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[气候统计] 上海气候变化20年

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发表于 2011-1-2 14:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
随着2010年离我们远去,一眨眼的功夫,我自己的上海每天天气实况记录已经跨入第3个10年。记得80年代末-90年代初,“暖冬一词刚刚新鲜出炉;90年代末-21世纪初,“暖冬”被炒得沸沸扬扬,不仅仅是中国的专有名词,已经和全球变暖紧密联系在一起;2003年以后,极端天气越来越频繁,特别是暴风雪、低温严寒等,人们开始逐渐怀疑“变暖学说”。从1991-2010年,这20年的时段,对于全球气候的变迁应该来说只是沧海一粟,甚至连沧海一粟都不如,不过如果只看某个较小地区比如上海这一块地区的气候变化,这20年中还是可以发现不少东西。下面同各位气象爱好者一起来分享一下90年代以来上海地区气候总体变化情况,限于水平,其中肯定存在不足和疏漏,届时欢迎大家指正和补充,谢谢。

PS:由于20年的气候变化算中尺度时段,因此上海每天的天气实况不再一一说明(不然篇幅过于冗长),而是以月和年为单位的气象数据作为分析的基础。其中涉及到的每日天气(比如极端最高气温等)可以查询上海气候资料

首先请看1991-2010年上海徐家汇观测站和宝山国家站每月及每年气象数据(见下图):

图解如下:

1.  蓝色粗体表示该气温对于这20年来说是明显负距平,红色粗体表示该气温对这20年是明显正距平;

2.  草绿色背景+斜体为71-00气候值,土黄色背景为10年气温距平,粉红背景表示气候变暖转折节点,由于气候变冷转折节点存在不确定性,故没有特别标注;

3.  冬季、春季、夏季和秋季平均气温分别取自12-次年2月、3-5月、6-8月和9-11月平均;

4.  高温和低温天数分别指日最高气温超过35度和日最低气温低于0度的天数。


这2张图表数据众多,新手往往不知从何处着手分析。这边告诉大家一个方法。既然时间跨度是中尺度,因此我们就化整为零,先从类似年平均的较大尺度着手,然后慢慢推进到季度和月份。
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 楼主| 发表于 2011-1-2 14:17 | 显示全部楼层
首先我们来看第一张图——徐家汇观测站。

从年平均气温可以看出,01-10年比91-00年高0.9度。1994和1998年是2个明显的转折,94年之前都在16.5度以下,98年之后除了99年以外,其余年份都在17度以上,其中98、04、06和07年都超过了18度。显然,这20年来上海总体气温是呈现明显升高的,这和全球变暖的趋势基本一致。

那么有人会,年平均气温的升高有时并不能反映每个月的气温变化情况,那么上海是每个月气温都在升高还是其中某几个月升高幅度大些而另外几个月变暖小一些呢?

从季度来看,秋冬平均升高了0.7度,春夏均为升高1.1度,显然春夏升高更快。从每个月平均气温升高幅度来看,2、3、4、6、7和8月都在1度以上,特别是3和7月都在1.5度附近。91-00年3月份超过10度就算非常高了,而01-10年只有05和10年在10度以下;对于7月份来说,91-00年只有3年超过29度,而01-10年低于29度的只有02和10年,其余都在29度以上,并且01、03、04、07和08年这5年7月平均都超过30度。

再来看一下高温天数,91—00年平均只有12.1天,而01-10年高达27.8天,翻了一倍还多,并且00年以来每年极端最高气温都在38度以上,09和10年均出现过40.0的酷暑温度。由此可见春夏气温升高的幅度非常大,大家也确实感觉春天越来越短,夏季越来越热。

而秋冬季月份升高就比较缓慢,大家需要注意的是,12月份气温是呈现略微下降的,01-10年平均比91-00年低了0.1度,1月份也只高了0.4度,加上城市热岛效应,基本可以认为12-1月气温并没有明显升高。

再来看12月和1月这2栏的数据,可以发现冬季偏暖最为厉害的是在98-02年,03年以后冬季气温就呈现振荡下行趋势,上海连续15年暖冬的中断也在04-05年冬季。低温天数的变化同样遵循这个规律,98-04年每年0度以下都在15天以内,2005年就一下子高达23天,而前面超过20天的也只有91-93年;91-00年0度以下平均天数是17.9天,而01-10年为12.2天,如果加上城市化效应的话,并没有减少太多。所以很多人才会觉得最近几年冬季又开始越来越冷,降雪增多(08、09和10年都出现过2次以上明显降雪),低温频现(09年最低气温-5.9度,为91年以来最低)。
 楼主| 发表于 2011-1-2 14:20 | 显示全部楼层
说到这里,有些人肯定又要提这几年冬季越来越冷到底是不是真的?全球变暖是否已经出现转折?徐家汇存在城市化效应,它的数据到底能不能真实反映呢?

