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近50年全球对流层气温变化趋势检测

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第一章引言

1.1高空大气温度变化研究进展

1.2研究目的、意义和主要内容

第二章资料和方法

2.1本文所用资料

2.2统计方法

2.3插值方法和方案设计

2.4插值效果检验

第三章IGRA Grid数据集对全球高空气温变化趋势检测

3.1对流层各高度全球年平均的气温距平变化趋势

3.1.1 0000UTC气温距平变化趋势

3.1.2 1200UTC气温距平变化趋势

3.1.3 0000UTC与1200UTC平均的气温距平变化趋势

3.2不同季节对流层气温距平变化趋势

3.2.1 0000UTC不同季节的气温距平变化趋势

3.2.2 1200UTC不同季节的气温距平变化趋势

3.2.3 0000UTC与1200UTC平均的不同季节气温变化趋势

3.3不同纬度带对流层气温距平变化趋势

3.3.1 0000UTC的气温距平变化趋势

3.3.2 1200UTC的气温距平变化趋势

3.3.3 0000UTC与1200UTC平均的气温距平变化趋势

第四章IGRA Grid数据集在全球高空气温趋势检测中的表现—与其它数据集的比较

4.1资料及计算方法

4.2分析与比较

4.2.1对流层不同高度四个数据集全球年平均气温距平变化曲线比较

4.2.2对流层不同高度四个数据集不同区域气温距平变化趋势比较

4.2.3其它方面的比较

4.3本章小结

第五章 结论

5.1全球年平均气温变化趋势

5.2不同季节全球平均气温变化趋势

5.3对流层不同纬度带气温变化趋势

参考文献

研究成果

致谢

附录

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摘要

多年以来,利用无线电探空仪观测资料、卫星MSU资料和再分析资料,研究者对高空温度变化趋势作了大量的分析,取得了许多重要成果。在对高空气候资料的选用上,较多依赖于全球再分析资料,但由于再分析数据来源比较复杂,同化分析技术各不相同,长时间序列存在非均一性问题。到目前为止,全球高空气候变化还没有一致的结论,特别是再分析资料、卫星遥感资料的结论也难以说服越来越多的研究者。因此,开发利用高空探测数据进行高空气候变化分析,始终是一个重点方向。本文采用美国国家气候资料中心(NCDC)研制的全球探空资料IGRA(Integrated Global Radiosonde Archive)1963-2006年共44年的温度月平均资料研究全球对流层各高度层温度变化趋势,并结合NCEP、ECMWF再分析数据和Hadley中心的数据集,对全球高空气温变化趋势进行对比分析,以便甄别IGRA分析结果的科学性和可靠性。本文的主要工作和结论如下: 1)对IGRA月平均温度数据,利用薄盘滤波样条法(thin plate smoothing splines)研制一套较高质量的全球探空气温网格化数据集IGRA Grid。 2)IGRA Grid数据集能够比较真实地反映全球对流层的气温变化,具有一定的科学性。它的5°×5°网格点数据值没有缺测,明显优于HadAT2。在对流层中下层,IGRA Grid与HadAT2、ERA-40的全球年平均气温变化速率接近,变化趋势相似;在对流层中上层,IGRA Grid(1979-2006)与NCEP/DOE(R-2)的气温变化趋势相似;在平流层下层100hPa,IGRA Grid的气温下降速率略大于HadAT2,明显大于ERA-40,三者远小于NCEP/DOE(R-2)。这些结论有力地证明了该数据集的可靠性。 3)IGRA Grid数据集对全球高空气温变化趋势检测表明: ①从1000hPa(近地面层)往上一直到400hPa(对流层中层),1963~2006年全球年平均气温均上升了0.6℃左右,增温速率为0.18±0.02℃/10a,其中850hPa的增温速率略大; 100hPa等压面上(平流层低层)气温呈明显的下降趋势,变冷速率为0.3~0.5℃/10a。 ②对于北半球高纬度地区,1000、850hPa等压面的冬季增温速率明显大于夏季增温速率,即近地面层及对流层下层冬季的增温趋势比夏季更强。到500hPa,夏季的增温速率明显大于冬季。

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