我国大陆极端高温基于去趋势波动及排列熵法的时空分布特征研究

郑有飞; 尹继福; 吴荣军

doi:10.3969/j.issn.1004-4965.2012.02.013

我国大陆极端高温基于去趋势波动及排列熵法的时空分布特征研究

doi: 10.3969/j.issn.1004-4965.2012.02.013

1.
南京信息工程大学/江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏南京 210044
2.
南京信息工程大学大气物理学院, 江苏南京 210044
3.
南京信息工程大学/江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏南京 210044; 2. 南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏南京 210044

基金项目: 国家科技支撑计划项目(2007BAC29B05);江苏省社会发展面上项目(BS2007066);江苏省气象灾害重点实验室项目(KLME05005)共同资助

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出版历程
- 收稿日期: 2010-04-23
- 修回日期: 2011-10-18

INVESTIGATION OF THE SPATIAL AND TEMPORAL DISTRIBUTION OF EXTREME HEAT IN MAINLAND OF CHINA WITH DETRENDED FLUCTUATION AND PERMUTATION ENTROPY

1.
Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control, Jiangsu Province, NanjingUniversity of Information Science& Technology, Nanjing 210044, China
2.
College of Atmospheric physics, Nanjing University of Information Science& Technology, Nanjing 210044, China
3.
Jiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control, Jiangsu Province, NanjingUniversity of Information Science& Technology, Nanjing 210044, China; 2. College of Environmental Science and Engineering, Nanjing University o

摘要

摘要: 为进一步掌握我国大陆极端高温的时空分布特征,利用去趋势波动分析法确定全国83 个站点极端高温阈值,通过排列熵方法检测全国10 个区的极端高温周期和突变。结果表明,我国大陆极端高温频数主要以7 年、10～13 年和16～20 年三大周期变化;突变主要发生在1960 年代、1970 年代末和1980 年代初;1950 年代初极端高温频率年值最大,而后急剧下降,直至1980 年代中后期才出现明显的增长趋势;极端高温年频数均值南方较北方大,且大、小频数分布区域集中。
- 大气环境学 /
- 极端高温 /
- 去趋势波动分析 /
- 排列熵 /
- 时空分布特征
Abstract: In order to grasp the spatial and temporal distribution of extreme heat in China, a threshold is determined with Detrended Fluctuation Analysis (DFA) for 83 stations across the country, and the period and mutation in 10 regions across China are tested with Permutation Entrop (PE). It has been found that the frequency change of extreme heat in China demonstated characteristics of oscillations of 7 years, 10～13 years and 16～20 years, and the mutation mainly happened in the 1960s and 1977—1983. Maximum frequency occurred in the early 1950s, and then sharply decreased until the late 1980s when an obvious growth trend appeared. The maximum frequency in the southern is higher than that in the northen part of China, with high and low frequencies concentrated in spatial distribution.
- atmospheric environment /
- extreme heat /
- detrended fluctuation analysis /
- permutation entropy /
- spatial and temporal distribution

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参考文献(46)

