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自1974年纽约和新泽西光化学污染的周末效应被发现以来,气溶胶浓度、臭氧浓度、降水和气温等变量的这种以星期尺度为变化周期的循环在大气物理化学和气象学领域受到越来越多的关注。本文利用中国大陆194个观测站的日平均温度和相对湿度资料,分季节和年代讨论了中国东北和西南地区的周循环特征和周末效应指数的逐年变化情况,以及日平均相对湿度的周末效应指数RH-WEI全国分布情况。分析结果如下:
东北和西南地区的日最高温、日最低温、温度日较差和相对湿度都存在比较明显的周循环特征。与东北地区相比,西南地区的周循环振幅明显偏小且空间离散度较大,说明西南地区不同观测站的周循环形势存在较大差别。
东北地区各气象变量冬春两季的周循环基本呈反位相,并且相对湿度和日最低温两变量的周循环在夏秋两季也分别成反位相关系,但西南地区的日最低温在夏秋两季的周循环相位和振幅基本一致。通过比较发现,各变量季节平均周循环都要比全年平均周循环强很多,而正是由于气象变量在季节之间的周循环相位相差较大(甚至相邻两季存在完全反位相的情况),导致多年平均的整体周循环特征不显著,掩盖了气象变量在季节内其实存在显著周循环的事实。
通过5年一平均的方式得到1954-2004年东北和西南地区周循环的年际变化都非常明显。东北地区的日较差周循环变化形势与其日最高温类似,西南则不然。
相对湿度的周末效应的季节变化和年际变化具有多变性和区域性,中国东北、华北、华东、华南等地的RH-WEI绝对值较大并且年际变化显著,这些地区的人口相对密集、城市化或工业化程度比较发达。因此可推断人类活动可能是造成当地相对湿度周末效应显著并且正负效应多变的原因之一。
用小波变换分析各变量的WEI逐月序列,发现其年际特征远大于年代际特征。所以在讨论周末效应或者周循环的时候,应该着重讨论其季节变化和年际变化。