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基于EOF分解的辽宁省城市化气候效应检测

地理科学进展 2020年第9期39卷 1532-1543页

作者：敖雪翟晴飞崔妍周晓宇沈历都赵春雨宁喜龙沈阳区域气候中心沈阳110166 辽宁省人工影响天气办公室沈阳110166 阜新市气象局辽宁阜新123100

论文利用1961—2017年逐日气象数据以及社会经济数据,构建新的城市化指标,分析了城市化对辽宁气候变化的影响。研究表明:辽宁省气温呈显著增加趋势,国家站增温速率明显快于乡村站;城市化对平均最低气温影响最显著,平均气温次之,平均最... 详细信息

论文利用1961—2017年逐日气象数据以及社会经济数据,构建新的城市化指标,分析了城市化对辽宁气候变化的影响。研究表明:辽宁省气温呈显著增加趋势,国家站增温速率明显快于乡村站;城市化对平均最低气温影响最显著,平均气温次之,平均最高气温相对较弱;就四季而言,秋季城市化影响贡献率最大,冬季和夏季次之,春季相对较小。空间分布上,城市化影响高值区位于辽宁中部和西部地区,与辽宁省城市化发展水平基本吻合,城市化对气温的影响不是单一的,对于多数地区尤其是沈阳、大连等经济发展水平较高的地区,起到增温作用,但也对少数台站的升温起到了抑制作用。气温指标中,城市化对年和四季平均气温的影响最显著,对应模态均是第一模态,方差贡献率均在89%以上,空间相关性均通过显著性检验,其次是平均最低气温和日较差;季节变化特征上,冬季和春季的增温相对于秋季和夏季明显。降水指标基本对应第二模态,方差贡献率在9%~18%之间,城市化对气温的影响强于降水;结合时间系数,城市化效应表现为春季和冬季降水、大雨和暴雨日数略有增加,年、夏季、秋季降水、小雨、中雨日数减少。城市化对降水的影响表现出两面性,一方面使年降水和小量级降水减少,另一方面又使极端降水事件增多。

关键词：城市化 EOF 气候变化辽宁省

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城市化对辽宁省近地面风速的影响分析

气象 2020年第9期46卷 1153-1164页

作者：敖雪翟晴飞崔妍沈历都周晓宇赵春雨朱玲沈阳区域气候中心沈阳110166 辽宁省人工影响天气办公室沈阳110166

利用1979-2018年辽宁省逐月风速资料和再分析资料,结合卫星遥感分类方法,并采用UMR(urban minus rural)方法和OMR(observation minus reanalysis)方法定量分析了城市化对辽宁省近地面风速的影响。研究表明:近40年辽宁省年和四季风速均... 详细信息

利用1979-2018年辽宁省逐月风速资料和再分析资料,结合卫星遥感分类方法,并采用UMR(urban minus rural)方法和OMR(observation minus reanalysis)方法定量分析了城市化对辽宁省近地面风速的影响。研究表明:近40年辽宁省年和四季风速均呈减小趋势,城市站的减小速率明显快于乡村站,UMR值的变化趋势为-0.11 m·s^-1·(10 a)^-1,城市化影响贡献率为73.3%;空间分布上,辽宁中北部城市群减小趋势较明显,南部和东南部风速减小相对缓慢;UMR方法计算的城市化影响呈现自西向东逐渐增强的纬向分布形势。再分析资料的减小趋势与乡村站的减小趋势较接近,春季风速的减小速率最明显;OMR值的变化趋势为-0.10 m·s^-1·(10 a)^-1,对应的城市化影响贡献率为66.7%,利用两种方法计算得到的城市化影响和贡献率较一致,均能在一定程度上反映城市化对风速的影响。空间分布上,再分析资料显示渤海海峡风速呈微弱增加趋势,风速减小的高值区位于渤海北部和黄海北部。两种方法计算的城市化影响空间分布均呈现为西部和南部受城市化影响较小、中东部受城市化影响较大,一致性较好。

关键词：城市化风速气候变化辽宁省

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分析Nudging对辽宁地区降尺度的影响

地球科学进展 2018年第5期33卷 517-531页

作者：易雪李得勤赵春雨沈历都敖雪刘鸣彦沈阳区域气候中心辽宁沈阳110166 辽宁省气象台辽宁沈阳110166

利用分析Nudging方法,选取辽宁省2015年7月和10月作为夏季和秋季代表月份,开展不同分辨率嵌套网格上的分析同化试验,研究在不同分辨率的嵌套网格上使用分析Nudging对地面要素降尺度模拟的影响。结果表明,采用分析Nudging后,可以明显减小... 详细信息

