2015年 第20卷 第1期
2015, 20(1): 1-10.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13225
摘要:
风能是一种重要气候资源,随着我国风电规模的迅速增大,发展风能资源评估系统和风功率预测系统已成为一项重要的研究内容.国内外对复杂地形风场结构的数值模拟有大量研究,随着计算机能力增强,以往用于空气动力学精细流场计算的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模式越来越多地在气象领域得到应用,人们开始研究用中尺度预报模式和CFD模式结合进行复杂地形风场的数值模拟.本文的耦合模式系统采用中尺度气象模式(WRF),通过嵌套网格到内层尺度(一般是几公里),然后通过耦合CFD模式Fluent软件获得高分辨率(水平30～100 m,垂直150 m高度以下10 m)的风速分布资料,得到精细化的风场信息.通过对鄱阳湖北部区域和云南杨梅山复杂地形的风场模拟,提供了风能评估和预报的一种可行的方法.
风能是一种重要气候资源,随着我国风电规模的迅速增大,发展风能资源评估系统和风功率预测系统已成为一项重要的研究内容.国内外对复杂地形风场结构的数值模拟有大量研究,随着计算机能力增强,以往用于空气动力学精细流场计算的计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)模式越来越多地在气象领域得到应用,人们开始研究用中尺度预报模式和CFD模式结合进行复杂地形风场的数值模拟.本文的耦合模式系统采用中尺度气象模式(WRF),通过嵌套网格到内层尺度(一般是几公里),然后通过耦合CFD模式Fluent软件获得高分辨率(水平30～100 m,垂直150 m高度以下10 m)的风速分布资料,得到精细化的风场信息.通过对鄱阳湖北部区域和云南杨梅山复杂地形的风场模拟,提供了风能评估和预报的一种可行的方法.
2015, 20(1): 11-20.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13079
摘要:
利用气溶胶指数(Aerosol Index,AI)资料研究了东亚地区紫外吸收性气溶胶的时空分布特征,主要得出以下结论:1)雨云七号卫星(Nimbus 7,N7)和地球探测卫星(Earth Probe,EP)搭载的臭氧总量测绘光谱仪(Total Ozone Mapping Spectrometer,TOMS)以及臭氧监测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)反演的AI数据在东亚大陆具有较好的一致性,但EP/TOMS-OMI AI的连续性较好,而N7/TOMS-EP/TOMS AI的连续性较差;2)东亚地区紫外吸收性气溶胶主要位于塔克拉玛干沙漠及其东部周边的库姆塔格、柴达木盆地沙漠、古尔班通古特沙漠、内蒙古中西部、蒙古国南部以及我国东北、华北地区;3)紫外吸收性气溶胶具有明显的月际变化特征;4)旋转正交经验函数分析不仅能分离紫外吸收性气溶胶的源区范围,还能给出源强相对大小的定性信息.
利用气溶胶指数(Aerosol Index,AI)资料研究了东亚地区紫外吸收性气溶胶的时空分布特征,主要得出以下结论:1)雨云七号卫星(Nimbus 7,N7)和地球探测卫星(Earth Probe,EP)搭载的臭氧总量测绘光谱仪(Total Ozone Mapping Spectrometer,TOMS)以及臭氧监测仪(Ozone Monitoring Instrument,OMI)反演的AI数据在东亚大陆具有较好的一致性,但EP/TOMS-OMI AI的连续性较好,而N7/TOMS-EP/TOMS AI的连续性较差;2)东亚地区紫外吸收性气溶胶主要位于塔克拉玛干沙漠及其东部周边的库姆塔格、柴达木盆地沙漠、古尔班通古特沙漠、内蒙古中西部、蒙古国南部以及我国东北、华北地区;3)紫外吸收性气溶胶具有明显的月际变化特征;4)旋转正交经验函数分析不仅能分离紫外吸收性气溶胶的源区范围,还能给出源强相对大小的定性信息.
