我国西北干燥区地面气象站观测环境代表性思考

气候观测环境代表性和观测资料质量是开展大尺度气候变化监测和研究的前提。为了解我国干燥区气象观测环境变化和台站代表性，作者对河西走廊和北疆九个国家级气象站观测环境开展了调研。本文介绍了调研了解到的情况，并结合先前研究结果，从气候变化监测和研究的视角，讨论了西北干燥区地面观测站代表性问题。目前我国西北地区气象站地面观测，对于干燥区的城市和绿洲区域气候及其变化，具有较高的代表性，但对更广大的荒漠和半荒漠背景气候及其变化，代表性仍显不足。作者发现，早先研究中指出的北疆等地区城镇站地面气温序列负向城市化影响，应与观测场周围局地甚至区域尺度绿洲扩大有直接联系，较难反映绿洲以外干燥区地带性气温变化。针对地面观测环境调研所发现的问题，文章最后提出了几点建议，希望对未来国家基准气候站网设计和建设提供一定参考。     

越南北方气候与气候生产力变化的研究

利用越南北方19个代表性站点，近50a的逐日气象资料，分析了越南北方气候变化及其对农业生产的影响，在此基础上采用EOF(Emprical Orthogonal Func—tion)和其他数理统计方法研究了气候生产力的变化以及气候异常导致气候变率不稳定的时空分布。     

气候观测系统及其相关的关键问题

地球系统中的大气圈、水圈、冰雪圈、岩石圈和生物圈构成了气候系统, 气候系统中不同圈层之间的相互作用决定了气候的自然变化。由于人类活动的日益加剧, 对气候系统已经产生了显著影响。气候的自然变化和人类活动导致的气候变化对社会经济的发展以及人民生活的影响日益加大, 并涉及到国家安全、环境外交和可持续发展等一系列重大问题。要认识气候变化及其强迫因素、预测未来气候变化, 最基础的工作是建立针对气候目的涉及到气候系统五大圈层的综合气候观测系统, 以获取所需的高质量资料和相关产品, 提供气候系统变化的详细信息。该文回顾了气候观测系统设计在中国的发展以及中国气象科学研究院在组织设计中国气候观测系统中的作用, 并指出了在建立我国气候观测系统中存在的一些需要改进的方面。在对气候观测系统进行分析的基础上, 指出了与建立气候观测系统相关的10个方面的关键问题, 这些问题包括:气候观测系统的科学需求、气候观测系统的代表性、全面性、规范性、对气候预测和预估及模式发展的支撑性、多学科应用性、社会经济性、资料开放共享性以及气候系统资料的同化再分析和历史资料的抢救。     

一般气象站地面气象观测环境分析

气象观测是气象工作的基础业务,它对一定范围内的气候状况及其变化,进行系统、连续的观测和测定,为天气预报、气象情报、气候分析和科学研究提供重要依据。地面气象观测是气象观测的重要组成部分,观测场是取得地面气象资料的主要场所,地点应设立在能较好地反映本地较大范围气象要素特点的地方,避免局部地形的影响。观测场地周围环境是否符合标准直接影响气象资料的准确性、代表性和比较性。     

利用MODIS/LST产品分析基准气候站环境代表性

该文基于2001-2007年地表温度遥感反演产品(MOD11A2),以基准气候站对其周围不同大小窗口内地表温度距平序列的解释方差作为度量,评估了我国142个基准气候站的环境代表性,并将代表性与土地覆盖和高程状况进行相关研究.结果显示:以解释方差大于0.75作为区分是否具有代表性的阈值,约41%的站点代表性较好,代表区域范围可超过51×51 km2,多分布于北方地区;约21%的站点代表性较差,代表区域范围不足7×7 km2,多分布于南方地区;其他代表区域范围居中的站点在南、北方均有分布;站点周围的土地覆盖多样性和地形起伏度与站点代表性存在负相关,且相关性随窗口的增大而加强.文中还评估了基准气候站对所属气候区的代表性,发现在气候特征复杂的西南地区和新疆部分地区,站点对气候区的代表性较差.     

