基于贺兰山青海云杉(Picea crassifolia)树轮对过去202a最低气温的重建

在全球变暖的影响下,全球水文气候发生深刻变化,而季风与非季风过渡带地区气候复杂多样,所以摸清该地区过去长期气候变化规律是亟待解决的问题。利用36棵青海云杉(Picea crassifolia)的66个树轮样芯建立了季风与非季风过渡带典型地区(中国贺兰山地区)1798—2016年(219 a)的青海云杉树轮宽度年表,并且通过皮尔逊相关法分析了树轮宽度年表与该地气候因子的相关性。结果表明:(1)青海云杉径向生长与该地的年平均最低温(R2=0.638,P<0.001)关系密切,利用线性回归方程重建贺兰山1815—2016年年平均最低温序列,重建方程的缩减误差和有效系数分别为0.808、0.482。(2)重建的年平均最低温序列在19世纪整体气温偏低,与学术界公认的“小冰期”一致,到19世纪后期,气温逐渐回升,并且气温序列出现了显著的暖期和极暖年,气温在19世纪50和90年代以及20世纪90年代发生3次气温突变。(3)Morlet小波分析显示了6 a、21 a和46~56 a的周期性分布特征。南方涛动、太平洋十年涛动和大西洋多年代际涛动是这种周期性变化的驱动因素。(4)大尺度空间相关分析表明重建的气温序列对大尺度区域的气温变化具有较好的空间表征,如内蒙古大部和宁夏大部。进而重建的季风与非季风过渡带典型地区年平均最低气温序列揭示了该地的气候变化特征,为全球气候变化研究提供参考。

兰州市最低气温及气温日较差对消化系统疾病的影响

为研究兰州市日最低气温(T_(min))与气温日较差(DTR)对当地消化系统疾病入院的影响,利用Spearman相关系数定性分析兰州市2016年3月至2021年5月消化道病患病人数与同期气象要素关系,通过广义相加模型和分布滞后非线性模型定量分析T_(min)、DTR对患病人数的影响。结果表明:(1)夏半年T_(min)适中偏低(6℃~11℃)时相关疾病风险升高(T_(min)=10.3℃,RR=1.215,95%CI:1.118~1.319,RR表示相对危险度,95%CI表示95%置信区间),且累积滞后风险突出、高于该阶段极端低温影响;极低T_(min)与偏大DTR共存时,综合效应可显著增加入院风险。(2)冬半年低温(T_(min)<-10℃)仅产生弱影响;T_(min)偏高(>5℃)时对入院当日危险度的影响较大(T_(min)=9℃,RR=1.28,95%CI:1.11~1.48),且与剧烈的日内温差(DTR>20℃)共存时入院风险最高,上述情形多见于秋冬过渡时期。简言之,年内不同阶段气温对消化系统疾病的影响差异明显,气温变幅大亦可增加消化道脆弱性。

不同集成方法对云南日最低气温的集成预报试验

通过前期对ECMWF-thin地面2 m气温在云南不同地区日最低气温各时效预报产品的检验,结果显示数值模式对云南不同地区日最低气温的预报性能,随预报时效延长并非一致性下降,而是呈现波动性降低。本文在此基础上,采用算术平均集成、相关权重集成、误差订正集成、相关权重与误差订正综合集成、预报准确率评分权重集成、准确率评分与误差订正综合集成等方法分别构建6种集成预报模型,并开展对云南省不同地区站点的日最低气温的集成预报试验。结果表明,6种集成方法对云南省不同地区站点日最低气温的集成预报效果均较未经集成的原始预报有明显提升,但不同集成方法对同一地区日最低气温的改进效果不同,同一种集成方法在不同地区的集成预报效果也有所不同;6种集成模型中简单的算术平均集成预报效果相对较差,而既考虑前期相关性和技巧评分,同时又考虑前期预报误差变化的综合集成效果相对较好;值得注意的是随着预报时效的延长,各种集成方法对原始预报效果的改进更加显著,具有很好的参考意义。

