重庆羊子洞高分辨率石笋δ13C记录的65-90kaBP气候变化

利用三峡库区丰都羊子洞石笋(Y02)230Th测年数据和碳同位素建立了65~90kaBP时段平均分辨率为46a 的石笋碳同位素时间序列.羊子洞石笋碳同位素记录显示,季风变化在MIS5b向MIS5a转变过程中是渐变模式, 并且D/O21事件呈现双峰结构不同于山宝洞石笋记录和万象洞石笋记录,这可能与羊子洞所处的地理位置和分辨 率有关.石笋Y02的δ13C记录并未记录72kaBP左右的降温事件.对石笋碳同位素进行功率谱分析发现,石笋 Y02的δ13C记录主要存在290,229,196,115,100和93a等周期,与太阳活动周期相吻合;Y02碳同位素记录与 北半球太阳辐射曲线变化趋势一致,进一步证明了末次间冰期-末次冰期东亚季风区气候变化直接响应与北半球 太阳辐射的假说.     

小波分析在树木气象学中的应用

利用Meyer小波函数,对太阳活动,欧洲湿润林年轮宽度的相对指数、模数序列进行小波分析,得到在不同分辨率上的周期有80～90、33、22、11、6、3 a周期,其作用较大的周期是80～90 a和¨a周期.在低频上,太阳活动有随时间尺度增加的趋势.欧洲赤松林年轮宽度的周期有80 a左右的周期,40、15、10、5～6 a的周期.从逼近信息看,123 a来树木年轮宽度的相对模数的时间尺度基本平稳略有下降之势.欧洲赤松林年轮宽度与太阳活动有密切关系,在24分辨率上太阳活动与欧洲赤松林年轮相对指数都有3个周期,其     

利用石笋记录探究贵州织金地区近百年气候环境变化

贵州织金地区织金洞的石笋ZJD-21,长12.3 cm,运用210pb定年显示该石笋顶部0.8 cm在100年内连续生长.通过器测记录与该石笋顶部0.8 cm的δ18O记录对比显示,石笋中的δ18O记录主要受降雨量影响,δ18O值偏轻指示气候较湿润,且在10年时间尺度上,贵州织金地区主要表现冷/湿、热/干组合.石笋ZJD-21 δ13C记录能够反映洞穴地表植被的变化,植被差,δ13C就会偏重.在过去100年来,δ18O指示降雨量呈波动性变化,然而δ13C却指示植被变差.从织金县和贵阳人口数量记录对比发现,大量人口增加,开垦农地,砍伐树木是导致δ13C逐渐变重主要因素,并在1950年后形成石漠化景观.     

新疆精河气温、降水与径流量近51 a变化分析

[目的]针对气候和水的变化研究已成为世界瞩目的热点,新疆属于干旱半干旱地区,对于新疆来说水资源极其重要,利用1957～2008年精河流域的气温、降水、河流年径流量数据对该流域的气候、降水、河流年径流量进行研究分析,为流域经济今后更好的发展提供服务.[方法]应用Excel软件和DPS软件对精河流域1957～2008年的气象数据及水文数据做数理统计分析.[结果]径流与降水的相关性较大,而气温对径流的影响较小,三者的年变化表现出一定的规律性.[结论]该区(1)年平均气温变化大,20世纪80年代后呈明显的上升趋势,气温时间序列的6 a周期较突出.(2)降水量波动变化大,年降水变化趋势呈波浪状分布,1957～2008年可分为三个阶段.(3)年径流量的年际变化大,与年降水量的变化趋势相似,呈波浪状.同时,年径流量会出现周期为4～5 a的稳定期.     

明清时期渭南地区旱灾的多尺度变化特征及其对气候变化的响应

研究了明清时期渭南地区旱灾的多尺度变化特征及其与气候变化的关系,为揭示该区旱灾的发生机制提供科学依据.利用《中国三千年气象记录总集》等历史文献资料,对明清时期(1368～1911年)渭南地区的旱灾史料进行了统计分析,采用集合经验模态分解(EEMD)等方法研究了明清时期该区旱灾的多尺度变化特征及其对气候变化的响应.结果表明:(1)明清时期渭南地区旱灾总体上表现为先下降后上升的变化趋势,以全区域的特大旱灾为主,明朝崇祯大旱、清朝康雍奇灾和光绪丁戊奇荒等历史极端干旱事件在渭南地区均有较好记录.(2)渭南地区旱灾在时间尺度上存在着显著的准3 a、准6 a和准8 a的年际周期,准11 a、准17 a、准28 a和准84 a的年代际周期以及准181 a和准363 a的百年际尺度周期,分别与厄尔尼诺的2～8 a周期、太阳活动的11 a周期和太平洋年代际振荡的20～30 a周期相对应.(3)明清时期渭南地区旱灾在年际尺度上的振荡信号可能要强于在年代际和百年际尺度上的振荡信号.(4)渭南地区旱灾的频次序列与我国同时期冬季温度变化序列总体上较为一致,与该时期北半球的温度变化基本同向,但不完全同步.明清时期渭南地区旱灾在时间尺度上存在着显著的多尺度变化特征,并对气候变化具有明显的响应.     

