天气数据分析

最低气温 最高气温
1
0.5 亚洲平均气温距平序列
0
-0.5
-1 平均气温在1910年至
2009年的百年中增加
-1.5
1.52°C。
-2 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月
整合资料
台站数
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
0 1873
1888
1903
1918 1933 最低气温
1948 1963 最高气温
1978
1993
2008
以1976-2005年为参考时段计算平均值和标准差，进行质量控制； 要求在参考时段中必须有不少于20年全年无缺测记录
有效记录
4月最高气温
2 0
1.5 1
19206年0
台站数
25400 60 80 100 120 140 160 14800
0
1930年 60
200
20
150
40 60 80 100 120 140 160 180 40 0
1940年
100
20 40 60 80 100 120 14061060 180
50
0 40
1950年
0 1875
4
4月最1.低5 气温
8月最低4 气温
12月最低气温
3
1
2
2
0.5
1
0
0
0
-0.5
-2
-1
-1
-4
-2
-1.5
-3
-2
-6
-4
-2.5
-8
1881 1901 1921 191481811916910111998211 2109804811年11996011 11998211 21090411年 1961 1981 2001年
1960-2009年平均气温变化趋势分布
0.65
0.6
80 0.55
0.5
60
0.45
0.4
0.35
40
0.3
0.25
20
0.2
0.15
0.1
0
0.05
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0 -0.05
存在的问题和下一步计划
▪ 部分地区资料稀疏 ▪ 均一性检验 ▪ 城市化影响订正 ▪ 不确定水平估计 ▪ 降水质量控制
▪ 进一步补充数据
• CPC早期资料 • GTS逐日数据集
▪ 亚洲气温时空变化
▪ 日值 ▪ 极端事件 ▪ 插值格点化
谢谢！
极值检查
以俄罗斯20891站为例，对比站选择24125
20891
0.1℃
80 30 -201929 -70 -120
1941
1952
1962
1972
1982
1997
六月 2007 年
6
3月最1.低5 气温
7月最低4 气温
11月最低气温
4
1
3
2
0.5
2 1
0
0
0
-0.5
-1
-2
-1
-2
-4
-1.5
-3
-6
-4
-2
-5
-8
-2.5
-6
1881 1901 1921 1914818111996011 11998211 2109804811年11996011 11998211 2019041年1 1961 1981 2001年
1980
1991
2001
140 120
-50
-100
-150 站点记录整合
-200
-250
-300
-350 160
-400
100
120
80
60
80
40
20
40
1950
1960
1970
1980
1991
2001
研究意义和背景
距平（℃） 距平（℃） 距平（℃）
距平（℃） 距平（℃） 距平（℃）
距平（℃） 距平（℃） 距平（℃）
距平（℃） 距平（℃） 距平（℃）
6
1月最2 低气温
5月最低2气温
9月最低气温
4
1
1.5
2
0
1 0.5
0
-1
0
-2
-2
-4
-0.5 -1
-6
-3
-1.5
-8
-4
-2
1881 1901 1921 11898411 11990611 11992811 1290401118年811961190198119212010914年1 1961 1981 2001年
6
2月最低2 气温
6月最低3 气温
10月最低气温
4
1.5
2
1
2
0.5
1
0
0
0
-2
-0.5
-1
-4
-1
-2
-1.5
-6
-2
-3
-8
-2.5
-4
1881 1901 1921 1914818111996011 11998211 21109804811年11996011 11998211 21090411年 1961 1981 2001年
距平（℃） 距平（℃） 距平（℃）
距平（℃） 距平（℃） 距平（℃）
距平（℃） 距平（℃） 距平（℃）
距平（℃） 距平（℃） 距平（℃）
2 1.5
1 0.5
0 -0.5
-1 -1.5
9月最2 高气温 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2
5月10最高气温 8 6 4 2 0 -2
1月最高气温
1890 1905 60
1920 610935 最低40温度
1950 1965 最高温度
40 60 80 100 120 140 160 180 1980 201995 年
0
1960年
40 60 80 100 120 140 160 180
60
60
40
40
20
20
0
40
20
20
0
1970年
40 60 80 100 120 140 160 180
质量控制后1873-2009年亚洲有效气温记录
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
0 1873 1883 1893 1903 1913 1923 1933 1943 1953 1963 1973 1983 1993 2003 年
整合后的原始资料共3400站，经过质量控制后得到1600站气 温观测资料
目前已对中国近百年气候变化进行了大量分析和研究， 对亚洲气候变化的研究有利于更好的认识中国的气候变化。 此外，北京气候中心作为区域中心还应该对中国以外的亚 洲地区气候变化的监测做出贡献。
研究范围
数据源
▪ NCDC数据
• 美国国家气候资料中心 （NCDC-Monthly v2）
▪ 国际交换历史数据
24125
0.1℃
80 30 -201929 -70 -120
1941
1952
1962
1972
1982
1997
六月 2007 年
0 1950
-50 -100 -150 -200 -250 -300 -350
1960
1970
25744站 1月， 9月 国际交换 站（蓝色）； NCDC数据集 （粉色）
整合数据集质量控制后的台站分布
80
60
40
20
