祁连山北麓春季冻土深度对气温变化的响应

利用1961-2004年祁连山北麓11个站点的春季季节性冻土资料和9个站点的月平均气温资料,分析祁连山北麓冻土深度的空间和时间变化规律,并分析冻土深度对气温变化的响应特征。结果表明:祁连山北麓春季冻土以祁连站为最大值,向高纬度和高经度方向逐渐减小,武威附近为春季冻土最小值,靠近东南方向的乌鞘岭站出现次大值区域,冻土的空间分布特征与海拔高度关系密切;春季多年平均冻土深度为53.5 cm,年际最大值与最小值深度差为73.2 cm,随年际变化总体呈明显的减小趋势,其变化倾向率为11.3 cm/10 a,年代际变化呈阶梯状逐渐减小,20世纪90年代比80年代减小近20 cm;春季冻土深度减小主要受1~2月和春季平均气温升高的影响,特别是2月份气温每升高1℃,冻土深度减小7.05 cm;冻土深度大的地区,对气温变化的响应越敏感;冻土深度小的地区,对气温变化的响应相对较小。     

近50年开都河流域下游降水和气温变化特征分析

采用开都河流域下游焉耆县、和静县、和硕县三个气象站1960-2009年气温和降水观测资料,以线性趋势函数,M-K突变检验等方法,分析开都河流域下游气温和降水的年际变化、季节变化特征。研究结果表明:(1)焉耆县、和静县与和硕县的年平均气温呈上升趋势,年平均气温线性拟合增长率分别为0.366℃·10a^-1、0.256℃·10a^-1、0.033℃·10a^-1。(2)和硕县月平均最低气温呈现下降趋势,而焉耆县与和静县平均最高气温、最低气温均呈上升趋势;从季节年际变化来看,三个县四季气温均有增加趋势,冬季增温明显,秋季平均气温的年际变化幅度与年平均气温的年际变化幅度相似。(3)三个县年降水量距平值呈下降-上升-下降特征,降水量有微弱增多趋势。(4)和静县与和硕县两站气温异常,焉耆县降水异常,气温突变均出现在20世纪90年代,而且突变发生较频繁。     

拉萨近半个世纪气温的年际和年代际变化

利用拉萨1952-2005年月平均气温、最高气温、最低气温,及年极端最高气温、极端最低气温,分析了近半个世纪拉萨气温的年际和年代际变化。结果发现:近半个世纪以来,拉萨四季平均气温、平均最低气温均表现为显著的升温趋势,以冬季升温幅度最大。平均最高气温除春季升温不明显外,其它各季均表现为显著的增暖趋势。年平均气温以0.27℃/10a的幅度在升高,年最低气温的升温幅度明显大于最高气温。年平均气温日较差则表现为极显著的减小趋势,这主要是由于最低气温的明显升高引起的。年极端最高气温、极端最低气温也都表现为显著的升高趋势,以极端最低气温升高幅度最大,特别是近25年,升幅达1.26℃/10a。20世纪60年代至今,拉萨平均气温、平均最高气温和最低气温均呈明显的逐年代升高趋势。年平均气温异常偏暖出现在1999年和2005年,异常偏冷发生在20世纪60年代。年平均气温存在准5a、准15a年际振荡和准24a的年代际振荡周期特征。     

近58年河西走廊地区气温变化及突变分析

根据河西走廊地区敦煌、瓜州、酒泉、张掖、武威及乌鞘岭6个地面气象站1951-2008年的逐月平均气温、月平均最高、月平均最低气温资料,运用线性拟合、滑动平均和Mann-Kendall方法进行趋势和突变分析。研究表明:近58年来河西走廊地区年平均气温、最高气温、最低气温均呈上升趋势,其中最低气温的增温趋势明显大于平均气温和最高气温的上升趋势。年平均气温和最高气温暖突变均出现在20世纪90年代中后期,最低气温暖突变出现在1994年,气温年较差呈减小趋势。就各季而言,冬季气温的递增率最大,暖突变出现在80年代中后期,早于其他各季,说明河西走廊地区的增暖首先是从冬季开始的。     