2015, 20(1): 21-29.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13095
摘要:
采用2011年发布的20世纪全球大气环流再分析资料,结合长期观测序列,分析了百余年来大气中南极绕极波的强弱变化和传播过程.结果显示,南极绕极波有显著的年代际变化,在1940～1960年和1980～2000年附近出现和活跃,而在其他年代消失.东南太平洋南极绕极波振幅最强,该区域的海气耦合过程可能是绕极波信号增强的关键之一.初步揭示了百年来南极绕极波和南极涛动的对应关系,偏强的南极涛动有利于南极绕极波的出现,但并非决定绕极波产生的唯一因素.
采用2011年发布的20世纪全球大气环流再分析资料,结合长期观测序列,分析了百余年来大气中南极绕极波的强弱变化和传播过程.结果显示,南极绕极波有显著的年代际变化,在1940～1960年和1980～2000年附近出现和活跃,而在其他年代消失.东南太平洋南极绕极波振幅最强,该区域的海气耦合过程可能是绕极波信号增强的关键之一.初步揭示了百年来南极绕极波和南极涛动的对应关系,偏强的南极涛动有利于南极绕极波的出现,但并非决定绕极波产生的唯一因素.
2015, 20(1): 30-40.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13188
摘要:
利用CloudSat和CALIPSO卫星云产品数据分析了2007年1月至2010年12月中国华北(陆地A1)、日本海(近海A2)和太平洋地区(远海A3)的中云(高积云Ac和高层云As)分布特征.3个地区全年中云平均发生概率近1/3,As的发生概率高于Ac.As高度主要位于4～8 km,Ac则集中于高度3.5～5.5 km范围,中云垂直及水平尺度从陆地向深海逐步增加.位于对流层中部的中云其所处位置温度使冰晶和过冷水状态的液态水能够同时存在.统计结果表明As中冰态粒子含量占绝对多数,Ac中液态和冰态各占比例彼此相当.As与Ac中IER(冰晶有效粒子半径)分布与高度均呈负相关关系,IER谱分布主要范围为35～80 μm.As中LER(液水有效粒子半径)与高度呈正相关特征,但Ac中这一特征明显减弱,Ac及As中LER主要分布范围为5～15 μm.As及Ac中IWC及LWC谱分布比较分散,与高度之间的相关性亦不明显.
利用CloudSat和CALIPSO卫星云产品数据分析了2007年1月至2010年12月中国华北(陆地A1)、日本海(近海A2)和太平洋地区(远海A3)的中云(高积云Ac和高层云As)分布特征.3个地区全年中云平均发生概率近1/3,As的发生概率高于Ac.As高度主要位于4～8 km,Ac则集中于高度3.5～5.5 km范围,中云垂直及水平尺度从陆地向深海逐步增加.位于对流层中部的中云其所处位置温度使冰晶和过冷水状态的液态水能够同时存在.统计结果表明As中冰态粒子含量占绝对多数,Ac中液态和冰态各占比例彼此相当.As与Ac中IER(冰晶有效粒子半径)分布与高度均呈负相关关系,IER谱分布主要范围为35～80 μm.As中LER(液水有效粒子半径)与高度呈正相关特征,但Ac中这一特征明显减弱,Ac及As中LER主要分布范围为5～15 μm.As及Ac中IWC及LWC谱分布比较分散,与高度之间的相关性亦不明显.
2015, 20(1): 41-52.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13126
摘要:
基于国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)历史模拟试验(historical run)的模式输出结果以及遥感数据,采用相关分析、均方根误差、标准差等统计方法,评估了13个气候(或地球)系统模式对欧亚大陆积雪覆盖率的模拟能力,在此基础上,采用多模式集合平均的方法对未来不同温室气体排放情景下(rcp2.6、rcp4.5和rcp8.5)欧亚大陆积雪覆盖率的变化进行预估.结果显示:尽管各模式模拟的积雪覆盖率在高原地区与观测差异较大,但总体看来模式能够对欧亚大陆积雪覆盖率的空间形态、季节变化及年际变化特征做出较好地模拟.未来预估结果表明,多模式集合平均预估的欧亚大陆积雪覆盖率从2006年到2040年左右减少趋势非常明显,且不同排放情景下模式模拟的积雪减少速率非常接近;然而,大约从2040年之后,不同排放情景下的积雪覆盖率减小趋势的差异越来越大,rcp2.6和rcp4.5下积雪覆盖率的变化趋于平缓,而rcp8.5情景下,积雪覆盖率一直减少,冬季、春季和秋季都明显减少,减少最显著的区域位于西欧和青藏高原地区.由此可见,控制温室气体的排放对于未来欧亚大陆积雪的变化是至关重要的.
