全球“变暗”和“变亮”时期中国地面温度变化研究

利用中国90个气象站年平均地面日最高、日最低温度和地面太阳辐射数据,分析了在全球变暖背景下全球"变暗"和"变亮"时期中国地面温度的变化特征及其与到达地面的太阳辐射(SSR)变化之间的联系。结果表明,在全球"变暗"时期,年平均地面日最高和日最低温度的差别较大,日最高温度先下降后缓慢上升,日最低温度先平缓变化后快速上升,日最低温度的上升速率始终大于日最高温度,且两者变化速率之差>0.3℃.(10a)-1。从空间分布上看,年平均日最高和日最低温度都表现出明显的南北差异,中高纬度地区(35o N以北)增温(或保温)的趋势更强,这与该地区SSR下降幅度相对较小一致。在全球"变亮"时期,年平均地面日最低温度继续上升,相对于"变暗"时期升温速率变化不大;而年平均日最高温度上升速度明显加快,此时年平均日最高和日最低温度的升温速率趋于一致。年平均日最高温度仍有明显的地域差异,中低纬度(35°N以南)地区的升温速率大于中高纬度,这与中低纬度SSR上升而中高纬度SSR下降有较好的对应关系;年平均日最低温度没有表现出这种南北差异,与SSR变化也没有很好的对应关系。尽管20世纪90年代后SSR开始上升,但目前SSR仍未恢复到"变暗"初期(60年代)的水平,而当前地面日最高和日最低温度已远高于"变暗"初期。

1961～2009年我国地面太阳辐射变化特征及云对其影响的研究

基于我国100个地面站点的地面太阳总辐射、日平均云量资料分析1961～2009年我国地面太阳辐射(Surface Solar Radiation,SSR)变化特征及云在不同时期对SSR的影响。结果显示:1961～2009年我国SSR经历了先下降后上升的变化过程,其中1961～1990年SSR显著下降("变暗"),下降速率为-4.3%/10 a(7.87 W m–2(10 a)–1),各地SSR变化趋势比较一致;1990年后SSR开始上升("变亮"),上升速率为2.8%/10 a(2.4 W m–2(10 a)–1),各地SSR变化趋势不如前一阶段一致,但没有显著的地域分布特征。晴空条件的设置对1961～1990年各站点SSR变化特征影响不大,仍为大范围下降("变暗"),但对1990～2009年的结果影响显著。相比全天空条件的结果,晴空条件下1990～2009年我国SSR变化有明显的南北特征,南方地区以"变亮"为主,而北方地区大多继续"变暗",但"变暗"速度减缓。1961～1990年我国总云量总体呈小幅下降趋势,下降速率很慢,这一时期总云量与全天空SSR没有很好的对应关系;1990～2009年我国总云量总体呈小幅上升趋势,有显著的南北分布差异,北方地区以上升趋势为主,南方地区以下降趋势为主,期间云量与全天空情况下SSR有很好的对应关系。这些结果表明,在"变暗"阶段,云对SSR的作用不显著,而在"变亮"阶段,云的作用变得较为突出。

基于随机森林方法的中国地表短波辐射估算

利用中国气象局的辐射观测资料和气象观测资料,基于随机森林方法构建地表短波辐射估算模型,估算模型的相关系数为0.99,绝对偏差为0.01 W/m^2,均方根误差为8.88 W/m^2。利用估算模型构建中国1958~2015年长时间序列地表短波辐射数据集,通过与已有数据集的精度对比,发现所构建的地表短波辐射数据集精度更高。