20世纪50年代以来青藏高原气温变化的不确定性定量评估

Quantitative assessment of the uncertainties in climate change is the key issue in the climate change research community as it determines the reliability and accuracy of the conclusion of the climate change research. Thus, a quantitative assessment of the uncertainties in climate change is important for understanding of climate change. At present, the research on uncertainties in climate change of China is relatively weak. As the world's third pole, Tibet Plateau is sensitive to the global climate. However, the researches on the uncertainties in climate change of China and Tibetan Plateau are almost empty. Thus, the project uses the observational station temperature data and the theory and method of uncertainties assessment to analyze the characteristics of multi-scale temporal-spatial distribution of uncertainties in temperature change over Tibetan plateau as well as the possible cause of the change of the level of uncertainties. The project studies the area average temperature series, linear trends with their uncertainties too. We also rank the extremely climate years and influence of uncertainties on the rankings of extremely hot and cold years by building the nonparametric ranking statistical model with considering of influence of uncertainties. The results help us to further understand the climate change over Tibetan plateau and East Asia and also have important sense on understanding of global climate warming and its impact as well as the international climate change negotiation.

气候变化中不确定性范围的定量评估是气候变化研究领域的重要科学问题之一。不确定性范围决定了气候变化研究结论的可靠性与准确度。为此，开展气候变化的不确定性定量评估对于正确认识气候变化具有重要意义。我国近年来才开展气候变化不确定性的评估工作，而青藏高原作为世界第三极，是全球变化最为敏感的区域之一，有关青藏高原气温变化不确定性的定量评估更是几乎空白，这将不利于青藏高原气候变化的准确评估。基于此，本工作拟利用青藏高原及周边地区台站气温观测资料，通过不确定性定量评估理论和方法，分析全球变暖背景下近60多年来青藏高原气温变化的不确定性在多时间尺度上的基本特征，揭示影响不确定性变化的可能原因；进一步结合非参数趋势统计模型，研究高原区域平均气温序列和线性趋势的不确定性范围；构建考虑不确定性影响的高原极端冷暖年非参数统计排序模型，探讨高原极端冷暖年的高低排位，分析不确定性对极端冷暖年排序结果的影响。

气候变化中不确定性范围的定量评估是气候变化研究领域的重要科学问题之一，因此具有重要意义。本项目利用青藏高原及周边地区台站气温观测资料，通过不确定性定量评估理论和方法，分析了全球变暖背景下近60多年来青藏高原气温变化的不确定性在多时间尺度上的基本特征，揭示了影响不确定性变化的可能原因；进一步结合非参数趋势统计模型确定了高原区域平均气温序列和线性趋势的不确定性范围；构建了考虑不确定性影响的高原极端冷暖年非参数统计排序模型，探讨了高原极端冷暖年的高低排位及不确定性对排序结果的影响。通过研究发现青藏高原和中国气温的抽样误差不确定性在观测网密集的东部和南部地区远小于台站稀疏的西部和北部地区。从季节变化来看，冬季抽样误差方差大于夏季。在年际变化方面，台站密集的后期抽样误差方差一般小于台站稀疏的前期。抽样误差变化主要由气温的空间方差变化引起。近几十年来气温升温速率和不确定性范围最显著的月份都是二月，增暖速率和不确定性范围最弱的月份为八月。在季节平均气温中，升温率最大为冬季，春季次之，秋季升温速率第三，夏季升温趋势最弱。年平均气温中，最高气温升温率最低，最低气温和平均气温升温幅度最显著，但不确定性并未改变近几十年来青藏高原和我国持续升温的结论。青藏高原最热年份基本都发生在2000年之后，最冷年份主要在1960年代之前。平均气温最热的三年为1998、2002和2004年；最高气温最热的三年为1998、2004和2002年；最低气温最热的三年为1998、2002和1999年。对比其他不确定性计算结果发现，不同方法存在一定差异，主要表现为本研究的结果具有明显的年际和年代际变化，而其他结果中不确定性仅与台站数的变化有关，并没有明显的年际和年代际变化。这种差异主要与抽样误差不确定性计算方法有关。