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中国过去千年地表温度序列的初步重建及序列分析

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中国过去千年地表温度序列的初步重建及序列分析

作者：初子莹中国气象科学研究院

学位级别：硕士

本文通过对我国器测温度资料与代用温度资料的研究,分析了我国近一千年地表温度序列重建的可行性,并对我国过去千年地表温度序列重建做了初步尝试。在对我国按温度变率划分为5大区域的基础上,以区域平均器测年温序列为校准序列,选取源... 详细信息

本文通过对我国器测温度资料与代用温度资料的研究,分析了我国近一千年地表温度序列重建的可行性,并对我国过去千年地表温度序列重建做了初步尝试。在对我国按温度变率划分为5大区域的基础上,以区域平均器测年温序列为校准序列,选取源自我国境内7个不同采样点的27条树轮年表,对我国西部及东北与华北部分地区进行区域温度重建,其中,所有被选用年表均经研究认为对区域年平均温度有较好代表性。在东部地区,选用对年温亦有很好指示意义的葛全胜等冬温序列,该序列由历史文献重建得到。在区域温度序列重建基础上,采用不同方法分别合成具有年分辨率的400年与1000年西部温度序列两条,及具有10年分辨率的400年全国温度序列与具有30年分辨率的1000年全国温度序列各一条。对以上重建序列做进一步分析发现,区域温度重建序列均在不同程度上表现出了地表温度的百年左右涛动,该周期信号在这个千年的前500年要相对较强,从16到17世纪左右开始显著衰减,并一直持续至今。全国温度重建结果表明,我国在公元1000—1310年间表现出了与欧洲中世纪暖期相对应的温暖阶段,但该暖期在我国西部地区表现得并不显著;而14到19世纪的小冰期则在所有序列中均有显著表现;19世纪中期至上世纪80年代,升温显著,但并未超过中世纪暖期水平。此外,本文也讨论了重建序列的不确定性,以及重建序列与前人研究结果的异同。

关键词：中世纪暖期树轮代用资料温度资料小冰期温度变化气候变化温度变率温度距平青藏高原区

胶州湾地区近50年气候变化特征分析及未来趋势预估

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资源科学 2011年第10期33卷 1984-1990页

作者：张军岩於琍于格初子莹中国气象局科技与气候变化司北京100081 国家气候中心气候变化适应室北京100081 中国海洋大学环境科学与工程学院海洋生态与环境教育部重点实验室青岛266100 北京市气象局北京100089

利用胶州湾地区7个气象站点逐日气温和降水观测资料以及MIROC3.2_hires-RegCM3模式输出结果分析了胶州湾地区1959年-2008年气候变化特征以及2011年-2030年该地区的气候预估结果。研究表明:①近50a,胶州湾地区年平均气温升高了1.65℃,线... 详细信息

利用胶州湾地区7个气象站点逐日气温和降水观测资料以及MIROC3.2_hires-RegCM3模式输出结果分析了胶州湾地区1959年-2008年气候变化特征以及2011年-2030年该地区的气候预估结果。研究表明:①近50a,胶州湾地区年平均气温升高了1.65℃,线性增温率为0.33℃/10a,高于同期全国平均增温速率。季节平均气温的变化以冬季增温最为显著,夏季增温最小。但在1990年-2008年期间呈现增暖迅速特征,这一特点在20世纪90年代之后尤为显著,增温率为0.9℃/10a,可能与人类活动导致的热岛效应有关;②胶州湾近50a的年平均降水量总体呈减少趋势,倾向率为-19mm/a,同期降水日数也呈减少趋势,但暴雨日数变化不大,降水分布趋于集中。近20a,胶州湾地区降水量呈增加趋势,线性倾向率为85mm/10a,高于全国平均水平;③模式预估结果表明,未来20a胶州湾地区气温将进一步升高,增温速率为0.77℃/10a。降水量也有所增加,线性倾向率为49mm/10a。

关键词：气温降水气候变化预估胶州湾

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近千年温度变化研究的回顾与展望

气候与环境研究 2005年第4期10卷 818-825页

作者：初子莹任国玉中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081

近年来,年代到世纪尺度气候变化研究在国际地球科学领域受到高度重视,而近千年左右大范围区域平均温度序列的重建和分析工作尤其令人瞩目,我国的相关研究也已获得了若干重要成果。作者从过去千年温度变化概况、机制及相关研究资料和方... 详细信息

近年来,年代到世纪尺度气候变化研究在国际地球科学领域受到高度重视,而近千年左右大范围区域平均温度序列的重建和分析工作尤其令人瞩目,我国的相关研究也已获得了若干重要成果。作者从过去千年温度变化概况、机制及相关研究资料和方法等方面,对国内外近千年温度变化研究做了初步回顾和展望。

