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风寒温度.doc

风寒温度

吴婉若
2018-09-18 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《风寒温度doc》,可适用于领域

风寒温度冯胜辉龚道溢张自银何学兆郭栋雷杨娜(北京师范大学资源学院地表过程与资源生态国家重点实验室北京)引言很多研究指出在全球变暖的大背景下中国冬季平均气温在近五十年里经历了世纪五六十年代的持续下降和随后的显著上升且冬季升高幅度要比年均大的多。同时经过对东亚冬季风长期变化趋势的研究人们普遍认为世纪年代以来的东亚冬季风强度有所减弱。进一步的研究表明和东亚季风有关的冬季和夏季地面平均风速在过去的几十年当中下降的十分明显。然科学基金项目()Foundation:NationalKeyScienceandTechnologyProject,NoBACBRDSpecialFundforPublicWelfareIndustry(meteorology),NoGYHYNationalNaturalScienceFoundationofChina,No作者简介:冯胜辉()男硕士主要从事气候变化及影响研究。Email:fshirescn资料和方法本文使用的气象观测数据为中国气象局整编的中国地面国际交换站气候资料月值数据集。该数据集包括个台站年以来气候资料月平均值数据。本文选取台站资料始于年之前(包括年)且无缺失年份的个台站的气温、风速月平均值数据资料资料分析时间段为,年冬季(月翌年月)。其中仅有个台站缺失一到两个月份的数据本文在计算中采用缺失月份所在冬季的其他月份平均值代表这个冬季。其他气候资料主要为:欧洲中期天气预报中心(ECMWF)再分析hPa高度场、hPa风场格点数据分辨率×时段为,年。计算气候要素距平值的标准气候期为,年。WCTTVmTVmT为空气温度单位V为米高度风向标所测风速单位kmhFigCurvedsurfaceofWCT,airtemperature,underagiventemperature(at)注:该图引自FigContourmapsofwindchilltemperatureoverChinaforwintertimeFigThedistributionofthevariationtrendofmeanwinterWCToverChinaduringthelastyears(years)f全国虚线为趋势线平滑曲线是年滑动平均结果以下同)FigComparisonsofwinterWCToverallChinaandsubregions(aNorthwestChinabNorthChinacNortheastChinadTibetanPlateaueSouthChinafthewholecountryDashedlinesarelineartrend,smoothedlinesarepointmoving,sameasthefollowingfigures)TabLineartrendofWCT(units:years)duringthelastyearsandttestcalculatedforsubregions变化速率(a)跃变点(年)最大|t|西北区华北区abab东北区青藏区南方区ababab全国平均ab注:a表示通过信度水平b表示通过信度水平以往的很多研究指出我国近几十年来的平均气温上升趋势明显特别是冬季气温上升最为突出。从图a来看近年来我国冬季平均气温上升速率为a信度水平超过。年滑动平均反映出明显的年代际变化特征增暖主要发生在年代中期以来的多年当中。这一结论和文献、基本一致。从我国冬季气温变化的空间分布来看(图)近年来我国西北、华北、东北、青藏地区冬季气温上升趋势明显上升速率大多超过a华北北部、东北地区最为强烈部分地区甚至达到aN以南的南方地区上升趋势相对较小超过一半的台站置信度低于上升趋势不显著江淮流域、长江中下游、华南沿海、东南沿海以及云贵高原西南部等地在,a重庆、湖北以及贵州、广西、广东大部分地区不超过a。,图近年中国冬季平均气温(a)、风速(b)距平FigAnomaliesofannualmeanairtemperature(a)andwindspeed(b)forChinafroma)图近年中国冬季气温变化趋势(FigTendencyofannualmeanwinterairtemperatureforChinafromto(years)FigTendencyofannualmeanwinterWCTforChinawhenthewindspeedsteady变化趋势(均通过信度检验)TabThevariationtrendsofWCTindifferentregionsundergiventemperatureandgivenwindspeedrespectively区域全国平均西北区华北区东北区南方区青藏区(a)(a)近年来我国冬季平均风速减弱趋势明显从年代中期的约ms下降到约ms年间下降下降速率为,msa置信度超过(图b)这一结果较文献的结论为低。从年到年代中期冬季平均风速缓慢下降但在年急剧上升到历史最高值年代中期平均风速迅速下降并在年达到历史最低值ms随后基本保持稳定至年。年之前平均风速呈下降趋势但仅有,年年的风速距平为负年之后所有年份的风速距平为负年代中期以后冬季平均风速有所上升但距平仍然为负。冬季平均风速年滑动平均也反映出较为明显的年代际变化特征,年是平均风速稳定偏强时期从年代初开始持续下降至年代初之后平均风速在偏弱水平上保持稳定。从风速变化趋势的空间分布来看(图)个台站呈现下降趋势超过总数的只有个台站呈上升趋势。下降速率超过,msa的台站都达到了的置信度水平。华北北部、东北大部以及西北地区大部风速下降速率多数超过,msa其中华北北部农牧交错带呈现出一致的平均风速强烈下降趋势。华北中南部、湖南、江西、华南大部下降速率在,,,msa。青藏地区风速也呈下降趋势但趋势不显著。冬季平均风速呈上升趋势的地区主要分布在我国中部的湖北、重庆以及云贵高原东部但是上升速率基本都在msa以下且大多数台站没有达到的置信度水平。图近年中国冬季风速变化趋势(msa)FigTendencyofannualmeanwinterwindspeedforChinafromto(msyears)FigThevariationtrendsofwinterWCToverChinaundergiventemperature(unit:a)区域大气环流的影响东亚冬季风是冬季北半球大气环流系统的组成部分。