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东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系

东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系
东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系

收稿日期收稿日期:2015-02-11;修订日期修订日期:2015-05-29

基金项目基金项目:中国气象局气候变化专项(CCSF201003,CSF201317)和国家自然科学基金(41175083,41125096)资助。[Foundation:Special for Climate Change(CCSF201003,CSF201317),National Nature Science Foundation of China(41175083,41125096).]

作者简介作者简介:刘玉英(1963-),女,辽宁朝阳人,高级工程师,主要从事气候、气候变化及气候资源开发利用工作。E-mail:ccliuyuying@https://www.wendangku.net/doc/9e14571530.html,

地理科学

Scientia Geographica Sinica

刘玉英,李宇凡,谢今范,等.东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系[J].地理科学,2016,36(4):628-636.[Liu Yuying,Li Yufan,Xie Jinfan et al.Cli-mate Change Characteristics of Free Atmospheric Humidity and Its Relationship with Temperature and Precipitation in Northeast China.Scientia Geographica Sinica,2016,36(4):628-636.]doi:10.13249/https://www.wendangku.net/doc/9e14571530.html,ki.sgs.2016.04.018

东北高空湿度变化特征及其与

地面气温和降水的关系

刘玉英1,李宇凡2,谢今范2,张红1

(1.吉林省气象信息网络中心,吉林长春130062;2.吉林省气候中心,吉林长春130062)

摘要:利用1971~2005年探空和地面观测资料,详细分析了东北地区高空比湿和相对湿度的时空变化特征,并探讨了比湿和相对湿度与地面气温、降水量的关系。结果表明:东北地区比湿空间分布主要受到水汽来源的影响,地面由东南向西北递减,高空由南向北递减;相对湿度受水汽、海拔高度和纬度的共同影响,地面和对流层下层由南向北先减后增,对流层中层由南向北递增,赤峰向通辽延伸的西南-东北向干舌地面最明显,随高度增加逐渐减弱。1971~2005年,东北地区比湿从地面到高空均为增加趋势,对流层中下层的增加趋势更加显著;相对湿度在地面呈显著减小趋势,对流层中层呈显著增加趋势。大气比湿与地面气温在年、季尺度上存在一致的显著正相关关系,大气相对湿度与地面气温在季节尺度上存在显著负相关关系;对流层中下层相对湿度与降水量相关最显著;地面气温升高对东北气候趋于干旱化起了重要作用,高空相对湿度增加有利于降水增加,气温与比湿的相互消长,影响了气候的干、湿变化。

关键词关键词:高空;比湿;相对湿度;地面气温;降水量;气候干旱指数中图分类号中图分类号:P457.5

文献标识码文献标识码:A

文章编号文章编号:1000-0690(2016)04-0628-09

在全球气候变暖的背景下,大气水汽作为气候变化的重要影响因子,其时空变化特征得到广泛关注。通过不同资料的分析研究得出,中国夏季的大气水分在近20a 呈增长状态,增长最多在对流层低层,增加明显的区域集中在东北、西南和南部沿海[1~3]。在垂直变化上,中国对流层中低层大气比湿经历“湿”、“干”、“湿”阶段性变化,对流层低层比湿呈上升趋势,对流层中层、高层和平流层下层为下降趋势[4]。通过区域空间分析得出,新疆地区地面比湿呈增加趋势,500hPa 和850hPa 高空比湿在20世纪80年代中后期呈增加趋势[5~7],东北、内蒙古东部等地区,高空水汽含量呈增加趋势[8]。

东北地区地处东亚季风影响区域的最北端,是中国气候变化较敏感的地区,已有研究表明,20世纪60年代以来增温显著,降水量呈微弱的减少趋势,且降水空间分布差异大,东北地区高空水汽

输送主要集中在夏季,以西南向和南向为主,年际间水汽输送量差异很大[9~11]。上述工作对于了解东北地区地面和高空气象要素的变化具有重要意义,但是有关东北高空水汽时空变化特征方面的研究工作较少。本文利用东北地区包括辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古东部的13个探空站及115个地面气象站观测资料,分析了地面至高空比湿和相对湿度的时空变化特征,以期加深对区域气候变化的认识,通过分析比湿和相对湿度与地面气温和降水量的关系,提高对陆气相互作用的认识,为应对气候变化、提高气候干湿年景预测准确率提供依据。

1资料与方法

1.1资料及处理

本文所用数据包括:1961~2012年东北地区13

刘玉英等:东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系4期个探空站地面850hPa 、700hPa 、600hPa 、500hPa 、400hPa 、300hPa 、200hPa 、150hPa 、100hPa 、70hPa 、50hPa 、30hPa 各等压面08时和20时温度、露点温度资料,来源于经过质控的《中国高空规定等压面定时值数据集(V1.0)》,1961~2012年东北地区115个国家基本站和基准站月平均气温和月降水量资料。探空资料日平均值用08时和20时2个时次的平均得到。

1961年以来高空温湿观测设备出现2次更换,第1次为1967~1969年期间,观测设备由苏式P3-049型更换为59型探空仪;第2次为2006~2010年期间,由59型探空仪更换为L 波段数字探空仪。2次设备更换大多数站缺少对比观测,为便于分析,本文资料选取1971~2005年。齐齐哈尔和索伦于1979和1981年开始探空观测,分别使用1980~2005年和1982~2005年的资料。

经检查探空数据缺测情况发现,露点温度缺测率较温度高。为了保证分析结果的代表性,统计时若某月某时次缺测10次以上,则该月为缺测;若1a 中有一个月缺测,则该年缺测。统计13站数据缺测率发现,1971~2005年温度在100hPa 高度以下、露点温度在300hPa 以下逐年缺测率较低,缺测率在10%~20%的年份在7%以下。依据统计数据有效率要达到70%的要求[12],本文使用1976~2005年(齐齐哈尔和索伦用1982~2005年)的数据进行气候平均状况分析,使用1971~2005年的数据进行趋势变化分析,高度为地面、850hPa 、700hPa 、600hPa 、500hPa 、400hPa 、300hPa 。因不同时段变化趋势是显著不同的[13],因此在进行趋势分析时剔除了观测时间较晚的齐齐哈尔和索伦2站。本文对高空按照3个垂直厚度层进行划分:地

面、对流层下层(850~600hPa )和对流层中层(500~300hPa )[14]

1.2方法

在进行吉林省高空温度和湿度的时空变化特征分析过程中,利用线性回归方法和相关法进行趋势变化分析和检验。

利用露点温度计算比湿和相对湿度,计算方法见参考文献[4]:当温度高于-40℃时,

ìí???E S =1.000071e 0.0000045p

E E =6.1094e

17.625T 243.04+T (1)

温度低于-40℃时,

ìí???E S

=0.99882e 0.000008p

E E =6.1121e

22.587T

273.86+T (2)其中,T 为温度,p 为气压,E 为水汽压,E S 为饱和水

汽压。

RH =

E S (T d )

E S (T )(3)q =0.622E S

(T )RH

p (4)

其中,T d 为露点温度,RH 为相对湿度,q 为比湿。

气候干旱指数计算公式[15]:

DI i =PI i +TI i

(5)

式中,DI i 为第i 年的干旱指数,DI i 值越大表示气候越干旱;PI i 是第i 年的降水距平指数,TI i 为第i 年的地面气温距平指数。PI i 和TI i 的计算公式分别为:

PI i =(P-P i )/P (6)TI i =(T i -T )/T

(7)

式中,P 、T 分别为1971~2000年年降水量和年平均地面气温的平均值,P i 、T i 分别表示第i 年的降水量和年平均地面气温。

2结果与分析

2.1多年平均气候特征2.1.1比湿空间分布特征

地面比湿空间分布呈由东南向西北减小的形势(图1a ),近海的大连最大,达到6.7g/kg ,其次是沈阳,达到6.0g/kg ;东北西北部的海拉尔最小,为3.9g/kg ;比湿最大、最小值差异达到2.8g/kg ,空间分布差异较大。对流层下层比湿空间分布呈自南向北减小的特征(图1b ),长白山南麓的临江比湿最大,为2.8g/kg ,其次是大连,为2.7g/kg ;东北北部的嫩江和齐齐哈尔比湿最小,为2.1g/kg ;比湿最大、最小值差异为0.7g/kg ,空间分布差异明显较地面小。对流层中层比湿空间分布特征与对流层下层相似(图1c ),也呈自南向北减小的形势,近海大连比湿最大,为0.53g/kg ,长白山南麓的临江比湿次大,为0.50g/kg ;索伦、哈尔滨一线的北部比湿明显偏小,在0.38g/kg 以下,嫩江最小为0.35g/kg ;比湿最大、最小值差异为0.18g/kg ,空间分布差异最小。综上可见,从地面到高空,东北地区比湿呈现由东南向西北递减到由南向北递减的分布变化,表明尽管东北全年盛行偏西风,但水汽来源以南

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地理科学36卷

向为主,这与他人的结论一致[10],同时说明近地层比湿空间分布不仅受到水汽来向影响,还受到地形起伏的影响;比湿空间分布差异随高度减小,说明近地面层发生的云、雨、雾以及蒸发,造成水汽收支空间差异越接近地面越大。

