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1、第55卷第4期气象学报Vol.55,No.41997年8月ACTAMETEOROLOGICASINICAAug.,1997中国近四十年最高最低温度变化翟盘茂任福民(国家气候中心,北京,100081)摘要利用中国1951-1990年的实测资料,在剔除测站迁移和城市化热岛效应对气候变化趋势的可能影响之后,研究了中国最高温度、最低温度的时空变化趋势特点。结果表明,最高温度在95°E以西及黄河以北地区普遍呈增温趋势,而在东部黄河以南却呈降温趋势;最低温度在全国普遍呈增温趋势,在高纬度地区增暖最明显。这种变化使得日较差表现出明显的减少趋势。虽然最高、最低温度变化的准周期性规律是一致的,但它们
2、的线性变化趋势却呈现出明显的不对称性。最低温度的显著升高反映了近40a中温室效应持续加强的迹象。进一步的分析表明,最高最低温度变化是与日照条件及大气水分条件相关联的。关键词:最高温度,最低温度,变化。1引言[1]全球气候在过去100a中变暖了0.3-0.6℃,在近40a中变暖了0.2-0.3℃。中国[2]的一些研究也表明,在1951-1990年期间年平均温度升高了0.3℃。国外一些深入的研究结果指出,全球陆面温度的升高过程中多数地区的最低温度升高明显高于最高温度[3-4]的升高,因而表现出一种日夜增暖的不对称性,使得日较差变小。在全球气候变化研[3-5]究中,虽然中国的情况也一直受到
3、国际上的关注,但对中国最高和最低温度的变化规律的研究仍然非常粗略,对于温度变化规律形成原因讨论方面的工作更加少见。IPCC第[6]一工作组首席科学家特别号召各国开展最高最低温度变化研究,因为这项研究对于深入了解气候变化规律及探讨气候变化原因具有十分重要的意义。气候资料质量会影响气候变化观测研究结果。气候资料中的过失误差可以通过质量控制(QC)技术进行。另一类误差属于系统误差,通常由于观测仪器、场地变化以及观测和[7]处理过程中采用的方法变化等因素引起。Karl等研究发现台站迁移和仪器变更可以使[8]气候资料产生1℃以上的系统偏差;Johns利用中国东部部分资料发现城市测站的年平[9]
4、均温度增暖比农村测站明显偏高;Portman指出,在中国北部平原人口密度大的城市热岛效应偏差也大,这种偏差对气候变化的影响在春夏季比秋冬季更大一些;中国陈隆[10][11]勋和赵宗慈也关注到了这一问题。初稿时间:1996年4月26日;修改稿时间:1996年8月5日。4期翟盘茂等:中国近四十年最高最低温度变化419在比较完整的资料基础上(中国仅缺台湾),比较严格地对资料进行了质量检查,并剔除了序列不完整、台站有较大迁移以及城市化影响较大的测站,然后深入研究了1951-1990年期间最高、最低气温及气温日较差变化规律,并探讨了其可能影响的原因。2资料处理文中使用的最高最低温度资料为国家
5、气象中心整理的369个测站资料。因台站迁移或城市化效应比较明显的测站资料有可能给气候序列产生不均一性,从而影响气候变化研究结果,在分析中没有使用。测站迁移的判别方法通过其经纬度及高度变化进行。其具体方法为:若为测站经度,为纬度,h为高度,R为地球半径,在序列的第i年和第j年之间测站距离变化dij与高度变化hij满足以下条件之一时,即:dij≥20km(1)其中hij≥50m(2)22dij=R(i-j)+(icosi-jcosj)(3)情况下,该测站被剔除。[4]根据Karl等的研究结果,在中国50万人口以下的城市所产生的热岛效应在气候变化中的影响可以忽略,为了尽量排
6、除大城市带来的城市热岛效应,原始资料中还剔除了50万人口以上的大城市测站资料。虽然文中使用的原始资料已经过资料业务部门初步的质量检查,但仍然有一些错误资料,因此,设计了以下方法实行资料的质量检查。首先计算各测站逐月均方差及距平,如果i站均方差为i,第m年的距平为Tim,当距平明显偏大,达到Tim>2(4)i与i站周围250km范围内测站j(j=1,...,n,n为邻站数)相比较,要求至少有2/3的测站满足:TimTjm>0(5)ijTimTjmTim-1≤≤+1(6)iji第i站的第m年的资料才能被认为正确,否则,该资料视为错误。通过以上
7、3步处理,资料中基本上消除了城市热岛效应、台站迁移和错误资料的影响。表1给出了关于这些处理的统计情况。可以看到,过去40多年中,中国有约1/4的测站发生了比较明显的台站迁移,有约9%的资料来源于大城市测站。420气象学报55卷表1城市热岛效应、台站迁移和资料质量控制处理的统计剔除原因剔除量原总量剔除百分率城市热岛(人口>50万)32站369站8.67%台站迁移90站369站24.39%QC385个247×480×4个0.08%在上述过程进行之后,把月距平资