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1.5
亚洲百年最高最低气温距平序列
1
0.5
0
-0.5
最高气温在1910年至
-1
2009年的百年中增加
1.10°C，最低气温
-1.5
增加1.94°C。
-2 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
900
0
20
19004年0
60
800
40 60 800100 120 140 160 12800
191074年000
60
40 60 80 100 1020 140 160 16280000
19204年0
60
40 60 850000100 120 140 160 12800
19304年0
60
记录数
400 40 60 80 100 1020 140 160 18200
1971
1986
20109170年年
60
40
20
最低温度 40 最6高0温8度0 100 120 140 160 180
40
20
0
1980年
20
0
40 60 80 100 120 140 160 180 1990年
0
40206000年80 100 120 140 160 180
40 60 80 100 120 140 160 180
401940年
300
40
60
80 0 100 60
120
140 160 20
180
1950年
200
40 60 80 100 120 140 160 180
40
0
1960年
100
60
40 60 80 100 120 140 160 180
60
0
40
1881 1896
1911
1926
20 19401
1956
• 为了避免平均气温计算次数带来的非均一性问题，采 用最高最低气温进行算数平均。
▪ 质量控制 • 资料检查
▪ 站点、记录重复；台站坐标等信息检查
• 奇异值检查
x f x x x f x
x 为多年该月平均值， x为标准差，f 这里取5
（以俄罗斯20891站为例，对比站选择24125）
• 一致性检查
NCDC-Monthly v2
NCDC monthly-v2资料集亚洲区有效记录
时空分布情况
60
40
60
20
40
500 60
0
20
450 1900年 40
40
60 0
80 40
100 60
120 20 80
14400 135000
160 120
18600 140
1910年 160 180
0 300 20
最低 气温
0.23** 0.27** 0.31** 0.21** 0.18** 0.15** 0.12** 0.10** 0.13** 0.16** 0.20** 0.27**
最高 气温
0.13** 0.18** 0.22** 0.16** 0.13** 0.09** 0.03*
0.02
0.04** 0.05* 0.09** 0.19**
亚洲区域地面月平均气温序列 的建立与分析
报告人：任玉玉 2010年9月
主要内容
▪ 研究意义 ▪ 数据源 ▪ 处理方法 ▪ 已完成的工作 ▪ 存在问题和工作计划
背景和意义
20世纪90年代以来，气候变化及其影响的基本事实 已得到国际社会和科学界的广泛认同。
我国社会经济的可持续发展和国家安全及各项政策与 对策的制定等都对气候变化科研与业务工作提出了明确的 要求。
0
1980年
40 60 80 100 120 140 160 180 1990年
0
40 60 28000年100 120 140 160 180
40 60 80 100 120 140 160 180
GHCN-DAILY
GHCN-DAILY资料集亚洲区有效记录 时空分布情况
60
40
60
20
40
1000 60
3 2
0
0
1
-1
-0.5
0
-2 -3
-1
-1
-1.5
-2 -3
-4
-2
-4
-5
-2.5
-5
1881 1901 1921 11898411 11990611 11992181818119240109101年916119129181192401011年961 1981 2001年
4
12月2最高气温 8月4最高气温
S R cos 2 5 360 R cos 5 2 5 360 R 2 5 360
目前已经处理的资料
▪ 美国国家气候资料中心 （NCDC-Monthly v2）
• 月值
▪ 同时有最高、最低数据的站点共873站 ▪ 中国区共373站，1991年以前320站停止更新。2009年仅49
站更新。331站缺测比例小于0.1
• 全球气候观测网日值数据（GDCN） • 全球历史气候网（GHCN- DAILY）资料日值数据 • CPC逐日最高和最低气温数据集
▪ NMIC数据
• 中国气象信息中心 ▪ GTS(全球通信系统 ) 实时传输的国际交换数据
• 实时交换的地面气候月报资料 • 全球常规地面观测资料
处理方法（一）
▪ 平均气温计算方法
▪Fra Baidu bibliotek国际交换历史数据（ GHCN-DAILY ）
• GHCN-DAILY
▪ 日值（1216站，超过10年有效记录1078站，建站至今）
• CPC-Monthly
▪ 1977年12月-2006年12月
▪ North Eurasia Cliamte Centre
• 日值 （149站，1881年至2006年）
▪ 时间一致性；内部一致性
处理方法（二）
▪ 资料集整合
• 中国区：中国地面气候资料月值数据集
（SURF_CLI_CHN_MUL_MON）
• 未重合站点整合 • 重合站点的记录整合
▪ 建立序列的方法 • 站点密度不均匀：站点资料格点化 • 格点大小的确定：5×5°, 2×2° • 计算区域平均值的方法：
-2
-3 -4
-1
-1.5
-4
-5
-2
-6
1881 1901 1921 11898411 11990611 119921818181192401109101年19619129181192401011年961 1981 2001年
4
11月2最高气温 7月6最高气温
3月最高气温
3
1.5
5
2 1
1
4
0.5
-2
-2.5
-4
-2.5
-3
-6
1881 1901 19211818914119109161191291188181192401109101年19619129181192401011年961 1981 2001年
4
10月2最高气温 6月6最高气温
2月最高气温
3
1.5
4
2
1
1
0.5
2
0
0
0
-1
-2
-0.5