四季比湿的空间分布特征(图略)总的来说与年平均比湿相近,从地面到高空,比湿呈现由东南向西北递减到由南向北递减的分布变化,比湿空间分布差异随高度减小。不同点在于,夏季地面比湿等值线出现自大连向长春、齐齐哈尔延伸的趋势,比湿南北向差异减小,东西向差异加大,说明夏季南来水汽含量丰沛,在强劲的夏季风作用下可伸展至内陆的松嫩平原。四季中夏季比湿最大,地面为9.34~13.54g/kg ,对流层下层为4.83~5.75g/kg ,对流层上层为0.83~1.18g/kg ;冬季比湿最小,地面为0.53~2.00g/kg ,对流层下层为0.55~0.82g/kg ,对流层上层为0.09~0.16g/kg ;春季和秋季比湿相近,大小介于夏季和冬季之间,秋季略大。2.1.2相对湿度空间分布特征

地面相对湿度空间分布呈西小东大的特征(图2a ),处于西部丘陵的赤峰相对湿度最小,为48.93%,其次是通辽,为57.48%,由赤峰向通辽延伸一西南-东北向的干舌;其他地方相对湿度在60%以上,临江和伊春因地处山地是东北相对湿度最大的地方,为71.72%~72.70%;相对湿度最大和最小值差异为23.77%。对流层下层相对湿度自西南向东北递增(图2b ),大连和赤峰最小,分别为45.38%和45.82%,其次是通辽,为48.04%,西南-东北向的干舌变得平缓;海拉尔和伊春最大,分别为60.27%和60.14%;相对湿度最大和最小值差异为14.89%。对流层上层相对湿度由西南向东北递增的分布更加明显(图2c ),等值线变得平直,干舌

消失,最小值在大连和赤峰,分别为38.78%和39.19%;最大值在海拉尔,为50.84%;相对湿度最大和最小值差异为12.06%。综上可见,从地面到高空,相对湿度呈基本一致的自西南向东北递增的分布,由赤峰向通辽延伸的西南-东北向干舌地面最明显,随高度增加逐渐减弱,至对流层中层基本消失,显示出东北-西南走向的长白山脉和大兴安岭山脉对其间的近地层空气的影响;相对湿度空间分布差异随高度减小,但减小幅度明显小于比湿。

四季相对湿度的空间分布特征(图略)与年平均相对湿度相近,从地面到高空,相对湿度呈基本一致的自西南向东北递增的分布,由赤峰向通辽延伸的西南-东北向干舌均出现在四季的近地面层,相对湿度空间分布差异随高度减小。与年平均相对湿度空间分布差异较大的表现在夏季地面相对湿度,空间分布由西向东递增,等值线接近经向分布。

总的来说,比湿空间分布主要受到水汽来源的影响,从而形成由南向北递减的空间分布;相对湿度的空间分布,除了受到水汽条件影响外,还受到海拔高度和纬度的影响,因而空间分布更复杂,在南北方向上,地面和对流层下层由南向北呈先减后增的分布,对流层中层由南向北则呈递增的分布。2.2年际变化特征

从1971~2005年东北地区平均比湿年际变化趋势(图3a ),可以看出,地面至高空比湿均呈增加趋势,对流层下层增幅最大,为0.040g/(kg ?10a),其次是对流层中层,增加趋势为0.009g/(kg ?10a),二者均达到0.05的显著性检验水平,地面的增加趋势不显著。这一结果与翟盘茂等[2]、彭艳秋等[3]得出的1971~2001年东北地区上空水汽含量呈增加趋势是一致的,而且增加幅度与西南地区北部、华

注:a.地面;b.对流层下层;c.对流层中层。

图1东北地区各层比湿空间分布(g/kg)

Fig.1Spatial distribution of specific humidity on the levels in Northeast

China

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刘玉英等:东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系4期南沿海、新疆北部相近。在1958~2005年和1979~2005年2个时段[4],全国大部分地方850~700hPa 比湿呈增加趋势,300~100hPa 比湿呈减小趋势。可见,比湿变化趋势随高度的变化与全国大部分地方存在差异。四季平均比湿在各厚度层的变化趋势特征(图略)与年平均比湿相似,除了秋季地面比湿呈现不显著的减小趋势外,其他均为增加趋势,其中春季对流层中、下层比湿的显著增加,对年平均比湿增加的贡献最大,秋季的对流层中层、冬季的对流层下层比湿呈显著增加趋势。

从1971~2005年东北地区平均相对湿度年际变化趋势(图3b ),可以看出,自地面至高空,相对湿度呈先减后增的变化,地面减小幅度为1.252%/10a ,达到0.001的显著性检验水平,对流层下层呈现不显著的增加趋势,对流层中层的增加趋势为0.734%/10a ,也达到0.001显著性检验水平。四季平均相对湿度在各厚度层的变化趋势特征(图略)也与年平均相对湿度相似,除了秋季对流层下层相对湿度呈现不显著的减小趋势外,其他均呈地面减小、对流层下层和中层增加的趋势,其中春季、夏季和秋季地面相对湿度呈极显著(0.001显著性检验水平)减小趋势,春季、秋季和冬季的对流层中层呈显著(0.01以上显著性检验水平)增加趋势。

综上分析,1971~2005年东北地区比湿,从地面到高空均为增加趋势,对流层中下层的增加趋势更加明显,显示了对流层大气水汽含量呈增加的趋势;相对湿度在地面和高空存在相反的变化趋势,地面减小趋势明显,可能与地面升温明显有关。2.3与地面气温的关系分析

由于高低空大气的热量和水汽输送、交换及其年际间的不同,造成了雨、雾等天气的复杂多变。已有研究结果表明[4],大气水汽含量与温度、

降水量有密切关系。本文进一步探讨在年、季尺度上,大气湿度与地面气温、降水的联系。由于地面和高空比湿年际变化特征一致,因此计算了东北地面至对流层中层的年平均比湿,绘出大气年平均比湿与地面年平均气温的年际变化曲线及其线性趋势,见图4a 。比较大气比湿与地面气温的年际变化及其线性趋势可见,东北地区大气比湿和地面气温变化有较好的一致性,二者在大部分年份都是同向变化的,并均呈明显的上升趋势,计算二者的相关系数高达0.54,通过0.001的显著性检验。四季大气比湿与地面气温的相关性与年平均比湿存在一致性,相关性以春季、夏季和秋季较好(表1),相关系数分别达到0.67、0.47和0.56,通过0.01以上的显著性检验,而冬季大气比湿与地面气温也呈不显著的正相关关系。东北地区大气水汽含量与地面气温的同向变化表明,温度上升(下降)导致蒸发加强(减弱),导致大气中水汽增加(减少),比湿上升(下降)。同时,水汽是一种温室气体,其增加或减少导致温度上升或下降,两者具有正反馈作用[4]。

由于对流层下层和中层的年际变化特征一致,因此大气相对湿度与地面气温的年际变化关系按照地面和对流层中下层两个厚度进行分析,结果见图4b 。可以看出,大气年平均相对湿度与地面年平均气温的变化联系较弱,地面相对湿度变化趋势与地面气温相反,对流层中下层相对湿度变化趋势与地面气温一致。计算相对湿度和地面气温的相关系数,地面相对湿度与气温呈负相关关系,相关系数为-0.39,通过0.05的显著性检验。而对流层中下层年平均相对湿度与气温相关不显著。四季大气相对湿度与地面气温均呈负相关(见表1),地面平均相对湿度与气温

注:a.地面;b.对流层下层;c.对流层中层

图2东北地区各层相对湿度空间分布(%)

Fig.2

Spatial distribution of relative humidity on the levels in Northeast

China(%)

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的关系以春季、夏季和秋季较好,相关系数分别达到-0.49、-0.51和-0.34,通过0.05以上的显著性检验,对流层中下层平均相对湿度与气温的关系以夏季和冬季较好,相关系数分别为-0.38和-0.40。可见地面相对湿度与地面气温的关系在年、季时间尺度上均存在较密切联系,而对流层中下层相对湿度与地面气温的关系在季节尺度上更密切。东北地区相对湿度与地面气温的反向变化表明,地面气温增加,增加了地面和高空大气的干燥程度。

综上分析,比湿与地面气温在年、季尺度上存在一致的显著正相关关系,相对湿度与地面气温在季节尺度上存在显著负相关关系,地面相对湿度与地面气温相关更密切。这表明,陆面和大气之间通过热力和动力相互作用,建立了大气湿度与地面气温的联系,形成地面气温与大气水汽含量正反馈、与大气相对湿度负反馈的过程,这也是在全球变暖的气候背景下,大气水分和湿度在年

季尺度上对陆面热量条件的响应。2.4与降水的关系分析

降水是大气水分平衡的重要因子,大气水分条件的改变,会对降水变化产生重要影响。1971~2005年期间,东北地区降水量呈微弱的增加趋势。可以看出,东北地区大气比湿和降水量变化有较好的一致性(图5a ),二者在大部分年份都是同向变化的,并均呈上升趋势,计算二者的相关系数高达0.52,通过0.001的显著性检验。同时可以看到,比湿与降水量在年际间的变率也存在着一致性,年际变率在20世纪70年代和21世纪初偏小,20世纪80年代中期至90年代偏大,年际变率加大,容易造成旱涝频率加大[16]。四季大气比湿与降水量的相关性以春季、夏季和秋季较好(表1),相关系数分别达到0.33、0.54和0.56,通过0.05以上的显著性检验,冬季大气比湿与降水量呈不显著的正相关关系。

