國家基本/基準站地面氣溫資料城市化偏差訂正

作者：溫康民,任國玉,李嬌,任玉玉,孫秀寶,周雅清,張愛英

摘要：城市化偏差是中國地面氣溫觀測記錄中最大的系統性偏差,訂正該偏差可為大尺度氣候變化監測和研究提供準確的基礎資料。論文介紹了用于單站地面月平均氣溫序列城市化偏差訂正的一個方法,并利用該方法訂正了685個國家基本/基準站1961—2015年地面年及月平均氣溫序列中的城市化偏差。采取自東往西迭代訂正的方法,即從東往西逐經度訂正,訂正完的目標站也可作為參考站。首先,規定目標站的參考站在300 km范圍內,并利用2站的去線性趨勢年均氣溫的相關系數作為標準,規定相關系數最大且通過信度水平為0.005顯著性檢驗的4個候選參考站作為該目標站的參考站;然后,對各個參考站年均氣溫與其對應目標站年均氣溫求相關,并以其平方為權重計算各參考站月和年均氣溫的平均值序列,即為各目標站年和月平均地面氣溫參考序列;其次,利用目標站氣溫序列趨勢及其參考序列趨勢之差作為總的訂正值,訂正目標站氣溫序列中包含的城市化偏差。較大的城市化偏差出現在華北地區、華中部分地區、東北北部、西南及西部部分地區,介于0.1~0.3℃/10 a;在中國西北部分地區、西藏西部及南部、東北南部、華南沿海、華東及華中個別站存在負偏差;對整個中國而言,相對城市化偏差為19.6%。以北京、武漢、銀川、深圳作為華北、華中、西北和華南地區的大城市代表站,發現其在過去55 a的相對城市化偏差分別為67.0%、75.4%、32.7%和50.3%,與前人針對單站評估城市化影響的結果基本一致,說明論文的訂正方法較為合理。論文介紹的城市化偏差訂正方法,可用于訂正中國等快速城市化地區地面氣溫觀測資料的系統偏差,訂正后的氣溫數據在很大程度上消除了城市化因素引起的不確定性。

發文機構：中國地質大學（武漢）環境學院大氣科學系 國家氣候中心 遼寧省鐵嶺市氣象局 中國科學院南海海洋研究所 山西省晉中市氣象局 北京市氣象局

關鍵詞：國家基本/基準站地面氣溫月均氣溫城市化偏差訂正方法national stationssurface air temperaturemonthly mean temperatureurbanization biascorrection method

分類號： P423[天文地球—大氣科學及氣象學]P416