基于国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)历史模拟试验(historical run)的模式输出结果以及遥感数据,采用相关分析、均方根误差、标准差等统计方法,评估了13个气候(或地球)系统模式对欧亚大陆积雪覆盖率的模拟能力,在此基础上,采用多模式集合平均的方法对未来不同温室气体排放情景下(rcp2.6、rcp4.5和rcp8.5)欧亚大陆积雪覆盖率的变化进行预估.结果显示:尽管各模式模拟的积雪覆盖率在高原地区与观测差异较大,但总体看来模式能够对欧亚大陆积雪覆盖率的空间形态、季节变化及年际变化特征做出较好地模拟.未来预估结果表明,多模式集合平均预估的欧亚大陆积雪覆盖率从2006年到2040年左右减少趋势非常明显,且不同排放情景下模式模拟的积雪减少速率非常接近;然而,大约从2040年之后,不同排放情景下的积雪覆盖率减小趋势的差异越来越大,rcp2.6和rcp4.5下积雪覆盖率的变化趋于平缓,而rcp8.5情景下,积雪覆盖率一直减少,冬季、春季和秋季都明显减少,减少最显著的区域位于西欧和青藏高原地区.由此可见,控制温室气体的排放对于未来欧亚大陆积雪的变化是至关重要的.
2015, 20(1): 53-62.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13153
摘要:
利用中国气象局国家级自动站(2421个站)的观测资料,分别对2010年7月1日至2013年6月30日 的欧洲中期数值预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)和美国国家海洋大气局的全球预测系统(GFS)数值模式资料的地面气温、相对湿度和风速在中国区域的适用性进行了比较研究.结果表明,3种数值模式资料都能在一定程度上反映观测资料所具有的时间和空间分布特征,东部地区的适用性要高于西部地区.不同的地面气象要素,差异较大:对于地面气温和地面相对湿度,ECMWF比 JMA和GFS更接近实际观测,ECMWF和JMA的分析场数据质量要好于预报场;ECMWF和JMA地面气温在冬季与观测差异最大,GFS地面气温在夏季与观测差异最大;3种数值模式资料的地面相对湿度在秋季和冬季与观测差异最大;对于地面风速,在江淮流域和华南等东部区域JMA与实际观测差异最小,在北部和西部区域ECMWF最好,JMA和GFS地面风速在冬季与实际观测差异最大.
利用中国气象局国家级自动站(2421个站)的观测资料,分别对2010年7月1日至2013年6月30日 的欧洲中期数值预报中心(ECMWF)、日本气象厅(JMA)和美国国家海洋大气局的全球预测系统(GFS)数值模式资料的地面气温、相对湿度和风速在中国区域的适用性进行了比较研究.结果表明,3种数值模式资料都能在一定程度上反映观测资料所具有的时间和空间分布特征,东部地区的适用性要高于西部地区.不同的地面气象要素,差异较大:对于地面气温和地面相对湿度,ECMWF比 JMA和GFS更接近实际观测,ECMWF和JMA的分析场数据质量要好于预报场;ECMWF和JMA地面气温在冬季与观测差异最大,GFS地面气温在夏季与观测差异最大;3种数值模式资料的地面相对湿度在秋季和冬季与观测差异最大;对于地面风速,在江淮流域和华南等东部区域JMA与实际观测差异最小,在北部和西部区域ECMWF最好,JMA和GFS地面风速在冬季与实际观测差异最大.