大气年平均相对湿度与降水量也呈同向的年

图31971~2005年东北地区各高度平均比湿(a)、相对湿度(b)历年变化曲线

Fig.3The time series of annual specific humidity(a)and relative humidity(b)at different height in Northeast China in

1971-2005

表119711971~~2005年气温年气温、、降水与比湿和不同高度相对湿度相关系数

Table 1Correlation coefficient between temperature,precipitation and relative humidity of different altitude in 1971-2005

注:*

代表通过0.05显著性水平检验。

春季夏季秋季冬季

比湿与气温

0.667*0.469*0.557*0.214

比湿与降水量

0.334*0.544*0.564*0.163

相对湿度与气温

(地面)-0.490*-0.511*-0.343*-0.369*

相对湿度与降水

量(地面)0.419*0.649*0.473*0.292

相对湿度与气温

(对流层中下层)-0.256-0.381*-0.302-0.402

相对湿度与降水

(对流层中下层)

0.401*0.677*0.764*0.480*

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刘玉英等:东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系4期际变化(图5b ),但趋势有差异。地面和对流层中下层相对湿度与降水量均呈显著的正相关关系,相关系数分别为0.45和0.55,分别通过0.01和0.001的显著性检验。同时可以看到,对流层中下层与降水量在年际间的变率也存在着一致性,年际变率在20世纪70年代和21世纪初偏小,80年代中期至90年代偏大,年际变率加大,容易造成旱涝频率加大。四季大气相对湿度与降水量均呈正相关(见表1),地面平均相对湿度与降水量的关系以春季、夏季和秋季较好,相关系数分别达到0.42、0.65和0.47,通过0.01以上的显著性检验,对流层中下层平均相对湿度与降水量的关系四季均显著,相关系数在0.40以上,秋季相关系数最大,达0.76。

综合来看,比湿和相对湿度与降水量的关系,以对流层中下层相对湿度与降水量相关性最好,1971~2005年东北降水的微弱增加源于对流层中低层相对湿度的增加,地面至对流层中低层比湿增加主要由于大气水分条件的增加;比湿

与降水量在年际间的变率存在着一致性,20世纪80年代中期至90年代比湿年际变率加大是旱涝频发的原因。

2.5与气候干湿程度的关系分析

大气作为气候系统的重要组成部分,天气现象的绝大部分是大气中水分变化的结果,因此大气水分条件发生的变化,对温度、降水的变化具有重要影响,比湿和相对湿度与地面气温和降水的相关关系明显也说明了这一点。气温、降水的异常组合,往往形成异常气候年型,如高温少雨年、低温多雨年等,这样的年份更易致灾。综合考虑温度和降水2个因素,构建气候干旱指数时间序列。

1971~2005年气候干旱指数呈现增加的趋势(表2),表明东北地区20世纪70年代以来气候趋于干旱,显然,从地面气温与降水量的趋势看到,地面气温的增加对干旱的贡献率更大,反映了气候变暖对东北气候干湿程度的影响。计算大气比湿和相对湿度与干旱指数的相关系数,结果见表2,可见地面相对湿度与干旱指数相关系数达-0.589,呈显著

图4

东北地区大气比湿(a )、相对湿度(b )与地面气温的年际变化对比

Fig.4

Intercomparison of inter-annual variation between free atmospheric specific humidity(a),relative humidity(b)and surface

temperature

图5东北地区大气比湿(a )、相对湿度(b )与降水量的年际变化对比

Fig.5Intercomparison of inter-annual variation between free atmospheric specific humidity(a),relative humidity(b)and

precipitation

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负相关,即相对湿度越小,气候越干燥;地面至对流层中下层大气平均比湿和对流层中下层相对湿度与干旱指数相关较弱。上述分析说明,地面相对湿度更能反映区域气候的干湿程度。

为了进一步掌握气候干湿年份比湿和相对湿度月际分布,从全区平均气候干旱指数序列中选出距平值大于1.2倍标准差和低于-1.2倍标准差的年份分别定义为干旱年和湿润年。符合干旱标准的年份有7个:1982年、1989年、1997年、1999年、2001年、2002年和2004年;湿润年份有5个:1974年、1984年、1985年、1986年和1987年。分别对干旱年和湿润年的月平均比湿和相对湿度距平进行平均,可以看到,在干旱年(图6a ),地面相对湿度各月均为负距平,6~9月相对湿度明显偏小;对流层中下层相对湿度大多数月份为负距平,仅5月和7月相对湿度略偏大;比湿全年负距平月份略多,夏季比湿偏小。在湿润年(图6b ),地面相对湿度月际变化与干旱年相反,仅5月为负距平,其他各月均为正距平,3月和7~10月相对湿度明显偏大;对流层中下层相对湿度正距平月份表现在2~4月和7~11月;比湿全年负距平月份多,但月际间变化较平稳,8月和9月为正距平。综上分析可见,在雨季集中的东北地区,夏季相对湿度偏低和大

气水分偏少容易出现干旱年,反之,则容易出现湿润年。地面相对湿度在干旱年与湿润年的差异尤其明显。上述干湿年的相对湿度和大气水分变化特征,可以为干湿年景趋势预测提供气候背景。

总之,对于地面来说,比湿与气温的同步增加并没有使地面气候变得湿润,反而变得干燥,说明地面气温升高对东北气候区域干旱化起了重要作用;对于对流层,相对湿度的增加表明大气趋于湿润,大气比湿增加是贡献者之一,根据已有研究结果[17,18],对流层大气温度增加幅度明显小于地面,说明高空水汽含量增加对大气趋于湿润起了重要作用,这也是降水趋于不显著增加的原因。大气温度与比湿的相互消长,是影响气候的干、湿变化的重要因素。相对湿度较比湿能够更客观地反映大气的干湿程度,可以用作干湿年气候趋势预测因子。

3结论

1)从地面到高空,东北地区比湿呈现由东南向西北递减到由南向北递减的分布变化,空间分布主要受到水汽来源的影响;相对湿度受水汽、海拔高度和纬度的共同影响,在南北方向上,地面和对流层下层由南向北呈先减后增的分布,对流层中层由南向北则呈递增的分布,由赤峰向通辽延伸的西南-东北向干舌地面最明显,随高度增加逐渐减弱,至对流层中层基本消失,显示出东北-西南走向的长白山脉和大兴安岭山脉对其间的近地层空气的影响;比湿和相对湿度空间分布差异均随高度增加而减小,但减小幅度比湿更大。

2)1971~2005年期间,相对湿度在地面和高空存在相反的变化趋势,地面减小趋势明显;四季平均相对湿度在各厚度层的变化趋势特征与年平均

图6干旱年(a )、湿润年(b )的相对湿度和比湿距平

Fig.6Anomalies of specific humidity and relative humidity between drought years(a)and wet

years(b)

表2气候气候干旱指数变化趋势及与比湿干旱指数变化趋势及与比湿、、相对湿度的相关

Table 2Linear trend for climate drought index and the correlation coefficient with specific humidity,relative humidity 注:***

表示通过α=0.001的显著性水平检验。

项目

干旱指数变化趋势(/10a )

0.0105***

与比湿相关系数0.129

与地面相对湿度相关系数-0.589***

与对流层中下层比湿相关系数

-0.295

634

刘玉英等:东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系4期

相对湿度相似;各地地面相对湿度呈一致的减小趋势,对流层中层相对湿度呈一致性的增加趋势。

3)比湿与地面气温在年、季尺度上存在一致的显著正相关关系,相对湿度与地面气温在季节尺度上存在显著负相关关系,地面相对湿度与地面气温相关更密切,反映了地面气温与大气水汽含量正反馈、与大气相对湿度负反馈的过程。

4)比湿和相对湿度与降水量的关系比较,以对流层中下层相对湿度与降水量相关最密切,1971~2005年东北降水的微弱增加源于对流层中低层相对湿度的增加,地面至对流层中低层比湿增加主要由于大气水分条件的增加;比湿与降水量在年际间的变率存在着一致性,20世纪80年代中期至90年代比湿年际变率加大是旱涝频发的原因。

5)地面比湿与气温的同步增加使地面气候趋于干旱,说明地面气温升高对东北气候区域干旱化起了重要作用;对于对流层,相对湿度的增加表明大气趋于湿润,高空水汽含量增加对大气趋于湿润起了重要作用,致使东北降水趋于不显著的增加趋势;大气温度与比湿的相互消长,是影响气候干、湿变化的重要因素;相对湿度较比湿能够更客观地反映大气的干湿程度,可以用作干湿年气候趋势预测因子。

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地理科学36卷

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Climate Change Characteristics of Free Atmospheric Humidity and Its

Relationship with Temperature and Precipitation in Northeast China

Liu Yuying1,Li Yufan2,Xie Jinfan2,Zhang Hong1

(1.Meteorological Information Network Center of Jilin Province,Changchun130062,Jilin,China;

