SRES A2、B2情景下宁夏地区日较差、夏季日数及霜冻日数变化的初步分析

利用Hadley气候预测与研究中心的区域气候模式系统PRECIS(Providing Regional Climate for ImpactsStudies)进行宁夏地区SRES A2、B2情景下2071-2100年(2080s时段)日较差、夏季日数及霜冻日数变化响应的初步分析。将ECMWF1979-1993年的再分析数据(ERA15)作为边界条件驱动PRECIS模拟宁夏地区的日较差、夏季日数及霜冻日数。模拟值与台站实际观测资料进行的对比分析表明,PRECIS能够模拟出宁夏地区这些极端指标的空间分布差异和年际变化,总体上来说,日较差、夏季日数模拟值偏大,南部地区霜冻日数的模拟值偏小。3个极端指标气候基准时段(1961-1990年)的模拟频率和观测频率的对比分析表明,PRECIS能够模拟出极端指标的频率分布。另外,用观测数据对模式数据进行了订正,经验证,订正后的值与观测值的吻合程度明显提高。相对于Baseline,SRES A2、B2情景下2080s宁夏大部地区的日较差将减少;夏季日数将增加,两种情景下平均每年增量分别可达69d和48d;而霜冻日数将减少,两种情景下平均每年减少量分别可达50d和36d。

宁夏夏季日数相关要素的变化特征及其对气候变暖的响应

采用1961—2010年宁夏逐日最高气温资料,分区域分析了夏季日数相关要素的变化特征及其对气候变暖的响应.结果表明,各区域夏季日数均有上升趋势,于1997—1998年发生突变,夏季日数上升速率为2.6~3.9 d/10 a,其中引黄灌区最大;日最高气温〉25℃的起始和终止日期分别有提前和推迟趋势,起始日期提前增加了春季发生霜冻的风险性,引黄灌区和南部山区分别有以起始日期显著提前和终止日期明显推迟为特征的延长趋势;中北部地区夏季日数的极端性趋势显著.各要素对气候变暖有不同程度的响应,响应趋势及显著性与各要素变化趋势基本一致;年平均气温每增加1℃,夏季日数增加9.5~11.1 d,南部山区增加最多;日最高气温〉25℃的终止日期对气候变暖最为敏感,其他要素突变时间均滞后于年平均气温的突变时间.

甘肃省夏季暴雨日数特征及其与大气环流关系

利用1974-2013年甘肃省80个站逐日降水和NCEP/NCAR再分析资料,采用经验正交函数、系统聚类及合成分析方法,对甘肃省夏季暴雨日数分布特征及其与大气环流的关系进行了分析。结果表明,近40年甘肃省夏季暴雨日数在1989年、2002年和2009年经历了3次明显的年代际变化;甘肃省夏季暴雨日数可分为河东强河西弱型、甘岷山区型、陇南陇东型和全省型4种;暴雨日数分布类型与东亚夏季风有密切关系,形成暴雨的水汽多来自于南海地区,河东强河西弱型和陇南陇东型与冷空气活动有关。河东强河西弱型对应贝加尔湖冷涡加强,冷空气南下,季风位置更加偏西北,南海和东海地区的水汽输送偏东。甘岷山区型对应季风位置偏北,南海和孟加拉湾地区水汽输送偏西,在甘南地区汇合。陇南陇东型对应伊朗高压和蒙古低压减弱,冷空气活动减少,季风位置偏东南,南海地区水汽输送偏东南,冷空气回流致陇南陇东地区易形成降水。全省型对应季风位置偏向青藏高原地区,南海和渤海地区水汽输送主要西伸北进,影响甘肃大部分地区。

西北地区东部夏季降水日数的变化趋势及其气候特征

以西北地区东部(95°E～112°E,32°N～41°N)104个测站1960～2000历年夏季(6～8月)降水日数资料为基础,通过EOF和REOF等分析方法,研究夏季降水日数时空分布的异常特征。结果表明西北地区东部夏季多年平均降水日数的地区分布特点是西部多、东部少,沿祁连山山脉存在一个降水日数较多中心区域,并且降水量和降水日数均呈增多趋势。降水日数的空间异常主要表现为一致性异常和南北相反异常两种类型。根据REOF方法可将西北区东部分为5个不同降水日数气候区,即甘肃中东部及河套区、渭水流域区、河西走廊区、青海高原北部区、青海南部区和四川北部区。20世纪80年代以来,西北地区东部大部分地区降水日数呈现减少的趋势。冬季(或夏季)青藏高原地面加热场强度偏强,甘肃河西及祁连山地区、宁夏南部等地夏季降水偏多(或少),青海东南部-甘肃南部-渭水流域夏季降水日数偏少(或偏多)。

