太原气候变暖特征及主要极端天气气候事件变化研究

近45a来，太原平川和山区年平均气温为明显上升趋势，夜间增温是太原气候变暖的一个重要特征。1986年、1993年分别为山区和平川年平均气温转折年份，山区从1985年开始冬季平均气温发生突变。近45a来，太原年降水量呈减少趋势，主要是夏、秋季降水减少造成。在气候变暖的背景下，太原平川和山区年暴雨日数变化平稳，高温和春旱发生频次在增加，山区夏旱也呈缓慢增加趋势；太原山区霜期明显缩短，初霜在推迟，终霜在提前。     

南宁市极端天气气候事件频率和强度变化

采用南宁市城区1951~2005年的月降雨量及暴雨、高温、大风、雷暴、大雾的年日数资料,统计干旱、暴雨、高温等极端天气气候事件的出现频率、强度,应用低通滤波和线性倾向估计方法,分析极端天气气候事件出现频率的演变趋势。结果显示,55年来,南宁市城区干旱频率变化率为0.0127%/10a,呈平稳变化趋势,但强度增大;暴雨日数变化率为0.276d/10a,呈增多态势,大暴雨频率为0.275%/10a,呈增大趋势;高温频率线性倾向为0.1%/10a,呈平稳趋势变化;大风、雷暴、浓雾频率的线性倾向分别为-0.5%/10a,-0.13%/10a和-0.3%/10a,均呈显著减小趋势。     

什么是极端天气气候事件

极端天气气候事件是指天气（气候）的状态严重偏离其平均态时所发生的天气（天候）事件,可以认为是异常或很少发生的事件,在统计意义上称为极端事件。     

近48a安顺市极端天气事件频率变化

利用1961—2008年安顺市大风、暴雨、雷暴、冰雹、高温、低温、霜冻、雾等极端天气事件的年发生日数资料,采用最小二乘法、M ann-Kendall法等方法诊断分析其变化特征。结果表明:大风、雷暴和低温日呈显著减少趋势,并分别于1972、1984和1986年发生趋势突变;高温、暴雨增多趋势及冰雹和霜冻频数总体趋少变化不显著,其中,冰雹基本处于少变的稳定态势。雾日有增加的趋势,平均10 a增加0.8d。从低温、雷暴、大风、霜冻明显减少的时段来看,其变化与20世纪80年代中期以后的安顺市显著增暖有一定关系。     

北京奥运期间极端天气气候事件背景分析

利用北京市 1 951～ 2 0 0 1年 51年 7月下旬至 9月上旬的日最高气温、降水量、风、天气现象等观测资料 ,分别以旬为单位统计了高温、洪涝、大风、大雾、雷暴等对体育竞赛影响较大的极端天气气候事件发生的概率及分布特点 ,以期为 2 0 0 8年北京奥运会提供极端天气气候事件发生的气候背景资料。     

2005年极端天气和气候事件及其他相关事件的概要回顾

极端气候在2005年创下了多项记录:2005年北半球的平均温度达到有历史记录以来的最高值;印度孟买,7月27日的暴雨使降雨量在24 h内达到了944 mm,创下历史最高;10月飓风“文斯”袭击西班牙海岸,成为第一个登陆欧洲大陆的飓风。此外,达到最高强度等级的飓风“卡特里娜”、“丽塔”和“威尔玛”给美国、墨西哥等美洲国家造成重创;我国东南沿海和台湾等地多次遭强台风袭击,华南、东北和渭河流域经历特大洪涝灾害;葡萄牙、西班牙等欧洲国家遭遇了自20世纪40年代后期以来最严重的旱灾。这些都表明2005年是极端天气和气候发生频繁及气象灾害很严重的一年。     

