中国南方冬季最低温延伸期预报方法尝试

未来10~30天的延伸期预报一直是当前的难点问题.本文针对对极端低温事件异常敏感的中国南方地区,构建了预报时效为25天的冬季最低温的有效延伸期预报模型.利用1979/1980—2019/2020年冬季日平均再分析资料,本文研究发现,在季节内尺度,相比于原始变量,利用当候值减去其5候前值的增量方法可以放大和延长预测信号.中国南方地区的土壤温度和平流层50 hPa位势高度作为影响南方冬季最低温的关键因子,它们通过影响西伯利亚地区环流异常、北大西洋涛动以及欧亚遥相关型,对中国南方冬季最低温进行调制.由于两个增量形式的关键因子具有50天的准周期性,存在超前5候的显著自相关,超前5候增量形式的土壤温度和平流层极涡异常可以有效预报我国南方最低温增量.将预报的最低温增量,加上5候前的观测,得到的独立试报时段(2009/2010—2019/2020年冬季)的最低温与观测的时间相关系数为0.45,极端低温日命中率为57%.本研究使用的增量方法可以为当前极端天气事件的延伸期预报提供新思路.

基于ARIMA的延安市秋冬季最低温度预报研究

利用延安市2000—2018年10月到次年2月13个国家基本站逐日最低温度,以及2018年10月到2019年2月陕西省秦智24 h预报模式2 m最低温度产品资料,对延安市秋冬季最低温度进行预测和预报检验。结果表明,秦智预报模式秋季最低气温预报准确率为72.9%,冬季预报准确率仅为63.2%,冬季预报准确率比秋季下降了9.7百分点。采用差分自回归移动平均模型(auto-regressive integrated moving average model,ARIMA),秋季的预报准确率可达96.0%,冬季的预报准确率为94.7%。ARIMA预测的10月、11月、12月、1月、2月最低温度的准确率较秦智预报模式分别提高近27.8百分点、18.4百分点、32.1百分点、26.2百分点、36.1百分点,秋季预报准确率提高了23.1百分点,冬季预报准确率提高了31.5百分点。

冬季路面最低温度统计预报方法对比研究

基于2018—2020年G6京藏高速(简称“G6高速”)兴和服务区、卧佛山隧道出口两个交通气象站观测数据,分析了冬季路面最低温度日变化特征,利用逐步回归、回归树、最小二乘支持向量机及深度神经网络4种统计预报方法,开展了简单特征方案及复杂特征方案下冬季路面最低温度预报建模和检验。结果表明:冬季夜间路面最低温度与气温接近,上午迅速增温,13时左右提前于气温达到峰值。在模型验证过程中,兴和服务区、卧佛山隧道出口复杂特征方案在4项评价指标方面均好于简单特征方案。从总体评价指标来看,深度神经网络效果模拟最好,其中复杂特征方案中兴和服务区准确率可达74.72%,平均绝对误差为2.53℃,卧佛山隧道出口准确率高达96.38%,平均绝对误差为1.14℃,可应用于路面温度预报业务。

以树轮宽度重建九寨沟1750年以来冬半年平均最低温度

利用四川九寨沟地区树轮宽度年表对该地区1750A·D.以来的冬半年(上年11月到当年3月)平均最低温度进行模拟重建,重建方程的方差解释量为46·2%(调整自由度后为45·1%)。结果表明,九寨沟地区在重建期间平均最低温度较低的时段主要有1814～1844年和1937～1984年两个阶段;而平均最低温度较高的时段主要有1795～1813年和1984年至今两个时期,其中1984年之后的升温时段尤为显著,与川西其他地点冬季温度重建非常相近。计算显示,与尼泊尔Kathmandu冬半年平均气温(上年10月到当年2月)相比,九寨沟地区冬半年平均最低温度存在显著2年滞后(r=0·27,p<0·0001),而1825年前后及1970年前后两个冬季低温时段在两个地点大体是一致的,这些现象表明青藏高原周边地区冬半年温度变化的趋同性。功率谱分析表明,九寨沟地区冬半年平均最低温度2·11～6·86a的准周期与ENSO周期比较一致,而18·46a准周期则显示了该地气温变动与天文准19a周期有一定关系。

