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[再分析] 上海徐家汇气温变迁再分析

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发表于 2012-11-18 10:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
上海是一座历史悠久的国际大都市,她的气温变迁不仅和农业、食品等其它相关行业有着密切的联系,还直接关乎人们的身体健康,并且还可以反映出影响该地气候的因素。

上海徐家汇观测站始于1872年,到现在已经整整经历了140个年头。那么在这100多个岁月里上海地区的气温究竟发生了哪些变化呢?全球变暖对上海产生了多大影响呢?热岛效应从何时开始显现的呢?带着这些问题,让我们进入上海气温变迁再分析。

首先引入——1871-2012年每月平均气温和年平均气温统计表
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 楼主| 发表于 2012-11-18 10:10 | 显示全部楼层
光看这张表,大家肯定被密密麻麻的数据吓晕了,有高有低,不知从何入手。所以下面是根据这张表绘制的每月平均气温变化图,这样就比较一目了然了。

首先来看1月份,气温升高幅度不明显,基本以3-5度为基准在上下振荡,加上最近几年明显的热岛效应,可以基本得出对于上海来说,1月气温基本维持原样,异常性概率低。

徐家汇1月均温.jpg

2月份,90年代开始有一个升高的趋势,但年际波动非常大,说明冬春之交环流极不稳定,偏高和偏低的异常性概率比1月份高了许多。

徐家汇2月均温.jpg

3月份,90年代中期以后开始有所升高,和2月份类似,年际波动比较大但小于2月份。

徐家汇3月均温.jpg
 楼主| 发表于 2012-11-18 10:11 | 显示全部楼层
4月份,这个比较明显了,98年是一个明显转折点,之前气温多在13-15度之间,之后均在15度以上。只有2010年是一个特例,那年春季东亚大槽异常强大,气温特别低。这个升高的幅度可不是单单热岛效应可以制造出来的,本人更倾向于全球变暖背景下的一个典型。

徐家汇4月均温.jpg

5月份,90年代开始有较明显升高,不过升高幅度略小于4月份,但比4月份稳定。其中1997年的22.8度印象非常深刻,5月上旬就出现过34.2度的高温,并且连续多日在30度以上,该年于5月13日入夏,成为截止当时入夏最早的时间。

徐家汇5月均温.jpg

6月份
,2002-09年是一个高峰期,其中多在25度以上,但总体升高幅度有限,波动也不稳定,这主要由于梅雨带影响决定。因为上海通常在6月份入梅概率很大,所以升高幅度有限;但梅雨带位置变动频繁,位于雨带的南侧和北侧气温相差非常巨大,所以波动不稳定。

徐家汇6月均温.jpg
 楼主| 发表于 2012-11-18 10:12 | 显示全部楼层
7月份,进入2000年以来稳定持续偏高,这是由于副高位置所决定,之前副高位置偏西偏南,这导致华中气温高于华东,也就是常年气候值;最近几年副高偏北偏东,所以武汉就从“火炉”中除名,而杭州得到新的“火炉”三甲称号。

徐家汇7月均温.jpg

8月份,和7月份类似,但2000年以前8月气温波动比7月份小,这是由于气候值8月份副高位置比7月份偏北;2000年以后7月副高过于强大,8月有时就比较萎靡,所以正好反过来。

徐家汇8月均温.jpg

9月份,80年代之前年际振荡比较大,之后呈现稳步升高,99-09年出现一个顶峰,之后逐步回落。其中99、03和05年最令人印象深刻,因为99年9月是唯一一天出现35度以上的月份,而且也是唯一一个9月平均气温高于7月份的月份;03年则是上旬持续35度以上的高温,造就了1953年以来高温天数最多的一年;而2005年则是9月21日出现了36.1度的高温,成为该天历史上最高气温,也是历来9月下旬的最高气温。

