汕头12月历史天气气候特点

对汕头12月和原拟定第3届亚青赛(12月20—28日)历史同期的气温、降水、风、日照等气象要素进行气候特征分析,同时统计两次时段历史同期的天气事件频次。结果表明:12月为汕头冬季运动会的适宜举办月份,12月20—28日历史同期气候条件适宜活动开展,比赛受大风、暴雨等严重天气事件影响的概率很低;但中雨量级降水、中等强度冷空气及强冷空气过程发生的可能性较高,需考虑阶段性降温和降水对比赛的影响。     

青藏高原冬季1月绕流的变化特征及其对中国气候的影响

利用1979～2019年NCEP/NCAR再分析资料和中国地面基本气象要素日值数据集（V3.0）的气温和降水资料,首先定义了客观表征冬季青藏高原南北两支绕流变化的指数,然后分析了其不同的变化特征,并采用相关分析、合成分析等方法初步研究了青藏高原南北两支绕流异常变化对中国气温和降水的影响机制。主要结果有:（1）青藏高原冬季北支绕流和南支绕流之间呈显著的负相关;北支（南支）绕流强、南支（北支）绕流弱时,对流层中低纬度地区从高原西部到我国东部沿岸为一个大范围的异常反气旋式（气旋式）环流系统,500 hPa高原的中部为一个异常反气旋（气旋）环流中心。（2）青藏高原冬季南北两支绕流的变化对中国冬季天气气候有显著影响。当青藏高原北支绕流强（弱）时,中国除东北是气温偏低（高）、降水偏多（少）外,河套、青藏高原及长江以南则是气温偏高（低）、降水偏少（多）;当南支绕流强（弱）时,中国气温普遍偏低（高）,东北及新疆北部是降水偏少（多）,南方大部分地区是降水偏多（少）。（3）分析高原绕流异常变化对中国天气气候的影响机制表明:当青藏高原北支绕流强、南支绕流弱时,中国东部35°N以北的对流层中都是异常西北风,35°N以南都是异常东北风,受高原异常纬向绕流影响,对流层大气为明显的“正压结构”;相应的对流层底层从南到北为一致的异常西南风,850 hPa以上35°N的之间为反气旋式切变和下沉运动异常,300 hPa以下异常偏暖,这些条件加强了下沉增温,导致中国东部气温偏高、降水偏少。当青藏高原南支绕流强、北支绕流弱时,对流层中的纬向风异常则为明显的“斜压特征”,异常西风呈现为从对流层低层到高层、低纬度到高纬度的倾斜的带状特征,其下方自华南近地面到华北200 hPa的“三角形”状异常东风,配合相应的经向风异常和华南到华北的异常上升运动,低层为“三角形”状的异常冷气团向南切入到中国南海,中上层为异常偏暖的西南气流在冷气团上自南向北爬升到中高纬度地区,导致中国大范围的气温异常偏低、降水偏多。     

基于2种算法的日光温室日均气温预测模型比较研究

为科学精准地为温室大棚生产提供气象服务,2020年11月—2021年5月分别在位于陕西省关中的泾阳县和陕北的延川县选择砖墙和土墙两种主要的生产棚型进行了大棚内外气温的对比观测试验,并采用BP神经网络和多元线性回归分析2种算法对不同棚型和晴空条件下的棚内气温进行了模拟预测研究。结果表明： 利用BP神经网络方法建立的预测模型较多元线性回归分析方法的模拟精度更高,BP神经网络方法对泾阳和延川梁家河试验示范园日光温室内气温预测模型拟合优度R2分别达075和077,均方误差分别为192 ℃和190 ℃;控制条件下,砖墙结构比土墙结构日光温室的气温预测精度更高;多云天气条件下模型的预测精度更高。     

基于慢特征分析方法研究陆地表面气温变率的驱动力

慢特征分析（SFA）方法可以从非平稳时间序列中提取出慢变的外强迫信息。近年来,SFA方法被应用于气候变化研究领域,用于探究气候变化的潜在驱动力及相关的动力学机制。本文基于SFA方法,提取全球陆地表面气温（LSAT）的慢变外强迫信息,研究全球LSAT慢变驱动力的空间结构特征及低频变率的主要驱动因子。SFA方法提取的LSAT慢变驱动力与历史时期全球辐射强迫（GRF）和全球海表温度（SST）的主模态（大西洋多年代际振荡AMO、热带太平洋ENSO变率和太平洋年代际振荡PDO）有显著的相关关系,表明全球大部分地区LSAT的变率受到GRF和三个SST模态的显著影响。GRF对LSAT变率的影响有全球一致性的特征,而三个SST模态对LSAT变率的影响则呈现出明显的区域特点。此外,由于SFA方法可以有效降低原始LSAT序列中随机噪声的干扰,GRF和SST模态对LSAT变率的解释方差显著提高,进一步表明GRF和SST模态是全球LSAT低频变率主要的驱动因子。最后,利用历史海温驱动AGCM试验（即AMIP试验）的结果,验证了三个SST模态对区域LSAT变率的显著影响。     

