3种方法对中国探空温度资料均一性检验对比分析

利用美国国家气候数据研究中心开发的Pairwise均一性检验订正方法、加拿大环境研究中心开发的PMFT方法和PMT方法,结合20世纪再分析资料和详细的元数据信息对1951—2008年中国123个探空台站的温度资料进行均一性检验和订正。结果表明:3种方法对中国探空温度资料订正幅度和订正前后的趋势变化存在差异。产生差异的主要原因,一方面由于Pairwise方法设计的问题,导致对中国大部分台站同时改变辐射误差订正方法和系统升级造成的断点检测能力较弱;另一方面由于PMFT方法未使用参考序列,不能去除气候变化本身的变化趋势,导致PMFT方法在断点判断上存在漏判的现象。而PMT方法结合20世纪再分析资料的客观判断方法较适合中国探空资料的均一性检验和订正,其订正结果表明,利用该方法得到的中国探空温度数据的统计学特征在低层小于全球尺度探空温度的订正结果,而在高层基本和全球探空数据的订正尺度相当。两个间断点和0.0—0.2℃的订正量所占的比例最大。从中国范围来看,对流层为增温趋势,这种增温趋势随高度的增加逐渐减弱,至对流层顶100 h Pa转为弱的降温趋势。

辐射误差订正方法改变对中国探空资料温度序列的影响

辐射误差订正是探空观测过程中最重要的误差订正之一,辐射误差订正方法的引入和订正方法的修改是造成中国探空温度资料非均一性问题的最主要原因。本文利用加拿大环境部开发的惩罚最大F检验(PMFT)方法,结合详细的元数据信息对中国区域123个探空台站的温度资料进行均一性检验和订正。结果表明:中国大多数探空台站均存在由于辐射误差订正方法改变造成的资料不连续问题。由于辐射误差订正方法改变造成中国探空温度序列产生的间断点数占总间断点数的46.17%。从订正幅度可知,00时统计得到的温度订正量值随高度增加,订正量均为负值,较高层次的温度订正量值明显大于低层的温度订正量值。

中国地面相对湿度非均一性检验及订正

利用加拿大环境部气候研究中心研发的PMTred和PMFT方法,选取均一的邻近站为参考站,使用相关系数权重平均构建参考序列,结合元数据信息,对1951—2014年中国2400多个国家级地面站月平均相对湿度进行了非均一性检验与订正,并分析了造成相对湿度序列非均一的主要原因。结果表明,中国地面相对湿度资料存在较严重的非均一问题,68%的台站存在断点,人工观测转自动观测、迁站和时次变化是造成序列非均一的主要原因。整套资料负订正量所占比例较高,订正范围主要集中在-5%~0之间,这种负订正量与人工转自动观测后相对湿度观测值偏低有密切关系。这也使得订正后中国平均相对湿度趋势与订正前存在明显差异,订正前中国平均相对湿度呈下降趋势,订正后相对湿度没有趋势性变化。