[1]	IPCC. Summary for Policymakers. In: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[R]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA,2007.
[2]	林昕, 管兆勇. 中国华东地区夏季高温的时空特征和年际变化[J]. 南京气象学院学报,2008, 31(1): 1-9.
[3]	高荣, 王凌, 高歌. 1956—2006 年中国高温日数的变化趋势[J]. 气候变化研究进展, 2008, 4(3): 177-181.
[4]	牛若芸, 郭文华. 1997 年夏季我国高温天气特征分析[J]. 气象, 24(8): 44-49.
[5]	史军, 丁一汇, 崔林丽. 华东地区夏季高温期的气候特征及其变化规律[J]. 地理学报, 2008, 63(3): 237-246.
[6]	张天宇, 程炳岩, 刘晓冉,等. 重庆极端高温的变化特征及其对区域性增暖的响应[J]. 气象, 2008, 34(2): 69-76.
[7]	林昕. 中国东部夏季酷热气候变化特征及形成机理研究[D]. 南京:南京信息工程大学,2007: 1-63.
[8]	邹瑾, 王启. 山东夏季高温异常变化特征分析[J]. 山东气象, 2005, 25(100): 5-8.
[9]	石振彬, 董旭光, 石兴旺,等. 济南市近50 a 高温天气的气候特征[J]. 气象与环境科学, 2007, 30 (增刊): 95-97.
[10]	吴滨. 福建省50 年气候变化特征[D]. 南京:南京信息工程大学,2005: 4-65.
[11]	王作东, 杨青, 宫焕盛,等. 1999 年与2003 年我国北方地区夏季气温异常原因初探[J]. 气象与环境学报, 2006, 22(5): 6-9.
[12]	于跃飞. 新疆局地气候研究[D]. 杭州:浙江大学,2006: 1-56.
[13]	胡春丽. 新疆近45 年温度和降水变化特征[D]. 南京:南京信息工程大学,2007: 4-49.
[14]	李琴. 乌鲁木齐近50 年的气候变化分析[D]. 乌鲁木齐:新疆大学,2006: 1-49.
[15]	王跃男, 何金海, 姜爱军. 江苏省夏季持续高温集中程度的气候特征研究[J]. 热带气象学报, 2009, 25(1): 97-103.
[16]	杨萍, 侯威, 封国林. 基于去趋势波动分析方法确定极端事件阈值[J]. 物理学报, 2008, 57(8): 5 333-5 343.
[17]	曹鸿兴. 大气运动的自忆性方程[J]. 中国科学(B 辑), 1993, 23(1): 104-111.
[18]	SHUKLA J. Predictability in the midst of chaos: a scientific basis for climate forecasting[J]. Science, 1998, 282: 728-731.
[19]	郑祚芳, 张秀丽, 曹鸿兴. 用去趋势涨落分析研究北京气候的长程变化特征[J]. 地球物理学报, 2007, 50(2): 420-424.
[20]	郭燕娟, 杨修群. 全球海气系统年际和年代际变化的时空特征分析[J]. 气象科学, 2002, 22(2): 127-139.
[21]	俞佚名, 田英. 熵分析在气象上的应用[J]. 贵州气象, 1997, 21(5): 42-44.
[22]	郝成元, 吴绍洪, 李双成. 排列熵应用于气候复杂性度量[J]. 地理研究, 2007, 26(1): 46-52.
[23]	吴胜安, 江志红, 屠其璞. 近44 a 中国冬夏气温变率及其对区域变暖性的影响[J]. 南京气象学院学报, 2002, 25(6): 830-836.
[24]	王启光, 支蓉, 张增平. Lorenz 系统长程相关性研究[J]. 物理学报, 2008, 57(8): 5 343-5 340.
[25]	BANDT C, POMPE B. Permutation entropy: A natural complexity measure for time series[J]. Phys Rev Lett, 2002, 88(174102): 1-4.
[26]	SCHWARTZ T U, WALCZAK R, BLOBEL G. Circular permutation as a tool to reduce surface entropy triggers crystallization of the signal recognition particle receptor β subunit[J]. Protein Science, 2004(13): 2 814-2 818.
[27]	PARDO E, TOVAR F J R. MAXENPER: a program for maximum entropy spectral estimation with assessment of statistical significance by the permutation test[J]. Computers & Geosciences, 2005(31): 555-567.
[28]	侯威, 封国林, 董文杰等. 利用排列熵检测近40 年华北地区气温突变的研究[J]. 物理学报, 2006, 55(5): 2 663-2 668.
[29]	陈隆勋, 朱文琴, 王文. 中国近45 年来气候变化的研究[J]. 气象学报, 1998, 56(3): 257-271.
[30]	张先恭, 李小泉. 本世纪我国气温变化的某些特征[J]. 气象学报, 1982, 40(2): 198-208.
[31]	陈志华. 1957-2000 年中国地面太阳辐射状况的研究[D]. 北京:中国科学院大气物理研究所,2005: 1-72.
[32]	文小航, 尚可政, 王式功,等. 1961-2000 年中国太阳辐射区域特征的初步研究[J]. 中国沙漠, 2008, 28(3): 554-561.
[33]	王雅婕, 黄耀, 张稳. 1961-2003 年中国大陆地表太阳总辐射变化趋势[J]. 气候与环境研究, 2009, 14(4): 405-413.
[34]	张尚印, 王守荣, 张永山,等. 我国东部主要城市夏季高温气候特征及预测[J]. 热带气象学报, 2004, 20(6): 750-760.
[35]	向旬, 王冀, 王绪鑫,等. 我国极端气温指数的时空变化与分区研究[J]. 气象, 2008, 34(9): 73-80.
[36]	龚志强, 封国林. 中国近60 年温度极端事件的区域特征及其与气候突变的联系[C]//中国气象学会2007 年年会,2007:775-768.
[37]	董满宇, 吴正方. 近50 年来东北地区气温变化时空特征分析[J]. 资源科学, 2008, 30(7): 1 093-1 099.
[38]	刘燕, 程正泉, 蔡安安. 广州盛夏高温频数异常分析[J]. 热带气象学报, 2006, 22(6): 553-559.
[39]	江志红, 李建平, 屠其璞,等. 20 世纪全球温度年代和年代际变化的区域特征[J]. 大气科学, 2004, 28(4): 545-548.
[40]	史军, 崔林丽, 周伟东. 华东高温期的大气环流特征分析[J]. 热带气象学报, 2009, 25(6): 753-759.
[41]	高辉, 张芳华. 关于东亚季风指数的比较[J]. 热带气象学报, 2003, 19(1): 79-86.
[42]	吕俊梅, 任菊辛, 琚建华. 东亚夏季风的年际变化对中国降水的影响[J]. 热带气象学报, 2004, 20(1): 73-80.
[43]	顾泽. 全球风场气候变化异常特征若干问题研究[D]. 南京:南京信息工程大学,2006: 1-77.
[44]	林学椿. 70 年代末、80 年代初气候跃变及其影响//东亚季风和中国暴雨[M]. 北京:气象出版社, 1998.
[45]	何文平. 动力学结构突变检测方法的研究及其应用[D]. 兰州:兰州大学,2008: 1-134.
[46]	严中伟, 季劲钧, 叶笃正. 60 年代北半球夏季气候跃变——I.降水和温度变化[J]. 中国科学B 辑, 1990(1): 97-103.