重建墨西哥湾沿岸各州1799—1988年最低温度序列

一、引言现代仪器记录表明,在过去的几十年里,美国东南部冬季最低温度已经下降到历史最低点。这与早期文献中反映该地冬季平均温度在降低的记载是一致的。极端最低温度影响范围的增大,对这个地区产生了明显的负生态效应,特别是柑桔和观赏植物业已遭受了很大损害。

统计降尺度方法在青海省冬季最低温度预测中的应用

利用2003—2007年国家气象中心T213L31全球中期数值预报模式逐日输出产品与青海地区25个气象站的观测数据作为试验资料,利用相关系数和逐步回归进行因子选择,并以单隐层神经网络和多元回归作为降尺度方法进行对比研究,用2003 2006年间的11月1日～次年3月1日的资料作为训练样本,以数值预报产品和前一日观测的最低温度作为因子,建立青海省25个气候站的冬季最低温度的24,48,72 h预报模型,并且以2006年12月和2007年的1、2月作为24,48,72 h逐日最低温度预报试验时段。试验表明,对于青海地区来说,青海北部地区的预报命中率总体好于南部高原地区;在4种对比方案中,以选择数值预报资料结合前一日地面观测的最低温度作为主要因子的方法相对较优,随着预报时效的延长,24 h历史实况的作用逐渐减弱;对于所有台站来说,这4种方案各有优缺点,没有一种方案可以完全代替其他所有方案;在实际业务运行中,对不同的台站应采用不同的预报方案进行实际业务预报。

旱地春小麦产量对逐日最低温度和最高温度变化响应的模拟与分析

为了探索气温波动对旱地春小麦产量的影响,对逐日最低温度和最高温度2个因素进行了9种水平的交叉组合设计,应用APSIM(Agricultural Production System Simulator)模型模拟各种情况下春小麦产量,采用二次多项回归、单因素边际效应分析和通径分析研究春小麦产量对逐日最低温度和最高温度变化的响应。结果表明:当最高温度不变时,最低温度每升高0.25℃,最大增产1.40%,平均增产1.34%,最低温度升高对春小麦产量的影响为正效应;当最低温度不变时,最高温度每增加0.25℃,最大减产2.88%,平均减产2.42%,最高温度升高对春小麦产量的影响为负效应,产量随最高温度的升高呈二次抛物线下降变化;最低温度和最高温度之间存在负的协同效应,最高温度升高造成春小麦的减产效应超过最低温度升高的增产效应。平均温度的升高引起春小麦减产,主要是由最高温度的升高引起的。

中国近四十年最高最低温度变化

利用中国１９５１－１９９０年的实测资料，在剔除测站迁移和城市化热岛效应对气候变化趋势的可能影响之后，研究了中国最高温度、最低温度的时空变化趋势特点。结果表明，最高温度在９５°Ｅ以西及黄河以北地区普遍呈增温趋势，而在东部黄河以南却呈降温趋势；最低温度在全国普遍呈增温趋势，在高纬度地区增暖最明显。这种变化使得日较差表现出明显的减少趋势。虽然最高、最低温度变化的准周期性规律是一致的，但它们的线性变化趋势却呈现出明显的不对称性。最低温度的显著升高反映了近４０ａ中温室效应持续加强的迹象。进一步的分析表明。

青海高原近40年来最高和最低温度变化趋势的初步分析

利用青海１９５９～１９９６年月平均最高、最低气温以及总云量和日照时数等资料，在剔除台站迁移较大的站点之后，对青海高原近４０年来最高和最低温度的变化特征及其与云量和日照时数的关系进行了初步分析。结果发现，近４０年来青海高原最高气温秋冬季为弱的升温趋势，春季则为明显的降温趋势。最低气温各季都为升温趋势，秋、冬季最为明显，春、夏次之。无论最高、最低或是平均温度的变化趋势，都是高海拔地区（３０００ｍ以上）比低海拔地区（３０００ｍ以下）弱。相关分析表明，最高温度的变化与总云量和日照时数有关，最低温度的升高则与总云量的增加有关。