1981—2022年西藏平均最高、最低气温的时空变化特征

利用西藏38个气象站点1981—2022年逐日最高气温、日最低气温资料,分析了西藏近42年来年平均最高、最低气温的空间分布特征,采用气候线性倾向估计公式、Mann-Kendall检验法对西藏年平均最高、最低气温的时间变化进行分析。结果表明:近42年西藏年平均最高、最低气温均存在明显空间差异,高值区在东南部,低值区在西北部,主要呈现从东向西逐渐减小趋势;四季平均最高气温空间差异显著,大体呈现北部及南部边缘一带较低,东部、西部略高的特征。四季平均最低气温总体呈现从东向西低-高-低的空间分布特征,春季、秋季的空间差异更明显。年平均最高气温以0.4℃/10a的趋势升温,各站点均呈升温趋势,2003年后上升趋势更加显著,并于2000年发生突变。全区年平均最低气温升温趋势更显著,为0.5℃/10a,各站点除贡嘎站基本无变化外,其余各站均呈上升趋势。四季平均最高、最低气温均呈现升温趋势,且四季平均最低气温增温趋势比平均最高气温更加显著。

海口市气温变化及最高最低气温的非对称变化

利用海口市近52年四季及年平均气温、平均最高、最低气温及极端最高最低气温资料,研究其变化趋势,结果表明,各个季节(春季除外)和年平均气温都存在显著的增高趋势,其中冬季和年平均气温增温趋势非常显著;最高、最低气温的非对称变化显著,增温主要发生在夜间,无论平均最低气温还是极端最低气温都存在显著的增高趋势,白天气温变化趋势都不显著;气温日较差都呈显著的下降趋势;各个季节(冬季除外)及年气温突变性增温主要发生在夜间,且在前期夏季白天气温发生跃变性降温。

1961—2013年东北地区夏季最低气温变化特征分析

本文选取1961—2013年东北地区93个测站月平均最低气温资料,分析了东北地区夏季最低气温的变化趋势、时空分布特征。结果表明:1961—2013年,东北地区除黑龙江省和内蒙古北部地区的夏季平均最低气温有减弱趋势外,其他地区的夏季平均最低气温均有升高趋势;20世纪80年代之前夏季平均最低气温异常偏低的多,但80年代之后升温显著;东北地区夏季最低气温变化的最主要特征为全区变化一致型,体现为持续升温趋势。此外,还有平原与山脉异常反向分布、南北向分布型等。

基于极轨卫星的贵州日最低气温遥感推算初探

日最低气温是判断作物是否遭受低温冷害的主要因子,开展日最低气温推算在作物低温冻害保险理赔服务中具有实际应用意义。该文以贵州省为例,选取了2016年2月10日、2023年1月31日(代表冬季)和2017年4月1日(代表春季)贵州省范围内的小时气温、遥感反演的夜间地表温度、地表高程、遥感水汽含量等多源数据,对数据进行预处理和质量控制后,采用相关分析法分析不同数据与日最低气温的线性相关关系,利用相关性显著的地表温度、经度、纬度、水汽含量和高程数据构建了3个不同日期的日最低气温线性推算模型。经验证,使用线性显著参数构建的最优多元线性回归模型推算的2016年2月10日、2017年4月1日和2023年1月31日的最低气温平均绝对误差(MAE)分别为1.224℃、0.894℃和1.727℃,均方根误差(RMSE)分别为1.518℃、1.201℃和2.132℃。表明采用夜间过境的卫星遥感地表温度对推算当日的日最低气温具有较好的效果,该研究对于低温农业保险应用具有一定的实用前景。

