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气温变化结论范文1
1资料及方法
1．1研究区概况及资料来源临夏回族自治州(简称:临夏州，以下同)介于34°57''''～36°12''''N，102°41''''～103°40''''E之间，总面积为8169km2，占甘肃省总面积的1．78%。地处青藏高原和黄土高原的过渡地带，地势呈西南部高、东北部低的倾斜盆地。境内地形复杂，相对高差大，具有大陆性、季风和山地气候特点，气候地域性差异悬殊。该盆地大致呈西北一东南延伸，属于第三纪大型陇中盆地的西南隅［9］，是东部季风区、西北干旱区及青藏高原高寒区的交汇地带，受西风环流和季风环流2个系统的影响，具有较为典型的大陆性季风气候特征［10－11］。临夏州从南到北有康乐、和政、广河、临夏市、东乡、永靖6个气象观测站，平均海拔为2000m。临夏市气象站从1943年开始观测，其它气象站从1968年开始观测，全州至今已有40余a的地面气象观测资料。本文利用上述6站1968～2010年的月平均气温、月降水量资料，研究分析了临夏地区气候的空间分布和季节性差异，以及气候变化的主要趋势。
1．2计算方法温度、降水量的变化趋势，采用线性趋势分析法［12］。应用M－K方法［13］分析各气象要素的突变特征，其优点是不仅计算简便，而且可以明确突变开始的时间，并指出突变时段，且不受少数异常值的干扰。2气温的年代际变化2．1年平均气温气温的地理分布及变化特征是受地理纬度、太阳辐射和地形特点综合影响的结果。临夏州地形复杂，气温的时空分布差异较大［14］。1970～2000年30a平均气温的变化范围在5．2～9．4℃之间(图1)。分布趋势呈东北部高、西南部低。北部的永靖县年平均气温为9．4℃，中部的临夏市年平均气温为7．0℃，南部的和政县年平均气温为5．2℃，南、北部年平均温度差高达4．2℃。临夏各地年平均气温由东北部向西南部水平递减，平均每10km温度水平递减约为0．5℃。气温的水平梯度很大，接近于气温的垂直平均梯度。充分体现出年平均温度时空分布显著差异性。临夏地区自1968～2010年的43a年平均气温为6．8℃，与平均值相比偏高的共有17a，正常到偏低的有26a，分析临夏地区近43a来年平均气温变化趋势(图2)，大致是1968～1986年持续偏低，其中1976年达到43a中的最低，比平均值偏低1．2℃，以后转为上升趋势，1998～2007年气温持续偏高，峰值出现在1998、2006年。该年年平均气温比气候平均值分别偏高1．2℃、1．3℃，近43a来全州平均气温在上述冷暖变化总趋势中出现了1971～1973年、1978～1982年、1987～1994年、1998～2010年等4个相对偏暖时段，其中以最后一次偏暖时段最长，增温幅度最大。还出现了1968～1970年、1974～1977年、1983～1986年、1992～1996年等4个相对偏冷时段。计算临夏州43a的年平均气温倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为:0．33℃/10a、0．41℃/10a、0．40℃/10a、0．37℃/10a、0．39℃/10a、0．39℃/10a，平均斜率为0．38℃/10a，增温幅度远大于中国年平均温度增幅(0．25℃/10a)。年平均温度整体增温趋势表现为显著升高，这个结论与文献［5－9］的研究结果相一致。各县和临夏地区年平均温度倾向率均通过了0．01信度检验。
2．2气温的季节性变化
2．2．1春季43a来临夏地区春季平均气温为8．6℃，偏暖明显的有9a，比常年平均值偏高1．0～3．9℃，另有14a偏高0．1～0．9℃，偏高最多的是1998年，比常年平均值偏高3．9℃，偏冷明显的年份有10a，比常年平均值偏低1．0～2．9℃。另有10a偏低0．1～0．9℃，偏低最多的是1970年，比常年平均值偏低2．9℃，其次是1996年，比常年平均值偏低2．2℃。计算临夏地区43a春季年平均温度倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为0．30℃/10a、0．43℃/10a、0．34℃/10a、0．36℃/10a、0．29℃/10a、0．30℃/10a，平均倾向率为0．34℃/10a。表明春季的气温增幅小于年平均温度。其中永靖县的升温幅度最大，倾向率为0．43℃/10a。和政县春季气温增幅最小，倾向率为0．29℃/10a，与全国年平均温度的增幅接近。倾向率均通过了0．05信度检验。
2．2．2夏季43a来临夏地区夏季平均气温为18．1℃，偏凉的年份有9a，其中1968、1973、1976、1979、1983～1986、1992年比常年偏低0．8～1．9℃，偏凉最多的是1976年，比常年平均值偏低1．9℃;偏热的年份有12a，其中1971、1981、1991、2000～2002、2006、2009～2010年，比常年偏高0．9～2．8℃，偏热最多的是2000年，比常年平均值偏高2．8℃，2000～2002年连续3a偏高0．6～2．1℃。计算43a的年夏季温度倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为0．41℃/10a、0．53℃/10a、0．39℃/10a、0．37℃/10a、0．37℃/10a、0．43℃/10a，平均倾向率为0．42℃/10a。升温幅度远大于其他季节。其中永靖县的平均气温倾向率为0．53℃/10a，升温幅度最大。南部的增温幅度最小，总之，临夏夏季气温变化呈明显上升趋势。这与文献［6］的结论不一致，表现为夏季增温比冬季显著。各倾向率均通过了0．01信度检验。
