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江淮地区夏季气温变化特征及其环流成因研究

江淮地区夏季气温变化特征及其环流成因研究

作者：张露云兰州大学

学位级别：硕士

全球气候变化影响下,极端天气的发生越来越多,对人民的生活、农作物生长、能源利用、经济发展以及生态环境等造成很多不利影响。本文利用ERA5逐日和月平均气温资料,研究了江淮地区夏季气温的变化特征并定义典型偏高温、偏低温年份;然后... 详细信息

全球气候变化影响下,极端天气的发生越来越多,对人民的生活、农作物生长、能源利用、经济发展以及生态环境等造成很多不利影响。本文利用ERA5逐日和月平均气温资料,研究了江淮地区夏季气温的变化特征并定义典型偏高温、偏低温年份;然后从各个大气环流因子出发对比分析了偏高温、偏低温年的大气环流特征;在此基础上重点分析江淮地区夏季高温与西太平洋副热带高压(以下简称西太副高)、大尺度遥相关型的关系;最后选取2018年夏季进行个例分析,了解一个具体异常高温的发展过程及环流成因。主要结果如下:(1)1980-2019年江淮地区夏季气温整体呈波动上升趋势,冷暖交替出现,2000年以前整体气温偏低,之后快速升高,近10年来除了2014、2015年,其他年份气温均在平均值之上;2000年发生突变,突变后平均气温上升0.63℃。在空间分布上表现出整体一致性,整个江淮地区夏季气温都呈现增长趋势。我国江淮地区夏季气温变化主要受西太副高、东亚夏季风及西伯利亚冷空气的影响。(2)高温年我国江淮地区为较强的海平面气压距平负异常区域,太平洋洋面上为大范围的正距平区域,东亚夏季风增强;500h Pa高度场上,江淮地区、朝鲜、日本海一直到北太平洋附近均为大范围的位势高度距平正异常区域,西太副高整体偏北偏强,江淮地区处于西太副高脊线附近,850h Pa和200h Pa风场中该地区被反气旋式环流控制,高空副热带西风急流偏强,对流层整层存在深厚的异常反气旋式环流、下沉运动,这样的环流配置对高温的生成与维持有重要影响。低温年江淮地区为较强的海平面气压距平负异常区域,东亚夏季风强度较弱;500h Pa高度场上,江淮地区、朝鲜半岛及日本海区域受位势高度距平负异常控制,西太副高强度偏弱,江淮地区处于副高脊线的北侧,850h Pa风场中该地区被气旋式环流控制,高空副热带西风急流弱。此外,赤道中东太平洋海温的异常变化会引起江淮地区夏季气温的变化。高温年,赤道中东太平洋区域为海温负距平控制,而西太平洋、日本海区域有明显的海温正距平,这种海温分布具有拉尼娜事件的特征;低温年,赤道中东太平洋区域有显著的海温正距平,而西太平洋、日本海区域被海温负距平控制,这种海温分布具有厄尔尼诺事件的特征。(3)江淮地区夏季高温日数与西太副高强度、面积、脊线位置指数呈正相关,与西伸脊点指数呈负相关,与西太副高强度、面积、西伸脊点指数的相关性在东部沿海地区较显著,相关系数绝对值达到0.5左右,而它与脊线位置指数的相关性在江淮地区北部较显著。另外500h Pa平均位势高度场与高温日数的SVD异性相关关系分析表明,第一模态的方差贡献达到了84.4%,相关系数为0.71,结合第1模态异性相关系数分布及对应的时间序列可知,中、低纬度500h Pa位势高度场较强时,江淮地区夏季容易出现异常高温日;反之,则较少出现异常高温日。(4)高温日数与PJ指数、WP指数相关性比较明显,相关系数分别为0.36、-0.35。与PJ指数的相关系数分布呈现北高南低的形势,31°N以北区域相关系数达到0.3以上且通过0.05的显著性检验,相关系数最明显的区域为安徽省、江苏省的北部,相关系数超过0.42;与WP指数相关性显著的区域主要在江西和河南的部分区域以及东部沿海地区,负相关系数为-0.4左右,在浙江省温州、台州地区出现了绝对值超过0.5的相关系数,分别为-0.54、-0.52。此外,PJ指数正、负异常年和WP指数正、负异常年500h Pa平均位势高度场的分布特征也表明PJ、WP遥相关型对江淮地区夏季气温的异常有一定影响。(5)通过对2018年江淮地区夏季高温的分析得出,6月份很少出现异常高温日,高温日主要出现在7月、8月,而且异常高温存在明显的空间差异,整体表现出南高北低的分布形势。此外,分析了四个阶段高温过程的500h Pa平均位势高度场,总的来说,西太副高位置偏北,面积偏大,江淮地区在其控制区域时更有利于高温过程的增强与维持。