2.Climate Center of Jilin Province,Changchun130062,Jilin,China)

Abstract

Abstract:In accordance with the data of radio sounding data and the data of surface temperature and precipita-tion in Northeast China in1971-2005,the temporal and spatial change characteristics of free atmospheric spe-cific humidity and relative humidity as well as the relationship between humidity and surface temperature and precipitation are analyzed.The results indicate that,the spatial distribution of specific humidity is impacted by water vapor source in Northeast China,decreased from the southeast to the northwest on the ground,and de-creasing from the south to the north at upper air.The spatial distribution of relative humidity is impacted by wa-ter vapor,altitude and latitude,decreased firstly and then increased from the south to the north from the ground to lower layer of troposphere,increased from the south to the north in the mid layer of troposphere,and the southwest-northeast drought tongue from Chifeng to Tongliao is the most obvious,and gradually weakened with height increased.In1971-2005,annual and seasonal specific humidity exhibited increasing trends from the ground to upper air,the increasing trends in the mid to lower layer of troposphere.The annual and seasonal relative humidity decreases significantly on the ground,and increases significantly in the mid layer of tropo-sphere.The positive correlation between free atmospheric specific humidity and surface temperature is signifi-cant on annual and seasonal time scales.The negative correlation between free atmospheric relative humidity and surface temperature is significant on seasonal time scales.The correlation between relative humidity in the mid and lower layer of troposphere and precipitation is significant.The increased temperature is played an im-portant role in climate changing to aridity of Northeast China.The increase of upper relative humidity helps add precipitation.The changes of surface temperature and water vapor content have impact the change of drought and humid climate.

words

Key words:upper-air;specific humidity;relative humidity;surface temperature;precipitation;climate drought index

636

全球气候变化对发展中国家的影响

柴达木盆地气候正由暖干化向暖湿化转型。 柴达木盆地地处青藏高原北部,其主体位于青海省海西蒙古族藏族自治州境内,为阿尔金山、祁连山、昆仑山所环绕,总面积25万多平方公里,是中国四大盆地之一,境内蕴藏着各类丰富的矿产资源,被誉为中国的“聚宝盆”。但这个“聚宝盆”长期被水资源短缺所困扰,生态和经济发展均受制约。 最新气象研究表明,中国西部“聚宝盆”柴达木盆地气候正在由暖干化向暖湿化转型。2009年,盆地内的地下水量新增了2亿多立方米,相当于16个杭州西湖的水量。青海省气候监测评估中心近日发布的《柴达木盆地候变化评估报告》中称,柴达木盆地是青藏高原乃至全国受全球气候变暖影响最为显著的地方,最明显的表现就是升温和降水量的持续增加。 在气温升高的同时,柴达木盆地降水量也在持续增多。据青海省气候中心高级工程师戴升介绍,柴达木盆地大部分地区从1998年以来降水量持续增加,增加趋势明显大于青海省其他地区。卫星遥感表明,近年来柴达木盆地湖泊面积不断增大、水位明显上升,其中2008年哈拉湖面积比2005年增大7.38平方公里。 气象专家预测,未来10年至20年,柴达木盆地的气温将继续上升,可能比20世纪90年代平均值偏高左右;降水还将继续增加,与20世纪90年代的平均值相比将偏多5%-19%左右;柴达木等河流的径流量比20世纪90年代的平均值将偏多10%左右。中国“聚宝盆”气候暖湿化的趋势还将在未来表现得更为明显。 气候变化规则将重塑全球产业结构 第一,能源消费成本的提高将在一定程度上改变不同生产要素之间的构成,进而影响全球产业的布局。不同产业的碳密度、不同国家同一产业的碳密度差异很大。比如,能源业的碳密度大约是服务业的10倍,发展中国家的碳密度大约是发达国家的4倍以上。因此,减排所引发的能源成本提高,对不同产业和不同国家的压力差异是非常明显的。 第二,化石能源与清洁能源的消费成本比价变化有可能会改变全球能源供求的格局。气候变化规则虽不能改变清洁能源与化石能源的生产成本比价,但可以改变两者间的消费成本比价。一旦确立全球气候变化规则,清洁能源的发展将不再受制于化石能源的价格波动,因为每个国家(企业)都将面临减排额度的制约。这样,化石能源的现行供求格局将不可避免地受到冲击。 第三,围绕减排所开展的技术创新将成为产业技术进步的方向之一。国际气候变化规则既为减排技术创新提供动力,也将不可避免带来压力。未来产业发展的空间越来越取决于碳密度的高低,企业盈利的空间也将越来越取决于减排的能力大小,因而产业技术进步与碳密度会有越来越高的关联度。很多产品的性能和功效没有发生本质的改变,但由于其

近46年温州市平阳县气温变化特征

Open Journal of Nature Science 自然科学, 2018, 6(1), 71-77 Published Online January 2018 in Hans. https://www.wendangku.net/doc/9e14571530.html,/journal/ojns https://https://www.wendangku.net/doc/9e14571530.html,/10.12677/ojns.2018.61011 Analysis on Characteristics of Temperature Variation in Pingyang County of Wenzhou City in Recent 46 Years Yan Liang1, Yuxiao Zeng1, Qinfang Zhou1, Honglei Wang2 1Pingyang Meteorological Bureau, Pingyang Zhejiang 2Rui’an Meteorological Bureau, Rui’an Zhejiang Received: Jan. 1st, 2018; accepted: Jan. 12th, 2018; published: Jan. 19th, 2018 Abstract Based on the observation data of monthly average air temperature, annual mean temperature, extreme maximum and minimum air temperature of the National Meteorological Observatory in Pingyang from 1971 to 2016, the climate change tendency, the average moving average method, the MK trend test and the mutation analysis method were used to analyze the data of the annual average temperature and the seasonal variation of temperature in Pingyang County. The results show that the annual average temperature in Pingyang County is on an upward trend. In the late 1990s, it experienced two periods of “cold-warm”, and the rate of temperature increase was 0.36?C/10a, lower than the average level of Zhejiang Province. The annual average temperature was abruptly changed in 1997, which was changed from a steady temperature change to a signifi-cant upward trend. After 2003, the temperature showed a clear upward trend; extreme maximum temperature warming trend is significant, the rate of warming is 0.069?C/year. The number of high temperature days showed a significant upward trend, an increase of 0.36 d/year, and in 2003 increased mutations; extreme minimum temperature warming rate of 0.002?C/year, the temper-ature increase was not. The number of low temperature days showed a significant downward trend, a decrease of 0.53 d/year, and in 1989 decreased mutation; the inter-annual temperature characteristics of four seasons showed warming, of which the highest temperature in autumn tendency, the smallest in winter. The correlation between mean temperature series is highest in spring and smallest in winter. Keywords Climate Warming, Mean Temperature, Extreme Temperature, Correlation 近46年温州市平阳县气温变化特征 梁艳1,曾玉筱1,周琴芳1,王红雷2 1平阳县气象局,浙江平阳

无锡气温变化特征分析

无锡气温变化特征分析

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无锡市气温变化特征和城市化的影响分析 摘要利用无锡市1959-2003年的逐日平均气温和逐日最高、最低气温资料,采用线性拟合和谐波分析等方法分析了无锡气温和气温变化的基本特征。针对气温异常的冬季和夏季,给出了典型距平场。经过分析认为,形势场异常在一定程度上决定了气温演变。在分析气温变化原因时,着重比较了城市化和观测环境恶化对气温的影响。 关键词无锡市气温变化城市化影响 中图分类号P423.3+4 文献标识码 A 引言 IPCC2001完成出版的第三次评估报告中指出,根据地面气象仪器观测结果,1860年以来,全球平均温度升高了0.6±0.2 ℃,这种变暖是由自然的气候波动和人类活动共同引起的。我国增暖趋势与全球增暖大体一致[1-4],但是具有明显的季节变化特征和不同的地域特征[5-6]。1 有不少文献研究了江苏冬夏气温特征。文献[7-8]经EOF分析发现,江苏省11个地级市的冬夏气温距平场第一主分量的方差贡献达91%和95%,说明江苏省冬夏气温异常有相当的同步性,但还不是完全一致。文献[9]分析了南京地区50 a冬夏的气温特征,指出南京盛夏高温减少,冷冬几率降低。这些文献对于了解江苏气温变化特征具有重要意义。但是,他们仅仅讨论了冬夏的演变情况,

对于气温年内的连续变化特别是春秋季节的变化没有分析。而且对于苏南地区的气温特征也没有专门研究。苏南地处南京和上海之间,经济发达。作为长三角地区的重要组成部分,苏南经济区的区域性气候特征值得关注。无锡市地处江苏南部的苏锡常经济区中部,北临长江下游,南靠太湖,无锡市的气温变化特征在一定程度上可以代表苏南区域特征。 IPCC2001的第三次评估报告中还指出,最近50 a的气候变化,很可能主要是人类活动造成的。有些文章[11-13]对我国城市化对气温的影响作了分析,赵宗慈[11]指出大城市增暖明显;冬季增暖,而夏季变冷。任福民[5]等指出,最低气温上升明显,特别是冬季的最低气温上升幅度最大。本文分析了无锡市气温增暖的特点,讨论了城市化和环境恶化对气温的影响。 1 资料和方法 本文使用的资料为1959-2003年无锡市及其所辖的江阴市和宜兴市共三个站逐日平均气温、日极端最高气温、日极端最低气温。500 hPa高度场为NCEP/NCAR提供的全球再分析2.5??2.5?逐月平均格点值,时间长度为1959-2003。 本文所谓的“平均”,是指将每个时间段(例如年)的逐日值(例如最高温度)累加后除以该时段的总天数得到的值。使用谐波分析检查无锡气温在整个时段上的主要周期。 2 气温的时间序列及变化特点 2.1 方差 为了了解年平均气温、年平均最高气温、年平均最低气温对于气候状况的