日光温室最低气温预报技术研究

为了准确预报日光温室内日最低气温,助力农户趋利避害,利用2018年—2020年冬季日光温室内外的气象观测资料,分别以温室外气温和温室外气温结合温室内气温为因子,采用逐步回归法对番茄日光温室和辣椒日光温室各建立两种最低气温预报模型。以前1 d温室外最低、最高气温和当天温室外最低、最高气温为因子建立的番茄日光温室最低气温预测模型的绝对误差(ABSE)和均方根误差(RMSE)分别为1.76℃和1.97℃,辣椒日光温室模型ABSE、,RMSE分别为1.06℃和1.31℃;以前1 d温室内外逐小时气温和当天温室外最低气温为因子建立的番茄日光温室最低气温预测模型ABSE和RMSE分别为0.44℃、0.55℃,辣椒日光温室最低气温预测模型ABSE和RBSE分别为0.52℃、0.67℃。

吉林省冬半年极端最低气温频数的气候特征分析

采用1966-2015年吉林省冬半年46个台站逐日最低气温资料,对吉林省近50 a来极端最低气温频数的时空变化特征进行分析,结果表明:1966-2015年吉林省冬半年极端最低气温频数变化一致,均呈减小趋势,1980年前后发生了明显突变;近50 a来最显著的减小趋势位于通化地区南部,最不显著的减小趋势位于白城地区,较弱的减小趋势位于白山和延边地区;吉林省冬半年极端最低气温标准差的分布存在一定的南北差异,其中白城地区极端最低气温频数的离散程度较大,白山地区极端最低气温频数离散程度较小;吉林省冬半年极端最低气温事件频数的空间差异明显,各个地区近50 a来冬半年极端最低气温频数均呈现波动变化,但变化幅度及趋势不一致,所出现的极端最低气温频数异常增多和减少年份均不一致。

最高最低气温预报中的“温差订正法”

新余市与分宜两台站相邻,直线距离约20公里,但气温差异尤其是最高最低气温的差异十分明显,在制作县站指导预报中,开始我们没有具体地考虑到这种差异,结果造成预报与实况差得太大,影响了服务效果.为此,我们利用新余本身对温度预报的优势,在35年气候差异分析的基础上进一步探讨各种天气条件下两地的温度差异,运用“温差订正法”制作分宜的温度报,取得了预期的效果.

SRES B2情景下中国区域最高、最低气温及日较差变化分布特征初步分析

本文利用Hadley气候预测与研究中心的区域气候模式系统PRECIS进行中国区域气候基准时段（1961-1990年）和SRESB2情景下2071—2100年（2080s）最高、最低气温及日较差变化响应的分析．气候基准时段的模拟结果与观测资料的对比分析表明：PRECIS具有对中国区域最高、最低气温及日较差的模拟能力，能够模拟出中国区域最高、最低气温及日较差的局地分布特征．对SRESB2情景下相对于气候基准时段的最高、最低气温及日较差变化响应分析表明：中国区域2080s时段年、冬季和夏季平均最高、最低气温变化均呈一致增加的趋势，北方地区增温幅度普遍大于南方地区．夏季东北地区极端高温事件发生的频率将会增加，而冬季华北地区极端冷害事件发生频率将会减少．未来中国区域年平均日较差将出现北方地区减小而南方地区增加的趋势．冬季长江中下游以南地区日较差呈增加趋势，而夏季华东地区、西北地区及内蒙古中部日较差将呈减小趋势，其中在青藏高原北部地区存在一个较强的低值中心．

中国近50年来日最低气温变化特征研究

利用1951～2000年全国241个测站1、4、7、10月(分别代表冬、春、夏、秋四季)及年平均的日最低气温资料,将中国划分为8个区域,并对不同区域在不同季节的日最低气温的变化特征进行了研究。结果发现:在全球气候变暖的背景下。日最低气温的增温是极为显著的,尤其是20世纪80年代中期之后,北方地区的增温比南方地区和青藏高原更加明显。20世纪70年代中期前后,日最低气温发生了近50年来的第一次变暖突变,此次变暖的趋势并不明显,而是以波动的形式表现出来,80年代中期后,出现了趋势极为明显的第二次变暖突变。研究不同季节的资料还发现,在南方及青藏高原地区夏季日最低气温有下降的趋势。