2．2．3秋季43a来临夏地区秋季平均气温为7．2℃，升高的有23a，其中12a温度偏高0．5～2．5℃，偏高最多的年份是2006年，偏高2．5℃;偏低的有19a，其中13a偏低0．5～2．0℃。1981、1992、1994年分别偏低1．8～2．0℃。升温阶段主要集中在1980年中、后期和1995～2002、2006、2008～2010年。计算43a的年秋季温度倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为0．16℃/10a、0．21℃/10a、0．19℃/10a、0．16℃/10a、0．32℃/10a、0．25℃/10a，平均倾向率为0．21℃/10a。其中和政的气温倾向率为0．32℃/10a，升温幅度最大。中部的临夏市升温幅度最小，仅为0．16℃/10a。表明临夏秋季平均气温变化不明显，升温幅度最小。前20a平均值比后20a仅低0．2℃，几乎没有变化。除和政、康乐气温倾向率通过0．05信度检验，其余各县倾向率均未通过0．05信度检验。
2．2．4冬季43a来临夏地区冬季平均气温为－6．8℃，升降温幅度较大，但整体趋势变现为显著上升［14］。共有21a是升温的，其中13a升温比较显著，气温偏高1．0～2．5℃，共有22a是降温的，其中有10a降温比较明显，气温偏低1．0～2．9℃。降温幅度最大的是1993年，比常年平均值偏低2．9℃，从1968～1996年，有20a是降温的，平均降温0．4℃，其中1992～1996年连续5a降温，降温幅度平均为－1．3℃。升温阶段主要集中在1997～2010年，14a中有12a是升温的，升温幅度平均为0．9℃。计算43a的年冬季温度倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为0．34℃/10a、0．27℃/10a、0．35℃/10a、0．46℃/10a、0．54℃/10a、0．50℃/10a，平均倾向率为0．41℃/10a，仅次于夏季，和政倾向率为0．54℃/10a，是全州冬季升温最快的地方。43a来临夏地区冬季温度总体呈上升趋势。升温幅度仅次于夏季，前20a平均温度升高0．4℃，后23a平均升高0．3℃。各倾向率均通过了0．05信度检验。分析临夏地区4季的气温变化:夏季和冬季升温最快，春季升温幅度较小，秋季升温幅度最小。
2．2．5气温Mann－Kendall突变检验年平均气温的突变检验，从图3中可以看出，UF和UB2条曲线出现交点，且交点在临界线之间，交点对应的年份是1996年，所以临夏地区近43a来气温突变是从1996年开始的，观察图中UF曲线发现，从1989年开始UF的值＞0，并且在1999年的时候UF的值已经超过了临界线，说明从1996年开始序列已呈上升趋势，而且到1999年时上升趋势尤为显著，从曲线的发展趋势延伸情况可以看出，上升趋势的显著性仍在增加。这与马晓波等［15］揭示的青藏高原大部分地区气温突变发生在1980年代的结论相比，临夏地区气温突变的时间相对要晚一些。
3降水量的变化
3．1年降水量的变化临夏各地年降水量在210．0～1030．0mm之间(图4)，南多北少、北干南湿。永靖大部、东乡东北部在300mm以下，为半干旱区;东乡县车家湾最小为216mm。500mm雨量线将全州分为2部分，500～600mm是半湿润和湿润区的过渡带;600mm以南属湿润区，临夏县刁祁到和政县买家集、康乐县八松、景古一带降水量在800mm以上，临夏县尹集镇新发村年降水量为1030．4mm，居全省之冠。由图5可以可看出:1960年代末至1970年代初期降水变化较大，1969年降水量为351．7mm，为历史次低值，旱象严重;1970年代初中期变化较小，除1973年降水量特多外，升降幅度不大;1970年代末降水急剧增多，1978、1979年为历史最高和次高值，1980年降水量为历史最低值，由特多转为特少，降水量出现突变，大涝大旱均出现在这一时期，与赵庆云等［4］的研究结论一致;从1980年代至21世纪初，除2007年降水特多(618．5mm)、2011年降水特少(377．9mm)外，降水变化均比较小，在累年平均值479．3mm上下波动。最大降水值出现在1978年，降水量为638．6mm，比累年平均值多159．3mm，最小值出现在1980年，降水量仅为343．2mm，比累年平均值少136．1mm。降水量年际变化表现为:1960年代末至1970年代初期，降水量交替升降变化幅度较大，整体表现为增加趋势，1970年代末期至1990年代末期，降水量变化较平稳，整体表现为正常略偏少，之后降水整体呈增加趋势，这与文献［6］的结论有差异。与文献［7］的结论“西北地区整体暖干化趋势明显，局部出现暖湿现象”相一致。计算43a的年降水量倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐县分别为－2．1mm/10a、－6．0mm/10a、－2．3mm/10a、6．7mm/10a、－6．7mm/10a、－7．1mm/10a，平均倾向率－2．9mm/10a。远小于全球降水倾向率(12．6mm/10a)和甘肃省的降水倾向率［16］。各县和临夏地区降水量倾向率均未通过0．05信度检验，表明降水减少趋势不明显。
