基于DEM的秦岭山地1月气温及0℃等温线变化

以秦岭南北39个气象站点1959-2009年1月平均气温为基础,考虑地形因素对温度场的影响,采取基于DEM的空间插值方法,获取秦岭山地复杂地形下的1月气温空间插值数据集,并在此基础上提取1月0oC等温线,研究了50年来秦岭山地1月平均气温和1月0oC等温线的变化情况。结果表明:秦岭南北1月月均气温均表现为上升趋势,温度变化倾向率约为0.2oC/10a;50年来秦岭1月0oC等温线发生了明显上升,平均上升高度为143.7m。从经度上看,107°E～109°E范围内1月0oC等温线所处海拔高度的变化最为强烈,50年来上升高度达166.2m,明显高于东西两段;1993年是秦岭地区气温明显上升的突变点,气温突变后1月0oC等温线比突变前平均上升了113.82m。

基于ERA5-Land数据的1961-2020年喜马拉雅山地区气温变化特征

喜马拉雅山地区气温对全球气候变化敏感。由于海拔高、数据获取难度大,已有研究对喜马拉雅山区气候变化的认识并不充分。本研究基于高分辨率ERA5-Land数据,分析1961—2020年喜马拉雅山地区气温时空变化特征,评估其在喜马拉雅山地区的适用性。结果表明:(1)1961—2020年喜马拉雅山整体以0.13℃/10a的速率升温,但自1990年后升温速率显著增大至0.20℃/10a,以秋冬季变暖最为显著。(2)空间上,北坡升温高于南坡,东段升温快于西段。升温导致年平均0℃等温线上升100 m,且0℃等温线季节差异显著,其中秋季升高可达161 m,而春季升高仅70 m。(3)喜马拉雅山地区气温垂直变化存在海拔依赖性特征,中、东段升温峰值区位于海拔4000~5500 m处,而西段升温峰值区位于海拔3000~4000 m处。1961—2020年喜马拉雅山高海拔地区积雪面积快速减少,导致地表反照率降低进而地表吸收太阳辐射增加,形成气温升高—反照率降低—气温进一步升高的正反馈过程,这是高海拔升温显著的重要原因。全面认识喜马拉雅山高海拔地区气温的时空演变规律有利于应对变暖所导致的环境问题并提出相应策略。

1961-2013年河南省气温要素时空变化特征

河南省是中国的农业大省和重要的商品粮生产基地,农业生产抵御自然灾害能力较低,需要加强对河南气象要素研究,认识气象要素的变化规律,提高预测的准确性,减少灾害带来的损失。本研究以1961—2013年河南省17个观测站月均温为研究对象,运用Mann-Kendall检验、R/S分析法和空间插值等方法,从时间和空间2个方面分析气温要素的变化特征。结果表明:(1)近53年,年、春季、秋季、冬季和1月均温具有显著升高趋势,夏季和7月均温具有不显著降低趋势;(2)年、春季和秋季均温增温突变发生在20世纪90年代,冬季均温增温突变发生在1984年;21世纪初期以来,年、春季、秋季和冬季均温具有显著升高趋势;(3)通过R/S分析,未来河南省暖化的趋势将持续;(4)年和四季均温空间分布反映了地理学上2个重要的地带性分布规律;海拔较低的区域(东部、北部和南部)升温速率较高,海拔较高的区域(西部山区)升温速率较低;郑州、开封、新乡等地年和四季均温增温速率均是最大值,说明气温升高与人类活动有关;(5)近53年,不同时期的1月0℃等温线均位于淮河北侧,且具有较大的变幅,不能反映实际情况,今后运用1月0℃等温线作为中国南北分界线时需谨慎。

一次对流不稳定条件下飞机积冰的天气动力诊断分析

通过对2006年2月16日洛阳至广汉航线严重积冰过程诊断分析得到:青藏高原东部海拔3000～7500m之间强度较高的积冰生成与对流不稳定气象条件密切相关。K指数、上升速度和涡度平流等物理量可用于积冰的预报参考,大的K指数和K指数增长区、上升气流较强区域、正涡度平流区域与较强积冰区域对应。

超强台风强度与其过境海域上层海洋热力结构关系研究

分析了西北太平洋海域1993—2015年发生的超强台风过程的时空分布特征,发现超强台风高发区主要分布在菲律宾以东(124°~140°E,14°~20°N)海域。近20a来西北太平洋超强台风发生频率呈增加趋势。利用两层约化重力模型计算了西北太平洋海域26℃等温线深度(H26),通过ARGO资料评估验证了该方法的可靠性。基于超强台风最大风速分类,进一步讨论了超强台风最终发展强度和其过境前上层海洋热力结构的关系,发现超强台风过境前海洋H26越深、海面温度(SST)越偏暖,上层海洋有效热含量(UOHCv)值就越大且UOHCv正异常越大,越有利于台风短时间内发展增强到超强台风。分析显示,超强台风最终达到的强度和超强台风单位时间掠过海面的UOHCv量值密切相关。