利用MODIS/LST产品分析基准气候站环境代表性

该文基于2001—2007年地表温度遥感反演产品 (MOD11A2),以基准气候站对其周围不同大小窗口内地表温度距平序列的解释方差作为度量,评估了我国142个基准气候站的环境代表性,并将代表性与土地覆盖和高程状况进行相关研究。结果显示:以解释方差大于0.75作为区分是否具有代表性的阈值,约41%的站点代表性较好,代表区域范围可超过51×51 km2,多分布于北方地区;约21%的站点代表性较差,代表区域范围不足7×7 km2,多分布于南方地区;其他代表区域范围居中的站点在南、北方均有分布;站点周围的土地覆盖多样性和地形起伏度与站点代表性存在负相关,且相关性随窗口的增大而加强。文中还评估了基准气候站对所属气候区的代表性,发现在气候特征复杂的西南地区和新疆部分地区,站点对气候区的代表性较差。     

宁夏气候变化特征分析

利用1961－1997年宁夏平罗、永宁、同心、隆德等4个代表性站点37a的月平均气温、降水、最高和最低气温、相对湿度、日照时数等资料，采用气候趋势系数和气候倾向率方法，对1961年以来宁夏气候变化的特征进行了分析。结果表明，过去37a宁夏各地年平均气温及年平均最低气温均有明显的升高趋势，且主要是由于冬季气温的升高所致；最高气温、降水量、相对湿度、日照时数等没有随时间的变化而升高或降低的趋势。     

多时次资料的EOF迭代在云南夏季气候预测中的应用

多时次资料的EOF迭代预测方法能较好地应用历史资料中的信息，并能将经验法则、观测事实和气候规律等引入到实际的短期气候预测过程中，特别是随着我们对影响短期气候变化的物理过程和因子认识的深入，这种预测方法将会得到更加有效地改进和实际应用。本文考虑4个区域月平均海表水温的多时次历史资料，基于EOF迭代方案，建立了云南夏季气候变化的一种多时次EOF迭代预测模型。在对云南分5个区域，每个区域16个气象观测站点的夏季降水和气温趋势的预测中，该模型对云南1995－1999年的夏季6－8月总雨量和平均气温趋势预测检验的最新业务标准评分平均分别达到79．6％和87．0％。该评分成绩表明，这种容纳多时次资料，基于EOF迭代的物理一统计预测方法是一种有效的短期气候预测途径。     

新旧南京国家基准气候站观测数据差异

南京国家基准气候站2008年1月1日完成迁站。虽然新旧站址直线距离只有7 km,但两地地形、环境都存在较大差异,找出资料序列的差异性对气象资料的连续性、代表性、均一化分析具有重要意义。我们利用2006—2007年的观测资料,分析两站点资料的差异,研究外部环境对资料差异产生的可能影响,依据气候学原理、气候统计方法及气候资料审核规范,结合南京的气候特点,对一些重要天气条件(高温、低温、大风、暴雨等)下两个观测点各气象要素进行分析,研究各气象要素对环境的敏感性。通过两个观测站点资料的对比分析,为今后南京站气象资料的应用提供科学依据。     

再分析温度资料与观测资料在低温研究中的对比分析

本文使用1979-2021年中国192个站点的逐日最低温度观测资料和ERA-interim、JRA-55、NCEP/NCAR、NCEP/DOE四种再分析资料集中最低温度资料,对中国不同区域的低温阈值平均场、阈值相关性、低温日数平均场进行评估，比较不同再分析资料在全国大多数地区进行气候变化研究时的适用性。结果可以看出，四种再分析资料整体能够再现我国低温事件的气候特征，在低温阈值平均场、阈值相关性、低温日数平均场上ERA-interim、JRA-55的整体再现能力优于其它两种资料；四种再分析资料在东部地区的再现能力高于西部地区。