3．2各季节降水分布特征
3．2．1春季降水特征春季(3～5月)是大气环流转换的季节，蒙古高压势力减弱退缩，临夏位于其东南部，高空仍在北支西风急流控制下，但西南暖湿气流可达临夏，降水比冬季明显增多，降水量在48．4～132．9mm之间，最小值在永靖县，为48．4mm，最大值在和政县126．4mm。计算43a的春季降水倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐分别为1．75mm/10a、0．03mm/10a、1．35mm/10a、1．37mm/10a、0．88mm/10a、－0．03mm/10a，平均0．89mm/10a。各倾向率均未通过0．05信度检验。表明43a来临夏地区春季降水量基本持平，无变化。
3．2．2夏季降水特征夏季(6～8月)蒙古高压已退至西伯利亚北部，副热带高压向北推进，高压西侧的暖湿气流与西北入侵的冷空气在临夏交绥的机会多，导致降水量显著增多，成为降水最多的季节，全州降水量在176．5～362．1mm之间。永靖县最少为176．5mm，和政县最多为310．8mm。夏季虽是一年中降水最多的季节，特别是7～8月份达到最盛，但由于受副热带高压的影响，临夏7月中旬至8月中旬容易形成干旱，即通常所说的伏旱。计算43a的年夏季降水倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐分别为－1．2mm/10a、－2．6mm/10a、－3．4mm/10a、0．3mm/10a、－4．0mm/10a、－1．6mm/10a，平均倾向率为－2．08mm/10a。各倾向率均未通过0．05信度检验。表明临夏地区夏季降水量整体呈减少，但减少的幅度较小，变化趋势不显著。与文献［6］的结论相反。
3．2．3秋季降水特征秋季(9～11月)大陆低压减弱南撤，蒙古高压再度南下，高空北支西风急流重新控制临夏，副热带高压逐渐向南撤退，其边缘的西南暖湿气流仍可抵达临夏，加之冷空气活跃，全州降水仍较多，降水量在54．3～151．8mm之间。永靖县最少为54．3mm，和政县最多为136．1mm。这一时期临夏仍处于副热带高压的边缘地带，北方冷空气已明显增强，东移南下的冷空气与北上的暖湿气流在临夏交绥频繁，常出现连阴雨天气，尤其是9月连阴雨天气最多。计算43a的年秋季降水倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐分别为－1．05mm/10a、0．59mm/10a、0．96mm/10a、0．46mm/10a、1．62mm/10a、－0．76mm/10a，平均倾向率为0．30mm/10a。与春季降水量变化趋势一致，43a来基本持平。各倾向率均未通过0．05信度检验。3．2．4冬季降水分布特征冬季(12～2月)地面受蒙古冷高压影响，高空受北支西风急流控制，盛行下沉气流，故雨雪极为稀少，气候干燥，降水量为2．0～18．9mm。其中永靖降水量最少为2．0mm，最大降水量出现在东乡为15．5mm。计算43a的年冬季降水倾向率，临夏市、永靖、东乡、广河、和政、康乐分别为0．27mm/10a、－0．04mm/10a、0．33mm/10a、0．10mm/10a、－0．10mm/10a、0．00mm/10a，平均倾向率为0．09mm/10a。各倾向率均未通过0．05信度检验。表明43a来临夏地区冬季降水量基本保持不变。4季降水量的年代际变化和年降水量的趋势一致(图略)。
4结论
(1)临夏地区1968～2010年的年平均气温在波动中呈上升趋势，每10a气温升高0．38℃。其中1960年代末期至1970年代末期，年平均温度基本在平均值附近波动，1980年代呈缓慢增温的趋势，1990年代以来上升更为明显，每10a上升0．8℃，为近43a来最暖的时期。年内秋季升温幅度较小，春季升温幅度最小，夏季和冬季升温最快，对全州气温上升的贡献率最大。气温突变出现在1990年代中期。
气温变化结论范文2
关键词 气温分布；变化趋势；等差值；预报订正；准确率；辽宁抚顺
中图分类号 P423.7 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）21-0220-03
近几年随着全球气候变暖[1-2]，人们越来越关注气候变化以及每日天气变化对人类生产生活带来的影响，而24 h最高温度、最低温度的预报准确度成为人们关注的焦点。2013年抚顺市气象台马晓颖、李亚忠等，先后对抚顺地区的气候变化趋势和极端最低气温进行了分析[3-4]，而其他地区就如何提高乡镇温度预报准确率也进行了进一步的研究[5-6]。本文结合抚顺地区87个自动气象观测站的数据及位置分布，选取一个数据最为完整的观测站（以下简称本站）作为代表站，采用统计学方法对比分析了各观测站与本站的逐月温度差值并绘制全市逐月温差图，寻找全市气温的月季变化规律。在此基础上，根据日常乡镇温度预报订正方法，利用等值差值方法对各乡镇温度预报进行订正，并回带检验各乡镇最高温度准确率和最低温度准确率的情况，从而找出对乡镇温度预报具有一定参考价值的乡镇预报订正方法。
1 资料来源与研究方法