WP和NAO对中国东南部冬季温度的协同影响

利用NCEP/NCAR和ERA-Interim再分析资料,通过多元线性回归等分析方法,研究了西太平洋遥相关型(Western Pacific teleconnection, WP)和北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation, NAO)的不同配置对中国东南部冬季气温的影响。结果表明:WP正位相年,中低纬太平洋被异常暖性高压控制,其局地作用使得中国东南部温度偏高;NAO正位相年,其遥相关作用通过南、北两支波列,分别调控南、北支槽系统,协同作用使得中国东南部30°N附近温度偏低。考虑这两种遥相关型的共同作用,当WP和NAO同位相时,两者作用部分抵消,中国东南部温度变化不显著;当WP正位相、NAO负位相时,两者同步的加热效应使得中国东南部显著暖异常;当WP负位相、NAO正位相时,两者同步的冷却效应使得中国东南部显著冷异常。     

西南冬季气温的年际变化及影响因子分析

利用1979—2014年台站观测资料和再分析资料对西南地区冬季气温的年际变率及其主要影响因子进行分析。西南冬季气温年际变化主要存在两种模态:全区一致型和东西反向型。西南冬季一致偏冷时,东部降温幅度明显大于西部,东部强降温与低层异常东北风和偏东风引起的冷平流有关;而西部高原地区较小的气温降幅主要与异常上升运动引起的云量增多和辐射降温有关。当西南地区气温变化表现为东西反位相时,显著的气温异常主要位于西部高原地区,该区域显著降温与其上空异常东北风引起的冷平流和异常上升运动引起的云量增多和辐射降温有关。异常活跃的乌拉尔山和西伯利亚西部区域阻塞高压是影响西南冬季气温第一模态的主要因子,其在西南地区东部造成东北风和偏东风异常,导致更强的冷平流,进而引起该区域气温显著偏低。西南西部高原地区气温显著偏低时,中东急流异常在副热带西风急流中引起向下游地区传播的波列,在高原和西南地区上空形成异常的气旋性环流,伴随的异常东北风冷平流和异常上升运动引起的辐射降温使西部高原地区显著降温。东亚冬季风、北极涛动和ENSO与西南冬季气温年际变化两个模态的联系都较弱。     

基于统一高度Cressman方法的地面2m气温客观分析

针对离散站点资料格点化的业务需求及 Cressman 方法在地形复杂区域客观分析存在的问 题,利用山东及周边省自动气象站观测的 2 m气温和 ECMWF预报的海上 2 m气温,结合山东省中尺度数值预报位温递减率、90 m分辨率 SRTM高程数据,采用统一高度 Cressman 方法对山东省地面2 m气温进行客观分析,生成了逐 1 h、0.01°×0.01°高分辨率的地面 2 m气温格点产品。结果表明,统一高度 Cressman 方法的客观分析格点产品在地形复杂区域的分析更合理,月平均误差基本在±1 ℃以内,鲁中山区地形高度较高区域月平均误差略大于鲁西北、鲁西南、鲁东南和山东半岛等地的平原地区,气温偏低的10、11、12月温度准确率均略低于 5、6、7、8、9 月;2020 年 5—12 月平均误差为－0.0039 ℃,平均绝对误差为 0.1469 ℃,均方根误差为 0.3597 ℃,2 ℃以内准确率为 99.64%,1 ℃以内准确率为 98.24%,各项检验指标均较优。总体上统一高度 Cressman 客观分析格点产品质量接近中国气象局陆面数据同化系统（ HRCLDAS ）高分辨率格点实况产品。     

内蒙古东部地区夏季降水年代际突变及其可能成因

近些年来,内蒙古呈现出干旱趋势。文章利用1961—2019年内蒙古107个气象站逐月降水资料和NCEP/NCAR逐月再分析数据,研究了内蒙古夏季降水的年代际变化特征,指出内蒙古夏季降水,尤其是东部地区(110°E以东)夏季降水在20世纪90年代中后期发生突变,夏季降水由前期(1983—1998年,P1阶段)偏多阶段转变为后期(1999—2011年,P2阶段)偏少阶段。分析表明:亚洲中高纬地区气温异常可能对内蒙古东部地区夏季降水年代际突变有显著影响,一方面,内蒙古东部地区夏季降水与亚洲中高纬地区气温有显著的负相关;另一方面,亚洲中高纬地区气温在20世纪末显著增高,升温幅度明显超过趋势变化。进一步分析表明,亚洲中高纬地区气温对我国北方大气环流有调制作用,在P1阶段,亚洲中高纬地区为负的温度距平,我国北方为气旋性环流异常,这一环流形势有利于内蒙古东部地区夏季降水增多;而在P2阶段,亚洲中高纬地区增暖显著,内蒙古上空被异常反气旋性环流控制,大陆高压偏强,导致内蒙古东部地区偏旱。