关键词：江淮地区夏季气温异常气温大气环流大气遥相关型

中全新世以来东亚夏季气温对轨道强迫时空响应不一致的模拟研究

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地球物理学报 2014年第6期57卷 1757-1768页

作者：吴鹏飞刘征宇程军陈广善南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室南京210044 Center for Climatic Research and Department Atmospheric and Oceanic Sciences University of Wisconsin-Madison

基于一个海-气耦合模式FOAM(the Fast Ocean Atmosphere Model)在轨道强迫下对过去6 ka气候变化的瞬变模拟结果,本文分析了中全新世以来东亚地区夏季气温对日射变化的响应特征.研究发现,东亚地区夏季气温对日射响应具有时空不一致性:相... 详细信息

基于一个海-气耦合模式FOAM(the Fast Ocean Atmosphere Model)在轨道强迫下对过去6 ka气候变化的瞬变模拟结果,本文分析了中全新世以来东亚地区夏季气温对日射变化的响应特征.研究发现,东亚地区夏季气温对日射响应具有时空不一致性:相对于现代,6 kaB.P.时北半球夏季日射偏强,东亚地区地面气温却未普遍偏高,而是约以35°N为界,北方显著偏暖,南方气温变化不明显甚至有微弱冷却.自6 kaB.P.至今,东亚40°N以北的中、高纬陆地夏季气温大致呈线性降低趋势,以南的低纬陆地夏季气温则呈量级较小的"U"型变化,即气温在约3 kaB.P.附近达最低值,前3 ka为降温趋势,后3 ka为升温趋势.这与一些地质记录反映的气温变化相一致.中全新世以来东亚夏季气温演变的时空不一致性,可能源自因海陆热力惯性不同所引起的气温对日射响应的差异.热容量较小的东亚高纬大陆夏季气温主要响应7月份日射;而热容量较大的海洋对日射的响应通常会滞后约2个月,其夏季气温主要响应5月份日射.受海洋影响,南方陆地夏季气温对日射响应呈现出与海洋相似的特点.在岁差周期上,5、6、7月份日射间的相位差相对于较长轨道时间尺度较不明显,但在相对较短的近6千年时期内,它们相继出现波谷而呈显著趋势差异,从而导致了中全新世以来东亚夏季气温变化的时空差异.正如有学者所指出的,夏季气温变化对应的可能并非同季节日射强迫,考察轨道强迫的气候响应时,如何选择日射标尺至关重要,否则可能混淆"因果".