长白山地区近50年平均最高和最低气温变化

利用线性趋势法对长白山地区13个气象台站建站以来的逐日温度资料进行分析,确定该区域的气温变化趋势,同时通过Mann-Kendall方法确定突变点位置,并结合t检验法进行检验。结果表明:区域的年平均最高气温和最低气温都有极为显著的增加趋势,分别为每10年增加了0.23和0.46℃(α=0.001);近50年的最高气温和最低气温的时间系列都有一个突变点,其中最高气温的突变点出现在1995年左右,最低气温的突变点在1985年前后。这种变化使得温度日较差表现出明显的减小趋势,并在1972年出现一个突变点,前后平均相差0.8℃。区域各月最高、最低气温及气温日较差与日照百分率均有极为显著的相关关系,一定程度上反映了温室效应持续增强的迹象。

用树轮灰度重建乌孙山北坡4-5月平均最低气温

利用2006年采自新疆伊犁乌孙山北坡3个采点的树轮样本，建立了树轮宽度年表，采用树轮图像分析法进一步建立了3种宽度年表和5种灰度年表。相关分析发现，在所有参数年表中乌孙山北坡3个树轮标准化全轮灰度年表序列与该地区4—5月平均最低气温显著相关，相关系数最大可达-0．552。经多方面检验可知，利用树轮标准化全轮灰度年表重建该地区过去324a的4—5月最低气温是可信的。通过对重建最低气温序列进行功率谱分析发现乌孙山北坡4—5月最低气温具有31a、36a和48a的变化准周期；小波分析证实，31～32a的低频变化周期最为显著，1800年以前，震荡随时间推移逐渐减弱，周期逐渐缩短，19世纪后期震荡加强，进入20世纪，震荡减弱，逐渐趋于稳定。4—5月平均最低气温经历了11高11低的变化阶段。

青海省最高最低气温预报方法研究

针对青海省 4 2个预报站点 ,利用信息化资料统计的结果 ,根据预报员的预报思路 ,由常规资料给出各站最高最低气温的初始预报值 ,再结合数值预报产品和实时常规资料对初值进行客观订正 ,最后得到最高最低气温的预报值 ,依此来建立一种青海省最高最低气温客观预报方法。

杭州冬季塑料大棚内气温变化特征及日最低气温预报模型

利用2010-2012年冬季塑料大棚内外气象资料,分析晴天、多云、寡照3种天气类型下的单、双层棚内气温变化特征,采用逐步回归方法构建适于杭州地区的棚内日最低气温预报模型,并对模型进行拟合和预报试验。结果表明:单、双层棚内气温变化趋势基本一致,晴天、多云条件下日变化剧烈,阴雨寡照下较平缓。棚内日最低气温在晴天、多云条件下比寡照时低,易出现低温危害。棚内外日最低气温温差单层棚平均为2.0℃,双层棚平均3.0℃。日最低气温预报模型拟合结果表明,单、双层棚内日最低气温拟合值与实际值的均方根误差(RMSE)分别小于1.0℃和0.5℃,晴天、多云和寡照3种天气类型下,单层棚分别为0.5℃、1.3℃和0.7℃,双层棚分别为0.4℃、0.3℃和0.5℃;实际预报检验表明,模型具有较高的模拟精度和较强的实用性。

