张爱英 任国玉
中国气象局气候研究开放实验室，北京，100081
摘要
无论气候变化的监测和检测，还是气候变化的原因判别，都依赖可靠的长序列地面气温观测资料。目前，城市化的影响已经成为全球陆地区域地面气温观测资料中系统误差的最主要来源之一。在我国的气候变化研究领域，所用的基础资料一般来自于国家基本气象站和基准气候站（本文简称国家站）。已有的区域研究表明，这个观测网的地面气温资料序列，在很大程度上受到了城市热岛效应加强因素的影响，存在较大的系统偏差。因此，如何在全国范围正确评价国家站地面气温序列变化趋势当中城市化的影响，并订正由此造成的增温偏差，已经成为我国地面气温变化研究中的关键科学问题。
选择受城市化影响很小或基本不受城市化影响的站点作为参考站，是城市化影响评价和订正的基础。本文根据多种指标，在我国全部气象台站（2400个）中遴选出138个参考站，应用全国614个国家站和138个参考站1961-2004年的月平均气温资料，分别建立了全国及6大区域平均的国家站和参考站地面气温时间序列，并对两组序列进行了系统的对比分析。
本文分析表明，由国家站资料建立的全国年平均气温序列在44年间线性增温率为0.278℃/10a，而由参考站资料建立的全国年平均气温序列同期增温率为0.202℃/10a。就全国平均来说，1961-2004年间国家站城市热岛增温率为0.076℃/10a，占全部增温率的27.33%。在6大区域中，除北疆区外，其他地区年平均城市热岛增温率均非常显著。其中城市热岛影响最大的地区是江淮区，年平均热岛增温率为0.086℃/10a，其后依次为东北华北区、青藏高原区、华南区和西北区，年平均热岛增温率分别达到0.060℃/10a、0.059℃/10a、0.042℃/10a和0.042℃/10a。各区域年平均热岛增温贡献率由大到小排列依次为江淮区55.48%、青藏高原区23.23%、华南区23.20%、东北华北区15.35%、西北区13.73%、北疆区-1.57%。
因此，我国20世纪60年代初以来城市化造成的国家站地面气温增暖现象非常显著，必须给予充分重视和订正。否则，我国的区域气候变化检测研究就很难得出令人信服的结论。
参考前人研究，本文提出了针对我国城市化影响偏差的趋势订正方法，并尝试订正了国家站月平均地面气温序列中的城市化偏差，获得了经过均一化订正和城市化订正的地面气温资料序列。比较利用订正前后资料得到的全国平均地面气温序列表明，订正后国家站地面气温变化趋势较订正前显著降低，但是，经过城市化影响订正后，我国大部分地区地面气候仍然表现为明显的变暖。
关键词：气候变化；地面气温；城市化；检测；订正；中国 |