关键词：气候变化古气候温度序列

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我国过去千年地表温度序列的初步重建

气候与环境研究 2005年第4期10卷 826-836页

作者：初子莹任国玉邵雪梅刘洪滨中国气象局气候研究开放实验室北京100081 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 中国气象局国家气候中心北京100081

通过对器测温度资料与代用温度资料的研究,对中国过去1 000年的地表温度序列进行了初步重建.重建主要以树轮年表资料为基础,采用不同方法分别合成具有年分辨率的400年与1 000年西部温度序列,以及具有10年分辨率的400年全国温度序列和具... 详细信息

通过对器测温度资料与代用温度资料的研究,对中国过去1 000年的地表温度序列进行了初步重建.重建主要以树轮年表资料为基础,采用不同方法分别合成具有年分辨率的400年与1 000年西部温度序列,以及具有10年分辨率的400年全国温度序列和具有30年分辨率的1 000年全国温度序列.全国温度重建结果表明,中国在1000～1310年间表现出了与欧洲中世纪暖期相对应的温暖阶段,但该暖期在中国西部地区反映得并不明显;而14到19世纪的小冰期则在所有序列中均有显著表现;19世纪中期至上世纪80年代升温显著,但并未超过中世纪暖期水平.作者也讨论了重建序列的不确定性,以及重建序列与前人研究结果的异同.

关键词：气候变化古气候温度序列中世纪暖期小冰期

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美国气候基准站网建设及启示

气象科技进展 2019年第4期9卷 56-61页

作者：任国玉初子莹中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081 中国地质大学环境学院大气科学系武汉430074 北京市气象局北京100089

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)已基本建设完成了一个全新的国家气候基准站网(USCRN)。USCRN旨在为美国提供一个新的基准气候观测网络平台,降低长期地表气温与降水序列中不可解释的变化,更好地监测国家气候并支持气候变化影响研究。该... 详细信息

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)已基本建设完成了一个全新的国家气候基准站网(USCRN)。USCRN旨在为美国提供一个新的基准气候观测网络平台,降低长期地表气温与降水序列中不可解释的变化,更好地监测国家气候并支持气候变化影响研究。该观测网当前所包含的站点为137个(最终达到145个),其中美国本土地区114个,阿拉斯加21个(最终将达到29个),夏威夷群岛2个,站点气候观测信息包括气温、降水、地面风速、土壤条件等。所有站点位置选择标准都极为严格,并保证未来观测环境长期不会改变,站点基本要素观测资料将不需要再进行任何非均一性处理和城市化影响偏差评估与订正。USCRN为全球气候观测系统建设树立了一个标杆,值得包括中国在内的所有国家在规划和设计本国气候观测系统时借鉴。

关键词：美国气候基准站气候观测

我国地面气温参考站点遴选的依据、原则和方法

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气象科技 2010年第1期38卷 78-85页

作者：任国玉张爱英初子莹周江兴任玉玉周雅清中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心中国气象科学研究院北京100081 山西省晋中市气象局晋中030600

由于城市化和观测环境变化的影响,我国现有国家级气象台站网观测的地面气温资料许多已不能满足气候变化检测研究的要求。利用我国全部气象观测站网的台站信息,对地面气温资料序列质量进行了系统评价,遴选出可用于气温变化研究的参考站... 详细信息

由于城市化和观测环境变化的影响,我国现有国家级气象台站网观测的地面气温资料许多已不能满足气候变化检测研究的要求。利用我国全部气象观测站网的台站信息,对地面气温资料序列质量进行了系统评价,遴选出可用于气温变化研究的参考站点。这项工作建立了地面气温参考站点遴选的原则、方法和步骤,并据此确定了138个地面气温参考站。这些台站可代表背景地面气温场,其长期气温观测资料可用作城市台站或国家级台站城市化增温评价的参考,也可直接用于我国地面气温变化的检测分析。

关键词：地面气温气候变化城市热岛效应参考站

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中国地面气温变化趋势中的城市化影响偏差

气象学报 2010年第6期68卷 957-966页

作者：张爱英任国玉周江兴初子莹任玉玉唐国利中国气象科学研究院北京100081 北京市气象局北京100089 中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081

在中国大陆2300个气象台站网中遴选出138个参考站,对614个国家级气象站和138个参考站1961 2004年的月平均气温资料进行了非均一性检验和订正,利用REOF(旋转主分量)分析方法,按照气温变率空间相关特点将中国大陆划分为6大区域,并采用经... 详细信息