带着这些疑问,接下来我们看一下宝山国家站的气候数据。大家都知道,宝山是CMA默认的国家站,也是上海唯一一个具备世界气象数据交换资格的站点。根据我多年的记录经验,它的城市化效应不强,基本上还是可以反映出诸如辐射降温等气候本身的特征。

同样,我们先来看年平均气温,01-10年比91-00年高了0.8度,徐家汇是0.9度,两者相差无几,因此可以基本认为总体气温是呈现上升趋势的。从季度气温分布来看,01-10年春夏比91-00年分别高了1.1和1.2度,而秋冬季则分别高了0.8和0.4度,显然春夏升高幅度远远大于秋冬季,这点和徐家汇站数据得出的结论是一致的。不过由于城市化不明显,冬季偏高的幅度比徐家汇更少,特别是12月和1月,总体几乎不高反低。91-00年12月最低为1993年的5.9度,而01-10年最低是2005年的4.9度,非但是91-00年12月最低值,也是1985年以来最低;91-00年1月份有2年是在4度以下,01-10年3度以下则出现了3年;0度以下的低温天数,91-00为16.4天,01-10年则升至19.8天。

因此从2张图标中可以看出,过去20年,上海地区12-1月气温基本没有升高,反而近几年来低温天气有所增多,冬季气温主要靠2月份拉升;春夏季气温确实升高很多,夏季变得越来越热,显示环流的异常;秋季在全球变暖的背景下有所升高,但幅度不大。


对于整体变暖来说,1994和1998年可以成为2个节点;而对于东亚冬季变冷来说,2008年1月的大雪应该算是一个转折的节点,而先兆则是出现在2005-06年,也是那年欧洲出现了前所未有的爆冷,拉开了全球极端天气频发的序幕。

或许可以这样说,目前来看全球偏暖还是主旋律,这从20年上海年平均气温和71-00年气候值相比始终是偏高的就可以看出。但阶段性寒冷和低温开始频发,这是由于大气环流异常的前提下,冷气团位置发生了明显变化,从之前的少人区转移到目前的人口稠密区,以至于大家都认为全球变暖已不复存在。至于最近几年是不是全球由变暖转折到逐渐变冷,由于冷暖气团位置、强度和持续时间都不好说,现在还不好确定。当然,如果届时从足够的数据可以确定最近几年是气候转折,其实也已经过去N多年了。

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发表于 2011-1-2 21:34 | 显示全部楼层
1、从卫星遥感来看,10年尺度确实是暖,但没测站的结果厉害

2、从国家温度距平所取的不同统计方法、不同等级地面测站来看,现在测站大多数只能反映其所在的小区域气候变迁

3、CPC眼中,上海没一个测站合格

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 楼主| 发表于 2011-1-2 21:51 | 显示全部楼层
1、从卫星遥感来看,10年尺度确实是暖,但没测站的结果厉害

2、从国家温度距平所取的不同统计方法、不同等级地面测站来看,现在测站大多数只能反映其所在的小区域气候变迁

3、CPC眼中,上海没一个测站合格
雪中红 发表于 2011-1-2 21:34
嘿嘿,再给几个表格看看,可以发现降水较少的11月和12月,宝山和松江的月平均最高气温要明显高于徐家汇,而平均最低气温则是徐家汇夺冠,这就是典型的城市热岛效应。当然,如果是城市化更厉害的站点比如黄浦公园的话,日较差会更小,平均气温会更高。

去年开始在徐家汇观测站南面造起了一幢高楼,秋冬季可以遮阳,但夏季挡不住阳光,所以今年徐家汇夏季最高气温高、秋冬季最高气温偏低的格局越来越明显。同时,徐家汇一天中最高气温出现的时间也从前几年的12-13点延后到14-15点。

国外很多基准站设在机场附近,中国这边其实可以借鉴一下。
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发表于 2011-1-23 21:28 | 显示全部楼层
我昨天特地去了徐家汇观象站,条件差的和室内都没有二样了四面都是高楼,百叶箱旁边还种上了大树。宝山观象站么从GE上看条件还不错,就是距离长江出海口太近了,易受海风影响。正如TOM总所说的,应该把基准站牵到机场
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