近50年新疆冬季热量资源时空变化

利用新疆101个气象站1961—2010年的逐日平均气温和逐年极端最低气温资料,使用线性趋势和Mann-Kendall法对最冷月1月平均气温、年极端最低气温、冬季负积温和越冬期日数等冬季热量要素变化趋势、突变特征进行分析,采用混合插值法,在ArcGIS平台上完成基于数字高程模型(DEM)数据的各热量要素多年平均值和突变前后变化量的空间分布式模拟。结果表明：(1) 新疆1月平均气温、年极端最低气温总体呈现“南疆高,北疆低;平原和盆地高,山区低”的特点,冬季负积温和越冬期日数总体呈现“南疆少,北疆多;平原和盆地少,山区多”的分布格局。(2) 在全球变暖背景下,1961—2010年新疆冬季热量资源呈明显的增多趋势,并且1月平均气温和年极端最低气温分别于19 79年和1980年发生了突变性的升高,冬季负积温和越冬期日数分别于1986年和1998年发生了突变性的减少。突变年前后,1月平均气温和年极端最低气温上升幅度的空间分布总体呈“从东南至西北递增”的格局,冬季负积温减少幅度的空间分布呈“由南向北递增”的特点,越冬期日数减少幅度的空间分布呈“南疆大,北疆小;盆地大,天山和阿勒泰山区小”的格局。     

近50a锡林河流域极端天气事件及其与气候变化的联系

利用锡林河流域气象站1964-2013年逐日最高气温、最低气温、日平均气温以及日降水量资料,运用线性倾向估计法、Danile检验法、Mann-Kendall突变检验法对选定的8种极端天气指数进行分析与研究,并分析了极端天气事件与气候变化的相关关系。结果表明:近50a锡林河流域TXID、TNID都呈上升趋势,分别达到0.70℃/10a和-0.78℃/10a。其他极端气温指标(ID、FD、SU)和极端降水指标(R95P、RXID、R95T)为下降趋势。极端气温指数变化趋势比较明显,而极端降水指数下降趋势并不显著。从时间转折上看,极端天气的各项指标均有突变发生,且突变年主要发生在20世纪80年代中后期。极端天气事件的出现频率与锡林河流域区域气候变暖之间具有很高的相关性。     

河北省南部冬小麦冬前及越冬期热量变化特征

采用河北南部4个代表性站点逐日气象资料,利用Mann-Kendall检验和小波分析等统计方法,建立了河北南部冬小麦冬前及越冬期积温适宜度评价模型,分析了温度及积温变化特征。结果表明:1961~2010年日平均气温稳定降至16℃日期在1985年前后发生突变,突变区域为2005~2007年,日期变化存在10~12a尺度周期变化规律;气温稳定降至14℃的日期在2003年前后发生突变,突变区域为2009~2010年;冬前≥0℃积温适宜度平均值为0.89,在1991年前后发生突变,2004~2010年积温适宜度呈显著降低趋势,积温适宜度变化存在12~15a尺度震荡周期;越冬期负积温适宜度平均值为0.64,变异系数0.36,1967年前后发生突变,突变区域为1976~1993年,负积温适宜度变化存在4~7a震荡周期;越冬期极端最低气温在1985年前后发生突变,1995年后极端最低气温升高趋势十分显著;越冬期最低气温≤-10℃日数呈明显减少趋势。河北南部麦区冬前积温升高趋势不显著,近10a大多数年份积温显著偏多,但波动较大,偏离常态发生概率增大,积温适宜度呈下降趋势,极易出现积温过多或过少,造成冬前旺长或苗弱;越冬期负积温呈明显减少趋势,积温适宜度上升,极端最低温度升高,日最低气温≤-10℃日数减少,这种变化趋势一定程度上减少了极端最低温度偏低和低温持续时间较长引起的冻害发生。     

新疆奇台县近42a气候变化特征分析

根据新疆奇台县气象站的气温及降水资料,利用线性趋势函数及M ann-kendall突变检测法分析了该地区近42年的气候变化。结果表明:年平均气温与极端最低气温均呈上升趋势,而极端最高气温呈下降趋势;年降水量呈上升趋势。从季节变化来看,除夏季平均气温呈下降趋势,其它各季平均气温均呈上升趋势,其中以冬季增幅最大,秋季次之;各季降水均呈上升趋势,其中以夏季增幅最大,冬季次之。年平均气温未发生突变,而年降水量在1984年发生由少向多的突变。对气温和降水的异常分析得出,暖温年多发生在上世纪80年代后,冷温年多发生在上世纪60、70年代;多雨年主要在近20年,少雨年则多在上世纪60、70年代。此外,该县近42 a来增暖幅度小于全疆和北疆;增湿幅度大于全疆,小于北疆。     