石家庄极端冷暖天气气候事件及其与气候变暖

用石家庄市1955～2002年逐日气温资料，取其第95个和第5个百分位值作为确定极端高(低)温日的阈值来检测极端冷暖事件。对发生在2002年的极端冷暖事件进行检测分析证明，上述方法能比较有效地检测极端冷暖事件的发生。计算气温趋势变率表明，石家庄气候有明显的增暖趋势，随气候变暖夏季持续性强高温和破记录高温事件的出现频次增加；寒冷期趋于缩短；极端冷日趋于减少，极端暖日趋于增加。用季极端冷(暖)日数与气温求取相关的方法，分析各季极端冷暖事件与气候变暖的联系发现，气候变暖对冬季极端冷日减少的影响最甚。城市化效应使城市变暖趋势速率高于郊区，尤以最低气温表现明显；暖事件增多、冷事件减少的趋势速率也是城市高于郊区，且冷事件减少速率高于暖事件增多速率。在气候变暖背景下应特别重视冬季冷事件减少给人类带来的潜在影响。     

奥运期间天津极端天气气候事件背景分析

利用1951～2006年天津7月下旬至9月上旬的日最高气温、降水量、最大风速和8月扬沙、雾、雷暴和冰雹的观测资料,统计了对足球比赛影响较大的高温、暴雨、大风、雾和雷暴等极端天气气候事件发生的概率及分布特点,以期为2008年北京奥运会天津分赛场的足球小组赛提供气候背景服务信息。结果表明:在奥运会期间,天津易出现高温、暴雨、雷暴和雾等不利天气;而大风、扬沙、冰雹的概率相对较小。相对而言,8月中旬至9月上旬,这些不利的极端天气气候事件发生的概率小,对各项赛事的开展较为有利。     

2004年的极端天气和气候事件及其他相关事件的概要回顾

韩国3月暴雪,德国7月飞雪,我国华南近50年最严重的秋冬连旱、东北百年一遇的春旱,加勒比海地区连续异常猛烈的飓风,欧洲夏季高温,东太平洋上出现一次弱El Nino现象.2004年仍是气象灾害频繁发生的一年,创历史记录的极端天气继续出现.     

极端天气和气候事件的变化

自1950年以来的观测证据表明,有些极端天气和气候事件已经发生了变化。全球尺度上,人为影响可能已经导致极端日最低和最高温度升高;由于平均海平面上升,人类活动可能已对沿海极端高水位事件的增加产生了影响;具有中等信度的是,人为影响已导致全球强降水增加;由于热带气旋历史记录的不确定性、缺乏对热带气旋与气候变化之间关联的物理机制的完整认识及热带气旋自然变率的程度,将可检测到的热带气旋活动变化归因于人为影响仅具有低信度。将单一的极端事件变化归因于人为气候变化具有挑战性。对极端事件变化预估的信度取决于事件的类型、区域和季节、观测资料的数量和质量、基本物理过程的认知水平及模式对其模拟的可靠性。     

伊犁河谷气候变化特征分析

用伊宁国家气象观测站1952—2005年的气象资料,分析伊犁河谷54a来的气候变化情况。伊犁河谷气候增暖增湿现象较明显,增温率为0.41℃/10a,特别是冬季气温偏暖明显;降水偏多趋势较明显,增幅为21.2mm/10a。由于气候变暖,伊犁河谷极端天气气候事件发生的频率增加,造成的影响更加严重。     

华北地区春季和夏季降水特征及与气候相关的分析

利用美国NCEP再分析月平均资料及我国华北地区25个气象站1951~2003年53年的月降水资料,研究了华北春季和夏季降水的年代际和年际变化特征及与大气环流的联系。结果表明,华北春季和夏季的年代际和年际变化特征有一定的差别,春季降水存在3种典型降水类型,即“全部一致型”、“东西型”和“东北西南型”。第一特征向量为主导,其时间变化系数与春季降水量特征基本一致,说明华北春季降水主要受西北气流影响,具有降水偏多(少)一致性特征。降水偏多、偏少年异常场差值显示春季华北主要受东亚上空的异常反气旋环流影响,其底部偏东气流在南海、台湾海峡一带转向向北一直吹到华北。华北夏季降水存在3种典型降水类型,即“全部一致型”、“南北型”和“东西型”。降水偏多、偏少年异常场差值显示夏季华北受副高西侧西南气流的影响从印度孟加拉湾携带大量水汽从西南方向吹向华北,带来较多的降雨。     