1.1 资料来源
采用抚顺2011年1月至2014年6月抚顺地区（抚顺县，清源县，新宾县）所有自动观测站的逐日最高气温和逐日最低气温。由于加密自动气象站均为无人值守站，因而无法及时排除故障，因此所缺数据较多，若1个月内温度数据缺测少于2 d，则采用最近的气象站温度数据以及缺测前后的温差值，人工订正补齐；否则舍弃该月该站的数据。对于异常的数据，经过阈值检验和图示法，将异常数据进行人工干预处理，可以保证数据的正确性和完整性。新宾本站是国家基本气象站，得到的温度数据既有自动站的自动观测数据又有每天人工记录的实况数据，因此可以保证本站温度数据的正确性和完整性，为方便研究，以新宾本站为代表站。
1.2 研究方法
计算全市各观测站与54353站（新宾站）的每日温度差值，绘制逐月全市温差图，研究全市气温月季分布规律。
2 结果与分析
2.1 抚顺地区气温分析
通过逐年逐月对最低气温、最高气温的分布状况进行分析，借助Matlab对数据进行处理并借助Surfer软件绘制逐年逐月气温分布图，发现抚顺地区气温分布的月季变化比较明显，下面以部分月为例说明抚顺地区气温分布的季节变化规律。
由图1可知，抚顺市2月最低温度分布规律总体呈现东北―西南阶梯式分布，且东北低西南高，其中北部有一处低值中心，温度差在-3.5～-3.0 ℃，东部有两处低值中心，温度差在-4.5～-4.0 ℃，西部有1处高值中心，温度差在4.0～4.5 ℃。
同理对其他月最低气温和最高温度进行逐月分析，得到类似的结论，结果如下：
（1）抚顺地区全年的月平均日最低温度和最高温度分布趋势。冬季（12月、1月、2月）以及秋末（11月）温度总体呈现东北―西南阶梯式分布，且东北低西南高的分布趋势，其他三季（春季、夏季、秋季）温度总体趋势呈现为东―西阶梯式分布，且东低西高的分布趋势。
（2）月平均日最低温度分布。全年抚顺地区西部均存在1处月平均日最低气温高值区；在冬季及秋末，东部存在2处月平均日最低气温低值区、北部存在1处月平均日最低气温低值区；在其他季节，抚顺地区东北部均存在1处月平均日最低气温低值区。
（3）月平均日最高温度分布。全年抚顺西部均存在1处月平均日最高气温高值区；在冬季及秋末，东北部均存在1处月平均日最高气温低值区；其他季节，东部和南部均零星分布着月平均日最高气温低值区（表1）。
2.2 等差值乡镇温度预报订正
在乡镇预报的实际工作中，局地范围内的乡镇温度预报，可以用代表站的预报温度来订正其他乡镇的预报温度。
2.2.1 各乡镇与本站的日气温变化趋势分析。本文借助Matlab软件分别绘制自2011年1月至2014年6月得新宾县14个乡镇与新宾站本站之间的最低温度日变化趋势对比图，发现各乡镇日温度分布趋势与新宾站的日温度分布趋势完全一致，且升降幅度基本一致，部分比对图如图2所示。
2.2.2 温度预报准确率分析。假设各站每天的温度变化幅度与本站温度的变化幅度完全一致，则TXS-TXS（0）=TSS-TSS（0），即：
TSS=TXS-TXS（0）+TSS（0）（1）
式（1）中，TXS为新宾站预报温度，用实况值代替；TXS（0）为当天的实况温度；TSS为所求乡镇的预报温度；TSS（0）为所求乡镇当日的实况温度。
利用下列公式来计算各乡镇每月温度准确率：
P=（Σday | TSS-TSS（0） |
式（2）中，Σday | TSS-TSS（0） |
当TXS为实况值时，结合公式（1）、（2）对14个乡镇分别进行计算并将计算结果绘制成曲线进行分析比较。以榆树乡为例，从图3中可看出，榆树乡除了2012年4月和6月的最低预报温度准确率异常偏低外，常年每月最低温度准确率在80%以上，其中多数常年平均每月最低温度准确率均在90%～100%；而常年每月最高温度准确率在70%以上，其中多数常年平均每月最高温度准确率均在80%～90%。同理对其他乡镇进行同样的分析，各乡镇常年月平均以及常年年平均温度预报准确率具体情况如表2所示。
综合分析可知：除上夹河镇的每月最低温度预报外，常年每月最低温度预报准确率和最高温度准确率均在60%以上且大部分的月温度准确率能达到80%以上；所有乡镇在4―10月期间温度预报准确率最高，除上夹河镇外，准确率均在80%以上。
3 结论
分析抚顺地区逐日最低温度和最高温度分布趋势，结合日常县级台站使用的乡镇温度预报订正方法，提出等差值乡镇温度预报订正方法并对结果进行检验，得到以下结论。
（1）冬季（12月、1月、2月）以及秋末（11月）总体温度呈现东北-西南阶梯式分布，且东北低西南高的分布趋势，其他三季（春季、夏季、秋季）总体温度趋势呈现为东―西阶梯式分布，且东低西高的分布趋势。
（2）用等差值乡镇温度预报订正方法对新宾县15个乡镇进行温度顶针预报，除上夹河镇的常年每月最低温度预报外，常年每月最低温度预报准确率均在60%以上且大部分的月温度准确率能达到80%以上；所有乡镇在4―10月期间温度预报准确率最高，准确率均在80%以上。
（3）个别乡镇在个别月用等差值的方法进行温度预报并不适用，因此可以寻找其他适用的温度预报方法进行补充。因此，用等差值乡镇温度预报订正方法对该县各乡镇的每日温度预报具有一定的参考价值。
4 参考文献
[1] IPCC.Climate Change 2007：Synthesis Report[R].Oslo：Intergovernmental Panel on Climate Change，2007.