2015, 20(1): 63-70.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13171
摘要:
利用全球大气环流模式CAM3.1,对近百年温室气体浓度、全球海表面温度、太阳常数的变化以及火山活动对我国地表气温所产生的影响进行了研究.全球海表面温度的升高及温室气体浓度的增加是导致中国年平均地表气温升高的部分因素.近百年我国年平均地表气温主要经历了两次年代际振荡并逐渐增温.第一次振荡的冷期为1910年代,随后变暖,1940年代达暖峰期.第二次振荡冷期发生于1950～1960年代,随后变暖,暖峰期发生在1990年代.太阳常数和全球海表面温度的两次振荡是造成这两次振荡主要因素,气温、太阳常数和全球海表面温度均发生了准60年周期的年代际振荡,气温振荡的位相落后于太阳常数和全球海表面温度的位相.20世纪20年代以前及60年代以后火山活动的活跃是导致1910年代和1960～1980年代出现冷期的原因之一.
利用全球大气环流模式CAM3.1,对近百年温室气体浓度、全球海表面温度、太阳常数的变化以及火山活动对我国地表气温所产生的影响进行了研究.全球海表面温度的升高及温室气体浓度的增加是导致中国年平均地表气温升高的部分因素.近百年我国年平均地表气温主要经历了两次年代际振荡并逐渐增温.第一次振荡的冷期为1910年代,随后变暖,1940年代达暖峰期.第二次振荡冷期发生于1950～1960年代,随后变暖,暖峰期发生在1990年代.太阳常数和全球海表面温度的两次振荡是造成这两次振荡主要因素,气温、太阳常数和全球海表面温度均发生了准60年周期的年代际振荡,气温振荡的位相落后于太阳常数和全球海表面温度的位相.20世纪20年代以前及60年代以后火山活动的活跃是导致1910年代和1960～1980年代出现冷期的原因之一.
2015, 20(1): 71-79.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13181
摘要:
基于连续3年的涡相关观测数据分析了雨养玉米农田水热交换的环境控制机理.结果表明:热量(辐射与温度)与水分(土壤含水量与大气水汽压亏缺)因子是控制农田水热交换的关键因子,但随着研究时间尺度变化,其作用强度显著不同.当研究时间尺度由小时—日—月—季—年逐渐增大时,热量因子对玉米农田水热交换的影响逐渐减弱,而水分因子的影响却逐渐增强.因而,模拟玉米农田水热交换,以小时时间分辨率模拟时,能量输入应以辐射为主;以月为时间分辨率时,能量输入应以温度为主,可以提高模拟精度.另外,不同水文年型控制雨养农田水热交换的主要因子也有显著差异.湿润年,土壤水分充足,决定蒸发强度的可用能量是限制水分交换的关键因子;偏干年,农田水热交换受制于水分与能量的双重制约.因此,在估算半干旱地区水热交换时,同时还应关注不同水文年型的迥异环境控制机理,以提高不同时间尺度模型模拟精度.
基于连续3年的涡相关观测数据分析了雨养玉米农田水热交换的环境控制机理.结果表明:热量(辐射与温度)与水分(土壤含水量与大气水汽压亏缺)因子是控制农田水热交换的关键因子,但随着研究时间尺度变化,其作用强度显著不同.当研究时间尺度由小时—日—月—季—年逐渐增大时,热量因子对玉米农田水热交换的影响逐渐减弱,而水分因子的影响却逐渐增强.因而,模拟玉米农田水热交换,以小时时间分辨率模拟时,能量输入应以辐射为主;以月为时间分辨率时,能量输入应以温度为主,可以提高模拟精度.另外,不同水文年型控制雨养农田水热交换的主要因子也有显著差异.湿润年,土壤水分充足,决定蒸发强度的可用能量是限制水分交换的关键因子;偏干年,农田水热交换受制于水分与能量的双重制约.因此,在估算半干旱地区水热交换时,同时还应关注不同水文年型的迥异环境控制机理,以提高不同时间尺度模型模拟精度.