潮州市夏季高温气候变化趋势及影响系统

统计分析1957~2007年共51年潮州高温天气的气候变化趋势,探讨影响高温天气的天气形势及主要影响系统,并分析了不同天气系统影响下高温的地面风场特征、空间分布特征。结果表明:①高温天气既与全球气候变暖的大背景有关,又与区域大气环流系统密切相关,同时城市热岛效应、太阳活动、厄尔尼诺等因素也是导致高温天气不可忽视的因素;②西太平洋副热带高压是造成潮州高温天气的主要天气系统;③受热带气旋外围下沉气流控制是潮州出现高温的重要原因,也是出现历史极端最高气温的主要原因;④潮州夏季高温日数总体呈增多趋势;⑤高温的空间分布具有地域性;⑥不同天气系统影响下高温的地面风场不同。     

淮河流域夏季极端降水事件的统计预测模型研究

采用年际增量预测方法, 通过考察与淮河流域夏季极端降水事件发生频次(HRF)年际增量相关的环流, 确定了5个预测因子:冬季北太平洋涛动、12月南极涛动、春季3～4月南印度洋气压、春季3～4月白令海气压、春季3～4月印尼—澳洲附近经向风垂直切变;然后利用这5个预测因子, 通过多元线性回归方法建立HRF年际增量的预测模型, 进而预测HRF。交叉检验表明, 在1962～2005年的后报中, 这个预测模型对HRF显示了较高的预测技巧, 预测结果与实测间的相关系数为0.67, 表现出较高的预测潜力, 对淮河流域夏季极端降水事件的预测具有较大的应用价值。     

Change in Extreme Climate Events over China Based on CMIP5

The changes in a selection of extreme climate indices(maximum of daily maximum temperature(TXx),minimum of daily minimum temperature(TNn),annual total precipitation when the daily precipitation exceeds the 95th percentile of wet-day precipitation(very wet days,R95p),and the maximum number of consecutive days with less than 1 mm of precipitation(consecutive dry days,CDD))were projected using multi-model results from phase 5 of the Coupled Model Intercomparison Project in the early,middle,and latter parts of the 21st century under different Representative Concentration Pathway(RCP)emissions scenarios.The results suggest that TXx and TNn will increase in the future and,moreover,the increases of TNn under all RCPs are larger than those of TXx.R95p is projected to increase and CDD to decrease significantly.The changes in TXx,TNn,R95p,and CDD in eight sub-regions of China are different in the three periods of the 21st century,and the ranges of change for the four indices under the higher emissions scenario are projected to be larger than those under the lower emissions scenario.The multi-model simulations show remarkable consistency in their projection of the extreme temperature indices,but poor consistency with respect to the extreme precipitation indices.More substantial inconsistency is found in those regions where high and low temperatures are likely to happen for TXx and TNn,respectively.For extreme precipitation events(R95p),greater uncertainty appears in most of the southern regions,while for drought events(CDD)it appears in the basins of Xinjiang.The uncertainty in the future changes of the extreme climate indices increases with the increasing severity of the emissions scenario.     

黑龙江省气候变暖对极端天气气候事件的影响

黑龙江省1980年以来气候变暖已成为事实，气候变暖导致天气气候极端事件的发生，主要表现在：①大雨暴雨次数增加；②30℃以上极端最高气温平均日数下降；③-30℃以下极端最低气温平均日数明显减少；④初霜日平均后延2～5天；⑤终霜日，北部中部提前3～5天而南部延长；⑥夏季低温次数明显减少，北部减少多于南部；⑦大旱年次数增多，大涝次数北少南多，西南部地区为旱涝敏感区。     

Simulation of Climate and Weather Extreme Indices with the INM-CM5 Climate Model

The simulation of extreme weather indices with the INM-CM5 and INMCM4 climate models for modern climate which were developed in the Institute of Numerical Mathematics of Russian Academy of Sciences is considered. It is shown that the INM-CM5 model improved the simulation of almost all indices concerning temperature (especially to its minimum values) and precipitation (mean total precipitation, mean precipitation intensity) extremes and concerning consecutive dry days and consecutive wet days. At the same time, the simulation of indices connected with extreme heavy precipitation became worse. It was found that this shortcoming can be minimized by introducing the vertical mixing of horizontal wind for the large-scale condensation and deep convection.     