[2] 丁一汇，任国玉，石广玉，等.气候变化国家评估报告（Ⅰ）：中国气候变化的历史和未来趋势[J].气候变化研究进展，2006（1）：3-8.
[3] 李亚中，蔡冰，王阳，等.2002―2011年抚顺市极端最低气温定量分析[J].现代农业科技，2013（6）：236-240.
[4] 马骁颖，徐群.1961―2010年抚顺地区气温变化趋势分析[J].现代农业科技，2013（7）：253-256.
气温变化结论范文3
一、归纳法在新课程地理课堂教学中的应用探究
(1)确定准备归纳的地理事物主题,然后了解其范围、属性。为了推理某项地理分布规律,则需要先根据图像了解个别地理事物的分布特点;为了推论某项地理演变规律,也应先根据原理示意图了解演变过程中的各种典型位置中的特点等。如为了概括影响气温变化的各项因素,则需要先根据全球一月、七月等温线分布图,并对照地形图、洋流分布图等,对各地气温分布与变化的具体情况作一番了解,认清这种分布与变化是多种因素综合影响的结果。
(2)分析和概括各项地理事物的特点、成因或规律性、共同性的知识,像空间分布上的联系,时间演变中的趋势。如同类资源在不同的分布地点中有什么联系或共同点?(煤炭资源的分布就与地质历史时期的海陆分布、古气候、古植物、地壳变动等因素有关)又如地理事物的演变是连续不断的,在两幅静止的典型图像之间又是如何演变或运动的……
(3)通过分析各项地理事物的共同点推理出同类地理事物的一般特征或规律。如某项资源的分布规律,某项地理事物的演变或运动规律。又如影响气温分布变化的因素可归纳为:①不同纬度地区气温的差异:主要受太阳辐射的影响(不同纬度太阳高度角不同)。②纬度相同地区气温的差异:海陆之间气温的差异——主要受海陆热力性质影响;沿海地区气温的差异——主要受洋流性质的影响;内陆地区气温的差异——主要受地势高低的影响,山脉走向的影响,大面积水面的影响,地表性质的影响。③人为因素对气温的影响:城市“热岛效应”;大气中CO2增多;臭氧层破坏;兴修水库和造林。
教师或学生都可以采用归纳法去探究地理知识的原因、过程。因为使用归纳法的初衷是培养学生积极参与学习的意识和能力,所以,归纳法在高中地理新课程教学中既可以节省时间,又可以把问题讨论透彻,这就从时间和质量上提高了课堂效果。
二、演绎法在新课程地理课堂教学中的应用探究
(1)确定被认识地理事物的特点、性质或准备解决的问题的要求。演绎法是从一般到个别的判断推理,所以对于被认识的地理事物先要有方向性的选择,对其特点性质属于哪个地理要素,涉及哪方面内容,或准备解决什么样的问题,应有明确认识。这能促进地理课堂的有效性。
(2)根据要求选用必需的地理规律或原理,这是推理的依据,它需要经过已掌握原理的回忆再现、比较分析、抽象、判断等一系列复杂的心理活动和思考过程。这是对已有知识进行再组织、迁移和应用的过程,是学生在课堂上发挥思维,探究学习目标的过程。教师在课堂教学中主要是通过引导学生对地理问题的探究,使学生形成对地理问题的认识,掌握正确认识地理问题的方法,提高分析和解决地理问题的能力,提高地理知识应用的能力。
(3)推理得出具体地理事物特征或作出判断的结论。根据选定的地理规律或原理,结合具体地理事物的特点、性质、条件,依演绎程序进行推理思维,从而作出结论。
气温变化结论范文4
关键词:多重分形谱 气温 气压
中图分类号: P4文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 03-097-03
1引言
大自然中的各种分形结构是复杂多样的,随着人们对这些问题不断深入的研究,发现仅用简单的分维并不能描述它们的精细结构,采用非线性的方法来研究气象对天气带来的影响收到国内外研究者和气象工作者的关注。而分形方法正是一种非线性的研究方法,可以用它来研究有关时间序列,从而得到其内在的规律性,所以引入多重分形有关理论来描述它们的精细结构及其变化规律。
近年来一些学者对各种时间尺度的气象数据做了多方面的研究。严绍瑾等用日平均气温序列作多重分形分析,得到了多重分形谱曲线,反映了大气运动是一个层次分明的过程,具有多标度结构。史凯等对大气污染物用多重分形分析方法进行了研究,得出了三种大气污染物均表现出标度不变性,且具有完全不同的多重分形特征,对分析空气质量的演变提供了一条新的途径。V.V.Anh,Y.Leung等对香港空气质量数据的多重分形性也进行了一系列的研究。
在天气预测中,气温是一个很重要的研究因素,研究日平均气温的特点,可以对气候和天气的复杂性作出真实的反映。本文用日平均气温和日平均气压时间序列进行多重分形分析,得到日平均气温和日平均气压的变化都具有多重分形特性。也得出了与“在气温高的地方,空气受热膨胀上升,近地面空气密度减小,气压就相对较低”相一致的结论。
2多重分形分析
首先用尺度为的“盒子”对一维时间序列进行覆盖,即按单位时间标度将其划分为互不重叠的区间。对每个数据进行归一化处理,用Pi表示。,I i是时间标度为的第i个区间数据之和。定义一个多重分形系统的配分函数 ,对概率用q次方进行加权求和,即为归一化价格Pi的q阶矩。其数学表达式为:
