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.     

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.     

基于江西省水文资料对中国融合降水产品的质量评估

利用江西省2015年4月至2016年3月水文站观测降水数据,在小时尺度上,对中国国家气象信息中心研制的5和10 km融合降水产品进行质量评估,同时与美国国家海洋大气局(NOAA)气候预测中心卫星反演降水产品(CMORPH)、中国国家气象信息中心研制的东亚区域多卫星集成降水产品(EMSIP)两套卫星降水产品进行对比评估。研究分析各类降水产品的数据误差及其时空变化规律,验证融合降水产品在特征区域的适用性。研究结果表明:融合降水和卫星降水均能较好地反映年内小时降水的变化趋势,与水文站观测降水相比,四套降水资料均存在一定程度低估,其中卫星降水产品低估较大。融合降水产品的数据质量较高,其中5 km融合降水产品的数据精度(R=0.81,RMSE=2.12 mm·h~(-1),RE=-5.4%)基本优于10 km融合降水产品(R=0.78,RMSE=2.3 mm·h~(-1),RE=-5.1%),卫星降水产品与水文站观测降水存在较大的偏差,CMORPH和EMSIP的相关系数分别仅为0.19和0.24。各降水产品误差具有相同的月变化趋势,融合降水产品的误差变化幅度明显要小于卫星降水产品。四套降水产品的相关性随着降水量级增大而增加,融合降水产品能够准确反映降水的空间结构和中心位置,5 km融合降水产品对强降水的监测能力更具有优势。     

中国地基GNSS/MET水汽产品质量控制及与再分析产品的对比评估

本文研究并提出中国地基全球导航卫星系统（GNSS）水汽产品的综合质量控制（CQC）算法。CQC算法由质量检查和综合决策两个环节组成。质量检查环节主要对待检观测数据与其参考数据的差异进行分析,包括界限值检查、考察时间一致性的临近点检查和低通滤波检查,考察空间一致性的邻近站检查、距平值检查和峰谷值检查,以及基于背景场的粗大误差检查等7个模块。每个检查标记出超过阈值的观测数据,随后利用综合决策算法对数据的标记情况进行综合评分,最终给出数据的质量控制码。基于质量控制后的数据,评估了中国第一代全球大气再分析产品（CRA）、ERA-Interim和ERA5等五套再分析数据在中国地区的水汽模拟效果。结果表明几套再分析资料模拟的大气可降水量（PWV）在冬季整体略高于观测,夏季则明显低于观测。在空间上,中国南方地区和西部地区模拟的PWV低于观测,这种情况在夏半年更加明显。相对于观测,CRA的平均偏差（O?B）为0.633 mm,均方根误差为3.650 mm。CRA相对于观测的误差略高于ERA5,但略低于ERA-Interim,明显优于JRA55和NCEP2结果。     

水文气象信息概述:观测、融合与再分析

高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。以降水等水分循环基本要素为重点,简要概述部分单源的观测数据集、二维/三维的融合分析产品和多维的再分析产品的研发进展,及其在水文气象监测预报中的应用。分析表明:气象和水文数据是地球系统中水分循环的最重要体现,二者的有效汇聚和协同质量控制,能更有效地促进其在地球系统模式各分量中的应用;经过多源数据融合分析和同化分析形成的多尺度、高精度、高时效、时空连续的格点化分析场,是智能网格天气预报和气候预测的“零时刻”起点,已经成为无缝隙预报业务的组成部分;经过历史数据同化分析产出的长序列大气、陆面等再分析产品,是气候变化演变评估和监测的重要保障,其应用价值远超观测数据本身。     

四川盆地区域性浓雾序列及其年际和年代际变化

利用四川盆地20个国家级基本气象站1954-2005年的大雾和能见度等资料, 探讨了区域性浓雾的认定标准, 建立起该地区较完整的区域性浓雾日数序列, 分析了其年际、年代际变化及可能原因.结果表明:①盆地内区域性浓雾主要发生在秋冬季 (9月至次年2月), 占总数的92.8%, 这也就决定了浓雾日数序列是一个跨年度统计的序列; ②1954-1976年盆地内浓雾处于偏少的负位相, 尤以20世纪60年代为最少, 相反, 20世纪80-90年代浓雾频次高、强度大, 处于多雾的正位相, 但是近些年有明显的减弱; ③在浓雾的年际和年代际变化中, 大气中凝结核的数量 (背景大气浑浊度) 起着主导作用, 同时, 干湿状况是决定浓雾年代际变化另一主要原因, 局地气候变暖对浓雾的影响具有不确定性; ④90年代以后盆地内浓雾的减弱是3个因子共同作用的结果.     