山东近百年来的最高、最低温度变化

对济南 ( 1 91 9～ 2 0 0 2年 )、青岛 ( 1 90 0～ 2 0 0 2年 )年及四季的平均和平均最低 (高 )气温序列进行诊断分析 ,结果表明 :近百年来年平均最低气温和平均气温都呈上升趋势 ,但前者的增温率明显高于后者 ;最高气温青岛呈上升趋势 ,而济南却呈下降趋势 ;济南、青岛出现两次突然增暖 ,其中 30年代的增暖以白天增暖较多 ,而 80年代以来的增暖主要发生于夜间 ;由于日夜增暖的不对称性 ,导致第二次增暖期比第一次增暖期气温日较差明显变小。

低温环境下地面输气管道最低温度计算方法

为避免发生低温脆断,油气输送管材标准通常都规定了管材冲击功及冲击试验温度。为了确定管材冲击试验温度,必须先确定管道最低设计温度,即管道在正常工作过程中管壁可能达到的最低温度。为此,首先采用数值方法,同时考虑管内介质流动和管外环境散热影响,建立了管道壁温耦合传热计算模型;为了便于工程应用,进一步修正提出了一种计算低温环境下钢管最低壁温的工程计算方法。数值计算得到的管道截面气体平均温度与苏霍夫公式计算结果相对差值小于5%,工程方法计算得到的管道最低壁温与数值计算结果绝对差值不超过0.5℃,这就说明所采用的两种最低温度计算方法准确、有效。研究结果还表明,低温环境下地面输气管道最低壁温随着输气量的减小而降低,因而在确定管道最低设计温度时,应限定管道正常工作过程中的最小输气量,以此为基础来计算确定低温环境下管道的最低壁温。

基于树轮宽度重建的河南石人山地区1850年以来季节最低温度及20世纪增温（英文）

气候变化影响农业生产和相应的管理活动。中原地区位于我国中部,地域广阔,是我国重要的粮食生产基地。了解这一地区的历史气候变化极为重要。目前我们对这一地区过去几百年气候变化历史的了解主要来自于历史文献记载,缺乏自然地质记录的证据。本研究从河南石人山地区获取了一组油松树轮样本,在树轮宽度和现代气象观测记录统计相关分析的基础上,建立转换方程,重建了石人山地区1850—2011年上年10月至当年6月的平均最低温度。重建对观测温度(1958—2011年)的解释方差达到48.8%。重建中较暖时段有1892—1906年和1995—2011年;较冷期主要发生在1875—1890年、1910—1932年和1967—1980年。石人山地区自20世纪10年代以来持续增温,20世纪80年代以后增温更为显著(重建的10个高温年中9个都出现在1998年之后),表明石人山地区的温度重建结果能够捕捉20世纪以来的全球变暖信号。树轮宽度和温度的正相关关系也表明如果石人山地区未来持续变暖,将为油松的生长创造有利条件。本文重建中的冷暖时段与研究区附近其他地区温度序列中的冷暖时段较为一致,表明我国中部温度变化在较大区域范围内较为同步。空间场分析进一步证实了上述分析。此外,重建温度与全球海温(SST)的空间场分析表明石人山地区温度变化与西太平洋海温、印度洋和北大西洋海温变化密切相关。