2015, 20(1): 80-88.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13222
摘要:
利用1961～2011年江淮地区5～9月无缺测的71站逐日降水资料,做基于POT(Peaks-Over-Threshold)的广义Pareto 分布(GPD),研究江淮地区极端降水的分布特征及其变化趋势.结果表明:(1)皖赣交界处阈值最大,西北和东南部较小,且江淮大部分地区阈值的线性趋势系数为正,其中湖北东部和江西北部的站点,趋势达0.8 mm (10 a)-1以上,并通过了显著性水平0.01的MK(Mann-Kendall)检验.(2)江淮地区中东部多存在连续性极端降水,因此文中采用基于极值指数的自动分串技术获得近似独立的极值样本.(3)尺度参数大值区位于江淮南部,西北、东南以及淮河以北较小,且线性趋势系数在大部分地区均表现为正值,表明出现降水极大值的概率增加.(4)皖赣鄂交界处是极端降水发生概率大值区,而西北、东南及安徽中部地区较小,且极端降水在大部分地区有增加的趋势,特别是在大别山附近及河南东部,2年和20年重现水平的趋势分别达6 mm (10 a)-1和20 mm (10 a)-1以上.
利用1961～2011年江淮地区5～9月无缺测的71站逐日降水资料,做基于POT(Peaks-Over-Threshold)的广义Pareto 分布(GPD),研究江淮地区极端降水的分布特征及其变化趋势.结果表明:(1)皖赣交界处阈值最大,西北和东南部较小,且江淮大部分地区阈值的线性趋势系数为正,其中湖北东部和江西北部的站点,趋势达0.8 mm (10 a)-1以上,并通过了显著性水平0.01的MK(Mann-Kendall)检验.(2)江淮地区中东部多存在连续性极端降水,因此文中采用基于极值指数的自动分串技术获得近似独立的极值样本.(3)尺度参数大值区位于江淮南部,西北、东南以及淮河以北较小,且线性趋势系数在大部分地区均表现为正值,表明出现降水极大值的概率增加.(4)皖赣鄂交界处是极端降水发生概率大值区,而西北、东南及安徽中部地区较小,且极端降水在大部分地区有增加的趋势,特别是在大别山附近及河南东部,2年和20年重现水平的趋势分别达6 mm (10 a)-1和20 mm (10 a)-1以上.
2015, 20(1): 89-96.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13190
摘要:
利用区域气候系统模式PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies)分析A1B情景下中国区域21世纪3个时段2011～2040年、2041～2070年、2071～2100年最高、最低气温及日较差相对于气候基准时段 (1961～1990年)的变化.结果表明:中国区域未来3个时段平均最高、最低气温呈逐渐增大趋势,日较差呈逐渐减小趋势;最高气温增幅分别为1.7、3.2、3.9 ℃,最低气温增幅分别为1.9、3.6、4.7 ℃,最低气温增幅与最高气温增幅相比可达1.1倍以上.未来最高、最低气温冬季增幅最大、春季最小,日较差则表现为冬季减小幅度最大、夏季减小不明显.最高、最低气温及日较差变化的空间分布显示,最高气温在东北地区升幅最大,在西北、黄土高原和四川盆地亦有较大幅度的上升,但在青藏高原北部和华南地区升幅较小;最低气温在西北地区升幅最大,在东北和青藏高原北部升幅较大,而四川盆地和华南地区升幅较小;日较差在中国北方地区普遍减小,在青藏高原北部减小最为明显,但在四川盆地与云贵高原东部地区日较差则呈增大趋势.