中国沙尘事件的区域特征

AsevereduststormoccurredoverEastAsiainthemiddletendaysofApril1998.Afteroneweek,itsdustplumeaffectedthecontinentofNorthAmerica.Thisattractedtheattentionofmanyscientistsintherelatedcountriestoduststorms.InrecentyearsthenumberofduststormshasbeenincreasinginChina.Itisnotonlyanimportantsymptomofdesertificationfromslowerchangetofasterchange,butalsoareflectionofthesynthesisofenvironmentalstates,includingclimate,ecosystemandsoil,whicharealldeterioratingtosomedegrees.AccordingtothedefinitionofMeteo…     

基于卫星气候资料的1989-2015年南北极海冰面积变化分析

利用被动微波卫星海冰密集度气候资料,分析了1989-2015年南北极海冰面积和密集度的长期变化趋势。结果表明：研究期内,北极年平均海冰面积减少,南极海冰面积增加,变化趋势分别为-0.569×10⁶ km²·（10a）^-1和0.327×10⁶ km²·（10a）^-1,均通过了0.01水平的显著性检验,两极海冰面积变化趋势表现出明显的"非对称性"。两极总海冰面积出现了下降,变化趋势为-0.242×10⁶ km²·（10a）^-1。年海冰密集度在北极地区普遍减少,而在南极地区的变化趋势存在显著的空间差异,威德尔海、罗斯海北部海冰密集度增加,趋势超过了10%·（10a）^-1,别林斯高晋海、阿蒙森海的海冰密集度出现下降。北极各月海冰面积的变化趋势存在明显的季节差异,7-10月海冰面积减少明显,其中9月减少最显著,趋势为-0.955×10⁶ km²·（10a）^-1。南北极海冰冻结和融化的时间不完全对应,北极融化与冻结时间基本平衡,南极海冰冻结时间明显长于融化时间。南极年内海冰面积的变化幅度大于北极,呈现显著的季节性特征。北极极小海冰面积的变化趋势最显著,达到了-0.636×10⁶ km²·（10a）^-1。南极极大海冰面积出现的时间后移明显,趋势为0.733候·（10a）^-1;极小海冰面积出现的时间非常稳定,没有明显的变化趋势。     

ARQCS启动策略及其与资源消耗的关系

利用2012年4月1日—9月30日IBM P570高性能计算环境Oracle 11g数据库平台对全国自动气象站观测资料实时质量控制系统 (ARQCS) 的运行监控数据,探讨了ARQCS的启动策略及其与资料解析入库率、ARQCS的CPU耗时、服务时效之间的关系。结果表明:自动气象站资料的解析入库效率呈“几”字型分布,每个观测时次的第5—20分钟入库率方差较大,是制约ARQCS质量控制时效的主要时间段。设置观测资料入库率不低于95%为首次启动条件,不仅比传统的第15分钟定时启动提前了20.6 s,而且首次启动时观测资料入库率不低于95%的概率从66.38%提升至95.83%。第20分钟后入库率仅增加1.36%,在此设置首次质量控制的强制启动点,可保证局部异常延时的资料服务时效。动态启动策略使ARQCS的启动次数由5次降为2次,平均每日节约CPU时间391 min。     

近47年中国沙尘暴气候特征研究

利用1954~2000年中国大陆681个站的观测资料, 分析了近47年我国沙尘暴的时空分布特征。结果表明:我国北方的干旱、半干旱地区是沙尘暴的易发区, 其中西北地区是多发区; 沙尘暴的发生时间具有明显的日变化和季节差异; 47年间除青海、内蒙古和新疆的小部分地区的沙尘暴呈增长趋势外, 我国北方大部分地区的沙尘暴在减少; 甘肃民勤与新疆和田两个强沙尘暴多发区20世纪80和90年代的强沙尘暴明显少于50和70年代; 2000年华北和西北东部部分地区的沙尘暴多于90年代均值, 但绝大部分地区仍明显少于常年平均值; 沙尘暴与大风的年际振荡及多年变化趋势有一致性, 单站相关系数可以达到0.5以上。