太平洋年代际振荡与江苏夏季雷暴日数年代际变化的联系

利用1961年1月至2012年12月太平洋年代际振荡指数(Pacific Decadal Oscillation Index,PDOI)、NCEP/NCAR再分析环流数据集和江苏13个市级观测站点的夏季雷暴日数观测资料,分析了PDO与江苏夏季雷暴日数年代际变化的联系及其可能原因。结果表明,春季PDOI与江苏夏季雷暴日数均具有明显的年代际波动,两者年代际变化的趋势几乎相反:20世纪70年代中期以前和2006年以来,均对应PDO的冷位相和江苏夏季雷暴的多发时期,而20世纪70年代中后期至21世纪初,PDO处于暖位相期,江苏夏季雷暴频数明显偏少。PDO冷期,欧亚大陆和西太平洋地区夏季海平面气压和500 h Pa位势高度呈现大范围的负距平环流异常,近地面亚洲热低压显著增强,对流层中层极涡易于偏向亚洲区,青藏高原北部亚洲中部大槽加深,西太平洋副热带高压偏弱偏东,印缅槽偏强。在此环流形势下,夏季江淮流域上空低层有较强的异常西南水汽输送,江苏上空低层偏湿、中层偏干,上干下湿的垂直分布有利于对流不稳定的产生。同时,PDO冷期,江苏上空低层辐合、高层辐散,有明显的上升运动,并具有较强的低层垂直风切变,为夏季雷暴的发生、发展提供了有利的气象条件;PDO暖期,则情况相反。PDO作为一种比较稳定的年代际尺度的气候变率强信号,其对应的环流异常为雷暴现象这类中小尺度天气现象的发生、发展提供了重要的环境背景和气象条件。

新疆夏季极端高温日数时空分布特征及其与大气环流异常的关系

利用1961—2016年新疆60多个台站的夏季每日最高气温,通过排列,采用百分比确定极端高温的阈值,并挑选出夏季极端高温日数。再对新疆夏季极端高温高发年与低发年的相应环流异常进行合成分析。结果表明:1961—2016年,新疆极端高温事件频次呈逐年上升趋势。极端高温低发年,则相反。

时间尺度分离在华南夏季极端高温预测中的应用

基于高温日数存在受不同物理因子影响不同时间尺度变率的特征,应用滤波对华南夏季高温日数进行时间尺度分离,得到高温日数的年代际分量和年际分量。统计分析高温日数总量、年代际分量和年际分量在各自对应时间尺度上的影响因子,采用"向前"交叉检验逐步回归法,分别建立高温日数总量、年代际分量和年际分量的回归模型。高温日数总量的回归模型即为高温日数不区分时间尺度的直接回归模型,而两个分量回归模型拟合结果的叠加,即为高温日数时间尺度分离统计模型对总量的拟合。利用十折交叉检验法,对高温日数直接回归模型和时间尺度分离统计模型的拟合结果进行比较:相比高温日数直接回归模型,时间尺度分离统计模型的年代际分量均方根误差由2.6降低到2.3,与观测数据的相关系数由0.69提高到0.73(显著性水平α=0.01);年际分量均方根误差由3.2降低到2.9,与观测数据的相关系数由0.4(α=0.1)提高到0.48(α=0.01);高温日数总量均方根误差由4.1降低到3.7,与观测数据的相关系数由0.48提高到0.62(α=0.01)。1979~2010年拟合时段华南夏季高温日数的回报结果表明:两模型回报结果与观测数据均存在明显相关(α=0.01),直接回归模型的相关系数为0.57,时间尺度分离统计模型提高到0.72。2011~2013年独立检验时段的预测结果表明:直接回归模型预测结果的平均均方根误差为26.4%,时间尺度分离统计模型降低到12.3%。初步结果表明,两模型对华南夏季高温日数均有一定的预测能力,而时间尺度分离统计模型的预测结果有所改进。

中国气候变化温度指数的空间特征

运用气候变化检测、监测和指数专家小组制定的与温度相关的气候变化指数,对1961～2008年我国278个气象站温度指数的空间特征进行了研究。结果表明,冰点日数从西北向东南逐渐较少,全国范围内绝大部分地区冰点日数呈减少趋势;夏季日数普遍在50d以上,整个东部地区,除了东北大部分地区外,夏季日数都在100d以上,全国范围内大部分地区夏季日数呈增多趋势;我国的生长期普遍在150d以上,自北而南随着纬度的降低生长期逐渐增加,研究的278个站点中,有236个站点生长期的趋势系数为正值。

中国气候变化温度指数的空间特征(英文)

运用气候变化检测、监测和指数专家小组制定的与温度相关的气候变化指数,对1961～2008年我国278个气象站温度指数的空间特征进行了研究。结果表明,冰点日数从西北向东南逐渐较少,全国范围内绝大部分地区冰点日数呈减少趋势;夏季日数普遍在50d以上,整个东部地区,除了东北大部分地区外,夏季日数都在100d以上,全国范围内大部分地区夏季日数呈增多趋势;我国的生长期普遍在150d以上,自北而南随着纬度的降低生长期逐渐增加,研究的278个站点中,有236个站点生长期的趋势系数为正值。

东亚夏季风的变化特征及其对甘肃夏季暴雨日数的影响

采用NCEP/NCAR再分析资料,计算了1974—2013年乔云亭等定义的东亚季风指数,研究了东亚夏季风的变化特征,利用甘肃省80个站逐日降水资料,分析了东亚夏季风对夏季甘肃暴雨日数的影响。结果表明:(1)夏季,西南季风、东南季风和偏北季风存在明显的年际变化且有所差异。(2)夏季,西南季风、东南季风对甘肃省暴雨日数的影响存在很大差异:当西南季风盛行时,西太平洋副热带高压位置偏西,东亚大槽位于贝加尔湖至中国西北部,冷空气与西太平洋副热带高压输送的暖湿气流在陇东南一带交汇,贝加尔湖至张掖为西南暖湿和西北干冷气流,孟加拉湾水汽输送在陇东南地区辐合,造成河东陇南南部、天水东部、平凉、庆阳西部一带和河西张掖地区暴雨日数偏多;当东南季风盛行时,西太平洋副热带高压西伸北抬,冷暖空气主要交汇于甘肃中西部,孟加拉湾西南水汽输送在河东西南部辐合,造成甘南高原、甘肃中部、河西武威一带和酒泉地区暴雨日数偏多。