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研究进展
高温天增多成因和预测研究取得进展

   还未进入7月,华北、江南多地早已‘炎值爆表’,35℃以上高温天频现。高温天增多背后的成因是什么?如何在春季提前给出高温日数的短期气候预测信息? 

  中科院大气所钱诚博士及其合作者近年来从高温日数的百年演变和城市化效应角度研究了除了全球变暖带来的高温日数增多之外的原因,取得进展。由上海徐家汇气象站观测数据揭示,高温日数除长期增多的线性趋势外,还叠加有60-80年左右周期的多年代际变率,目前处于这个多年代际变率的上升波段和长期趋势正向加强时期(图1左上)。此外,通过城乡对比方法揭示,城市发展带来的局地城市化效应也对高温日数增多起了不可忽视的作用,它贡献了1960-2013年上海市区夏季平均气温近一半的增温和热浪增多趋势的近1/3(图1右上)。 

  高温日数受到全球变暖、(多)年代际变率和局地城市化效应的多重气候背景影响,如何在短期气候预测中加以考虑?借助一阶差分(年际增量)方法,既考虑了这些影响(信息来自前一个观测值),又使预测对象容易满足传统回归模型的正态分布假定,在香港高温日数短期气候预测中显示出较好的预测技巧(图1下)。

1. (左上)上海徐家汇站1873年以来高温日数演变(引自钱诚等2018);(右上)上海市区(红线)和“乡村”参考站(蓝线)1960-2013年夏季平均气温距平(引自Qian 2016);

(下)香港高温日数的预测模型检验,其中黑线是观测,红线是建模期,绿线和紫线是独立样本预测期的两种预测检验(引自Qian et al. 2018)。 

相关论文如下: 

  Qian, C., 2016: On trend estimation and significance testing for non-Gaussian and serially dependent data: quantifying the urbanization effect on trends in hot extremes in the megacity of Shanghai. Climate Dynamics, 47, 329–344

(https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-015-2838-0) 

  Qian, C., W. Zhou, X.-Q. Yang and J. C. L. Chan, 2018: Statistical prediction of non-Gaussian climate extremes in urban areas based on the first-order difference method, Int. J. Climatol., DOI:10.1002/joc.5464

(https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/joc.5464) 

  钱诚,严中伟,曹丽娟,李珍,2018:基于1873年以来器测气温的二十四节气气候变化.气候与环境研究,doi:10.3878/j.issn.1006-9585.2018.18044

(http://www.dqkxqk.ac.cn/qhhj/qhhj/ch/reader/view_abstract.aspx?flag=3&file_no=201803160000002)


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