关键词：中全新世东亚夏季气温轨道强迫时空不一致

中国北方温性草地最大叶面积指数的时空变化及其对气候变化的响应

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中国科学院大学学报（中英文） 2024年第2期41卷 195-211页

作者：冯一鸣张娜乐荣武闫志辉李振宇李小璠额日敦其木格中国科学院大学资源与环境学院北京101408 中国科学院大学北京燕山地球关键带国家野外科学观测研究站北京101408 内蒙古锡林郭勒盟草原工作站内蒙古锡林浩特026000 内蒙古西乌珠穆沁旗草原工作站内蒙古锡林郭勒盟026200

鉴于不同类型草地叶面积指数(LAI)的时空变化特征不尽相同,且不同变化趋势的LAI对气候变化的响应也不尽相同,利用长时间序列LAI和气象数据,结合草地分类数据,获得1981-2017年中国北方不同类型温性草地最大LAI的时空变化特征,并重点探讨... 详细信息

鉴于不同类型草地叶面积指数(LAI)的时空变化特征不尽相同,且不同变化趋势的LAI对气候变化的响应也不尽相同,利用长时间序列LAI和气象数据,结合草地分类数据,获得1981-2017年中国北方不同类型温性草地最大LAI的时空变化特征,并重点探讨不同变化趋势的LAI对气温和降水量变化的响应。结果表明,中国北方温性草地年均最大LAI的多年均值为(0.76±1.07) m^(2)/m^(2),东高西低;其中,草甸草原最高((2.73±1.20) m^(2)/m^(2)),草原化荒漠最低((0.13±0.17) m^(2)/m^(2))。总体上,年均最大LAI呈显著增加趋势;呈显著增加的面积占32.52%,显著降低的面积占6.31%;所有类型草地最大LAI显著增加的面积均大于显著降低的面积。年均最大LAI与1-8月总降水量和7-8月平均气温的年际变化均呈正相关。最大LAI显著降低和显著增加均主要受7-8月均温显著升高的影响。7-8月均温上升速率在影响LAI变化上存在转折阈值;对所占面积较大的草地类型,该阈值约为0.042~0.043℃/a。当气温上升速率低于该阈值时,LAI才随气温上升而增加;反之,LAI随气温上升而降低。这些研究结果可对气候变化背景下的草地利用、保护和恢复提供重要的科学依据。

关键词：叶面积指数温性草地类型时空变化降水量夏季气温

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甘肃省夏季气温异常变化的特征分析

干旱区资源与环境 2011年第1期25卷 121-126页

作者：石光普李富洲陈少勇王银花冯婧程华甘肃省白银市气象局白银730900 甘肃省靖远县气象局靖远730600 南京信息工程大学南京210040 新疆若羌县气象局若羌841800

利用甘肃省27个测站,近46a年历年夏季(6-8月)平均地面月气温资料,采用EOF、REOF、子波分析、Mann-Kendal突变检验法等方法,分析了气温的空间分布特征、时间变化特点并对平均气温时间序列可能的突变点分别进行了检测。结果表明:1)甘肃省... 详细信息

利用甘肃省27个测站,近46a年历年夏季(6-8月)平均地面月气温资料,采用EOF、REOF、子波分析、Mann-Kendal突变检验法等方法,分析了气温的空间分布特征、时间变化特点并对平均气温时间序列可能的突变点分别进行了检测。结果表明:1)甘肃省夏季平均气温异常的全区一致性是主要特点,也存在河东、河西气温异常的差异。REOF分析把气温异常细分为河西走廊区、陇东南区、陇中区和甘南高原区4个分区。2)各分区在过去的46年中都表现出增温趋势,但气温发生转折和增温突变的时间存在区域性差异,甘南高原转暖和发生变暖突变的时间比其它区域都要提前。3)甘肃省不同区域的夏季气温变化有各自不同的周期性变化,且周期性不很稳定,自2005年以后各区域无论在大、小尺度上均还处在偏暖的周期。

关键词：夏季气温空间异常分布时间演变甘肃

采用高山松最大密度重建川西高原近百年夏季气温

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地理学报 2005年第6期60卷 998-1006页

作者：吴普王丽丽邵雪梅中国科学院地理科学与资源研究所

川西高原高山松树轮宽度及最大密度分析结果表明,最大密度年表和宽度年表中可提取的气候信息是不同的,在温暖、水分条件适中的地区,采用树木密度指标分析气候要素的变化是有效的途径。树轮宽度主要受5月降水影响,和西南季风活动有关;而... 详细信息

