基于SPI指数的近50a内蒙古地区干旱特征分析

利用近50a逐月降水资料,以标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,详细全面地分析了内蒙古东中西部年际干旱强度、干旱覆盖范围和干旱频率特征及其演变规律.结果表明:近50a来,内蒙古东部和中部总体干旱强度增加但不显著,西部总体干旱强度减弱但不显著.从干旱覆盖范围来看,西部呈略微减少趋势,中部增加但不显著,而东部呈显著增加趋势,且中部和西部以全域性干旱为主,东部以区域性干旱为主.从干旱频率上看,东中西部空间差异性明显.东部轻旱发生频率较高的地区包括海拉尔市东北部、兴安盟、通辽市西部以及赤峰市东部,中旱在大部分地区发生的频率都较高,重旱在海拉尔市局部地区发生的频率较高;中部地区锡林郭勒盟轻旱、中旱和重旱发生的频率都较高;西部大部分地区轻旱发生的频率较高.     

海河流域气象干旱时空特征分析

海河流域干旱频发,素有"十年九旱"的说法。文中基于海河流域537个格点1961-2010年的逐日降水数据,采用标准化降水指数作为气象干旱指标,计算干旱频率、变化趋势率和干旱影响站次比。结果表明:50a来海河流域干旱呈加剧的趋势,其中春旱和冬旱减轻,而夏旱和秋旱加重;干旱影响范围呈波动扩大趋势;干旱发生频率较高的地区主要分布在中部、南部以及西部。     

呼伦贝尔市降水时空分布特征研究

选取呼伦贝尔市16个代表站的降水资料,用地统计方法、墨西哥帽小波分析和一些常规统计方法进行降水时空分布分析。结果表明:呼伦贝尔市多年平均降水量分布特征是山区大、平原小,东南部及北部降雨降水量大、中西部及东部地区降水量小;年降水量有上升的趋势但有部分地区呈减少趋势,年降水存在着8~12 a、2~4 a年的周期变化。     

晋西黄土高原地区近47年降水量的统计分析

利用晋西地区1955~2001年年降水量、月降水量资料,采用线性趋势法和累积距平曲线法分析了该地区近47年降水变化趋势。结果表明:年降水量变化呈减少趋势,降水倾向率为-28.16mm/10a;汛期降水变化也呈减少的趋势,20世纪90年代减少趋势显著;降水的季节变化各季均呈减少趋势;年降水量无明显的突变。     

CMIP5多模式对朝鲜干旱模拟与预估

利用英国东英格利亚大学CRU(Climatic Research Unit)逐月降水格点数据,评估耦合模式比较计划CMIP5多模式集合数据对朝鲜地区气象要素的模拟能力,并通过SPI旱涝指数预估不同典型浓度路径情景下朝鲜干旱时空特征。结果表明:1)CMIP5多模式集合数据对朝鲜地区降水的空间分布有一定的模拟能力,并能很好的反映出月降水量的波动变化;2)三种典型浓度路径情景下,朝鲜地区降水表现出增长趋势,西部地区降水增幅大于东部;3)三种典型浓度路径情景下,朝鲜干旱均有所缓解;RCP4.5情景与基准期相比干旱发生频率有所降低,轻旱和中旱发生频率"南增北减"。     

基于相对湿润指数的云南省季节性干旱变化特征

利用云南省31个气象站1961—2016年逐日气象资料，计算各站点相对湿润指数（MI），采用Mann-Kendall检验、GIS反距离加权插值和偏相关系数法分析了云南省气象干旱时空变化特征及成因。结果表明：（1）云南省年平均MI为-0.08，平均干旱站次比为30.39%，年干旱呈上升趋势；冬季MI最小（-0.73），干旱站次比最高（52.58%）；夏季MI最大（0.69），干旱站次比最低（6.12%）。春旱呈减弱趋势，夏旱、秋旱、冬旱呈增强趋势。（2）年尺度上，除会泽、沾益等少数地区外，均处于无旱等级；全省春季以中旱、轻旱为主；夏季、秋季无干旱发生；冬季以重旱为主。年干旱频率呈自西南向东北递增趋势，平均频率为54.9%，春旱频率在80%以上，夏旱频率小于20%，秋旱也呈西南低东北高的趋势，平均频率为35.6%，冬旱平均频率达92.6%。（3）相关性分析显示，降水量、相对湿度与MI呈极显著正相关（P<0.01），日照时数与MI呈极显著负相关（P<0.01），均是云南省MI的主要驱动因子，温度对MI的影响较小。     