干旱区环境绿洲化驱动机制浅析

基于树轮代用指标记录,重建了1368—2005年黑河流域气候干湿指数变化序列。结果表明,黑河流域中下游地区多数时段处在气候湿润期,气候干旱时期比较短暂。流域气候干湿指数存在3～5年和22年准周期,主要受ENSO和太阳活动影响。对黑河流域绿洲演化机制分析得出,历史时期绿洲面积变化与气候干湿变化趋势以及人口数量增减存在明显的对应关系,气候变干和人口数量减少是绿洲面积缩小的必要条件;气候变湿润时期和人口数量增加时期会限制绿洲面积减少。可见自然因素和人为因素共同作用影响了流域绿洲演变的历史过程。     

基于排列熵和小波分析的渭河降水突变研究

【目的】将排列熵和小波分析相结合,研究近60年来渭河干流降水序列的突变特征及其影响因素,为渭河流域水资源的利用提供参考。【方法】利用1960-2003年渭河流域干流天水、宝鸡、武功和西安4个站点日降水观测资料,按照不同窗口滑动取样得到不同时间段的降雨数据,利用排列熵算法分别计算其复杂度,分析复杂度序列随时间的演变规律来检测序列的突变点,之后通过小波分析对复杂度序列进行逐级分解,分析不同时间尺度的周期波动在降水突变中的贡献。【结果】渭河流域天水、宝鸡、武功和西安4站降水量在20世纪均发生了2次突变,其中位于上游的天水站突变发生于1971和1994年,位于中下游的宝鸡、武功和西安站突变发生于1980和1994年,呈现出一致性的特征。【结论】准10年时间尺度的周期气候波动是渭河干流降水突变的主要因素。     

明清时期渭南地区旱灾的多尺度变化特征及其对气候变化的响应

研究了明清时期渭南地区旱灾的多尺度变化特征及其与气候变化的关系,为揭示该区旱灾的发生机制提供科学依据。利用《中国三千年气象记录总集》等历史文献资料,对明清时期(1368～1911年)渭南地区的旱灾史料进行了统计分析,采用集合经验模态分解(EEMD)等方法研究了明清时期该区旱灾的多尺度变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)明清时期渭南地区旱灾总体上表现为先下降后上升的变化趋势,以全区域的特大旱灾为主,明朝崇祯大旱、清朝康雍奇灾和光绪丁戊奇荒等历史极端干旱事件在渭南地区均有较好记录。(2)渭南地区旱灾在时间尺度上存在着显著的准3 a、准6 a和准8 a的年际周期,准11 a、准17 a、准28 a和准84 a的年代际周期以及准181 a和准363 a的百年际尺度周期,分别与厄尔尼诺的2～8 a周期、太阳活动的11 a周期和太平洋年代际振荡的20～30 a周期相对应。(3)明清时期渭南地区旱灾在年际尺度上的振荡信号可能要强于在年代际和百年际尺度上的振荡信号。(4)渭南地区旱灾的频次序列与我国同时期冬季温度变化序列总体上较为一致,与该时期北半球的温度变化基本同向,但不完全同步。明清时期渭南地区旱灾在时间尺度上存在着显著的多尺度变化特征,并对气候变化具有明显的响应。     

近60年乌苏市气候变化特征分析

基于乌苏市气象站1953 ～ 2012年月均气温、降水资料,采用Mann-Kendall法及Morlet小波变换等对乌苏市近60年的气温和降水数据进行了长期趋势、突变检测和周期性特征分析.结果表明,乌苏市近60年年均气温及降水均在波动中呈整体上升趋势,年均气温线性增暖率为0.35℃/10a,年降水量递增速率为7.65 mm/10a;年均气温在1988年发生了显著性突变,降水则未发生突变.四季平均气温及降水亦呈增加趋势,冬季升温最明显,增温幅度远高于夏季,其变化速率为0.58℃/10a;秋季降水量在四季中增加显著,其变化速率为2.39mm/10a.年均气温与年降水量之间不存在显著的相关性,春、夏季降水量与春、夏季平均气温之间表现为中度相关,均通过0.01的显著性水平检验;秋、冬季降水量与秋、冬季平均气温之间表现为低度相关.年均气温变化在10、18、24年时间尺度上均存在周期振荡,其中24年为1953 ～2012年气温变化的主周期.年降水量在6～8、20年时间尺度上振荡比较明显,以6～8年为整个时间域小尺度的主要周期;20年为主要周期时,其振荡主要表现在20世纪80年代以后,说明20年是20世纪80年代后的主要周期.由此可见,近60年乌苏市气候存在变暖变湿趋势.     

