1959—2009年甘肃极端温度时空变化及其与AO相关分析

利用1959—2009年甘肃省24个台站的逐日最高和最低气温资料,运用百分位法定义了不同台站的逐年最高温度的极端高值、最低温度的极端低值。研究了甘肃省51 a来极端温度的时间变化特征;运用多元线性回归及空间插值法分析了其空间变化特征,并运用Pearson系数分析了极端温度与北极涛动(AO)相关关系。结果表明,甘肃省51 a最高温度的极端高值时间变化特征总体呈增加趋势,陇东及陇南地区增温显著;最低温度的极端低值显著增加的地区则为甘肃中部及西南部地区。最高温度的极端高值大值区地域集中在河西走廊西部地区,小值区在祁连山区及甘南高原;最低温度的极端低值大值区集中在陇东及陇南地区,小值区则在河西走廊的祁连山区。甘肃地区最低温度的极端低值与AO的相关关系要比最高温度的极端高值更为显著。

基于概率加权估计的中国极端气温时空分布模拟试验

引入一种计算简便、有效性高 ,并可代替极大似然法的优良参数估计方法———概率加权法 (PWM) ,利用Gumbel分布对中国极端气温时空变化特征作“当前”与“未来”气候的模拟试验。结果表明 ,这种方法具有较高的拟合优度。利用适应性较强的Weibull分布拟合中国逐日高 (低 )气温的原始分布 ,在此基础上 ,借助于蒙特卡洛随机模拟产生未来平均气候情景下的极端高 (低 )气温统计概率特征。模拟试验表明 ,在未来气候条件下 ,若平均气温升高 1 0℃ ,中国各大区域极端高 (低 )气温的概率有一定的变动规律可寻。

中国不同气候区高、低温及强降水阈值

基于中国国家气象信息中心提供的2 426套逐日温度和降水观测资料,以气候区划新方案为区划方案,采用分组法、排序法、插值法、正态变换法、平方根变换法、立方根变换法,分不同气候区分别计算了高、低温和强降水逐月阈值。经验证,该研究结果具有一定的气候代表性和可信性,其结果可为极端高、低温和极端暴雨气候事件的实时监测预警服务提供参考依据,同时也可为实时探测数据质量控制提供基本参数。

夏季极端高温对武汉市人口超额死亡率的定量评估

利用1998—2008年夏季(6—8月)武汉市居民逐日死亡人数(率)及同期逐日气象要素,分析极端高温对超额死亡率的影响程度及其阈值,采用逐步回归法建立定量评估模型,并进行预报效果检验和典型年回代检验,以便开展高温对健康影响的评估及医疗气象预报。结果表明:武汉夏季人群超额死亡率可以定量表述;极端高温对超额死亡率影响最大,湿度、气压、风速几乎没有影响;超额死亡率随日最高气温升高呈指数规律增加,高温致超额死亡的阈值为35.0℃,"热日"比"非热日"平均死亡率高出50.7%;采用日最高气温≥35℃的有效累积温度及当日平均气温建立超额死亡率评估模型,对2003年夏季一次高温热浪过程进行回代试验,其中2007年和2008年夏季的评估试验效果较好,表明该模型可用于实际评估业务中。

基于动态重现期的极端高温气候评估方法研究

利用全国754站逐日最高气温观测序列,在论证极端温度概率分布与非平稳性关系的基础上,构建和比较了多种非平稳广义极值模型,定义了极端高温的动态重现期和重现水平,提出了一种极端高温事件的新型评估思想和方法,并将其应用于极端气候变化研究。通过该方法可以更好地解释极端事件的真实极端性,有效地增强极端事件之间的可比性,从而保留更多历史极端气候事件的信息。动态重现期的变换运用可对当前极端事件发生的真实状态和趋势提出更准确评估。该方法的提出可有效澄清学术领域和公共舆论对于多年一遇极端事件的理解上长期混淆重现期的绝对值和概率性这一分歧和谬误。

上海市极端高温天气变化特征

利用1960—2013年上海市徐汇站日最高气温、日最低气温和相对湿度及2004—2014年上海市10个气象站夏季日最高气温与日最低气温等观测资料,采用夏季日最高气温、高温日数、暖夜日数、高温热浪指标、炎热日数和广义极值分布等分析了上海市极端高温天气的变化特征。结果表明:1960—2013年上海市夏季日最高气温明显升高,暖夜日数和高温热浪指标明显增加,均在2013年达最大值,炎热日数和广义极值分布在1976年出现转折呈两种变化趋势。2004—2014年上海市徐汇站极端高温现象最显著,奉贤站、金山站和崇明站极端高温现象最不显著。不同极端高温指标可综合表征极端高温事件的变化趋势。

基于GPD的夏季空调室外计算温度确定方法

为以概率方式确定空调室外计算温度,提出用广义帕累托分布(GPD)描述室外空气湿球和干球极端高温数据概率分布的方法.以天津市30年气象数据为基础,建立了极端高温数据的GPD模型,以此确定了历年平均不保证50,h的空调室外计算温度.从数据采集频率、气候变化和地域气候类型适用性3个角度验证了GPD方法的适用性.结果表明:GPD密度曲线与经验分布曲线吻合度较高,对天津市而言,GPD法确定的空调室外计算温度与"规范法"差值不大于0.1,℃;GPD法对气象数据采集频率不敏感,分别以逐时和定时数据为统计基础确定的室外计算温度相差最大的是干球温度,差值为0.1,℃;此外,GPD法可以准确反映气候变暖带来的室外计算温度变化,并且对不同地区不同特征的气候也具有良好的适应性.综上,GPD法可以用于空调室外计算温度的统计确定.