影响大气污染物变化的地面天气形势

影响大气污染物变化的地面天气形势 首先,对影响本地区的大气污染物扩散的地面天气形势进行分类,进一步证实了在低压类地面天气形势控制时,容易出现重污染。 标签:大气污染地面形势影响 1、前言 对于一个地区而言,在污染源相对稳定的情况下,污染物浓度的高低主要取决于大气的扩散能力,尤其与地面天气形势密切相关。地面天气形式是高低空大气扩散能力和稳定程度的综合反映,本文通过对影响本地区的地面天气形式进行综合分析,以利于了解大气污染形成的外部条件,为空气污染预报奠定基础。 2、地面形势分类 大庆地区地处松嫩平原中部,所辖五区四县,受西风带环流影响。 2.1有利于污染物扩散类天气形势 该类天气形势包括冷高压前部、冷锋后部、河套低压前部、高压类。 当有冷锋经过时,锋后12—24小时之内常发生偏北大风;当冷锋离开本地24小时以上或冷锋主体离开本地1000KM远时,大庆处于强冷高压前部,常出现偏北大风;河套低压东北移动发展时,大庆处于其前部,常出现较大偏南风,同时,河套低压常带来降水天气,由于降水的冲刷作用,使空气质量得到改善。 2.2不利于污染物扩散类天气形势 不利于污染物扩散类天气形势主要有弱低压、低压、均压类。 当弱高压或高压后部控制本地区时,地面有弱的辐散、水平扩散能力较弱。 2.2.1弱低压、低压、均压类影响共同特点地面气压场较弱,地面和低空风速较小,甚至出现静风,并伴有较强的辐射逆温或低空逆温,逆温厚度大、强度强,不易被破坏,低层大气层结稳定,不利于空气中污染物的扩散和稀释,常造成较高的污染浓度。 2.2.2均压类特点在三类不利于污染物扩散类天气形势中,均压类是大气水平运动较弱,相对湿度较大,在近地面层易造成污染物的累积,尤其是颗粒物的累积。 3、结论

全球气候变化(教学设计)

第二章:地球上的大气 第四节:全球气候变化 【教学目标】 一、知识和技能 1、了解气候变化的各种尺度及相互关系 2、了解全球及中国气候变化的趋势 3、了解全球气候变化的影响及适应对策 二、过程和方法 1、培养资料收集和资料分析的能力 2、培养辨证分析问题的能力 三、情感、态度、价值观 树立学生的环境、全球观念和理论联系实际的能力 【教学重点】 全球气候变化的影响及适应对策 【教学难点】 全球气候变化的影响及适应对策 【教具准备】录像带、投影仪、投影片、全球变暖的有关资料 【课时安排】1课时 教学过程 【新课导入】(备注:本部分可以用投影的形式展现) 阅读资料:①1982年冬,美国纽约出现22℃高温,创百年纪录;1987年夏,希腊雅典出现罕见持续46℃高温天气;1988年7月,中国高温天气持续25天之久。2003年也出现了持续40多天的高温天气。 思考:上述现象反映什么问题? 【学生回答】全球变暖。 【教师引入】全球变暖已成为全球性大气环境问题,它直接造成对人类社会生存和发展基础的破坏。因此,我们今天所要探讨的重要课题就是:全球气候变化。 【板书】第四节:全球气候变化 【预习新课】(备注:本部分可以用投影的形式展现) 请同学们快速阅读教材P49—50《全球气候在不断变化之中部分》,思考 1、①什么是气候变化? ②气候变化主要表现是什么? ③气候变化按时间尺度不同,可以划分为几种类型? ④各种不同尺度气候变化的概念分别是什么? ⑤不同尺度的气候变化的相互关系? 2、近百年来全球气候变化的显著特点是什么?我国的情况如何? 3、区域性气候的变化与全球性气候变化的关系? 【板书】一、全球气候在不断变化之中 【学生回答】 1、①气候变化是长时期大气状态变化的一种反映。 ②气候变化主要表现为不同时间尺度的冷暖或干湿变化。 ③气候变化按时间尺度不同,可以划分为地质时期的气候变化、历史时期的气候变化、近代气候变化三种类型。 ④地质时期的气候变化时间跨度最大,变化周期最长的气候变化,称为;距今1万年

中国各省年降水量排行

中国各省年降水量排行 本表给出我国各个省区市的2010年人口数量、面积、平均年降水量以及由此计算出来的各个省区市的每年每人具有的降水资源量。全国为4385立方米/人.年。而我国每年获得的降水资源量是6万亿吨(60291) 说明:年降水总量=(年降水量)×(面积) 降水总量/人口=人均年降水资源量 省区市人口面积年降水量总降水量人均降水 万万平方公里毫米亿m3/年m 3/人.年 黑龙江3831 45.4 500 2270 5925.346 吉林2746 18.74 550 1030.7 3753.46 辽宁4376 14.69 800 1175.2 2685.558 北京1961 1.6 500 80 407.9551 天津1294 1.2 600 72 556.4142 重庆2884 8.2 1439 1179.98 4091.47 上海2302 0.6 1124 67.44 292.9626 河北7185 18.47 600 1108.2 1542.38 山西3571 15.6 520 811.2 2271.633 陕西3732 27.6 600 1656 4437.299 甘肃2557 45.5 300 1365 5338.287 宁夏630 6.6 200 132 2095.238 新疆2181 166 154 2556.4 11721.23 西藏300 122 400 4880 162666.7 内蒙2470 118 220 2596 10510.12 青海562 72.23 380 2744.74 48838.79 山东9579 15.8 710 1121.8 1171.103 河南10975 16.8 700 1176 1071.526 江苏7866 10.2 1000 1020 1296.72 浙江5442 10.2 1400 1428 2624.035 安徽5950 13.9 1200 1668 2803.361 湖南6568 21.2 1500 3180 4841.657 湖北5723 18.36 1200 2203.2 3849.729 江西4456 16.69 1600 2670.4 5992.819 广西4602 23.67 1600 3787.2 8229.465

南宁市气温变化特征分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/9e14571530.html, 南宁市气温变化特征分析 作者:周美丽 来源:《农业灾害研究》2018年第05期 摘要利用1951—2017年广西省南宁市气温资料,分析了当地气温变化特征。结果表明:南宁市近67年年平均气温、四季平均气温、年平均最高气温及年平均最低气温变化趋势均保持一致,上升均不显著。 关键词南宁市;气温;变化特征;分析 中图分类号:S161.2+2 文献标识码:A 文章编号:2095-3305(2018)05-121-02 DOI: 10.19383/https://www.wendangku.net/doc/9e14571530.html,ki.nyzhyj.2018.05.052 南宁位于广西南部,地处亚热带、北回归线以南,属于亚热带季风气候,境内地形地貌丰富多样,包括山地、丘陵和盆地等,平均海拔76.5 m,气候温和,雨量充沛。近年来,在全球气候变暖大背景下,极端天气气候事件不断增多造成严重经济损失和人员伤亡,故对气候变化的研究越来越受到人们的重视。鉴此,文中利用1951—2017年南宁市67年气温资料,分析了该地区气温变化特征,以期为有效掌握南宁市气温变化规律,科学应对气候变化,推动当地经济持续、健康发展提供重要参考依据。 1 数据来源与分析方法 气象数据来源于南宁市1951—2017年平均气温、最高气温及最低气温月值资料。季节划分:春季为3—5月、夏季为6—8月、秋季为9—11月、冬季为12月至次年2月。主要采用 线性气候倾向率法对南宁市气温变化特征进行了分析。 2 南宁市气温变化特征分析 2.1 年平均气温变化特征 2.1.1 年平均气温年际变化从南宁市1951—2017年平均气温变化趋势中可以看出(图1),南宁市年平均气温整体上呈现出略上升现象,气候倾向率为0.031℃/10年,该趋势没有通过显著性水平检验,表明南宁市近67年平均气温上升趋势并不显著。近67年南宁市平均气温均值为21.6℃,最高值出现于1998年,为2 3.0℃,最低值在2011年,为20.5℃,两者相差2.5℃。 2.1.2 季平均气温变化从1951—2017年南宁市四季平均气温变化可以看,近67年春、夏、秋、冬季平均气温分别为22.0、27.4、2 3.0、13.9℃。1951—2017年南宁市四季年平均温度变整体上均呈略微上升变化趋势,但是四季平均气温气候倾向率有所差异,其中春季气候倾