徐家汇9月均温.jpg
 楼主| 发表于 2012-11-18 10:13 | 显示全部楼层
10月,1935年和1990年是2个升高的节点,其中1990年以后基本都在19度以上,与此同时上海的入秋时间也从气候值的9月26日推迟到10月上旬甚至中旬。这个原因需要一分为二来看,一方面副高东退南压时间比以前略晚,另一方面则是热岛效应使得最低气温比以前高了许多,从而拉高了平均气温。

徐家汇10月均温.jpg

11月,40年代-70年代呈现振荡下降,80年代以后又振荡升高,但年际波动非常大。对于秋冬季转换来说,热岛效应还是帮了不少忙,因为秋季是上海晴天最多的时段,出现夜间辐射降温是非常频繁的,所以这也是郊区气温和市区逐步拉开的时段。1994和1998年11月是20世纪的两个最高点,其中1994年11月的最低气温比当年10月都要高,而1998年11月中旬则出现过27度的高温。而且这两年也有一个共同点,就是夏季大热,12月没破0度。

徐家汇11月均温.jpg

12月,和1月比较类似的,升高幅度不明显的。90年以后9度以上出现了5个年份,这5年均有一个共同点,12月降水偏多。如果除去热岛效应,12月比1月升高幅度更少一些。

徐家汇12月均温.jpg

年平均气温:80年代以后开始明显升高,其明显程度貌似高于上面任何一个月份,2007年达到巅峰,之后缓慢回落。那么为什么会这般明显呢?光看月份平均也许还不太清楚,再来看看每个季节气温变化,这样更有助于发现上海气温变迁的规律。

徐家汇年均温.jpg
 楼主| 发表于 2012-11-18 10:14 | 显示全部楼层
表2:1871-2012年每季度平均气温统计表

(注:每季度是按照季节来划分,春季3-5月,夏季6-8月,秋季9-11月,冬季12-2月)
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 楼主| 发表于 2012-11-18 10:16 | 显示全部楼层
冬季(12-2月)平均:90年代以后开始升高,其实关键是2月份升高拉高了其总体平均,其次是热岛效应也拉高了不少。最近4年由于AO都是负值,气温已经开始回落。

徐家汇冬季均温.jpg

春季(3-5月)平均:1997年开始升高非常明显,1997年是历史最强大的厄尔尼诺年,之后春季大气环流发生变化,不仅是上海,中国和美国都是如此。所以大家发现最近几年春季缩短,脱了棉袄直接衬衫了。

徐家汇春季均温.jpg

夏季(6-8月)平均:2000年以后升高比较明显,这和前面得出副高位置影响相吻合。

徐家汇夏季均温.jpg

秋季(9-11月)平均:和春季一样,大幅升高,其中30年代也有一次明显升高。和春季一样,大家发现最近几年秋季也缩短了,前面还是短袖,然后马上外套了。

徐家汇秋季均温.jpg
 楼主| 发表于 2012-11-18 10:19 | 显示全部楼层
所以可以大致得出结论:

1. 上海春秋季是气温升高幅度最大的时段,年平均气温的升高基本靠这2个季节。其中春季主要是全球大气环流改变所致,即所谓的全球气候变暖背景;秋季有2方面,全球气候变暖和热岛效应共同影响所致。

2. 夏季气温比以前有所上升,主要是西太副高位置发生改变。

3. 冬季气温和以前相比没有太大变化,小幅升高主要依靠热岛效应。


这个结论和上海附近区域气温变迁再分析的结果基本吻合。

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发表于 2012-11-24 22:45 | 显示全部楼层
这帖看了好多天忘记回复了

非常系统,而且图中可见,冬季年代际振荡信号还算清晰,而夏季几乎被掩盖没了
发表于 2013-9-27 01:08 | 显示全部楼层
TOM的分析数据是来自测站实测,我下面的图表,来自:

NCEP/NCAR Reanalysis monthly means
1948-Aug 2013

Latitude Range used:   32.5 to  30.0
Longitude Range used: 120.0 to 122.5

(还有各种再分析数据库,比如 20th Century Reanalysis V2 monthly means         1871-2010,世纪气象导航站有相关链接,大家可以自行检索)
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