现有的研究证实西太平洋遥相关型(WP)和欧亚遥相关型(EU)、北极涛动(AO)、北半球冬季西风环流等都与东亚冬季风有密切关系。EU和AO很可能通过西伯利亚高压对东亚冬季风产生重要影响,。AO处于正位相时西伯利亚高压强度偏弱同时东亚大槽强度减弱造成冬季风趋弱南下冷空气减弱我国大部分地区气温偏高反之则偏低。近二十年来北极涛动持续增强的趋势是东亚北部地区冬季增暖的重要原因。WP也可能对东亚冬季风强度有重要的影,响。WP与我国东部沿海、西南地区气温关系密切具体结果可参考文献中图及文献中图。北半球冬季纬向平均环流通过影响西伯利亚高压和东亚大槽进而影响中国冬季气候西风环流强时西伯利亚高压强度及东亚大槽减弱南下冷空气变弱我国大部分地区气温升高反之降低。分析我国地面平均气温与同期北半球中高纬hPa高度场的相关关系(图)正的相关中心位于东亚大槽常年平均位置附近也说明东亚大槽与我国地面气温有很好的相关关系东亚大槽加深则槽后西北气流加强将引导冷空气向南推进低层偏北风加强、地面气温偏低反之东亚大槽减弱则低层偏北风变弱、地面气温偏高。计算结果还显示AO与我国大部分地区的风速有很好的负相关关系(图b)AO处于正位相时全国大部分风速偏低相关最显著的地区位于华北北部农牧交错带、以及新疆、内蒙古、甘肃三区交界的狭长地带相关系数低于。FigCompositeanomalyfieldsofwindvectorathPaforhigh(a)andlow(b)winterWCT(ShadedareaisQinghaiTibetanPlateau)图冬季西伯利亚高压与同期中国地面气温相关(a)、AO与同期中国地面风速相关(b)(,)。阴影区达到的显著性水平FigCorrelationbetweenSiberianHighandairtemperature(a)andcorrelationbetweenAOindexandwindspeed(b)forwinter()Areasabovesignificancelevelareshaded图冬季北半球中高纬hPa高度场与同期中国地面气温相关系数(,)。阴影区达到的显著性水平FigCorrelationsbetweenthemeanwintertemperatureofChinaandthecoinstantaneousgeopotentialheightsathPa()Areasabovesignificancelevelareshaded及方差贡献TabCorrelationcoefficientsandvariancecontributionoflargescalecirculationfactorstotheairtemperatureandwindspeedandWCTforthedifferentregionsSH气温()AOWPEU环流因子方差贡献率SH风速(ms)AOWPEU环流因子方差贡献率SHAOWPEU环流因子方差贡献率西北区华北区东北区南方区青藏区全国平均bbbabbbbaaaaabbaabbaabbabbbbbaabbaabaaabb注:a表示通过的信度水平b表示通过的信度水平曲线为拟合值的年滑动平均曲线。均为标准化的距平序列)FigComparisonsofthesimulatedvaluesbasedonSHandAOandWPandEUwiththeobservationalwintertemperatureandwindspeedandWCTinChina(Thedashedlinesaresimulationvalues,theboldlinesareobservationsseries,thesmoothedlinesarepointmoving,allseriesarenormalizedanomaly)结论致谢:衷心感谢审稿人对本文的审阅和宝贵意见参考文献(References)SiplePA,PasselCFMeasurementsofdryatmosphericcoolinginsubfreezingtemperaturesProceedingsoftheAmericanPhilosophicalSociety,,:–StendmanRGIndicesofwindchillofclothedpersonsJournalofAppliedMeteorology,,:–HillLThescienceofventilationandopenairtreatmentMonthlyWeatherReview,,:HillLTheKatathermometerinstudiesofbodyheatefficiencyMedicalResearchCouncilReportsSer,,LondonStendmanRGAuniversalscaleofapparenttemperatureJournalofClimateandAppliedMeteorology,:QuayleRG,StendmanRGThestendmanwindchill:animprovementoverpresentscalesBulletinoftheAmericanMeteorologicalSociety,,:ShitzerAAparametricstudyofwindchillequivalenttemperaturesbyadimensionlesssteadystateanalysisInternationalJournalofBiometeorology,:LinXuechun,Yushuqiu,TangGuoliSeriesofaverageairtemperatureoverChinaforthelastyearperiodScientiaAtmosphericaSinica,,():林学椿,于淑秋,唐国利中国近百年温度序列大气科学,,():DingYihui,DaiXiaosuTemperaturevariationinChinaduringthelastyearsMeteorologicalMonthly,,():丁一汇,戴晓苏中国近百年来的温度变化气象,():ChenLongxun,ZhuWenqin,WangWenetalStudiesonclimatechangeinChinainrecentyearsActaMeteorologicaSinica,():陈隆勋,朱文琴,王文等中国近年来气候变化的研究气象学报,,():WangZunya,DingYihui,HeJinhaietalAnupdatinganalysisoftheclimatechangeinChinainrecentyearsActaMeteorologicaSinica,():王遵娅,丁一汇,何金海等近年来中国气候变化特征的再分析气象学报,,():XuJianjun,ZhuQiangen,ZhouTiehanSuddenandperiodicchangesofeastAsianintermonsooninthepastcenturyQuarterlyJournalofAppliedMeteorology,():徐建军,朱乾根,周铁汉近百年东亚冬季风的突变性和周期性应用气象学报,,():PeiShunqiang,LiChongyinAfurtherstudyontheeastAsianwintermonsoonanditsinfluencesPart,featuresofvariationandanomaly裴顺强,李崇银东亚冬季风及其影响的进一步研究东亚冬季风变化及异常的特征气候与环境研究,,():RenGuoyu,GuoJun,XuMingzhietalClimatechangesofChina’smainlandoverthepasthalfcenturyActaMeteorologicaSinica,():任国玉,郭军,徐铭志等近年中国地面气候变化基本特征气象学报,,():XuM,ChangCP,FuCBetalSteadydeclineofeastAsianmonsoonwinds,–:EvidencefromdirectgroundmeasurementsofwindspeedJournalofGeophysicalResearch,,:DMaoZhengdanAstudyonwindchillequivalenttemperatureinChinaScientiaGeographicaSinica,():毛政旦中国风寒相当温度的研究地理科学,,():TorosH,DenizA,SaylanLetalSpatialvariabilityofchillingtemperatureinTurkeyanditseffectonhumancomfortMeteorologyAtmosphericPhysics,,:KeimigFT,BradleyRSRecentchangesinwindchilltemperaturesathighlatitudesinnorthAmericaGeophysicalResearchLetters,,():BluesteinM,ZecherJAnewapproachtoanaccuratewindchillfactorBulletinoftheAmericanMeteorologicalSociety,,:ShitzerAInconsistenciesinthe“new”windchillchartatlowwindspeedsJournalofAppliedMeteorologyandClimatology,,:ShitzerAAssessmentoftheeffectsofenvironmentalradiationonwindchillequivalenttemperaturesEuropeanJournalofAppliedPhysiology,,:FangQiaomin,GongDaoyi,MaoRuiChangesofdailyprecipitationofChinainwintertimeduringthelastyearsScientiaGeographicaSinica,():房巧敏,龚道溢,毛睿中国近年来冬半年日降水变化特征分析地理科学,,():GuoQiyunRelationshipbetweenthevariationsofeastAsianwintermonsoonandtemperatureanomaliesinChinaQuarterlyJournalofAppliedMeteorology,():郭其蕴东亚冬季风的变化与中国气温异常的关系应用气象学报,,():GongDY,WangSW,ZhuJHEastasianwintermonsoonandarcticoscillationGeophysicalResearchLetters,,():ShiXiaohui,XuXiangde,XieLi’anInterdecadalspatialtemporalchangetrendofeastAsianwintermonsooninthelastyearsChineseJournalofAtmosphericSciences,():施晓晖,徐祥德,谢立安近年来东亚冬季风的年代际时空变化趋势大气科学,,():WangShaowuFluctuationofeastAsianACWsandclimatechangeinChinaActaMeteorologicaSinica,():王绍武东亚大气活动中心的多年变化与我国的气候振动气象学报,,():ZhuQiangen,ShiNeng,WuZhaohuietalThelongteamchangeofatmosphericactivecentersinnorthernwinteranditscorrelationwithChinaclimateinrecentyearActaMeteorologicaSinic,():朱乾根,施能,吴朝晖等近百年北半球冬季大气活动中心的长期变化及其与中国气候变化的关系气象学报,,():GongDaoyiLangescaleatmosphericcirculationandwintertemperatureinthenorthernhemisphereEarthScienceFrontiers,:龚道溢大尺度大气环流变化及其对北半球冬季温度的影响地学前沿,,:GongDaoyi,WangShaowuVariabilityoftheSiberianHighandthepossibleconnectiontoglobalwarmingActaGeographicaSinica,():龚道溢,王绍武西伯利亚高压的长期变化及全球变暖可能影响的研究地理学报,,():WuBY,WangJPossibleimpactsofwinterarcticoscillationonSiberianHigh,theEastAsianwintermonsoonandseaiceextentAdvancesinAtmosphericSciences,,():GongDaoyi,WangShaowuInfluenceofArcticOscillationonwinterclimateoverChinaActaGeographicaSinica,():龚道溢,王绍武近百年北极涛动对中国冬季气候的影响地理学报,,():EffectofinterdecadalvariationofArcticOscillationontemperatureincreasinginnorthofeastAsianwinterPlateauMeteorology,,():琚建华,任菊章,吕俊梅北极涛动年代际变化对东亚北部冬季气温增暖的影响高原气象,,():ShiNengSecularvariationofwinteratmosphericteleconnectionpatterninthenorthernhemisphereanditsrelationwithChina’sclimatechangeActaMeteorologicaSinica,,():施能北半球冬季大气环流遥相关的长期变化及其与我国气候变化的关系气象学报,,():LiYong,LuRiyu,HeJinhaiSeveralclimatefactorsinfluencingthewintertemperatureoverChinaChineseJournalofAtmosphericSciences,,():李勇,陆日宇,何金海影响我国冬季温度的若干气候因子大气科学,,():LiYong,HeJinhai,JiangAijunetalCirculationstructurefeaturesofwesternPacificteleconnectionparterninwinterandtheirrelationwithChina’stemperatureandprecipitationinwinterScientiaMeteorologicaSinica,,():李勇,何金海,姜爱军等冬季西太平洋遥相关型的环流结构特征及其与我国冬季气温和降水的关系气象科学,,():GongDaoyi,WangShaowuStrctureofthezonalmeancirculationoverthenorthernhemisphereanditsimpactonclimateofChinainwinterScientiaGeographicaSinica,,():龚道溢,王绍武北半球冬季纬向平均环流的结构及对我国气候的影响地理科学,,():AnAnalysisonWindChillTemperatureChangesinWinterOverChinaDuringtheLastYearsFENGShenghuiGONGDaoyiZHANGZiyinHEXuezhaoGUODongLEIYangna(StateKeyLaboratoryofEarthSurfaceProcessesandResourceEcology,CollegeofResourcesScienceandTechnology,BeijingNormalUniversity,Beijing,China)Abstract:Thewindchilltemperature(WCT)isatermtodescribetherateofheatlossfromthehumanbodyinwinteroutdoor,andithasbecomeanimportantresearchfieldintheareaofclimatechangesBasedonthedataoftemperatureandwindspeedformeteorologicalobservationstationsinChina,andaccordingtothelatestWCTformula,thecharacteristicsofthewindchilltemperaturechangesinwinteroverChinaduringthepastyearswereanalyzedItisshowedthatthemeanWCTinwinterariseduringthepastyears,withawarmingrateabouta,thewarmingrateofSouthwestChina,NorthChina,SoutheastChinaandTibetanPlateauarea、a、aandarespectively,especiallyinagriculturepasturetransitionzone,northernChina,inexcessofaSimultaneously,thedecreasingtrendoftheWCTinSouthChina(N)issignificantlylowerthanthenorth,aThechangesofWCTaretheresultsofthecombinedeffectsofincreasingtemperatureanddecreasingwindspeed)Thefractionsolelyrelatedtothetemperatureandwindspeedis、inWCT,respectivelyTheanalysisresultsshowthatSH(SiberianHigh),AO(ArcticOscillation),WP(westernPacificteleconnectionpattern)andEU(Eurasianpattern)couldaffectWCTThefourcirculationfactorscanexplainvarianceformeanwinterWCToverChinaisThecorrelationbetweenthemeantemperatureandthefourcirculationfactors(SH,AO,WP,EU)is,,andrespectivelyMoreover,thereisthemostsignificantlynegativecorrelationbetweenthemeanwindspeedandAO()Keywords:winterwindchilltemperaturetemperaturewindspeed

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