在中国大陆2300个气象台站网中遴选出138个参考站,对614个国家级气象站和138个参考站1961 2004年的月平均气温资料进行了非均一性检验和订正,利用REOF(旋转主分量)分析方法,按照气温变率空间相关特点将中国大陆划分为6大区域,并采用经纬度网格面积加权平均法分别建立了中国大陆及其6大区域平均的国家站和参考站的月、季、年地面气温时间序列,对国家站和参考站序列进行了对比分析。结果表明,由国家站资料建立的中国大陆年平均气温序列在44年间线性增温率为0.278 C/10 a,而由参考站资料建立的中国大陆年平均气温序列同期增温率为0.202℃/10 a。就中国大陆平均来说,1961 2004年国家级站城市化增温率为0.076 C/10 a,占全部增温率的27.33%。在6大区域中,除北疆区外,其他地区年平均城市化增温率均非常显著。其中城市化影响最大的地区是江淮区,年平均热岛增温率为0.086℃/10 a,其后依次为东北华北区、青藏高原区、华南区和西北区,年平均热岛增温率分别达到0.060、0.059、0.042和0.042℃/10 a。各区域年平均热岛增温贡献率由大到小排列依次为江淮区55.48%、青藏高原区23.23%、华南区23.20%、东北华北区15.35%、西北区13.73%、北疆区-1.57%。因此,中国大陆20世纪60年代初以来城市化造成的国家站地面气温增暖偏差非常显著,今后应予以订正,以便建立代表背景气候变化的区域平均气温序列。

关键词：中国国家气象站气候变化城市化增温地面气温

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近54年中国地面气温变化

气候与环境研究 2005年第4期10卷 717-727页

作者：任国玉徐铭志初子莹郭军李庆祥刘小宁王颖中国气象局气候研究开放实验室国家气候中心北京100081 天津市气象局气候服务中心中国气象局国家气象信息中心气候资料室

采用国家基准气候站和基本气象站地面月平均气温资料,在严格质量控制和非均一性订正的基础上,分析了1951年以来中国大陆地区近地表年和季节平均气温演化的时间与空间特征。结果表明,我国近54年来年平均地表气温变暖幅度约为1.3℃,增温... 详细信息

采用国家基准气候站和基本气象站地面月平均气温资料,在严格质量控制和非均一性订正的基础上,分析了1951年以来中国大陆地区近地表年和季节平均气温演化的时间与空间特征。结果表明,我国近54年来年平均地表气温变暖幅度约为1.3℃,增温速率接近0.25℃/10a,比全球或半球同期平均增温速率高得多。全国大范围增暖主要发生在近20余年。气温变化的季节差异和空间特征与前人分析结论基本一致,冬季增温速率高达0.39℃/10a,春季为0.28℃/10a,秋季0.20℃/10a,夏季增温速率最小,但也达到0.15℃/10a。我国20世纪80年代初期开始的明显增暖主要表现在冷季,但进入90年代以来夏季增暖也日趋明显。从区域上看,中国大陆地区最明显的增温发生在北方和青藏高原地区,而西南的四川盆地和云贵高原北部仍维持弱的降温趋势。值得提出的是,作者给出的结果尚未考虑城镇化对地面气温观测记录的影响。

关键词：地面气温气候变化全球变暖区域气候

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近50年中国地面气候变化基本特征

气象学报 2005年第6期63卷 942-956页

作者：任国玉郭军徐铭志初子莹张莉邹旭凯李庆祥刘小宁中国气象局国家气候中心气候研究开放实验室北京100081 天津市气象局气候服务中心天津300074 江苏省气象局苏州市气象台苏州215021 中国气象局国家气象信息中心气候资料室北京100081

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国大陆地区1951年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明,中国近50 a来年平均地表气温变暖幅度约为1.1℃,增温速率接近0.22℃/(10 a),比全球或半球同期平均增... 详细信息

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国大陆地区1951年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明,中国近50 a来年平均地表气温变暖幅度约为1.1℃,增温速率接近0.22℃/(10 a),比全球或半球同期平均增温速率明显偏高。地表气温增暖主要发生在最近的20余年,其季节和空间特征与前人分析结论基本一致。降水量变化趋势对所取时间段和区域范围敏感。1951年以来全国平均降水量变化趋势不明显,但1956年以来略有增加。降水变化的空间特征明显而相对稳定,东北北部、包括长江中下游的东南部地区和西部广大地区降水增加,而华北地区以及东北东南部和西北东部地区降水明显减少。分析还发现,近50a来全国平均的日照时数、平均风速、水面蒸发等气候要素均呈显著下降趋势,但积雪地带的最大积雪深度却有所增加。中国日照时间和水面蒸发量变化的空间特征很相似,减少最明显的地区均发生在华北和华东,新疆次之。影响中国年代以上尺度气候变化的因子错综复杂,人类活动引起的大气中温室气体浓度增高可能在一定程度上影响了中国近50 a来的气候,但考虑到尚存的不确定性,目前仍不能给出明确结论。中国东部大部分地区日照时间和水面蒸发量减少可能均起源于人为排放的气溶胶影响,平均风速减弱也有利于水面蒸发量下降,而在西部地区云量和降水量的变化可能更重要。

关键词：气温降水量日照水面蒸发风速积雪深气候变化