(1)
如后面的等式成立,则配分函数与有如下关系:,其中为质量指数。如果随的变化由较好的线性关系,说明此一维高度分布属于多重分形, 曲线的斜率就是。通过加权处理,可以对一个分形集内部的结构进行精细的研究。根据质量指数,我们可以得到广义分形维数:
(2)
它是随不同的q值而有不同意义的分形维数。当序列是均匀分布时,。当q=0时,,这表明q=0时,x0反映的是研究对象的空间几何性质,与物理量的不均匀分布概率P无关。D0正是普通的豪斯道夫维数。当q=1时, 由此得出,这时广义分形维数D1称为信息维数。当q=2时,D2称为相关维数,它表示在一定的尺度范围内随机选择任意两点的概率。相关维数的变化意味着在数据库中点的分布的变化。
奇异指数可以从后面的微商得到:
(3)
通过统计物理的方法,对、q作勒让德变换后就得到多重分形谱:
(4)
从多重分形谱的图像知,一维时的最大值为1分布在所有区间),或小于1(分布在间断的区间)。类似的,二维空间的概率集或者三维空间的概率集的的最大值可以分别为2或3。
反映了 所对应的指数值出现的次数, 越大,则出现的次数越多。 的最大值就是多重分形谱的峰值。
多重分形谱的宽度反映了概率分布范围的大小,概率分布越不均匀,相应的曲线越宽,及值越大。反映了在标度不变的情况下,整个分形结构上概率测度分布不均匀性的程度和过程的复杂性,刻画了数据集的波动程度。越大,归一化后的指数概率分布越不均匀,数据波动越剧烈。=0时,则表示归一化后的指数概率分布是完全均匀分布。
其中, 分别刻画了归一化指数最大概率和最小概率事件随时间分辨率减小而增大的程度。和分别为归一化指数最大概率事件和最小概率事件出现的次数。主要表现为在标度不变情况下,归一化指数处于波峰、波谷位置数目的比例。若0表示归一化指数更多的处于波峰,谱的顶部相对较圆润。
3实证分析
本文数据来源于中国气象科学数据共享服务网,中国地面国际交换站气候资料日值数据集。区站号:58321,站 名:合肥,纬度:3152N,经度:11714E,拔海高度00279。日平均气温取1998年4月14号――2009年6月30号的日平均气温共4096个数据,日平均气压取1998年4月14号---2009年6月30号的日平均气压共4096个数据。
根据上面的公式,对日平均气温和日平均气压进行统计物理方法分析得到合肥市日平均气温和日平均气压的有关图像。
图1 合肥市近地面的日平均气温、日平均气压的关系图
从图1中可以看出,无论是q>0还是q
图2 合肥市近地面的日平均气温、日平均气压的关系图
从图2中看出, 不恒为1,表示序列不是均匀分布。当q=0时,两个图的广义分形维数 都为1。 是一个随q增大而单调下降的函数。说明 具有多重分形特性,且日平均气温的 在1上下波动的幅度要比日平均气压的 在1上下波动的幅度大,说明了日平均气温的多重分形性要强于日平均气压的多重分形性。
图3合肥市近地面的日平均气温、日平均气压的关系图
由图3的( 知:日平均气温的明显大于日平均气压的值。说明了在该标度范围内,日平均气温的多重分形性比日平均气压的多重分形性强。
图4合肥市近地面的日平均气温、日平均气压的关系图
图4是日平均气温和日平均气压的多重分形谱图形,它是一条开口向下的抛物线。从图中可知:两个图的 的最大值均为1。两个多重分形谱图的形状和宽度彼此各不相同。日平均气温的宽度()大于日平均气压的宽度。表明在该标度范围内,日平均气温的多重分形特征较显著。日平均气压的多重分形性相对较弱,且其波动变化的奇异性也较小。而且,日平均气温的多重分形谱图是左钩形状,即 ,归一化指数更多的处于波峰。因此谱的顶部相对较圆润。表示指数处于最高日平均气温的机会比处于最低日平均气温的机会大。而日平均气压的多重分形谱图是右钩形状,,表示归一化指数更多的处于波谷,谱的顶部相对较尖锐。表示指数处于最低日平均气压的机会比处于最高日平均气压的机会大。与气温高的地方,空气受热膨胀上升,近地面空气密度减小,气压就相对较低的结论是一致的。
这两个不同的形状反映了不同的内在动力学特征,也说明了多重分形能全面精细地揭示出日平均气温和日平均气压之间的分形结构和复杂动力学行为的差异。
4结束语
在我国多重分形理论的研究还处于发展阶段,本文只是对合肥市的日平均气温和日平均气压做了初步的研究与探讨。从多角度说明了安徽省合肥市的日平均气温和日平均气压呈现多重分形特征。而且日平均气温得多重分形性比日平均气压的要强,对气温高的地方,空气受热膨胀上升,近地面空气密度减小,气压就相对较低的结论也得到了很好的说明。通过统计物理方法,我们下一步研究的重点将是找出日平均气温和日平均气压的关系及它们之间是否存在相互影响,从而对我国的天气预测提供有益的参考和实用价值。
(基金项目:安徽省高等学校省级自然科学研究项目(KJ2007B239),安徽大学人才队伍建设项目《随机商分形模型理论及应用》。)
参考文献:
[1]严绍瑾,彭永清,张运刚.一维气温时间序列的多重分形研究[J].热带气象学报.1996,8(3):207-211.
