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1、1对流层全球温度变化及趋势分析张善强(河南省气候中心,郑州460003)摘要：利用1948～2006年NCAR/NCEP再分析资料月平均温度,通过对18层气压层的年平均温度、月平均温度历年变化和相关的倾向率分析，得到如下结果：高层的年平均温度比低层先开始增温，250hpa、300hpa的平均温度值在20世纪70年代末出现均值突变，并一致持续到现在，而低层是在持续逐渐增温，是变率突变；高层年平均温度比低层增温快，各月的平均温度中，冬季高层平均温度倾向率比低层的大，即冬季高层平均温度比低层增温快，其它季节平均温度倾向率有两个区域高层比
2、低层小；冬季高层的月平均温度比低层增温明显，有利于逆温的产生，这可能是近年来冬季大雾多发生的原因之一；夏季高层的月平均温度比低层增温大，但是幅度小。因此，我们认为大气温度的持续上升并不单单是二氧化碳等温室气体的作用，类似于平流层温度的下传也有可能。对流层各个气压层平均温度变化的事实说明低层或地面的温度变化是伴随着高层或大气圈而变化的。高层年平均温度变化趋势已开始降温，低层年平均温度变化趋势还没有下降。关键词:对流层平均温度倾向率突变1引言全球变暖是当前气候变化研究的主要方面之一。进入21世纪，全球气候增暖一直在延续，①②在20世纪
3、90年代，全球温度有一个显著的增高并持续到现在。研究气候增暖原因有各种论述，美国科学家研究认为全球气温升高与煤烟颗粒有关；德国研究人员分析得出目前水蒸汽的增加使长波辐射的吸收加大导致温度升高；而归结为二氧化碳的增加更是很多科学家的依③据。气候变化可能并非某方面因素造成的,它取决于由大气圈、水圈、冰雪圈、生物圈和岩④⑤石圈等五大圈层所组成的“气候系统”的整体相互作用以及地球唯一外来热源太阳的变化。由于地球大气、空中灰尘及下垫面对太阳辐射吸收反射的能量是相对平衡的，而造成大气运动异常的应该还有外在因素，地球气候本身的变化机理也有待深入
4、研究，《平流层—对流层⑥交换研究进展》文中论述一系列的（SET）平流层和对流层交换途径，自然和人为排放的化⑦学物质对大气成分影响的过程；对流层顶温度场演变的也有人进行了气候学的分析；20世⑧纪90年代前一些人给出对流层和地表增温，对流层顶和平流层底变冷。本文试图以对流层各个气压层平均温度变化的事实来说明低层或地面的温度变化是伴随着高层或大气圈而变化的。我们利用NCEP/NCAR再分析资料,对1948年以来的全球18气压层的温度进行统计分析。特别关注各层的年、月平均温度的变化趋势的比较以及各层倾向率的分析对比。2资料与方法资料来源于
5、NCEPREANALYSIS。我们希望得到可以用来描述空间变化特征趋势变化的指⑨数。为此,用参考文献的方法,分别计算了两种气候趋势特征指数,即（全球）平均温度和温度倾向率。收稿日期2008-3-收到；基金项目作者简介张善强，男，1958年出生，硕士，高级工程师，主要从事气候变化及预测研究。Email:zsqiang0@yahoo.com.cn2562.1平均温度n,m某气压层平均温度T＝∑TijTij温度，n=73纬度，m＝144经度。i,j=12.2温度倾向率通常温度等气候要素的趋势拟合可以用二次方程表示,即:^2Xt=b0+b
6、1T+b2T（1）其中t=1,2, ,n为年份序号。而线性趋势变化只需选用一次方程,即:^Xt=b0+b1T（2）^dXt其中，b1=为一次回归系数。dt本文计算了温度年平均值、月平均值和温度倾向率。限于篇幅,文中只对年和月的温度平均值和温度倾向率进行了分析。方差可以较好地显示温度围绕平均值的平均变化幅度，所以为了说明各层温度年平均值、月平均值的差异,文中还对要素的方差进行了分析；同时由于对流层各层的温度本身具有差别,平均值及标准差亦有所不同,为使它们在同一水平上比较,我们对资料进行标准化处⑩理。3对流层温度分析3.1对流层各层温
7、度变化在年平均温度中（图略），400hpa以下层次演变趋势较一致，倾向率为0.012～0.019之间,其增长趋势是逐步增高，线性拟合较好，400hpa以上层次演变振幅较大。图3.1.1是经过标准化处理的高低层年平均温度变化曲线，明显可见，高层温度变化差异较大，各层间的变化差别大；低层变化趋势基本一致。400和500hpa是过渡层。从年平均温度数值上看（表略），400hpa以上气压层在1979年有明显的突变，平均上升0.95度，200～300hpa各层进入（11）一个相对高的温度区间；500hpa及以下气压层在1980年有明显的突变
8、，平均上升1.09度，而且，进入90年代有一个稳步上升的趋势。高层比低层提前一年发生突变。10hpa320hpa230hpa1050hpa-170hpa-2100hpa-3150hpa-4200hpa194819531958196319681973