云贵高原石漠化与古气候演变分析

中国南方喀斯特地区石漠化分布广泛,其中云贵高原分布最为集中,石漠化程度最为强烈。对云贵高原地区4.5ka.B.P.的石笋、孢粉和气候记录进行分析发现,云贵高原地区在4500～1000a.B.P.期间经历了3个干旱期与2个湿润期,3个干旱期分别是4500～3400、3100～2650、2000～1000a.B.P.。1000a.B.P.以来,气候的干湿振幅有越来越大的变化趋势。干旱期由于生态退化和人类活动的不断增强,造成地表覆被不断破坏,基岩逐渐裸露;转入湿润期后,越来越多的降水造成更多的水土流失,使石漠化逐渐出现,范围不断扩大,程度不断加深。     

1957—2015年舒城县降水气候特征分析

该文以舒城县1957—2015年的降水、气温等资料为基础,采用线性趋势分析、Morlet小波分析、Mann-Kendall突变检验、相关性检验等方法,系统分析了近59年来舒城县降水气候特征.结果表明:近59年舒城年降水量呈现以14.227mm/10a的线性趋势缓慢增加;1957—1965年存在7a振荡的主周期和3a振荡的次周期,1966—1975年存在10a振荡的主周期和7a振荡的次周期,1976—1998年存在10a振荡的主周期和2a振荡的次周期,1999—2010年存在6a振荡的主周期和4a振荡的次周期,2011—2015年存在5a振荡的主周期和2a振荡的次周期;近59年舒城年降水量没有显著的增长或减少趋势;年降水量与年雨日数之间存在显著正相关性;年降水量与年平均温度存在负相关性,自进入21世纪以来,与年平均温度的相关性正在逐渐减弱.     

合肥市高温热浪特征分析

该文利用1953—2016年(6—8月)合肥市高温气象资料,采用时间序列方法研究了合肥市高温热浪特征。结果表明:合肥市高温从6月中下旬开始增多,峰值出现在7月底至8月初;总高温日数达958d,年均高温14.9d,在20世纪60、70年代和90年代中期,总高温日数偏多;2000年以来合肥市夏季高温日和热浪现象出现还是较稳定频繁的,且从1993年开始连续23年均发现高温热浪现象,可能跟城市化的加速发展和全球气候的变暖关系密切;年均气温存在准7~8a、准3a和准2a尺度的周期变化规律,夏季最高气温以10年以内的年际周期振荡最为显著,气温变化频率高,一般3a左右就发生一次明显的变化。     

1969—2018年紧水滩流域降水特征分析

基于紧水滩水库内13个雨量观测报汛站点1969—2018年的逐月降水数据,采用一元线性回归拟合、滑动平均、Mann-Kendall检验、滑动t检验和Morlet小波分析,对紧水滩流域近50 a降水序列在年代际、年际和季节不同时间尺度上的动态趋势、突变状况和周期性进行研究。结果表明,近50 a紧水滩流域年降水量总体呈微弱上升趋势;春季降水序列呈下降趋势,其他季节均呈增加趋势;春、夏、冬季降水序列分别在1999、1991、1987年发生突变,秋季降水量序列未发生显著突变;近50 a年降水序列在2、6 a尺度下降水信号周期震荡较强烈;20世纪90年代以前四季降水量5～8 a尺度的周期较为明显,90年代以后2～3 a的周期表现较明显。     

基于小波分析的德化降水变化特征

利用德化县1961～2010年的日降水数据资料,采用MATLAT编程,运用morlet小波方法对德化降水进行多尺度时间分析,并剖析不同尺度下变化周期。结果表明:近50a来,德化春、夏、秋、冬和年平均降水分别存在6～7a、41～42a、13～14a、2～3a和12.5a的主周期。同时德化年降水量呈增多趋势,气候倾向率为28.096mm/10a,未来几年内德化年降水量仍将处于一个偏多期。     

我国货币供应时序结构的奇异谱分析

时间序列的结构分析是深入研究原始序列的重要前提。应用奇异谱分析并以极大熵谱估计为辅助,对我国广义货币供应量M2进行时间序列结构分析,结果显示:改革开放以来,我国广义货币供应量M2除了趋势项外,还具有周期分别约为10年、4～5年和3年,方差解释能力依次为23.22%、7.48%和3.44%的主周期波动成分;所有的周期波动成分的振幅均随时间而增大;长期趋势在改革开放前期增长速度较慢,而在中后期增长速度较快。     