基于DERF2.0模式1～52天最低温度逐日预报的检验评估

利用国家气候中心第二代月动力延伸预报模式系统(DERF2.0)1983 2013年历史回算数据中20个全样本集合平均的最低温度数据,对3月中国中纬度地区模式最低温度1~52天逐日预报能力进行了评估。结果表明,通过计算绝对误差的绝对值AE、均方根误差RMSE和相关系数R发现前10天预报可信度较高,预报时效越短,可信度越高,超过10天之后预报可信度越来越低。为了分析模式误差的深层次原因,利用集合经验模态分解方法(EEMD)对数据进行分解,DERF2.0模式和观测数据的高频分量IMF1和趋势项R为主要分量,低频分量IMF2占的比重较少。分析发现,DERF2.0模式在10天之后预报能力下降的主要原因是高频分量IMF1的预报能力下降。通过分析历年的结果,发现各项方差贡献率年际变化不大,比较稳定,高频分量IMF1和低频分量IMF2方差贡献率和观测数据相比普遍偏低,趋势项R方差贡献率和观测数据相比每年都偏高。DERF2.0模式应该针对高频扰动继续加强研究,提高DERF2.0预报升温降温过程的能力。

理想气体任意过程最高和最低温度的计算方法

给出理想气体任意过程最高和最低温度的三种计算方法 .用p -V图中的直线过程、圆过程、椭圆过程为例 ,计算该过程最高。

内蒙古近40年最高、最低温度变化特征

利用内蒙古25个气象站1961—2003年的月平均最高、最低气温和日较差资料,通过计算气候倾向率、小波变换和突变检验,分析了内蒙古近40年气候变暖特征。结果表明:①近40年我区气候变暖明显,最低温度升幅明显高于最高温度的升幅,表现出一种日夜增暖的不对称性,使得日较差变小;②在年温度的变化中冬季变暖的贡献最大,且以东北部寒冷地区更为明显;③平均最高温度有24年左右的准周期,平均最低温度无明显周期震荡,但无论从最高还是最低温度看,目前我区都处于相对暖期中;④我区20世纪60年代以来的气候变暖在70年代中期超过了显著水平,并经历了一次突变过程,突变点在1983年,而最高温度对变暖的响应明显滞后于最低温度。

陕西省近40年最高最低温度变化

利用陕西省1961～2002年的实测资料,在剔除城市热岛效应对气候变化趋势的可能影响之后,使用自然正交函数展开,得到冬、春、夏、秋4季最高、最低温度第1特征向量.第1特征向量均为正值,且方差贡献均超过60%,所对应的时间系数能代表最高、最低温度的时空变化.由此研究了陕西省最高温度、最低温度的时空变化趋势特点：冬、春、夏、秋4季,无论最高、最低温度1980年以后均呈增温趋势,这种变化趋势的中心区域普遍在关中中、西部和渭北;而近10多年来温度日较差除秋季外,有增大的趋势,这可能主要是由于云量的减少所致.

人工观测与自动观测地面最低温度的差异分析

分析在地面温度下降到零度以下时,自动站的地面最低温度与人工站的地面最低温度差异明显增大的原因,为两者资料能正确应用提供依据。

闽东北冬季极端最低温度分析

通过2003—2004年冬季近一个月考察结果简要分析了冬季极端最低温度的情况,研究指出,县市局测定极端最低温度并不能代表全境,纬度越高,极端最低温度越低,涵江极端最低温度最高值并未出现在相对高差一半以上,各引种果园极端最低温度都高过福鼎市局,说明原先区域选择是有效的,且研究表明日岙果园、涵江果园越冬条件优于白岩果园。

青藏铁路青海段沿线冬春季地面最低温度预报方法研究

本文利用青藏铁路青海段沿线的14个气象站2000～2008年的逐日地面气象资料,分析了铁路沿线冬、春季地面最低温度的变化规律及影响系统,利用最优子集回归方法,建立了沿线地面最低温度客观、定量的预报方法。

城市生活消费对最低温度的影响研究

城市化进程、经济发展和城市生活质量的改善,对最低温度的提高起到了重要的作用。通过统计分析南昌、太原1956—2010年长序列最低温度资料,研究其变化规律,探讨了城市化进程、经济发展和城市生活质量的改善对最低温度的影响程度。1990年前的30多年里,两地下半年最低温度变化趋势倾向率十分小,最低温度变化缓慢,说明城市工业发展规模的适度控制可以防止温室气体对气候变化的影响。城市生活消费水平的提高,更应该倡导绿色消费,以延缓城市最低温度的升高。