基于标准化降水蒸散指数的甘肃省干旱时空特征分析

为明确气候变化条件下甘肃省不同时间尺度的干旱特征，选用1951-2015年甘肃省33个气象站点逐日气象数据，计算了不同时间尺度的标准化降水蒸散指数SPEI，同时结合Mann-Kendall突变检验、复小波分析、经验正交函数分解、旋转经验正交函数分解等方法，对甘肃省65 a来干旱时空格局特征进行了分析。结果表明：在年际变化趋势方面，甘肃省干旱情势为由干变湿再变干，近年干旱趋势逐渐加重；四季均呈现由干变湿然后变干的趋势，近年春季变干趋势显著；干旱强度在全省范围内主要为轻旱和中旱等级，并表现为局域性轻旱和全域性中旱。在周期性变化方面，甘肃省的干旱时间周期性强弱依次为39、13、7、22 a尺度，但不同时间尺度表现出了不同的干湿震荡规律。在空间格局方面，甘肃省整体上呈西北部干旱缓解、东南部干旱加剧的趋势；春季干旱加剧最明显，冬季次之，夏季和秋季干湿状况基本相似。按照干旱区域敏感性强弱可将甘肃省分为东南地区东部（Ⅰ区）、西北地区（Ⅱ区）、中部地区（Ⅲ区）和东南地区西部（Ⅳ区），其中Ⅲ区呈干旱缓解趋势，其他地区基本呈干旱加剧的趋势。     

中国西北地区近43年降水资源变化对农业的影响

选取西北地区资料年代较长的171个地面测站1961～2003年历年降水量,深入研究了西北地区降水资源变化特征及其对农业生产的影响。结果表明:年降水量、越冬作物生育期降水量、春小麦生育期降水量和秋作物生育期降水量,1987～2003年与1961～1986年相比,西部增多,东部减少,分界线与黄河走向基本一致。西部呈增多变化趋势,洪水事件频数增多,可利用水资源略有增加,对农业的正面影响增大。东部呈减少变化趋势,干旱频繁发生,尤其是极端干旱事件频数增多,可利用降水资源更加紧缺,对农业的负面影响增大。西北地区冬季降水普遍增多,对土壤保墒、作物安全越冬和春播有利;但是,牧区雪灾增多,影响牲畜安全过冬。     

近51年河西走廊西部极端强降水事件变化研究

利用河西走廊西部8个气象站1960～2010年的逐日有效降水(日降水量≥0.1mm)资料,研究了河西走廊西部近51a极端降水事件变化的时空分布特征及变化趋势。结果表明:在河西走廊西部只要出现中～大雨或以上降水就算极端强降水;在空间分布上,河西走廊西部极端强降水阈值自西南向东北逐渐减小,极端降水总量分布与该区域年降水量的空间分布相似,极端降水指数倾向率空间分布很不均匀;在时间分布上近51年来河西走廊西部年极端降水总量和年极端降水强度均呈显著增加的趋势,极端降水频数增加趋势不明显,极端降水指数在3～5a和10～13a周期上反映明显,在60年代极端降水指数均发生了突变。     

西北地区降水特征及变化规律分析

根据我国西北地区降水气候特征研究状况,利用较具代表性的我国西北地区北亚热带、温带驻防的25个空军机场气象台站1970~2000年历年逐时降水资料,从降水量、降水强度、降水时间、降水频率等方面,以气候区划区为区域分析单位,分析了西北地区的降水变化规律和特征。结果表明:西北地区北亚热带、温带年际降水量有从东南和西北两侧向中部明显减少的分布格局。30 a间中温带干旱区东部及其以东地区的降水量呈下降趋势,以西则基本呈上升趋势。降水强度基本表现为上升趋势,强度呈东南大、西北小分布,且以北亚热带湿润区和南温带干旱区南疆区上升速率表现最大。降水时间呈现减少趋势,其分布特点与降水量分布基本上一致,由东南和西北两侧向中间明显减少。近30 a来降水量东降西升,降水小时数、降水频率呈下降趋势,但小时雨强和中雨以上强度降水比重一直呈上升趋势,降水以短时、量大为特征出现的机率在增加,降水的有效利用难度在加剧,这种特征东部比西部要明显得多。青藏高原东侧降水量和降水小时数都处于下降趋势,雨强呈上升趋势,该地区干旱趋势在加剧。但在高原东北侧、北侧这种趋势表现相对要弱一些。     