川西高原高山松树轮宽度及最大密度分析结果表明,最大密度年表和宽度年表中可提取的气候信息是不同的,在温暖、水分条件适中的地区,采用树木密度指标分析气候要素的变化是有效的途径。树轮宽度主要受5月降水影响,和西南季风活动有关;而最大密度主要指示了夏季(6￣9月)温度。利用转换函数重建了川西高原近百年来夏季(6￣9月)温度,重建序列的方差解释量为51%,(F=52.099,p气温变化的响应更为敏感,川西高原地区可能是四川省气候变化的先兆地区。1983年以后川西高原地区夏季温度呈明显的上升趋势,20世纪90年代夏季温度的滑动平均为近百年的最大值,但在90年代初期仍处于均值线以下,表现为凉夏;90年代后半期表现为夏旱。

关键词：川西高原树轮夏季气温

中国西北近46a夏季气温的时空变化特征分析

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干旱区资源与环境 2009年第9期23卷 55-61页

作者：石光普陈少勇郭江勇石圆圆夏权中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室兰州730020 白银市气象局白银730900

为了整体分析中国西北干旱半干旱区夏季（6～8月）气温的时空变化特征，利用该区137个测站1961—2006年历年夏季平均地面气温资料，采用线性趋势分析、多项式拟合、EOF、REOF、Mann—Kendall、滑动t-检验、子波分析和功率谱分析等方法... 详细信息

为了整体分析中国西北干旱半干旱区夏季（6～8月）气温的时空变化特征，利用该区137个测站1961—2006年历年夏季平均地面气温资料，采用线性趋势分析、多项式拟合、EOF、REOF、Mann—Kendall、滑动t-检验、子波分析和功率谱分析等方法，分析该区夏季气温异常的空间分布、时间演变特征及对气候变暖的响应。结果表明：1）中国西北干旱半干旱区夏季近46a平均气温19．5℃，且年际变化较小。2）在20世纪70年代中期发生由降温到升温的转变，1994年以后变暖趋势更加明显，并在1996发生了增温的突变。全区温度变化存在7a和4a左右的周期，目前，气温仍处于偏高周期。3）根据EOF分析，夏季气温异常可分为全区一致型、准东西向差异型、准南北差异型。经REOF分析，进一步突出局地特征细分为6个区：高原区、蒙陕甘宁区、北疆区、南疆区、蒙新甘区、东部区。4）全区夏季46a增温率为0．24℃／10a，近10a变暖趋势更加明显，其中高原区、蒙陕甘宁区、蒙新甘区对全区夏季增温贡献最大。南、北疆区和东部区增温较小，局地有下降趋势，表明大部分区域增温显著，同步响应全球变暖。

关键词：中国西北干旱半干旱区夏季气温时空变化特征气候变暖

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福州夏季气温演变及对人体影响分析

复旦学报（自然科学版） 2015年第5期54卷 654-659页

作者：袁翔姚素香文明章施宗强南京信息工程大学南京210044 福建省气象信息中心福州350001 福建省气候中心福州350001 福建省漳州市南靖县气象局南靖363600

利用福州市1961年1月—2012年12月逐日气温观测资料,分析了福州近52年来夏季气温、高温日数、极端高温的演变特征,利用5日滑动平均气温稳定〉22℃的标准研究福州夏季日数变化,探讨了福州夏季及夏季最热时段气温指标的年代变化和凉夏、... 详细信息