利用区域气候系统模式PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies)分析A1B情景下中国区域21世纪3个时段2011～2040年、2041～2070年、2071～2100年最高、最低气温及日较差相对于气候基准时段 (1961～1990年)的变化.结果表明:中国区域未来3个时段平均最高、最低气温呈逐渐增大趋势,日较差呈逐渐减小趋势;最高气温增幅分别为1.7、3.2、3.9 ℃,最低气温增幅分别为1.9、3.6、4.7 ℃,最低气温增幅与最高气温增幅相比可达1.1倍以上.未来最高、最低气温冬季增幅最大、春季最小,日较差则表现为冬季减小幅度最大、夏季减小不明显.最高、最低气温及日较差变化的空间分布显示,最高气温在东北地区升幅最大,在西北、黄土高原和四川盆地亦有较大幅度的上升,但在青藏高原北部和华南地区升幅较小;最低气温在西北地区升幅最大,在东北和青藏高原北部升幅较大,而四川盆地和华南地区升幅较小;日较差在中国北方地区普遍减小,在青藏高原北部减小最为明显,但在四川盆地与云贵高原东部地区日较差则呈增大趋势.
2015, 20(1): 97-110.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13208
摘要:
植被总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)决定进入陆地生态系统的初始物质和能量,是陆地碳循环与大气碳库的重要联系纽带.利用陆面过程模式CLM4-CN(Community Land Model version 4 with Carbon- Nitrogen interactions)模拟和分析中国区域1982～2004年GPP(CLM4_GPP)时空变化特征,并通过与基于观测数据升尺度所得到的MTE_GPP(Model Tree Ensemble,MTE)进行比较,评估CLM4在中国区域GPP的模拟能力,同时探讨了不同土地覆盖资料对GPP的影响.结果表明:(1)CLM4-CN能够较好地刻画中国区域GPP空间分布格局,表现为由东南向西北递减,但在量值上大部分区域尤其是30°N以南地区存在高估,CLM4-CN模拟的GPP多年平均值为13.7 PgC a-1,而MTE_GPP仅为6.9 PgC a-1;(2)CLM4-CN可以合理模拟GPP的季节变化(与MTE_GPP相关系数大于0.9),在量值上对温带阔叶落叶林、寒带阔叶落叶林、寒带阔叶落叶灌木、C3极地草地、C3非极地草地和农作物模拟较好(均方根偏差RMSD < 100 gC m-2 month-1);(3)不同植物功能型CLM4_GPP表现出的年际变率均大于MTE_GPP,仅热带针叶常绿林、寒带阔叶落叶林和C3极地草地的CLM4_GPP与MTE_GPP变化趋势一致;(4)降水是研究时段内控制整个中国区域GPP的主要气候因子,但不同地区存在较大差异;(5)两种不同土地覆盖资料GPP模拟结果的显著差异表明,精确的土地覆盖是准确模拟GPP的重要基础.
植被总初级生产力(Gross Primary Productivity,GPP)决定进入陆地生态系统的初始物质和能量,是陆地碳循环与大气碳库的重要联系纽带.利用陆面过程模式CLM4-CN(Community Land Model version 4 with Carbon- Nitrogen interactions)模拟和分析中国区域1982～2004年GPP(CLM4_GPP)时空变化特征,并通过与基于观测数据升尺度所得到的MTE_GPP(Model Tree Ensemble,MTE)进行比较,评估CLM4在中国区域GPP的模拟能力,同时探讨了不同土地覆盖资料对GPP的影响.结果表明:(1)CLM4-CN能够较好地刻画中国区域GPP空间分布格局,表现为由东南向西北递减,但在量值上大部分区域尤其是30°N以南地区存在高估,CLM4-CN模拟的GPP多年平均值为13.7 PgC a-1,而MTE_GPP仅为6.9 PgC a-1;(2)CLM4-CN可以合理模拟GPP的季节变化(与MTE_GPP相关系数大于0.9),在量值上对温带阔叶落叶林、寒带阔叶落叶林、寒带阔叶落叶灌木、C3极地草地、C3非极地草地和农作物模拟较好(均方根偏差RMSD < 100 gC m-2 month-1);(3)不同植物功能型CLM4_GPP表现出的年际变率均大于MTE_GPP,仅热带针叶常绿林、寒带阔叶落叶林和C3极地草地的CLM4_GPP与MTE_GPP变化趋势一致;(4)降水是研究时段内控制整个中国区域GPP的主要气候因子,但不同地区存在较大差异;(5)两种不同土地覆盖资料GPP模拟结果的显著差异表明,精确的土地覆盖是准确模拟GPP的重要基础.