137°E断面温盐年际变化特征分析

利用日本气象厅对137°E断面32个站位每年2次的连续观测资料,分析了此断面3°N～34°N在1967～2003年期间的温度、盐度特征及其年际变化。资料分析表明,该断面温度变化有2个极大值区,低纬度极大值区温度变化与厄尔尼诺事件有重要关联。在厄尔尼诺事件达到峰值前,此区域温跃层向上抬升,冬季此区域下层300～400 m处(北赤道逆流区)的温度出现与以上抬升反相位的变化,即在厄尔尼诺发生时可以加大等温线的倾斜,从而加强了北赤道逆流,在拉尼娜发生时正好相反。30°N以北的温度变化极大值区的温度变化主要受日本以南黑潮大弯曲的影响,当黑潮出现弯曲时,该区出现的气旋式涡旋造成深层水的上涌,导致该区200 m以深出现大范围降温。以700 m为界,日本以南黑潮区上、下层盐度的年际变化相反,这是由于该海域盐度的气候分布特征为中层低、上层和底层相对高所造成的。所以当水柱上涌时,原本的高盐水被低盐水代替,而原本的低盐水被高盐水代替,导致了以上反相位的变化。冬季28℃等温线的北端位置不仅有14 a的变化周期,而且整个暖池37 a来以平均每年0.1个纬距的速度向北移动。中层低盐水(34.2 psu等盐线分布)的强度分布有明显的年际差异,并且逐年加强。

1951—2014年淮河流域典型等值线变化特征

利用1951—2014年淮河流域29个站点月平均气温和月降水量数据,运用线性倾向估计、累积距平、Mann-Kendall检验及空间分析等方法,分析了1月均温和年降水量的时空变化特征.结果表明:过去64 a,1月均温呈显著升高趋势,升高速率为0.3℃/10a,1986年以后升温趋势显著,并于1973年发生升温突变;年代际方面,20世纪50年代均温最低,20世纪90年代均温最高.年降水量呈不显著减少趋势,减少速率为5.9 mm/10a;年代际降水量波动幅度不大,其中21世纪00年代平均降水量最高,21世纪10年代平均降水量最少.相较于淮河流域年均温变化,1月均温发生暖化突变时间早于年均温,说明1月均温在响应全球变暖方面更加敏感.过去64 a,1月0℃等温线和800 mm等降水量线与秦岭—淮河一线不重合,其主要原因是全球变暖导致的自然带显著北移.

1960—2019年秦岭气候带界限的变化研究

受全球变化的影响,温度带边界在空间上的变化呈现出向高纬度方向显著移动的趋势,其中亚热带区空间分布对全球变暖的响应较为敏感,对其边界空间变化特征的研究对于认识全球变化对自然景观的潜在影响具有重要科学意义。基于秦岭及其周边74个气象站点1960—2019年日均气温数据,选取保证率80%的日均温≥10℃持续日220天等值线和1月0℃等温线为北亚热带北界指标,探讨了近60年气候变暖背景下秦岭气候带界限的变化趋势。研究表明:(1)1960—2019年秦岭日均温≥10℃持续日呈显著上升趋势,其变化率为3.268 d/10 a;秦岭1月平均气温呈弱显著上升趋势,其变化率为0.179℃/10 a。(2)60年来秦岭北亚热带北界发生了明显的抬升,平均抬升高度约为228.89 m;从经度上看,中段106°~111°E范围内北亚热带北界的变化最为强烈,60年来上升高度达308.81 m,明显高于东西北三段(东段上升165.69 m,西段上升243.33 m,北段上升267.01 m)。(3)60年来秦岭北亚热带过渡带出现了明显的攀升,且向北移动;秦岭以北"跨越式"地出现北亚热带气候格局。气温突变后,秦岭北亚热带过渡带形成从秦岭南坡延伸到秦岭东部,并向北推进向西进入关中平原的格局,秦岭南坡作为北亚热带和暖温带的分界作用有所减弱。随着气候的变暖,秦岭北亚热带过渡带可能部分或整体转变为北亚热带,北亚热带将从秦岭南坡到秦岭北坡呈连续带状分布,北亚热带北界可能会跨越秦岭山脉。

近50年来豫西山地亚热带北界变化分析

利用ANUSPLIN对豫西山地及周边27个气象站点1964-2013年1月月均温进行插值处理,得到1月气温空间数据集,借助ArcGIS 10.0得到研究区近50年1月月均温的空间分布,并提取5条0℃等温线的年代际线.结果表明:150年来研究区1月月均温微弱上升,气温倾向率为0.037 6℃/10a,1964-2004年明显增加,气温倾向率为0.233℃/10a.2以111°40′E经线为分界线,西部亚热带北界沿垂直方向变化明显,1964-2003年上移152.9m,2004-2013年又下移222.8m,50年平均下移69.9 m.东部亚热带北界沿经线方向波动变化,1964-2003年北移幅度达到约1.2个纬度,2004-2013年又南移约1.1个纬度,50年平均北移约0.1个纬度.31986年是1967-2007年内气温上升的突变点,突变前后亚热带北界平均上移了165.5m.东段显著向北移动,移动幅度大约为1.5个纬度,最北端已达到35°N附近.