利用福州市1961年1月—2012年12月逐日气温观测资料,分析了福州近52年来夏季气温、高温日数、极端高温的演变特征,利用5日滑动平均气温稳定〉22℃的标准研究福州夏季日数变化,探讨了福州夏季及夏季最热时段气温指标的年代变化和凉夏、酷暑的分布特征;利用人体舒适度指数（CIHB）研究福州夏季最热时段气象环境对人体舒适度的影响.结果表明,夏季日数、≥35℃的高温日数、≥37℃的高温日数呈明显增加趋势,线性增长速率分别为6.6d/10a,4.5d/10a,2.6d/10a;7-8月最高气温线性增长速率为0.25℃/10a,夏季最热30,15,7d平均气温的线性增长速率分别为0.17℃/10a,0.19℃/10a,0.22℃/10a;近12年为酷暑高度集中频发期,12年中有11个酷暑年;近52年福州夏季最热时段人体舒适度呈线性下降趋势,人体的感觉是越来越闷热,甚至达到炎热.

关键词：夏季气温最热时段酷暑凉夏人体舒适度指数

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南京56年来夏季气温变化特征分析

热带气象学报 2008年第6期24卷 737-742页

作者：缪启龙潘文卓许遐祯江苏省气象灾害重点实验室/南京信息工程大学江苏南京210044 江苏省气象局气候中心江苏南京210009

利用南京市1951年1月～2007年2月逐日温度观测资料,分析讨论了南京56年夏季平均气温、极端最高气温、热积温和高温日数的变化趋势和特征,利用候温法研究了南京夏季候平均气温≥22℃的候数变化和南京夏季时间尺度的演变,探讨了南京夏季... 详细信息

利用南京市1951年1月～2007年2月逐日温度观测资料,分析讨论了南京56年夏季平均气温、极端最高气温、热积温和高温日数的变化趋势和特征,利用候温法研究了南京夏季候平均气温≥22℃的候数变化和南京夏季时间尺度的演变,探讨了南京夏季各温度指标的年代变化和凉夏、酷暑的分布。结果表明,56年来南京夏季平均气温是上升的,而极端高温和热积温1990年代以前是下降的,但本世纪头几年回升明显;当今南京的夏季始于5月下旬或中旬,终于9月下旬或10月上旬,南京夏季时间尺度的明显增长与全球变暖相对应;南京1950、1960年代夏季较热,酷暑年较多,1970、1980年代较凉,凉夏年较多,1990年代以后夏季气温回升,但本世纪头几年南京夏季虽较热但未有凉夏、酷暑的异常年出现。南京温度及热积温的变化与大气环流演变和热带海洋海-气相互作用紧密相联,致使南京相应降水日数、日照时数等的变化,可引起南京夏季气温的相应变化。

关键词：南京夏季气温热积温候温酷暑凉夏

近46年来中国东部季风区夏季气温变化特征分析

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地理科学 2009年第2期29卷 255-261页

作者：高蓉郭忠祥陈少勇韩通中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020 白银市气象局甘肃白银730900

利用中国东部季风区375个测站夏季平均气温资料,分析季风区夏季气温的变化特征。结果表明:(1)近46 a东部季风区夏季气温年平均呈缓慢上升趋势,但淮河流域出现下降趋势;(2)夏季气温稳定性随纬度增加而减小;(3)季风区夏季气温年均增温率0.... 详细信息

利用中国东部季风区375个测站夏季平均气温资料,分析季风区夏季气温的变化特征。结果表明:(1)近46 a东部季风区夏季气温年平均呈缓慢上升趋势,但淮河流域出现下降趋势;(2)夏季气温稳定性随纬度增加而减小;(3)季风区夏季气温年均增温率0.104℃/10 a,全区平均状况看,1970年代中期后开始表现明显上升趋势;(4)季风区夏季气温变化首先表现为全区一致的变化型,然后为南北反相变化型;(5)根据REOF分析将季风区夏季气温异常分6个气候空间类型,东北、华北、江南及华南均呈现上升增温趋势,西南地区增温缓慢,淮河流域则呈现与全球变暖不一致的降温趋势。

关键词：东部季风区夏季气温变化特征分析