2015, 20(1): 111-118.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.13210
摘要:
根据全国512个气象站1961～2010年的逐日气温观测资料,采用日平均气温稳定通过10 ℃的日数(≥10 ℃日数)作为划分我国温度分布的指标,经过旋转经验正交函数分析(REOF)方法处理,找出时间演变过程中变化相似的区域归为一类.在此基础上,采用快速样本聚类法(K-means法)、分层聚类法(Ward法)、聚类统计检验法(CAST法)3种聚类分析方法对全国范围的温度变化区域差异进行客观分区,结果分别将全国温度变化区划分为10个地区、9个地区、13个地区,且不同区域分界线与中国地形分布有很好的一致性.研究表明:K-means法运算简单快捷,结果会不断修正到最佳为止;Ward法聚类过程清晰明了,可以选取需要划分的类别数;CAST法使样本通过显著性检验,不但有助于气候变化的客观分区,而且在划分温度区时客观考虑气候变化对分区结果的影响也有很重要意义.
根据全国512个气象站1961～2010年的逐日气温观测资料,采用日平均气温稳定通过10 ℃的日数(≥10 ℃日数)作为划分我国温度分布的指标,经过旋转经验正交函数分析(REOF)方法处理,找出时间演变过程中变化相似的区域归为一类.在此基础上,采用快速样本聚类法(K-means法)、分层聚类法(Ward法)、聚类统计检验法(CAST法)3种聚类分析方法对全国范围的温度变化区域差异进行客观分区,结果分别将全国温度变化区划分为10个地区、9个地区、13个地区,且不同区域分界线与中国地形分布有很好的一致性.研究表明:K-means法运算简单快捷,结果会不断修正到最佳为止;Ward法聚类过程清晰明了,可以选取需要划分的类别数;CAST法使样本通过显著性检验,不但有助于气候变化的客观分区,而且在划分温度区时客观考虑气候变化对分区结果的影响也有很重要意义.
2015, 20(1): 119-128.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9585.2014.14003
摘要:
利用国家气候中心提供的中国区域753站降水观测资料、ECMWF逐月地表感热通量再分析资料和NECP/NCAR再分析资料,讨论了欧亚大陆中高纬春季地表感热异常与长江中下游夏季降水之间的联系及其相关的物理机制.分析发现欧亚大陆中高纬春季地表感热异常与长江中下游地区夏季降水存在显著的正相关:感热偏强期,长江中下游夏季降水偏多;感热偏弱期,长江中下游夏季降水偏少.春季感热异常偏强时,夏季东亚副热带西风急流主体位置偏东、强度偏强、范围偏大,长江中下游地区主要受辐合上升气流控制,水汽输送条件好,降水异常偏多.而春季感热偏弱时,情况大致相反,则夏季降水异常偏少.研究表明欧亚大陆中高纬春季地表感热通量异常变化对我国长江中下游夏季降水预测具有一定的指示意义.
利用国家气候中心提供的中国区域753站降水观测资料、ECMWF逐月地表感热通量再分析资料和NECP/NCAR再分析资料,讨论了欧亚大陆中高纬春季地表感热异常与长江中下游夏季降水之间的联系及其相关的物理机制.分析发现欧亚大陆中高纬春季地表感热异常与长江中下游地区夏季降水存在显著的正相关:感热偏强期,长江中下游夏季降水偏多;感热偏弱期,长江中下游夏季降水偏少.春季感热异常偏强时,夏季东亚副热带西风急流主体位置偏东、强度偏强、范围偏大,长江中下游地区主要受辐合上升气流控制,水汽输送条件好,降水异常偏多.而春季感热偏弱时,情况大致相反,则夏季降水异常偏少.研究表明欧亚大陆中高纬春季地表感热通量异常变化对我国长江中下游夏季降水预测具有一定的指示意义.