气候过渡带温度变化与淮河流域夏季降水的关系

淮河流域是我国南北气候的过渡带,气候过渡带位置的南北变动对淮河流域的降水有显著的影响。利用1952～2001年的温度和降水资料,计算了气候过渡带位置的变化和淮河流域降水与旱涝的关系,发现气候分界线位置的南北移动与淮河流域夏季降水呈显著负相关,即气候分界线北移夏季降水减少、气候偏旱;气候分界线南移则夏季降水增加、气候偏涝。气候分界线与淮河流域夏季降水的这一对应关系反映了春季冷空气活动的强度和时间对淮河流域夏季和梅雨降水有重要影响,即春季(特别是3月下旬)冷空气南下活动较强年份的夏季降水可能异常偏多。     

漠河极端气温气候特征及其变化

采用相关系数法和对比分析法,分析了1963-2000年38年间中国最北部的漠河极端最低气温和极端最高气温的气候特征及其气候变化.结果表明:漠河是中国最冷的地方,不仅在中国气象史上创下了-52.3℃的极端最低气温最低极值,且每年极端最低气温都在-38℃以下;年极端最高气温为38.0℃;极端气温年较差很大,最小为73.1℃,最大为87.0℃,1980年代后明显变小;极端最低气温总体变化不明显,但1990年代上升显著,10年间平均升高1.6℃;极端最高气温总体变化显著,为升降交替变化,1970年代显著升高,10年问平均升高了1.6℃;1980年代明显下降,10年间平均下降了1.1℃;1990年代上升,10年间平均上升0.7℃;年极端最低气温出现在11月、12月、1月和2月,1月最多,占52%;年极端最高气温出现在5-9月,7月最多,占47%;日极端最低气温多出现在4-7时;日极端最高气温多出现在14-16时;特别值得一提的是:漠河1963-2000年间1-12月的月极端最低气温都曾经出现过零下的记录.     

2010年夏季欧亚异常阻高演变过程及对天气气候的影响

2010年6—8月,北半球存在欧亚遥相关,异常最早出现在北大西洋高空急流出口区,为负扰动,扰动沿遥相关波列向下游传播,造成莫斯科地区的高温热浪以及巴基斯坦与中国西北和东北部的暴雨洪涝。遥相关分析表明,急流出口区的负扰动首先引起俄罗斯西部的正扰动,阻塞高压发展,造成持续高温干旱;之后引起西亚北部的负扰动,造成冷空气频繁南下,与北上和西进的印度季风交汇在巴基斯坦北部,造成极严重的洪涝;8月初扰动沿高空急流继续向下游传播,在我国西北、东北以及朝鲜半岛造成洪涝,甘肃舟曲突发性大暴雨和泥石流以及松花江暴雨就发生在这个时期。由于2010年夏季整个欧亚地区经向型环流异常发展,高空急流经向分量很大,这导致高、低纬冷暖空气在不同地区持续相互作用,不仅使阻塞高压在中高纬俄罗斯西部异常发展、强大和持续,而且使低纬巴基斯坦发生严重洪涝,以及我国中纬度地区的强烈暴雨。季风活动在引发上述暴雨洪涝起着十分关键的作用,分别表现为来自低纬阿拉伯海和孟加拉湾的两支暖湿气流与沿着阻高东侧南下的冷空气在巴基斯坦北部上空交汇;来自印度洋、太平洋的暖湿气流和中纬度西风带的水汽在我国东北以及朝鲜半岛上空交汇。