主要经历了冷期、相对正常期和暖期3个阶段,夏季升温趋势达到0·15℃/10a,远超过全球、北半球、东北亚夏季的增暖程度。其对全球气候变暖的响应,一方面表现在夏季变暖、平均气温升高;另一方面表现在夏季气温变率加大;第三,气候变暖使东北夏季低温冷害明显减少、异常高温气候明显增多,但在变暖形势下局部发生低温冷害的现象仍然存在。     

近30年东北春玉米发育期对气候变化的响应

基于1981—2010年东北地区55个农业气象观测站发育期数据、16个气象站逐日气象资料,采用趋势变率、秩相关分析、主成分分析和结构方程模型等方法,分析了近30年东北春玉米关键发育期的变化特征,探讨了春玉米发育期对不同时间尺度气象因子的响应规律。结果表明:1981—2010年春玉米关键发育期 (播种期、抽雄期、成熟期) 均有延后趋势,大部分地区春玉米生长前期 (播种期—抽雄期) 日数减少,生长后期 (抽雄期—成熟期) 日数增加,全生育期日数增加。在绝大多数年份,春玉米播种期在温度适播期之后,成熟期在初霜日之前。近30年对东北春玉米生育期日数影响最大的气象要素为温度,主成分分析结果显示,年际尺度的升温、温度生长期的延长和作物生长期的高温对生育期日数影响显著;结构方程模型指出,作物生长期的最高温度和最低温度对生育期日数影响有间接效应,主导气象要素能够解释生育期日数变异的44%。全球变暖背景下,东北春玉米发育期变化是作物响应气候变化和农业生产适应气候变化的共同结果。     

中国近80年来气候变化特征及其形成机制

自 2 0世纪 2 0年代以来 ,中国地区 4 0和 90年代出现了 2个暖期及 5 0～ 6 0年代相对冷期。最近的 90年代的最暖年 (1998年 )或 5a滑动平均气温几乎已达或略高于 4 0年代的最暖年 (194 6年 )或 5a滑动平均气温。变暖最明显是北方地区 (黑龙江和新疆北部 ) ,而 35°N以南和 10 0°E以东地区自 5 0年代以来存在一个以四川盆地为中心的变冷带 ,虽然 90年代有变暖趋势 ,但基本达到 4 0年代暖期气温。中国降水则以 2 0年代为最少 (192 9年最少 ) ,5 0年代为多水年代 ,以后缓慢减少 ,70年代以后变化不大 ,但多雨带在 80年代及以后由华北南移到长江中下游。195 1～ 1990年 ,大部分地区气温和降水呈负相关 ,在东北和长江—黄河间存在 2个负相关中心 ,表明北方是变暖变旱 ,江淮间是变冷变湿。这些气候变化特征和全球气候变化相比较 ,除北方外 ,变暖期明显的滞后于全球变暖 ,并且出现变冷带等明显差异。文中还综述了用诊断和数值模拟方法对影响中国变化的气候自然变化和人类活动影响 (热岛效应和气溶胶影响 )的研究结果。我们认为 ,以上提出的 3种人类活动对中国气候变化有明显影响 ,特别是工农业发展造成的气溶胶增加是四川盆地气温变冷的主要原因。     

青藏高原与中国其他地区气候突变时间的比较

基于1961～2006年中国地面观测气温和降水资料,对青藏高原地区以及中国其他6个地区地表气温、降水的变化趋势和突变时间进行了检测和比较。结果发现,(1)地表气温:1961～2006年青藏高原地区年和四季的地表气温都呈增加趋势。年平均地表气温在20世纪80年代中期开始变暖,但显著快速增暖的突变发生在90年代中期,该时间比东北、华北、西北和淮河地区晚,与长江中下游和华南地区接近,不同季节青藏高原地区与其他地区变暖突变时间的差别也各有不同,但所有季节快速变暖突变的时间都比东北地区晚,中国东部陆地地区年和冬季平均地表气温表现出北早南晚的经向差异;(2)降水:1961～2006年青藏高原地区年降水量没有检测到显著的变化趋势,冬春降水量显著增加,而夏季降水有微弱的减少,秋季降水显著减少。降水突变的信号明显比温度突变的信号弱,年降水量和春季降水都没有检测到突变的发生,降水突变方向(增或减)和突变时间在区域与区域之间以及不同季节之间都存在较大差异。由上可见,青藏高原气候的显著快速变化比中国东部长江以北地区有明显的滞后现象,尤其是冬春温度变化,这可能是由于青藏高原地区积雪增加导致的反照率增加和冰川融化吸热对青藏高原变暖的减弱作用所致。     

Evaluation and projection of daily maximum and minimum temperatures over China using the high-resolution NEX-GDDP dataset

A new bias-corrected, statistically downscaled product, the NASA Earth Exchange Global Daily Downscaled Projections (NEX-GDDP) dataset, has been developed and released to help in understanding climate change at local to regional scales. Here, we evaluate the performance of the NEX-GDDP data in simulating daily maximum temperature (TX) and daily minimum temperature (TN) in the historical period 1961–2005 over China at national and regional scales. Projected future changes in TX and TN are assessed under the Representative Concentration Pathways (RCPs) 4.5 and 8.5 emissions scenarios. Results show that the NEX-GDDP data can capture the basic spatial patterns of TX and TN, but these results underestimate the warming trends of TX and TN from 1961 to 2005 over China. The largest biases are found in western China due to its complex terrain conditions; these biases are 2.33 and 2.21 times larger than those found in eastern China for TX and TN, respectively. The climate projections show that the difference in uncertainties is small between the east and the west, and higher warming changes correspond to greater uncertainties. The increasing trends under the RCP8.5 are 2.22 and 2.31 times the size found under the RCP4.5 by the end of the twenty-first century for TX and TN, respectively. The Tibetan plateau has the fastest warming trend under the two scenarios.

     

TEMPERATURE,RAINFALL VARIATIONS AND THEIR ANOMALIES OVER CHINA UNDER THE COLD-WARM BACKGROUND IN THE 20TH CENTURY

In this study,the climate trend of the annual average air temperature and total annual rainfall inChina in the present century has been examined.It is noted that in the Northwest,the Northeast andNorth China the climate has become notably warmer this century but the rainfall trend has not beenevident,mainly negative.In the 1980s China's rainfall and temperature showed noticeable regionalfeatures: warm and dry in North China,cold and dry in the Southwest,warm and wet in theNortheast,cold and wet in the middle-lower reaches of the Changjiang River.Besides,the fourinterdecadal climate change features and ranges of this century have been studied.It is found that onthe scale of several decades there was considerably less rainfall in the most part of China in the warmbackground than in the cold background.The increase of temperature which started from the 1970smainly happened in the Northwest and Northeast,while to the south of the Huanghe River thetemperature increase did not even as great as in 1940s.The corresponding rainfall feature is that mostareas experienced much less rainfall except the area to the south of the Huanghe River and over theChangjiang and Huaihe River basin.