近50年东北地区的气候变化事实检测分析

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国东北地区1956年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明:东北近50 a来年平均气温变暖幅度约为1.5℃,增温速率接近0.3℃/(10 a),比北半球和全国同期平均增温速率明显偏高。气温增暖主要发生在最近的20余年。1956年以来东北平均降水量呈略减少趋势,降水变化的空间特征明显而相对稳定,黑龙江的漠河、内蒙古的海拉尔、赤峰的个别地区呈略增加以外,其他大部地区呈减少趋势,尤其黑龙江东部、吉林西部以及辽宁东南部地区降水减少明显。在降水量减少的同时,降水日数也同时减少。分析还发现,近50 a来东北平均的日照时数、平均风速、蒸发量、相对湿度等气候要素均呈显著下降趋势。各不同的气候要素都存在着年际和年代际变化振荡周期,对这些气候要素进行了突变检测,发现年平均气温在1988年发生了明显突变,气温突变首先是以最低气温突变开始的,说明气候变暖是以最低气温变暖开始的。降水量在1961年发生突变,降水量由多减少;降水日数在1994年发生了由多转少的突变;日照时数突变发生在1978年,之后日照时数呈变少趋势。     

近50年内蒙古中东部地区春夏季干旱特征分析

选取内蒙古地区累年平均降水量>200mm的75个气象站点1961～2010年逐日平均气温、逐日降水量资料,基于综合气象干旱指数(CI指数)计算方法,建立了各站历年春季和夏季CI指数序列。利用EOF方法,分析了内蒙古中东部地区春季和夏季干旱的时空分布特征,得出:1)内蒙古中东部地区春旱和夏旱均分为三种类型,且均具有全区一致干旱或不旱型、东西反相干旱型和南北反相干旱型的分布规律。但春季和夏季干旱或反向干旱的中心分布区域略有不同。2)内蒙古中东部地区春季干旱均出现在1980a以前,1980a后全区性的春季重旱减少,但局部重旱有所增加。夏旱在1980a以后呈两年或以上持续发展的态势,且近年来全区性夏旱发生频率增高、强度增加。3)内蒙古地区气候变暖出现在20世纪80年代中期之后。气候变暖后内蒙古地区降水分配格局发生了变化,使内蒙古中东部地区春季干旱减轻,而夏旱加重,应引起相关部门的重视。     

近45a来中国西北汛期降水极值的变化分析

本文利用中国西北五省(区)1960-2004年125个台站汛期(5-9月)逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端降水阈值,然后统计出了不同台站近45a来逐年汛期发生极端降水的频次、干日数、极端干期长度、湿日数及极端湿期长度,并对它们的长期变化趋势作了分析,结果表明:近45a来西北西部汛期极端降水发生频次、湿日数和极端湿期长度表现出增多和增长趋势,干日数和极端干期长度表现出减少和变短趋势;西北东部汛期极端降水发生频次、湿日数和极端湿期长度表现出减少和变短趋势,干日数和极端干期长度表现出增多和变长趋势;从整个西北来说,近45a来极端降水发生频次和湿日数表现出了增多趋势,极端干期长度表现为变短趋势,而干日数同极端湿期长度表现出周期波动状变化,另外干日数同极端湿期长度的变化趋势恰恰相反,而湿日数却与极端干期长度的变化趋势恰恰相反;自上世纪80年代以来降水极值变率较过去有所变大。     

气候暖干化背景下黄土高原旱涝时空演变特征

选取58个国家气象基准站1960-2010年逐年降水资料,采用Kriging插值、Mann-Kendall检测及Morlet小波分析等方法,对该区降水及旱涝时空特征进行分析。结果表明：黄土高原暖干化趋势明显,气温、降水突变年份分别在1995年、1990年左右。旱涝等级呈上升趋势,尤以半湿润区最为明显。干旱区发生旱、涝频率最高,涝情略微严重,但干旱更易发生,大旱频次高值中心分散分布,洪涝发生频率西部低、中部高。该区旱涝情势存在多尺度的周期变化,25~30 a的振荡最强,推测涝期即将结束,旱期将要开始。研究成果可为黄土高原旱涝灾害防御提供参考。     

锡林郭勒草原区降水量的时空变化规律分析

以锡林郭勒盟15个气象站点1981～2007年的年均降水量数据为基础,在Arcgis软件的支持下,得到年均降水量空间数据,对年降水量的时空变化规律进行分析。研究结果表明:以年代为时间单位分析,锡林郭勒盟大部分地区年均降水量以20世纪90年代最为丰沛;进入21世纪以后,锡林郭勒盟整个区域的年均降水量呈现显著下降的态势,<300-400mm的降水量区域已经难以形成连续的区带;从1981到2007年,锡林郭勒盟绝大部分地区年均降水量呈现减少的趋势;降水量的年均增长率在空间分布上呈现条带状,自东北向西南递变;标准差的分析表明,降水量年际波动表现出自西向东递增的规律。     

