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气候变化检测与诊断技术的若干新进展
封国林?,龚志强?,
气象学报 , 2008, DOI: 10.11676/qxxb2008.081
Abstract: 近年来,全球气候变暖及其对世界经济的影响已经引起了社会各界的关注和重视,判断当前全球的温度变化趋势,已经成为研究气候变化的一个至关重要的问题。进一步发展新的气候变化检测技术以适应全球增暖的新特征则显得尤为重要。因此,结合(1)气候突变和转折检测技术、(2)观测数据信息的分离和提取、(3)气候系统内在复杂性、(4)气候系统动力学结构特征的识别、(5)极端气候事件定义及其检测等方面的气候变化检测技术研究,分别介绍了中国近期气候变化检测技术的研究进展及部分研究成果,主要侧重于新检测技术和方法的介绍。最后,就当前气候变化检测技术方面的一些焦点和难点问题做了简单的讨论。
1—30d尺度温度关联网动力学统计性质研究
龚志强,周 磊, ,封国林
物理学报 , 2008,
Abstract: 利用美国国家环境预报中心再分析资料中的温度资料,从低频和高频振荡等多种尺度构建温度关联网络,并分析其动力学统计性质及转换条件.研究表明:1和30d尺度下温度关联网络分别属于小世界网络和类全局耦合网络.温度关联网络在两种类型之间转化的时间尺度条件为11—12d.1d尺度节点的连边数南北半球呈准对称分布,赤道附近的低纬度地区存在三个连边数较大的区域:热带印度洋海域、赤道东太平洋海域和赤道东大西洋海域.海陆气候子系统的关联性差异导致30d尺度温度关联网络中陆地节点的联边数较少,节点之间的关联性相对海洋要差许多.
三峡库区公路建设中地质灾害与地质构造的关系
,雷良,周健
重庆交通大学学报(自然科学版) , 2006,
Abstract: :?对历年来库区公路建设中所发生的地质灾害进行了分析,论述了地质灾害形成的条件,初步探讨了地质灾害形成与地质构造的关系.
中国极端温度的群发性研究
赵俊虎?,王启光?,,封国林?
气象学报 , 2012, DOI: 10.11676/qxxb2012.029
Abstract: 从极端事件再现时间的角度研究了中国极端高、低温事件再现时间序列的长程相关性、群发性以及二者的关系。发现极端温度事件再现时间序列具有长程相关性,表征长程相关性的标度指数分布存在着明显的区域性特征,并与大气环流有关,当中国大陆在盛夏或隆冬稳定的西风环流控制下,极端温度的长程相关性较好,标度指数较大。通过定义极端事件的群发指数,对极端高、低温进行研究,发现具有长程相关性再现时间序列的极端温度呈现群发现象,且极端温度再现时间序列的标度指数和群发指数二者在空间分布上有较好的对应,极端温度再现时间序列的长程相关性可能是导致极端温度群发性的原因。从年际变化的角度看,极端高温ⅰ级群发区域的群发指数增长趋于平缓,而极端低温ⅰ级群发区域的群发指数有下降趋势,这与近几十年来全球变暖一致。在年代际尺度上,群发指数分布的演变特征明显,极端高温ⅰ级群发区域总体面积变化不大,而极端低温ⅰ级群发区域面积明显减少。因此,极端低温事件群发性减弱很可能是年代际气候变暖的主要原因。
中国近530年干湿变化及其持续性特征研究
龚志强?,,封国林?,张强?
气象学报 , 2009, DOI: 10.11676/qxxb2009.031
Abstract: 采用中国530年旱涝指数序列,并将其划分为华北和西北东部地区(ⅰ区)、长江流域地区(ⅱ区)以及中南和东南沿海地区(ⅲ区)3个区域。应用功率谱、滤波方法、bg算法等研究旱涝指数序列各相对平稳均值段之间的干湿转化特征。结果表明,近130年的干旱时段和历史上的干旱或偏旱时段相比,ⅰ区干湿转化频率有所加快;ⅱ区干湿转化频率没有太大变化;ⅲ区干湿转化频率有所降低。并且重大干湿转折时期大多对应突变点比较集中,即这一时期气候态不稳定,容易发生突变或各种极端气候事件。结合小波系数的周期分析结果发现,ⅰ区从1920年左右开始的干旱,在经历了20世纪70年代末以来的严重干旱以后,有可能在21世纪再持续50到70年,其后再一次发生由干旱向湿润的转型;ⅱ区则有可能在接下来的几十年中持续湿润期相对集中的情况。此外,ⅰ—ⅲ区干湿变化的特征与北半球的气候变化有一定的对应关系;ⅰ区的干湿变化与当地温度变化具有较好的正相关;ⅱ区和ⅲ区干湿变化与温度变化的联系较ⅰ区差一些;太平洋年代际涛动可能对3个区域的干湿转化均有不同程度的影响。在此基础上,定义旱(涝)尺度因子,可以定量描述旱涝持续性的区域特征;滑动计算旱(涝)尺度因子,可以检测哪一时段对应有旱涝群发性事件及重大干湿期的转折。
长江中下游汛期降水数值预报业务模式误差场预报研究
王启光?,封国林?,,赵俊虎?