山西省夏季极端高温的时空变化及特征分析

利用山西省67个国家气象观测站1971-2020年夏季6~8月的日最高气温数据,依据百分位法计算、统计得到山西省夏季极端高温阈值、强度和天数,并通过反距离加权法、克里金法、薄盘光滑样条法插值得到山西省夏季极端高温阈值、强度的空间变化规律,评价了极端高温综合强度;在此基础上通过Theil⁃Sen法分析了山西省夏季最高气温的变化规律,并通过Mann⁃Kendall法对最高气温进行突变检验。结果表明:1971-2020年山西省夏季极端高温阈值变化范围为29.4~37.7 ℃,强度为30.2~38.4 ℃,自北向南递增;1971年以来山西省夏季极端高温天数为5.8~8.0 d·a^(-1),晋南>晋北>晋中,晋西>晋东,1997年前及2011年前后极端高温综合强度较弱,而1997-2011年及2011-2020年极端高温综合指数变化幅度加大,极端性整体增强;山西省夏季最高气温整体呈显著上升,平均上升速率为0.3℃·10 a^(-1),晋北、晋中和晋南上升速率分别为0.3 ℃·10 a^(-1)、0.3 ℃·10 a^(-1)和0.2 ℃·10 a^(-1);突变检验结果表明晋北和晋中区域最高气温突变发生时间为20世纪90年代末,晋南区域突变发生在2000年左右。研究结果对未来山西省、华北地区及全国极端高温的预测、极端高温影响评估及对策提出具有重要意义。

泉州湾高铁斜拉桥桥塔截面均匀温度分量极值研究

根据泉州湾高铁斜拉桥桥塔1年实测温度和气象资料,采用Bootstrap方法建立桥塔截面均匀温度分量的最大熵极值模型,分析桥塔截面均匀温度分量的日变化和年变化特征,估算桥塔截面均匀温度分量在不同重现期的温度代表值。预测一定重现期内桥塔截面均匀温度分量日极值的时程曲线及其表达式,得到均匀温度极值的时空特征。研究结果表明:桥塔截面均匀温度分量以年为周期随季节变化,呈余弦式曲线波动;春秋季的桥塔截面均匀温度分量日变化幅值比夏季的大,但远小于年变化幅值,对桥塔变形的影响可忽略不计;桥塔截面均匀温度分量50年一遇和100年一遇的最高温度代表值分别为36.09℃和36.48℃,最低温度代表值分别为3.91℃和3.52℃;本文所提方法可为桥塔等结构根据短期温度实测值建立极值概率模型并预测极端环境条件下桥塔等结构的均匀温度极值。

储存试验站的温湿度特征分析研究

从温湿度的变化趋势、年较差、极端最高值、极端最低值等方面分析研究了储存试验站(长春、无锡、广州、西沙和拉萨)从1995-2005年的监测数据。结果表明,5地的温度变化趋势基本一致,而湿度变化趋势则不同。年较差最大的是长春,最小的是西沙。极端最高温度最高的是无锡;极端最低温度最低的是长春。广州的极端最高湿度最大;拉萨的极端最低湿度最小。5地的温湿度在变化趋势上有相似之处,但更多的是差异性。因而,在进行环境应力的信息开发应用时,应综合考虑温湿度多方面的特性。

华东地区夏季极端高温特征及其对植被的影响

基于中国华东地区79个气象站1971-2006年夏季逐日地面最高气温和1981-2006年先进超高分辨率辐射计(AVHRR)的归一化植被指数(NDVI)资料,分析华东地区夏季极端高温热浪频次和平均持续时间的空间分布特征,并利用Morlet小波变换分析极端高温次数的周期性变化规律,同时采用奇异值分解(SVD)研究华东地区极端高温次数与植被指数之间的联系。结果表明:(1)华东地区夏季极端高温热浪频次的空间分布主要以北低南高,东低西高,平原高山区低为主。平均持续时间相对于频次,其高值区更靠近沿海。(2)华东地区夏季极端高温次数主要受22a、9a、4a左右的尺度波动影响。其中22a左右的时间尺度为第一主周期,周期振荡在整个时域中表现较稳定。第二主周期为9a左右,周期振荡的振幅从1994年开始逐渐由小增大,将对未来产生重要影响。(3)华东地区夏季极端高温次数与NDVI存在显著相关。当华东中南部地区夏季极端高温次数偏高时,江苏东部地区的夏季植被覆盖度偏低,而山东北部地区和江西西南及西北地区的夏季植被覆盖度偏高;当山东中部地区夏季极端高温次数偏低时,山东东北地区的夏季植被覆盖度偏高,而江苏东部、福建南部和江西北部的夏季植被覆盖度偏低。

近56年江西省极端高温事件的时空演变特征研究

本文根据江西省1961—2016年81个台站逐日最高气温资料,采用百分位值法、EOF分析、morlet小波等方法分析了江西年极端高温事件的时空演变特征及其对区域性增暖的响应程度。结果表明:(1)近56a江西省极端高温阈值在34℃～36.7℃之间,高值区主要出现在赣东北和赣中大部分地区,低值区位于赣北北部环鄱阳湖区和赣南南部地区;出现频次最多的地区位于赣东北和赣中吉安地区,赣南地区极端高温出现频次相对较少。(2)江西省年极端高温事件发生频次全省比较一致,此外还有北部与中南部出现相反的变化特征。(3)江西省年极端高温频次呈增长趋势,出现过2次明显的突变,同时存在12～14a、23a左右的年代际振荡周期和6～9a的年际周期。(4)江西省年极端高温事件发生频次同平均气温呈正相关,且南部地区对区域性增暖的响应较中北部明显。