[2]史凯,刘春琼,艾南山.上海市空气质量变化的多重分形分析[J].环境污染与防治.2008,9(9):60-64.
气温变化结论范文5
【关键词】气候；气温变化；龙川县
全球气候变暖已成为当今气象学家和广大学者的共识。IPCC 第4 次评估报告指出，自1861年以来，全球表面温度不断上升，近 100 年来的上升幅度为（0.74 ±0.18）℃[1]。在全球气候变暖的大背景下，各地区对全球气候变暖的响应并不完全相同，气温变化具有明显的季节性和区域性差异[2-3]。黄珍珠研究指出[4]，广东不同区域的气温变化有差异，增温速率南部沿海高于内陆。龙川地处广东省东北部山区，深受季风气候的影响，属中亚热带季风气候，四季气候差异明显。本文利用龙川县国家基本气象站近50年气温资料，运用统计学原理、Mann-Kendall突变检验等方法全面分析龙川县近50年气温变化特征，揭示在全球气候变暖背景下龙川县气温变化特征，为龙川县开展气候变化监测、诊断、评估以及决策提供科学依据。
1.资料和方法
本文主要用龙川县国家基本气象站1961～2010年年平均气温、四节平均气温、极端最高及极端最低气温日数资料。利用一元线性回归方程统计学原理和方法、Mann-Kendall突变检验等研究分析龙川县气温变化特征。
2.平均气温变化特征
2.1年平均气温变化
龙川县近50年平均气温为20.8℃，年平均气温
利用龙川县1961～2010年年平均气温做一元线性回归方程和M-K突变检验分析，得出龙川县年平均气温变化趋势和M-K突变检验曲线图（如图1）。从图1看出龙川县平均气温呈现逐渐上升的趋势，平均每10年上升0.206℃，其中最为明显增加在为90年代末开始。M-K检验显示年平均气温在1997年出现增温突变，突变后气温上升明显。
2.2季节平均气温变化
本文季节按气象划分法，以阳历3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，12月～次年2月为冬季。龙川县四季平均气温分别为：春季平均气温20.7℃，夏季27.7℃，秋季22.2℃，冬季12.3℃。龙川县气温季节性变化明显，夏季气温受南海季风影响，气温湿热，冬季气温受大陆季风影响，气温干冷，年气温变化大，其中月平均最高气温出现在7月28.4℃，月平均最低气温出现在1月11.2℃。
利用四季度平均气温做线性变化趋势分析（如图 2），结果表明：四季度气温都有不同程度的上升趋势，其中上升趋势最大是冬季，平均每10年上升0.379 ℃，其次是秋季平均每10年上升0.241℃，夏季和春节升幅较小，平均每10年分别上升0.14℃和0.075 ℃，结果表明：下半年气温升上趋势大于上半年。由此可得出：与上半年气温上升相比，下半年气温上升对气候增温响应更加明显。
日极端最高气温≥35℃以上统称高温天气，日极端最低气温≤5℃以下统称低温天气。根据龙川县1961～2010年气温资料统计分析，龙川高温天气出现在4-9月，低温天气出现在11月-次年3月。历年极端日最高气温为39.6℃，出现在1980年7月10日，历年极端日最低气温为-3.6℃，出现在1963年1月15日。
利用年极端气温日数做线性变化趋势分析（如图3），结果表明：龙川县年高温天气日数呈现上升趋势，平均每10年增加2.9天；年低温天气日数呈现下降趋势，平均每10年减少4天；由此得出：龙川县年低温日数对气候增温响应比年高温日数响应明显。
3.小结
（1）龙川近50年气温呈现上升趋势，每年上升0.0206℃，气温在1997年出现突变，突变后气温增温明显。
（2）近50年四季气温都有不同程度上升趋势，上升趋势最明显的是冬季，其次是秋季，最不明显的是春季上；下半年气温上升对气候增温响应比上半年气温上升明显。
（3）龙川年高温天气日数呈现上升趋势，年低温天气日数呈现下降趋势，低温日数对气候增温响应比高温日数明显。■
【参考文献】
[1]《广东气象》编辑部.气候变化2007：气候变化影响、适应和脆弱-IPCC第二次工作组第四次评估报告主要结论介绍[J].广东气象，2007，29（2）：1-4.