9、天气图分析

第九部分天气图分析(周长青) 基本天气图分析;辅助天气图分析;锋面分析;温压图(T-LogP)分析和应用 第一章基本天气图分析 一、了解不同投影底图的用途 兰伯特(Lambert)正形圆锥投影:适用于中纬度地区的天气图,如欧亚高空图和地面图都采用这种投影。 极射赤面投影:高纬度地区比较真实,一般用作北半球天气图和极地天气图。 墨卡托(Mercator)主要适用于作赤道或低纬地区的天气图底图。 二、熟悉地面、高空天气图填图符号的气象意义 以下是陆地测站(左)和船舶测站(右)填写格式 N 总云量,CH、CM和CL分别代表高、中、低云云状,以表2.1.2的符号表示。Nh代表低云量,图上填的为电码。电码和云量的关系见表2.1.3。“×”为不明或缺、错报,低云量和总云量相同时不填。h代表低云云高,以数字表示,以米为单位填写。TTT和TdTdTd :分别代表气温和露点。WW:现在天气现象。 VV :水平能见度。PPPP:海平面气压,以数字表示,以hPa为单位。填写后三位数字,最后一位为小数。如“035”,代表气压为1003.5hPa;“995”,代表气压为999.5hPa。PPP代表过去3小时气压变量。a :3小时气压倾向。“+”表示过去3小时气压升高,“—”过去3小时气压下降。“×”表示不明。W1W2:过去天气现象,定时绘图天气观测报告前6小时内出现的天气现象,补充定时绘图天气观测报告观测前3小时出现的天气现象。W1W2表示两种天气现象。RRR:6小时降水量“T”表示微量。Dd:风向。以矢杆表示,矢杆方向指向站圈,标示风的来向。静风时不填任何符号,在CH上面填有d时表示风向不明,后面的数字为风速ff 代表风速。以矢羽表示,矢羽一长划表示4m/s,一短划表示2m/s,一三角旗表示20 m/s,风速不明时,填“×”。 选填项目的符号及意义:P24P24 代表24小时气压变量。 云状符号:

全球气候变化概论

全球气候变化概论 全球气候变化含义: 全球气候变化是指在全球范围内,气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间(典型的为10年或更长)的气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程,或是外部强迫,或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。 全球气候变化趋势: 在地质历史上,地球的气候发生过显著的变化。一万年前,最后一次冰河期结束,地球的气候相对稳定在当前人类习以为常的状态。地球的温度是由太阳辐射照到地球表面的速率和吸热后的地球将红外辐射线散发到空间的速率决定的。从长期来看,地球从太阳吸收的能量必须同地球及大气层向外散发的辐射能相平衡。大气中的水蒸气、二氧化碳和其他微量气体,如甲烷、臭氧、氟利昂等,可以使太阳的短波辐射几乎无衰减地通过,但却可以吸收地球的长波辐射。因此,这类气体有类似温室的效应,被称为“温室气体”。温室气体吸收长波辐射并再反射回地球,从而减少向外层空间的能量净排放,大气层和地球表面将变得热起来,这就是"温室效应"。大气中能产生温室效应的气体已经发现近30种,其中二氧化碳起重要的作用,甲烷、氟利昂和氧化亚氮也起相当重要的作用。从长期气候数据比较来看,在气温和二氧化碳之间存在显著的相关关系)。目前国际社会所讨论的气候变化问题,主要是指温室气体增加产生的气候变暖问题。 影响气候变化的因素: 自然界本身排放着各种温室气体,也在吸收或分解它们。在地球的长期演化过程中,大气中温室气体的变化是很缓慢的,处于一种循环过程。碳循环就是一个非常重要的化学元素的自然循环过程,大气和陆生植被,大气和海洋表层植物及浮游生物每年都发生大量的碳交换。从天然森林来看,二氧化碳的吸收和排放基本是平衡的。人类活动极大地改变了土地利用形态,特别是工业革命后,大量森林植被迅速砍伐一空,化石燃料使用量也以惊人的速度增长,人为的温室气体排放量相应不断增加。 从全球来看,从1975年到1995年,能源生产就增长了50%,二氧化碳排放量相应有了巨大增长。迄今为止,发达国家消耗了全世界所生产的大部分化石燃料,其二氧化碳累积排放量达到了惊人的水平,如到90年代初,美国累积排放量达到近1700亿吨,欧盟达到近1200亿吨,前苏联达到近1100亿吨。目前,发达国家仍然是二氧化碳等温室气体的主要排放国,美国是世界上头号排放大国,包括中国在内的一些发展中国家的排放总量也在迅速增长,前苏联解体后,中国的排放量位居世界第二,成为发达国家关注的一个国家。但从人均排放量和累计排放量而言,发展中国家还远远低于发达国家。 人为的温室气体排放的未来趋势,主要取决于人口增长、经济增长、技术进步、能效提高、节能、各种能源相对价格等众多因素的变化趋势。几个国际著名能源机构--国际能源局、美国能源部和世界能源理事会,根据经济增长和能源需求的不同情景,提出了人为二氧化碳排放的各种可能趋势。到下一世纪中叶,发达国家仍将是大气中累积排放的二氧化碳的主要责任者。当然,如果世界各国采取更加适合环境要求的经济和能源发展战略,二氧化碳排放

地面天气图分析

地面天气图分析 地面天气图的分析,可以了解地面天气系统和天气现象的分布状况,进而判断天气演变趋势。 地面天气图的分析项目,通常包括海平面气压场、等三小时变压场、天气现象和锋等。 一、海平面气压场的分析 海平面上的气压分布,称为海平面气压场。海平面气压场分析,就是在地面图上绘制出等压线(即按规定把气压数值相同的各点连成线),从绘制出的等压线图上能清楚地表明气压系统在海平面的分布情况(图 6 - 5 )。 (一)等压线分析规则 等压线是等值线中的一种,具有备种等值线分析的共同规律,掌握了等值线分析的规则,就可以正确地进行各种气象要素的等值线分析。 1 .同一条等值线上,要素值处处相等。 2 .等值线一侧的数值必须高于另一侧的数值。 3 .等值线不能相交,不能分支,不能在图中中断。 4 .在两高值区或两低值区之间,必须有两条相邻的等值线,其数值相等,并且这两条等值线的数值在两个高值区之间是最低值,在两个低值区之间是最高值。 图 6 - 5 海平面等压线 (二)绘制等压线的主要技术规定 1. 等压线用黑色实线绘制,一般每隔 2.5 百帕画一线,按… 997 .5 、1000 .0 、1002 .5 …等数值序列绘制等压线。在同一张地面图上,等压线间隔应当一致。

2 .等压线应画到图边,否则应当闭合。没有记录的地区可例外,但应将各条并列的等压线末端排列整齐,起止于某一定的经纬线上。 在非闭合的等压线的两端应标注等压线的百帕数值,如等压线是闭合的,则在等压线的正北端开一缺口,在缺口中间标注百帕数值,标注的数字必须与所在纬线平行。 3. 气压系统的中心位置,根据中心附近气压值和风的环流状况确定。通常高压中心应确定在气压值最高和风的反气旋环流中心处,低压中心应确定在气压值最低和风的气旋环流中心处。当最高(最低)气压值的位置与风的环流中心位置不一致时,应该考虑气压记录的准确性与风记录的代表性,综合分析确定。同时在低压中心用红色标注“低”或“ D ”字,在高压中心用蓝色标注“高”或“ G ”字,在台风中 心用红色标注“台”或“ ” ,并在标注字的下方标出中心的数值。 4 .绘制等压线时,尽可能参考风的记录,根据风压定律,等压线应与风平行。但在地面,由于摩擦作用,风向和等压线有交角,这个交角在海洋上一般为1 5 °,陆地平原地区约为30 °。 等压线应分析得平滑一些,避免不规则的小弯曲和突然曲折,两条数值相等的等压线,尽量避免互相平行过长而相距又很近。等压线分布从疏到密或从平直到弯曲,等压线的形状和间距应该逐渐过渡。 5 .当等压线通过锋线时,应有明显的折角或气旋性曲串的突然增加,而且折角尖端指向高压的一侧。 (三)地形等压线分析 在平原地区分析出的等压线常显平滑而比较均匀。但在地形崎岖的山地,在迎风面一侧,由于空气质量的堆积,气压增高,背风面一侧空气质量辐散,气压减低,造成山地两侧气压差异很大,尤其冷空气在山的一侧堆积时,山两侧气压差异更大,使等压线突然变形或突然密集,出现等压线不连续的情形。为了表明这种现象是由于地形所引起的,一般将这种等压线画成锯齿形,这一种等压线称为地形等压线。我国祁连山、南岭以及武夷山、台湾地区常出现地形等压线。常见的地形等压线形式如图6 -6 所示。 图 6 — 6 地形等压线 1 .绘制地形等压线时必须注意以下几方面