气象学报 , 2012, DOI: 10.11676/qxxb2012.064
Abstract: 根据中国国家气候中心(ncc)数值预报业务模式(onpm)预报结果,利用气候因子对业务模式的误差场进行预报试验。文中所用114项逐月气候因子在历年汛期前期总会出现部分因子异常的状况,在此基础上对因子异常的相似阈值进行数值试验,提出利用交叉检验平均距平相关系数(acc)的大小来确定相似阈值的方法。依此选择影响该区域的前期关键异常因子,根据该部分因子的相似程度选取相似年,同时对模式误差场利用经验正交函数压缩维度,用前3个主分量对模式误差制作预报,针对业务模式的预报误差场,提出了根据因子异常挑选相似和压缩维度的一个预报方法。2005—2009年独立样本回报结果表明,该方法可以将5a平均距平相关系数由系统误差订正的0.22提高到0.47,具有较好的业务应用价值。
基于矩阵理论的全球气温的时空关联性研究
,封国林?,龚志强?,周磊?
气象学报 , 2010, DOI: 10.11676/qxxb2010.048
Abstract: 采用1948—2005年ncep/ncar全球气温和随机序列分别构建气温关联矩阵和随机关联矩阵并进行比较,发现气温关联矩阵既存在关联“噪声”,又存在真实关联;格点气温序列之间既存在临近格点间的短程关联,又存在如厄尔尼诺、三大洋暖池等区域格点间的远程关联。不同时间尺度,这两种关联的表现各有差异,1—10天等小尺度情况下,格点间的关联以短程关联为主;15天及以上尺度短程关联比例显著下降,长程关联有所上升。对关联矩阵和随机关联矩阵求解本征值和本征矢量发现,格点气温序列之间的关联信息主要包含在几个较大本征值所对应的本征矢量中,且格点气温序列在这些本征矢量上的投影能够在一定程度上体现全球气温变化的整体特征。此外,格点气温序列的关联性在时间和空间上均存在显著的变异性,主要表现为1950—1956年、1972—1977年和1996—2000年3个时段相对较高,而1978—1982年和1991—1996年则均值相对较低,存在显著的准10—20年周期振荡;关联系数的空间分布在上述两类尺度下均表现为沿纬向呈准带状分布,但1天尺度的纬向平均具有较好的对称性,由于海陆差异的原因,15天尺度的纬向对称性相对较差,而15天尺度的经向平均具有一定的准对称性。
全球环流系统关联性的时空演化特征研究
季飞?,,龚志强?,封国林?
气象学报 , 2011, DOI: 10.11676/qxxb2011.091
Abstract: 利用ncep/ncar全球高度场和地面气压资料,运用矩阵理论,研究了全球高度场和地面气压序列关联性的时空演变特征。结果表明,各层次高度场的关联性在中低纬度区域较好,并向中高纬度地区逐步递减,呈准带状分布;垂直方向上,低层的关联性较弱,随着高度升高关联性逐渐增强;北太平洋区域从低层至高层大气中均存在一个较强的负关联中心,体现出了一定的特殊性。延迟关联的结果表明,随着延迟天数的增加关联性逐渐衰减,在延迟天数为15d时关联系数的变化趋于平缓,在延迟天数约为60d时存在显著的转折。环流系统关联性随时间衰减及临界点的存在为2周以上尺度的数值预报提供了理论参考。环流系统内部关联的衰减速度表现出低纬度地区向中高纬度地区加快,高层向低层加快的特征。地面气压和3个高度场全球平均关联系数随时间的变化基本保持一致,并且在1978—1982和1996—1998年发生了明显的跃变。
温度破纪录事件预测理论研究
封国林?,杨杰?,万仕全?,侯威?,
气象学报 , 2009, DOI: 10.11676/qxxb2009.007
Abstract: 分析中国740个常规观测站1960—2005年日最高、最低温度器测资料,揭示了46年来中国日最高、最低温度破纪录事件的强度特征。利用历史观测资料验证了日温度极值服从高斯分布,并将历史资料中已知的高、低温破纪录事件作为初始条件,经冗长的理论推导得到破纪录温度的期望值,与用纯极值理论进行迭代获得的结果相比,前者更符合观测事实,预测效果更好。在此基础上对中国未来可能发生的高、低温破纪录事件进行了预测评估,给出了各地区高、低温破纪录事件强度理论上所能达到的最大、最小值分布。结果表明中国各地区极端温度变化幅度差异明显,具有明显的区域特征,西南地区的极端高温事件强度未来处于较大上升期,西部相对较小;而极端低温事件强度降幅最大的区域位于东北和西北部地区,华中及西南地区处于相对平稳期。
The influence of different scale systems On precipitation analyzed on the basis of power-law exponent
基于幂律尾指数研究不同尺度系统对降水的影响

Zhi Rong,Lian Yi,Feng Guo-Lin,
,廉毅,封国林

物理学报 , 2007,
Abstract: 利用中国气象局国家气候中心740站点1960—2000年日降水观测资料,统计分析表明,各气候特征区30 mm以上日降水存在幂律尾分布特征,从中国的整体情况来看,幂律尾指数的均值超过了3.0,其对应的降水过程不存在平稳性成分,因此长期暴雨预报成为一个艰巨的任务.借助滤波方法进一步研究发现:日降水幂律尾分布特征是大气中各尺度系统相互作用的结果,其中一周尺度系统对30 mm以上日降水幂律尾指数影响最大.
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