利用分析Nudging方法,选取辽宁省2015年7月和10月作为夏季和秋季代表月份,开展不同分辨率嵌套网格上的分析同化试验,研究在不同分辨率的嵌套网格上使用分析Nudging对地面要素降尺度模拟的影响。结果表明,采用分析Nudging后,可以明显减小WRF模式模拟高空要素与大尺度背景场的差异,使模式在长时间的积分过程中能够与大尺度背景场保持很好的一致性,且在12 km和4 km分辨率上均采用分析Nudging相对于仅在36 km分辨率嵌套上采用分析Nudging效果更好。对于地面要素影响方面,不同分辨率嵌套网格采用分析Nudging相对于控制试验均可以提高地面2 m温度、相对湿度、10 m风速和降水的模拟准确度。总体来看,分析Nudging应用于12 km分辨率上的降尺度效果整体最优,当进一步在4 km分辨率嵌套上使用分析Nudging后,反而使得模式对温度、降水的模拟变差,说明在区域气候降尺度中,考虑大尺度背景场本身的分辨率,不宜在高分辨率嵌套网格上进一步采用分析Nudging。

关键词：区域气候场 WRF模式分析Nudging 降尺度气候模拟

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辽宁省气温变化趋势中的城市化影响研究

冰川冻土 2020年第3期42卷 1067-1076页

作者：敖雪崔妍翟晴飞周晓宇沈历都赵春雨宁喜龙沈阳区域气候中心辽宁沈阳110166 辽宁省人工影响天气办公室辽宁沈阳110166 阜新市气象局辽宁阜新123100

利用1961-2017年逐日平均、最低、最高气温资料、DMSP/OLS卫星夜晚灯光数据,定量分析了城市化对辽宁省平均气温和极端气温指数趋势变化的影响。研究表明:辽宁省气温呈显著增加趋势,城市站增温速率明显快于乡村站;平均最低气温增温率最快... 详细信息

利用1961-2017年逐日平均、最低、最高气温资料、DMSP/OLS卫星夜晚灯光数据,定量分析了城市化对辽宁省平均气温和极端气温指数趋势变化的影响。研究表明:辽宁省气温呈显著增加趋势,城市站增温速率明显快于乡村站;平均最低气温增温率最快,平均气温次之,平均最高气温相对较慢;四季增温速率依次为:冬季>春季>秋季>夏季;最低气温的城市化影响贡献率最大,平均气温次之,最高气温相对较小;城市站最低气温的明显升高和最高气温增幅较小,必将导致日较差明显减小和日较差城市化影响贡献率的增大。城市化加剧了辽宁省极端低温事件的显著减少和极端高温事件的明显增加,城市化对极端气温事件影响显著。与冷事件有关的极端气温指数的城市化影响均为负值,与暖事件有关的均为正值;相对指数的城市化影响贡献率较大,持续时间指数次之,除气温日较差以外的绝对指数相对较小。基于最低气温的极端气温指数比基于最高气温的极端气温指数受城市化影响更显著,其原因可能是城市热岛强度的非对称性以及城市站和乡村站气溶胶浓度之间的差异,导致最高气温的增加没有最低气温的增加显著。

关键词：城市化极端气温气候变化辽宁省

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系留气艇探测风速的误差订正及其应用评估

气象科学 2013年第5期33卷 485-491页

作者：王昊哲孙鉴泞朱莲芳刘鹏沈历都南京大学大气科学学院南京210093 苏州市气象局江苏苏州215131

使用系留气艇探空系统在常州、苏州、南京市区对边界层风速、温度、湿度廓线进行了观测,原始数据表明探测结果存在明显的系统误差。本文主要讨论风速订正问题,分析发现风速误差与高度和风速有关,据此提出了依据高度和依据风速的两种订... 详细信息

使用系留气艇探空系统在常州、苏州、南京市区对边界层风速、温度、湿度廓线进行了观测,原始数据表明探测结果存在明显的系统误差。本文主要讨论风速订正问题,分析发现风速误差与高度和风速有关,据此提出了依据高度和依据风速的两种订正方案。对比结果表明:两种方案都能有效修正系留气艇测量风速的系统误差,高度订正方案表现更好。本文还用订正后的系留气艇探测结果与苏州市气象局的风廓线雷达资料进行对比,结果显示风廓线雷达探测结果在500 m以下系统偏小。

关键词：系留气艇大气边界层探空资料风廓线雷达误差订正

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辽宁省积雪对自动气象站观测地气温差的影响

冰川冻土 2019年第2期41卷 293-303页

作者：朱玲顾正强龚强晁华李杨徐红周晓宇沈历都蔺娜沈阳区域气候中心辽宁沈阳110166 辽宁广播电视大学辽宁沈阳110034

利用1971-2016年辽宁省61个气象站气温、地表温度、积雪日数和积雪深度资料,分析了积雪的保温作用及其对地气温差的影响。结果表明:更换自动站前后地表温度观测方式的差异导致地气温差显著增大,地气温差的增大程度受所在区域积雪日数、... 详细信息