[2]向辽元，陈星.近55年中国大陆气温突变的区域特征和季节特征[J].气象，2006，32（6）：44-47.
气温变化结论范文6
根据乾安气象局1957-2007年实测气温资料，分析研究了乾安县近50年来的气温变化趋势。
关键词
年平均气温；各季节平均气温；极端气温；变化；冷暖期划分
1.气温变化趋势研究
1.1年平均温度变化
从1957-2007年吉林乾安气象局的观测记录显示，年平均温度呈逐渐增高趋势。以1957-2007年近50年间的平均温度5.3℃为基准值，自1957年到1987年每一年的平均温度基本围绕基准值上下波动，且呈波动上升趋势。但自1988年起的平均温度连续20年明显高于基准值5.3℃，平均高出0.7℃。
图150年来吉林乾安每年(a)和每10年(b)平均温度变化
1.2各季节平均温度变化
从四个季节50年来的平均温度变化趋势看，57-80年四个季节的平均温度偏低，而从80年代后期开始有明显升高的趋势，特别是90-04年气温升高速度加快。自1989年以来，春、秋两季平均温度多数年份高于本季节50年的平均温度，平均分别高出1℃和0.6℃；夏季从1994年开始明显增高，平均高出平均值0.8℃；特别是冬季温度自1987到1998年连续12年明显高于平均值。在本世纪初，冬季气温有明显的回落，甚至在2000年达到了近50年的最低值，但之后又有了大幅度的回升，在06年达到最高值-9.4℃。
从50年来极端温度变化来看，最高温度变化在57-99年变化趋势不是特别明显，基本围绕平均值上下波动。但自2000年至今，却是变化显著，在2001年达到了最高温度的最高值39.3℃。另外，年最高温度正在1961-1965年和1978-1982年间有两个持续5年的相对高值期。99年到01年的最高温度出现相对高值，从02年开始最高气温有所下降。冬季最低温度较夏季最高温度的波动幅度明显要大，有些年份围绕平均值上下波动，但总体来看波动幅度还是很大。值得注意的是，自1991年出现了连续9年的偏高值，年均高出平均值3.5℃。但在2000年和2001年有明显的回落，并在2001年出现了近50年来的最低值-34.9℃（1月14日）和-34.3℃（1月15日）。
图250年来吉林乾安年最高温度(a)和最低温度(b)变化
2. 阶段性特征
2.1 年平均气温冷暖期划分
乾安地区50年来年平均气温变化可谓冷暖分明，1957～1987年为冷期，1988～2007年为暖期。在冷期中出现了1961、1975年等正距平变化，冷期温度是持续偏低的，负距平年占80％，年平均最低是3.1℃，出现在1969年；而暖期气温波动上升，都属正距平，年均气温都在平均值以上。
2.2各季平均气温冷暖期划分
乾安地区春季平均气温总体与年平均气温一样，1957-1988年为冷期，1989～2007年为暖期。在暖期中平均气温是波动上升，除1995、1999年低于平均值外，其他年份都是正距平，春季平均气温最高为10.0℃，出现在1998年；而冷期则情况比较复杂，冷中有暖，波动性大，出现了在冷期1963-1964、1967-1968、1975-1977、1981-1983年中偏暖年份，春季平均气温最低值3.9℃，出现在1957年。夏季总体也可分为冷暖2个阶段，但年际之间变化更加复杂，波动频繁。1953-1993年为冷期，1994年以后为暖期。在冷期中出现1961-1963、1975、1982年偏暖年份；在暖期中有只有2003年属偏冷年份。秋季平均气温变化为4～5年波动性变化，1975、1990、94-95和2001、04-05年为7个峰值年，最高值为8.2℃，出现在2004年；而1976、1981和2002年出现3个低谷年，最低值为3.6℃，出现在1976年。冬季平均气温变化与年平均气温变化有些相似，1986年以前为冷阶段，1987年以后为暖阶段。无论在冷期或在暖期均有冷中有暖，或暖中有冷的变化。
3.结论
据上述近50年来乾安县气象局气温观测资料的分析结果总结如下：
年平均气温呈波动上升趋势，以平均每10年0.4℃的速度升高。90年代增温速度最快，达每10年0.6℃。90年代比50年代增高了1.4℃，较49年的平均值升高了0.8℃，这一增暖速度高于前40年全国和东北地区的平均值。
不同季节平均气温和年极端最低气温分析结果表明，暖冬迹象更加明显，这与全球和全国趋势一致。各季节气温升高速率以冬季最大，其次是春季，而夏秋两季较小。年极端最高气温略有增加，但增加幅度不大。