东亚北风异常对西北东部春季降水的影响

利用1961-2008年NCEP/NCAR(2．5°×2．5°)再分析逐月500 hPa高度场资料和1961-2008年西北地区东部陕、甘、宁、青4省170个气象观测站的月降水量资料,计算春季东亚北风指数,分析研究区春季降水的历史演变规律、东亚北风指数的年代际变化及其与西北春季降水的关联。结果表明:50 a来降水演变特点是以黄河为界,黄河以西降水呈增多趋势,黄河以东降水呈减少趋势,降水减少的幅度明显大于增加的幅度;特别是近20 a,黄河以东广大区域降水减少的幅度越来越大,干旱化趋势明显,而青海南部、河西走廊则降水呈增加趋势。在此期间,春季东亚北风逐渐增强,特别是20世纪90年代中期以后明显增强。进一步分析表明,当春季东亚北风偏强（弱）时,除青海南部外,西北地区东部大部分地方降水偏少（多）,即春季东亚北风异常增强,可引起西北地区东部黄河以东干旱少雨,导致干旱化加剧。     

甘肃定西地区干旱气候突变分析

利用1958-2010年定西地区七个气象站点的月平均气温及降水资料计算出表明气候干旱程度的帕默尔干旱指数,并将其作为干旱气候突变检测因子,运用滑动t-检验法和滑动F-检验法对上述指标序列进行突变检测,从而确定定西地区在1958-2010年间发生气候突变的年份。     

黑河中游张掖地区近48a气候变化及径流的响应

将现代气候统计诊断与预测技术和地理信息系统(GIS)的地学统计方法中的Kriging插值结合,分析了位于黑河中游张掖地区6个气象站的近48a的气温和降水的时空变化,并且空间显示了各季节的气温和降水变化。结果表明:张掖地区6站的年均气温在3.97-8.04℃之间,变暖最快的是山丹站气温倾向率为0.47℃/10a,变暖最缓慢的是高台站气温倾向率为0.19℃/10a。年均气温最低出现在1956年,为2.5℃,最高值出现在1998年,为9.06℃;降水地域分布不均衡,地区降水差值可达200mm以上。夏季张掖地区的降水变化范围为67.11-193.30mm,冬季降水是4.69-10.48mm,表明降水季节分配不均,且冬、夏降水变化幅度大;张掖地区气温在1991年开始发生突变,气温增加趋势明显。西支流地区和整个张掖地区气温突变时间一致,东支流气温突变是在1993年和整个张掖地区相比推迟了2年。整个张掖地区包括西支流和东支流在降水的时间的变化上没有发生突变。张掖地区年水变化周期现象明显,第一主周期为15年第二主周期为7年,但年均气温变化周期现象不明显;平原地区气温不是影响径流最根本的决定因素,但对河流径流的影响是正向的。降水和径流虽然在时间上拟合,径流总体的变化趋势在减少,但径流的降幅比降水要大。     

近50年中国干旱半干旱地区降水量与潜在蒸散量分析

在中国干旱半干旱地区日气象数据分析的基础上,依据彭曼公式计算出潜在蒸散量,以及生长季内的年平均降水量与潜在蒸散量二者的差值,利用空间分异分析,气候倾向率检测,以及时间序列MK突变检验等方法分析了降水量与潜在蒸散量的时空变化特征。结果表明:总体来看,我国干旱半干旱区50年来东、西部的气候变化有明显的差异,西北地区降水量增加,潜在蒸散量减少,干旱化程度在减轻,且变化十分显著。而东部干旱半干旱区降水量减少,潜在蒸散量增加,干旱化严重。     

近45年青海省降水时空变化特征及突变分析

采用青海省39个气象台站自建站至2009年的降水资料,运用空间插值技术、Mann-Kendall方法、滑动t检验、Yamamoto和偏值分析方法分析了青海省降水时空变化特征。结果表明:(1)青海省降水存在自东向西逐渐减少特征,从空间分布上可分为东北部、西北部和南部3个区域。(2)近45年来青海省降水总体上呈弱增长趋势,但逐年值围绕多年平均值的波动较大,降水量少于平均值的年份相对较多。西北部与东北部在80年代后期降水呈波动增加,直到90年代才出现降水的减少,而南部地区则在80年代中期降水就开始减少,并持续到90年代结束,表明90年代青海省处在一个降水偏低期。(3)青海省在研究时间段内出现微弱的降水突变信号,各分区突变时间具有显著差异,其中西北部地区的突变始于1985年左右,南部出现在1980年左右,东北部则出现在2003年左右。