利用1971-2016年辽宁省61个气象站气温、地表温度、积雪日数和积雪深度资料,分析了积雪的保温作用及其对地气温差的影响。结果表明:更换自动站前后地表温度观测方式的差异导致地气温差显著增大,地气温差的增大程度受所在区域积雪日数、积雪深度的影响显著。在积雪期较长、积雪较厚的地区,积雪引起反照率增大,使得雪面温度降低,导致雪气温差减小,而雪的保温作用使得地气温差显著增大。因此,更换自动站前地(雪)气温差与积雪日数呈显著负相关,而更换自动站后地气温差与积雪日数呈显著正相关。各台站之间地气温差随积雪深度的变化系数差异较大,为0.045~0.858℃·cm-1,在年平均积雪日数40 d、年平均极端积雪深度>10 cm的区域,10 cm以下的积雪对土壤保温作用随积雪深度增大显著,当积雪深度>10 cm后,其保温作用随积雪深度增大的幅度明显减小。

关键词：地气温差积雪日数积雪深度保温作用更换自动站辽宁

三种风场再分析资料在辽宁省海岸带的比较与评估

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高原气象 2018年第1期37卷 275-285页

作者：敖雪翟晴飞崔妍周晓宇易雪沈历都赵春雨林蓉沈阳区域气候中心辽宁沈阳110166 辽宁省人工影响天气办公室辽宁沈阳110166

利用1981-2015年辽宁省海岸带20个气象站常规观测资料与同期ERA-Interim、JRA-55和CFSR三种再分析资料进行对比分析,讨论了风速场再分析资料在辽宁省海岸带的适应性问题。结果表明,三种再分析资料与观测资料的大风相关性均通过显著性检... 详细信息

利用1981-2015年辽宁省海岸带20个气象站常规观测资料与同期ERA-Interim、JRA-55和CFSR三种再分析资料进行对比分析,讨论了风速场再分析资料在辽宁省海岸带的适应性问题。结果表明,三种再分析资料与观测资料的大风相关性均通过显著性检验,ERA资料相关性最好,但ERA的最大小时风速明显较观测资料偏小。三种再分析资料在空间上的偏差有明显的不均匀性,绥中、兴城一带偏差较小,旅顺口站偏差较大;CFSR资料最大小时风速的偏差绝对值小于1的站点最多,适用性较好;ERA资料的大风次数与观测资料最为接近,且14:00(北京时,下同)最大小时风速和大风次数的偏差均较08:00偏小。三个海区最大小时风速平均绝对误差的差别不显著,基本在1.5~3 m·s-1之间,而大风次数的误差较显著,渤海海峡误差相对较大,黄海北部次之,渤海北部误差最小,其中CFSR资料的风速平均绝对误差最小。观测的最大小时风速和大风次数呈显著减少趋势,JRA和CFSR资料呈缓慢减少趋势,而ERA资料呈增加趋势;ERA和JRA资料的年代际曲线波动平稳,不能表现出观测资料的年代际变化趋势,CFSR资料与观测值最为接近,但是变化趋势较观测资料缓慢。在长期变化趋势空间分布上,CFSR资料的可信度相对较好,JRA资料次之,ERA资料差别较大。

关键词：再分析资料辽宁省海岸带最大小时风速大风次数

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辽宁省地温场结构及变化特征

冰川冻土 2017年第3期39卷 505-514页

作者：龚强汪宏宇朱玲徐红顾正强晁华蔺娜沈历都沈阳区域气候中心辽宁沈阳110166 中国气象局沈阳大气环境研究所辽宁沈阳110166

以辽宁省为例,采用统计分析方法,根据辽宁省61个气象站1951-2013年0~320 cm地温资料,分析了季节性冻土区地温场结构和变化特征。结果表明:地温最冷月出现时间随着深度增加而推后,辽宁各地浅层地温最冷月基本均为1月,深层地温最冷月为1-5... 详细信息

以辽宁省为例,采用统计分析方法,根据辽宁省61个气象站1951-2013年0~320 cm地温资料,分析了季节性冻土区地温场结构和变化特征。结果表明:地温最冷月出现时间随着深度增加而推后,辽宁各地浅层地温最冷月基本均为1月,深层地温最冷月为1-5月,深度越深温度越高。地温最热月出现时间也随深度增加而推后,浅层地温最热月为7、8月,深层地温最热月为8-10月,深度越深温度越低。越深层地温受地表影响越小,320 cm深度与地表的月平均最大温差达到19℃左右,40 cm深度与地表的月平均最大温差仅在8℃左右。随着深度增加,地温的季节变化减小,沈阳320 cm深度地温年内温差不足8℃。5~80 cm深度3-8月为储能期,160 cm深度5-9月为储能期,320 cm深度6-10月为储能期。越接近地表,地温日变化越显著,40 cm以下深度基本可以忽略日变化。沈阳地温升高程度大于气温,以向大气输送热量为主。地表最冷月变暖率明显大于最热月,但随着土层加深各土层最冷月、最热月变暖的程度无明显规律。深层地温的年际变化有时会受到更深层热源的非气候扰动。地温变化对气候、冻土区域工程等的影响不容忽视。

关键词：季节性冻土地温结构及变化辽宁省

沈阳市土地扩张对城市风热环境影响的模拟研究

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沈阳市土地扩张对城市风热环境影响的模拟研究