1970—2017年福建省降雨侵蚀力的时空变化特征

基于福建省22个气象站点1970—2017年的逐日降雨数据,通过日雨量模型估算福建省的降雨侵蚀力(R值),再运用Kriging空间插值、变化趋势分析、Mann-Kendall突变检验以及小波分析方法,对福建省降雨侵蚀力的空间分布特征和年内、年际以及周期的变化趋势进行分析.结果表明:福建省1970—2017年的平均降雨侵蚀力的空间分布由西北向东南逐渐递减,与降雨的空间分布特征相似;春季和夏季的空间变化特征与全年的变化特征基本一致,但秋季和冬季的空间分布差异较大;年内分布集中在春季和夏季,变化特征为"升—降—升—降",6月份和8月份分别为两个峰期;福建省的降雨侵蚀力年际变化总体呈小幅度波动上升的趋势,年际时间序列存在28 a的主周期和13 a的次周期;同时丘陵地带类型区和沿海城市类型区的时间变化趋势存在差异.     

1961 ～2010年巴彦淖尔市气温变化趋势分析

利用巴彦淖尔市1961～2010年气温序列资料,采用气候倾向率和累计距平气候统计方法,分析各年、季和月平均气温以及平均最高、最低气温变化特征.结果表明,近50年巴彦淖尔市年和季平均气温均呈上升趋势;各月气温呈显著增温趋势,增温幅度为0.20～1.04℃/10a;平均最高、最低气温均呈上升趋势,线性拟合的变化倾向率分别为0.339和0.758℃/10a;近50年来共出现严重的冷冬13次(其中异常6次)、暖冬2次(其中异常1次),严重/异常冷冬多出现在20世纪60、70年代,严重暖冬均出现在21世纪.     

原州区近60年降水特征分析

利用1957—2016年固原市原州区气象观测站共60年逐日降水量等数据,采用气候倾向率、滑动平均、Mann-Kendall突变检验法、小波分析、周期均值叠加法等统计方法,研究原州区1957—2016年降水变化特征.结果表明:原州区年降水序列适合用8年滑动平均处理方法进行预处理,年内降水分配不均,年际降水变化呈小幅度下降趋势.共存在1963、1992、2010年3个明显突变点,未来年降水呈上升趋势.存在3～8 a时间尺度的主导周期,其中心尺度为6 a.     

方差分析在气象要素周期性预报中应用新探

方差分析常用于气象要素随时间变化序列周期性分析,以往做法是把某些气象要素随时间变化序列按一定等时间间隔分组,利用分组后不同组数据方差大小进行比较,确定可能存在的周期,从确定下来的可能存在周期中挑选影响最大的做为主要周期(即挑选F检验值最大的分组),从原序列中剔除该主要周期的影响,在残差序列中再选次主要周期,依次类推,直至残差序列稳定(即F检验不显著)为止,再将各主要周期分组均值相加,通过时间外延来预报气象要素的未来变化.该方法对非周期现象采用多个不同准周期叠加来描述,具有一定的预报价值.但笔者以为若能将非准周期和准周期同时考虑来描述气象现象.效果会更好,因为资料证明气象现象的周期并非完全准周期.     

1961—2018年黑龙江省干湿气候的时空格局特征

黑龙江省作为中国粮仓和东北亚生态屏障,旱涝对该区域农业生产及生态安全具有重要影响。为明确区域气候干湿状况的时空格局特征,根据黑龙江省62个气象站点1961—2018年逐日降水量资料,采用标准化降水指数(I_(SP)),利用气候趋势、Mexican Hat小波分析、经验正交函数(EOF)等方法,分析了黑龙江省近60年的气候干湿时空格局特征。结果表明:1961—2018年,黑龙江省年尺度标准化降水指数(I_(SP12))值在波动中呈微弱的增加态势,气候状况总体表现为湿润化趋势;季节尺度上,春季、秋季、冬季的气候均呈湿润化趋势,其中春季和冬季湿润化趋势较明显,均通过了0.01水平显著性检验,夏季总体呈不显著的干旱化趋势。年尺度I_(SP12)存在7 a主周期、28 a次周期,春季I_(SP3)(3个月尺度的I_(SP)值)存在24 a主周期,夏季I_(SP3)存在7 a主周期,秋季I_(SP3)存在7 a主周期、3 a次周期,冬季I_(SP3)存在28 a主周期、2 a次周期。且在未来一段时间内,黑龙江省年和季节气候在其主周期内均将处于湿润期。年气候干湿状况的空间变化具有3种典型模态,4个季节则均具备2种典型模态,年和四季的第一典型模态对应的典型场分布均为正值,具有全局一致型的空间变化特征,年季节尺度的气候整体干湿变化基本同步。松嫩和三江两大平原区是区域气候干湿变化的敏感区域。