影响气温和降水的因素

影响气温和降水的因素 一、影响气温的因素 1、太阳辐射(纬度因素) 气温的空间分布规律为:气温由低纬向高纬度递减。 气温的时间分布为:一天中最高温出现在午后两点,最低温出现在日出前后。一年中最高温(以北半球为例)陆地上出现在7月份,海洋上出现在8月;最低温出现在1月,海洋出现在2月。南半球相反。 2、地面状况: (1)海陆分布:在相同的太阳辐射条件下,陆面的增温或冷却都比海洋表面表现得剧烈。在夏季同纬度大陆上要比海洋上气温高,等温线在大陆上向高纬凸出,在海洋上向低纬凸出;在冬季同纬度大陆又比海洋上冷,等温线在大陆上向低纬凸出,海洋上向高纬凸出(所以有1陆南7陆北的说法)。且陆地上的日温差和年温差都大,而海洋上的日温差和年温差都小。世界上最热的地方出现在北纬20?—30?的非洲沙漠地区,1月份北半球最寒冷的地方不在北极,而在西伯利亚的维尔霍扬斯克,那里1月份平均气温为-50.5?,绝对最低气温达-68? (2)地形类型:盆地地形,周围高山环绕,热量不易散失,气温高。高山高原,地势高,空气稀薄,大气的保温作用差,气温低。冬季风的迎风坡比背风坡的气温低,例如秦岭以北冬季气温0?以下,秦岭以南0?以上。 (3)反射率:反射率越高,地面得到的热量越少,气温越低。新雪的反射率最高,赤道附近的海洋地区的反射率最低。 (4)植被覆盖:覆盖率越低,气温的变化越大。荒漠地区的温差大,森林地区的温差较小。 3、大气环流和洋流输送热量,可以调节高低纬之间的温度。

低纬地区的热量通过大气环流和洋流输送到高纬,使低纬地区温度降低,高纬地区温度升高,大大减小了高低纬地区之间的温度差异。据计算,由于大气环流和洋流的作用,热带地区温度降低< XMLNAMESPACE PREFIX ="ST1" />10?左右,纬度60?以上的高纬地区温度升高20?左右。由此可见,大气环流和洋流对气温分布有多么显著的影响。 4、洋流:暖流经过的地区,对大气具有增温作用,比同纬度的气温高,寒流经过地区,气温低。如欧洲受北大西洋暖流的影响,同纬度大陆东岸受千岛寒流的影响,东岸温度低,西岸温度高。 5、天气状况:白天阴雨,气温比平时低,夜间阴雨,比平时气温高,整天阴雨,气温日较差小,晴朗较差大。全球最高气温不出现在全年阴雨的赤道,而出现在终年晴朗的副热带的沙漠地区。 6、天气系统:冷锋过境,气温下降;暖锋过境,气温上升。 二、影响降水的因素 降水指大气中水汽凝结降落的过程,包括降雨、下雪、冰雹等形式,降水的多少要受很多因素的影响,但主要条件是三个:充足的水汽供应,气温下降达到过饱和状态,足够的凝结核。通常情况下,我们不需要考虑凝结核的问题,只要考虑有没有充足的水汽和促使气温下降的机制就可以,归纳起来,影响降水的因素有以下几项: 1、气压带 全球的气压带不管是热力原因形成的还是动力原因形成的,高气压带盛行的是下沉气流,在下沉过程中气温不断升高,水汽饱和度不断降低,空气越来越干燥,不可能形成降水,多晴朗天气。如热带沙漠地区,全年在副热带高压控制之下,盛行下沉气流,炎热干燥;我国的长江流域盛夏的伏旱天气的形成;南极地区成为少雨

关于全球变暖的调查报告

实践的主题:关于全球变暖的调查 实践的时间: 实践的地点: 现将此次实践活动的有关情况报告如下: 关于气候变化对当今世界的影响,首先是对气候变化的认知,如今生活水平提高,我们就会更加乐观,同样也会更难注意到气候变化的影响,更难让我们以积极的方式应对气候变化。我从定性的调研当中获得了一些信息,我自己一直生活在苏州,苏州本身生活水平不断提高,因此有体有着乐观情绪,大家都在买车买房,我觉得气候变化并没有让他们感受到很深刻的影响。其实气候的变化已经影响着当今世界。 一、对环境的影响 气候变化引起大气圈、水圈、生物园等自然地理环境要素的变化,从而引起自然资源变化和自然灾害频繁,以及生态环境破坏。例如: (一)海平面上升的影响 过去的百年海平面上升了14.4cm,我国上升了11.5cm。海平面升高的原因,主要是海水热膨胀,当海洋变暖时,海平面则升高。全球升温会引起地球南北两极的冰山融化,这也是造成海平面上升的主要原因之一。海平面上升的直接影响有以下几个方面: 1.海岸被冲蚀 2.地表水和地下水盐分增加,影响城市供水。 3.地下水位升高。低地被淹: 全球变暖使海平面升高,暴风雨频率增加,这使英国人不得政治面目加高防洪堤坝。据英国官方近日公布的统计数据,在过去的20年中,由于泰晤士河的水位随全球变暖而升高,当地政府机构不得不先后88次加高防洪堤坝,以保障伦敦人的生命财产安全。,据悉,人们现在平均每年4次加高其堤坝。据估计,在2030年以前,其加高堤坝的频率会达到每年30次。钟和中国环境报 2004-10-19 4.旅游业受到危害

海平面上升50米,大连、秦皇岛、青岛、北海、三亚滨海旅游区向后31-366料,沙滩损失24%,北戴河沙滩损失60%。2002年中国国土资源公报报道,沿海旅游业已成为第一大产业,其产值为2503亿元,占海洋产业总产值的34.6%。 5.影响沿海和岛国居民的生活 (占世界1/3的人口),使之受到威胁。如果极地冰冠融化,经济发达、人口稠密的沿海地区会被海水吞没,马尔代夫、塞舌尔等低洼岛国将从地面上消失,上海、威尼斯、香港、里约热内卢、东京、曼谷、纽约等海滨大城市以及孟加拉、荷兰、埃及等国也将难逃厄运。 二、对动植物的影响 气候是决定生物群落分布的主要因素,气候变化能改变一个地区不同物种的适应性并能改变生态系统内部不同种群的竞争力。自然界的动植物,尤其是植物群落,可能因无法适应全球变暖的速度而做适应性转移,从而惨遭厄运。以往的气候变化(如冰期)曾使许多物种消失,未来的气候将使一些地区的某些物种消失,而这些物种则从气候变暖中得到益处,它们的栖息地可能增加,竞争对手和天敌也可能减少。比如说桔子,过去20世纪70年代,它的最北的边界线是在黄山一线,宣城也曾经试种过,但到冬天的一场大雪,树木就冻死了。又如,扬子鳄只生活在宣城、泾县和南陵这样狭小的地带,如果北界线北移,扬子鳄可能会自然绝种。这是从我省的局部地区来讲。从全国来讲,我国把冬季1月0度等温线作为副热带北界,目前这一界线处于我国秦岭-淮河一带。研究发现,气温升高会使这一界线北移至黄河以北,徐州、郑州一带冬季气温将与现在的杭州、武汉相似。 三、对人类生产生活的影响 由于环境变化,自然资源条件变化,从而影响人类的生产生活。如人体健康、产业领域、居住环境等的变化 (一)对人类健康的影响 人类健康取决于良好的生态环境,全球变暖将成为下个世纪人类健康的一个主要因素。极端高温将成为下世纪人类健康困扰变得更加频繁、更加普遍,主要体现为发病率和死亡率增加,尤其是疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、钩虫病、霍乱、脑膜炎、黑热病、登革热等传染病将危及热带地区和国家,某些目前主要发生在热带地区的疾病可能随着气候变暖向中纬度地区传播。同时全球气候变暖直接导致部分地区夏天出现超高温,心脏病及引发的各种呼吸系统疾病,每年都会夺去很多人的生命,其中又以新生儿和老人的危险性最大。全球气候变暖导致臭氧浓度增加,低空中的臭氧是非常危险的污染物,会破坏人的肺部组织,引发哮喘或其他肺病。全球气候变暖还会造成某些传染性疾病传播。

第四章 天气图的基础知识

第一节天气图的一般知识 天气图底图投影方式:天气图底图是用来填写各测站气象观测资料而特制的空白地图。常用的天气图底图有:南、北半球天气图、中纬度区域天气图、热带低纬地区天气图等。制作底图的投影方式主要有以下三种。 1.兰勃特投影 兰勃特投影法又称等角正割圆锥投影。将地球体的30?和60?纬圈与圆锥面相割,经纬线及地形投影到圆锥形的图纸上,展开后经线呈放射形直线,纬线是同心圆弧。这种图最适宜作中纬度地区的天气图底图。我国、日本等国的天气图底图均采用这种投影。 2.极地平面投影 用这种投影法制成的底图,其经线为一组由极地向赤道发出的放射形直线,纬线为一组围绕极地的同心圆。这种投影适宜作北(南)半球天气图底图。 3.墨卡托投影 用一圆筒套在地球体上,地球赤道表面与圆柱面相切(或相割),光源放在地球中心进行投影。把圆筒展开便制成一张图,其经、纬线都为平行直线。由于低纬地区用这种投影与实况较为接近,而在高纬地区投影面积放大倍数太大。所以这种图主要适用于作赤道或低纬地区的天气图。 天气图的种类和图时: 1.天气图的种类 天气分布是三维空间的,为了比较全面地揭示天气状况,在气象分析和预报中,通常绘制三种类型的天气图,即地面天气图、高空天气图和辅助图。天气图的制作过程依次为观测、编报发送、收报、填图、分析。 地面天气图是根据地面观测资料绘制的,它是一种综合性天气图,是天气分析和预报中最基本的天气图。高空天气图就是等压面上的形势图,它是根据高空观测资料绘制的。辅助图是配合地面天气图和高空等压面图而使用的特定图。 2.天气图的图时 根据世界气象组织(WMO)的规定,通常地面天气图每天制作4次,分别在世界时00时、06时、12时、18时,即北京时08时、14时、20时、次日02时。此外,中间还有4次补充观测时间,所以实际上每隔3 h就有一地面天气图产生。高空天气图一天制作两次,世界时00时、12时,即北京时08时和20时。 第二节地面天气图 地面天气图的填绘:各地同一时刻观测的地面资料,传递到各大气象通信中心,然后再由通信中心向各地气象台传播。气象台接收到各地气象观测报文之后,要按照国际规定的统一格式,把收到的电码译成数字或符号填入天气图底图。由于观测资料的来源不同,又分为陆地测站填图格式和船舶测站填图格式。 1.陆地测站填图格式(图4-2-1)