石羊河流域近50年最高最低气温变化分析

选取石羊河流域具有代表性的气象站近50 a的年、月最高最低气温观测数据,对春季、夏季、秋季、冬季及年最高最低气温序列进行直线拟合,分析了年和季节的变化规律,并对最高最低气温时间序列进行了小波分析和突变分析,分析了时间序列变化的周期性和突变性。结果表明:近50 a来石羊河流域最高气温和最低气温在所有的季节都是增高的,最低气温的增温趋势明显高于最高气温,且冬季最高最低气温增温最强,年的最低气温和最高气温的增温趋势和变化幅度明显,升温率分别为0.53℃/10 a和0.199℃/10 a;最高气温以25 a,20 a周期为主周期,最低气温具有一致性,年和季节都以25 a周期为显著,春季和冬季的最高最低气温主周期都是25 a,夏季的最高最低气温主周期都是20 a;年最高气温没有检测到显著的突变性,而年最低气温在1984年发生了突变,春季和冬季的最高气温分别在2003年和1986年发生突变,春季和夏季的最低气温都在2001年发生突变,秋季最高气温、最低气温和冬季最低气温的突变都发生在20世纪90年代初。

华中区域1960～2005年平均最高、最低气温及气温日较差的变化特征

利用华中区域(河南、湖北、湖南3省)42站1960～2005年逐月平均最高、最低气温资料,计算并详细分析了该区域年(季、月)平均最高、最低气温和气温日较差的线性变化趋势、突变性及周期性特征。结果发现:1)华中区域年平均最高、最低气温均呈现上升趋势,年平均气温日较差呈减小趋势,其中年平均最低气温变化最显著。2)平均最高气温在春、秋、冬均呈上升趋势;平均最低气温四季均呈上升趋势,其中春、冬季变化显著;平均气温日较差在夏、冬季下降趋势较为明显,其中以冬季降幅最大。3)全年有4个月平均最高气温呈下降趋势,其中8月最为显著;平均最低气温在冬、春季为明显上升趋势,其他月变化趋势不显著;平均气温日较差在冬、夏季呈明显下降趋势,其中1月最为显著。4)年平均最高、最低气温在20世纪90年代经历了一次由冷变暖的明显突变;四季中,平均最高气温春、冬季突变显著,平均最低气温春、夏季突变显著。5)年平均最高、最低气温存在显著的2～4a周期变化。

近50年来河南最高最低气温的非对称性变化特征

利用河南50个气象站点1959-2008年50a的气温资料,分析了河南区域年最高、最低气温及日较差的时空变化特征。结果表明:①1959-2008年河南区域年平均最高、最低气温在时间变化上为非对称性增长,年平均最低气温变化倾向率为0.237℃/10a;年平均最高气温变化倾向率为0.053℃/10a,前者增温幅度约为后者的4.5倍。②年平均最高、最低气温变化速度在空间分布上多数地区也呈不对称现象,最低气温在河南西北部和东南部的周口、漯河部分地区升温快,最高气温在西部的洛阳地区升温较快,而其它地区相对较慢,最终使气温日较差在东部和西北部减小幅度较大。③年平均最高气温在20世纪80年代最低,本世纪以来的8a最高;年平均最低气温在60、70和80年代均较低,本世纪以来的8a最高;年平均气温日较差在60年代最大,本世纪以来的8a最小。④年平均最高气温没有明显突变点,年平均最低气温在1997年发生突变,年平均气温日较差分别在1974年和1980年前后发生了突变。最高、最低气温变化速度不同以及突变点不一致,最终导致了气温日较差在突变点上的不一致。

1951～2002年中国平均最高、最低气温及日较差变化

利用1951～2002年全国733个台站的月平均最高、最低气温资料,对我国年、季平均最高、最低气温变化趋势的空间分布状况和时间变化特征进行了分析.结果表明:近52年来,我国平均最高气温的变化特征呈现北方增暖明显、南方变化不明显或呈弱降温趋势;年平均最低气温全国各地基本一致,呈明显的变暖趋势;无论是年还是季,平均最低气温的增暖幅度明显大于平均最高气温的增幅;我国年平均日较差多呈下降趋势,并在我国北方地区尤为明显,各季平均日较差亦均呈下降趋势,并以冬季的下降幅度为最大;年平均最高气温和最低气温的变化在年代际变化上基本呈现较为一致的步伐,即52年来主要的变暖均是从20世纪80年代中期开始,均在90年代后期达到了近52年来的历史新高,近年来又略有回落.