七年级地理气温和降水教案

七年级地理气温和降水教案 Teaching plan of geography temperature and precipitation for Grade 7

七年级地理气温和降水教案 前言:小泰温馨提醒,地理是世界或某一地区的自然环境山川、气候等及社会要素的统称。是一门综合性的基础学研究地球表面的地理环境中各种自然现象和人文现象,以及它们之 间相互关系的学科。本教案根据地理课程标准的要求和针对教学对象是初中生群体的特点,将教学诸要素有序安排,确定合适的教学方案的设想和计划、并以启迪发展学生智力为根 本目的。便于学习和使用,本文下载后内容可随意修改调整及打印。 项目 内容教学目标 (一)知识与技能:1.知道1月份0°等温线经过的地区,能够通过等温线图分析我国冬夏气温分别特征。 2.理解温度带的划分依据,能够在图上找出我国主要的温 度带。 3.阅读我国年降水量分布图说出我国降水的空间分布特点,根据四城市的降水柱状图了解我国降水的季节分配特点。 4.了解我国主要的干湿地区,理解其景观的差异。 (二)过程与方法通过阅读各种图表,进一步巩固读图 方法,能够快速的从地图上活动有用的地理信息。 (三)情感、态度、价值观通过学习气温和降水的分布,了解我国各地异彩纷呈的优美风光,激发对伟大祖国的热爱之情。教学重点、难点教学重点 1.我国冬夏气温分布的特点和主要的温度带。

2.我国降水的时空分布规律和主要的干湿地区。教学难点1.秦岭-淮河一线的地理意义 2.我国温度带和干湿地区的划分依据教学方法情景模拟,分组讨论,当堂达标教学用具多媒体课件,地图册,课本教学过程 教学内容 学生活动 教师活动 (一)新课导入根据展示图片讨论我国各地气温和降水的区别,激发对于我国气温和降水分布的学习兴趣。展示我国各地气温和降水的图片,引导学生分析讨论 (二)学习目标展示阅读学习目标,产生印象,带着目标去学习展示目标,简单解释目标的内容。 (三)冬季气温的分布 1.分成四个小组,分别代表海口、武汉、北京和漠河,找出所代表城市的温度范围,估计一个具体的温度值,写在题板上展示给全班。 2.找出最高和最低气温所在的小组和数值,计算温差,总结规律:自南向北逐渐降低,南北温差很大。 3.在课本图上描出0°c等温线经过的地区 1.展示《中国一月气温分布图》,鼠标点击不同部分加深

初识高空天气图

高空天气图 了解高空天气图的含义、填图模式、分析项 学习目标:目及各项目的分析方法,掌握常用高空天气 图及其高度。 等压面图的含义;等高线分析的技术规定; 学习重点: 常用高空天气图及其高度。 为了全面认识和掌握天气的变化规律,除了分析地面天气图外,还要分析高空天气图。目前在实际工作中普遍采用的高空天气图是填写同一等压面上气象记录的等压面图。 空间气压相等的点所组成的曲面,称为等压面。 由于同一高度上各地的气压不可能都相等,因此 等压面不是一■ 个水平面,而是一个像地形一样 起伏不平的面。用来表示空间等压面起伏形势 的图称为等压面形势图,简称等压面图。 等压面的起伏形势可采用绘制等高线的方法表示出来。具体地说,将各地上空某一等压面所在的高度值填在图上,然后连接高度、等压面图的概念 图2.10等医面形势与等压面图

相等的各点绘制出等高线,从等高线的分布即可看出等压面的起伏形势。 如图所示,P为等压面,H , H2,…,H5为厚度间隔相等的若干水平面,它们分别和等压面相截(截线以虚线表示),因每条截线都在等压面P上,故所有截线上各点的气压均等于P,将这些截线投影到水平面上,便得出P等压面上距海平面分别为H , H,…,H5的许多等高 线,其分布情况如图的下半部分所示。

从图中可以看出,和等压面凸起部位相对应的是一组 闭合等高线构成的高值区,和等压面下凹部位相对应 的是一组闭合等高线构成的低值区,等压面坡度陡 的地方,相应等高线较密集。 分析等压面图的目的是要了解空间气压场的分 布。实际上,等压面的起伏不平就反映了等压面附近的水平面(等高面)上气压场的分布。例如,在图中,P为某一等压 面的垂直剖面,H为P等压面附近的等高面,A、B C各点在P等压面上,A'、C为A、 C两点在等高面H上的投影点。由于气压随高度是减少的,因此P A >P A,P C

P B>P C(F A、P B、P c、P A、P c分别为各点的气压值)。由此可知,同高度上气压比四周高的地方,等压面的高度也较四周高,表现为向上凸起;同高度上气压比四周低的地方,等压面的高度也较四周低,表现为向下凹陷。因此,通过等压面图上等高线的分布, 就可以知道等压面附近空间气压场的分布情况。等压面上等高线的高值中心对应附近等高面 上等压线的高气压中心,低值中心对应附近等高面上等压线的低气压中心,并且等压面上等 高线的走向与附近等高面上等压线的走向也基本上是一致的。因此,通常人们将等压面图上 等高线的高值区称为高压,将等高线的低值区称为低压。 既然等高面上的气压分布与等压面上的高度分布相当,那么为什么不像地面图那样,用各个 等高面的气压分布图来反映空间气压场的情况呢这是因为,在天气分析中,用等压面图比等 高面图更优越。 我们日常分析的等压面图有以下几种:850 hPa等压面图,其位势高度通常为1500位势米 左右;700 hPa等压面图,其位势高度通常为3000位势米左右;500 hPa等压面图,其位势高度通常为5500位势米左右;300 hPa等压面图,其位势高度通常为9000位势米左右;20 0 hPa等压面图,其位势高度通常为12000位势米左右;100 hPa等压面图,其位势高度通 常为16000位势米左右。

气温和降水复习课件

气温和降水复习课件 气温和降水复习课件 教学目标: 知识与技能:1、了解气温的测定方法、降水及降水的类型、降水量的观测方法 2、了解等温线和等降水量的含义,掌握阅读“等温线分布”图、“降水量分布”图的正确方法,并能总结出气温地区分布的规律和降水地区分布的规律 3、能根据气温和降水的数字资料,绘制出气温变化曲线图和降水量逐月分配图,并依据这些气候资料说出气候特点。 过程与方法:通过阅读气温和降水量分布图,能够说出世界年平均气温和降水量的分布规律。加强读图能力的训练。 情感态度与价值观:体会气温和降水的意义、与生活的关系 教学重点:学会阅读世界平均气温和降水量分布图。深刻理解降水形成的两个基本条件。掌握降水的三种基本类型。能够依据气温和降水量的数字资料绘制出气温变化曲线图和逐月降水量柱状图。能够根据数字资料及统计图表描述气候特征。 教学难点:通过阅读气温和降水量分布图,能够说出世界年平均气温和降水量的分布规律 学情分析:对于等高线这一类抽象概念,有的学生始终理解不了,这对于理解等温线、等降水量线的概念较难,学生的逻辑分析能力较

差,读图分析时不能要求太高。 教学方法:启发式、分层次教学 课时安排:4课时 教学过程: 第一课时教学设计 复习提问:什么是天气?天气的主要特征?什么是气候?气候的主要特征?辨认、绘制常见天气符号。 引入新课:不管是天气还是气候,要研究他们都离不开两个基本要素——气温、降水。气温和降水也是我们生活中接触非常频繁,影响较大的。 讲授新课: 一.气温 顾名思义气温就是空气的温度,这一点绝大多数学生都能说对,包括:气温的单位——摄氏度。符号——℃。 二.测定气温 教师设问:那么气温是怎样测出来的? 学生自己阅读书62页活动了解测定气温的方法,注意事项。 提问,总结,强调一天当中四次测量读数时间。 (利用知识的迁移)启发:通过这些数值可以计算日最高气温、日最低气温、日较差、日平均气温等。累计起来又可以计算月最高气温、月最低气温、月较差、月平均气温。以及年最高气温、年最低气温、年较差、年平均气温和多年平均气温。强调几个最常用数值:一

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