呼和浩特市区1951-2010年气温变化特征的研究

为进一步揭示中国北方地区气候变化特征、基于不同尺度开展气象灾害分析预测,文中利用呼和浩特市赛罕区国家一般气象站1951-2010年日平均气温、平均日最高气温、平均日最低气温数据资料,详细分析了60年来呼和浩特市区气温随时间的变化趋势特征、不同季节的气温变化规律,并采用t检验法对这期间的气温突变状况进行了定性分析。结果表明:1951-2010年呼和浩特市区气温呈明显上升趋势,且平均日最低气温的增温态势比日平均气温和平均日最高气温更加显著;冬季增温幅度大于其它季节;20世纪80年代中后期呼和浩特市区气温出现了显著的变暖突变,冬季发生变暖突变早于其它季节;近60年来呼和浩特市区的变暖时间与华北及东北地区同步,早于中国及全球平均水平,且升温态势更为剧烈。     

近50年东北地区极端温度变化趋势

采用东北地区129个气象站1961-2009年的逐日最高、最低气温资料,对东北地区极端最高(低)气温及极端高(低)温日数的变化趋势进行分析。结果表明:东北大部分地区年极端最高气温和年极端最低气温均呈升高趋势,且后者比前者显著,气候倾向率分别为0.9℃/10a和0.1℃/10a;除中部部分地区外,东北地区年极端高温日数随时间变化呈增多趋势,平均每10a增加0.8天;年极端低温日数则主要以减少趋势为主,速率为4.7天/10a。近50年中,东北年极端最高气温和年极端高温日数均无显著突变点,年极端最低气温和年极端低温日数都在1982年发生显著突变。     

未来气候变化情景下我国主要粮食作物产量变化模拟

采用气候模式BCC-T63与作物模式WOFOST相结合的研究方法,在多年试验数据和模型适宜性验证的基础上,模拟分析了未来100 a(2000～2100年)气候变化情景下我国主要粮食作物发育和产量变化趋势.主要的粮食作物选取东北区域的玉米、华北区域的冬小麦和南方区域的双季稻.东北区域为东经120°～135°,北纬40°～50°,主要以黑龙江、吉林和辽宁三省区为研究对象;华北区域为东经111°～123°,北纬35°～41°,主要包括京、晋、冀和鲁等地;南方区域为东经109°～120°,北纬25°～30°,主要包括湖南、湖北以及江西等地.结果表明:东北地区玉米生育期会缩短,其中,中熟玉米平均缩短3.8 d,晚熟玉米平均缩短1.4 d,产量也会相应地下降,中热玉米平均减产3.3%,晚熟玉米平均减产2.7%;华北地区冬小麦的生育期平均缩短8.4 d;产量平均减产10.1%;南方早稻生育期平均缩短4.9 d,晚稻生育期平均缩短4.4 d,早稻的产量变化范围为1.9%～-9.5%,平均减产3.6%,晚稻的产量变化范围为2.2%～-7.3%,平均减产2.8%.     

全球气候变化背景下渭北旱塬气候变化及气候生产力研究

运用数理统计方法对渭北旱塬5市19个代表性气象站点1970—2010年的气温及降水量气象要素进行了统计分析,研究了全球气候变化背景下渭北旱塬气候变化及气候生产力对其响应。结果表明:渭北旱塬年、季平均气温均呈明显上升趋势,春季和冬季的升温幅度较大;年、季降水总量呈下降趋势,其中春季及秋季的降水量呈下降趋势,而夏季及冬季的降水量呈上升趋势;气候生产力呈增加趋势,未来暖湿型气候对作物生产最为有利,气候生产力平均增加12.1%,"冷干型"气候对作物生产最为不利,气候生产力平均减少18.3%。     

不同气候情景下中国东北与华北作物产量变化趋势模拟

采用意大利ICTP中心的区域气候模式RegCM3输出的多情景加权平均值简称REA情景和英国Hadley中心的区域气候模式PRECIS输出的A2和B2情景,结合WOFOST作物生长模拟模型,模拟研究了未来40 a(2011—2050年)气候变化对我国华北东北农作物产量的影响。模拟结果表明:从40 a平均结果来看,对于东北玉米区,三种气候情景资料下可能减产区域主要是东北三省的偏西南地区,其中减产高值区主要集中在吉林省的西部地区白城、通榆等地。对于华北冬麦区,REA情景下可能减产区主要是河北省的东部和山东省的东部,其中减产高值区主要集中在京津及其以东地区;A2和B2情景下可能减产区主要是河北省的中部和东部、山东省的东部以及河南省的南部偏南地区,其中减产高值区主要集中在天津及其以东地区和山东省的东部沿海地区。     

近47年来京津冀地区降水的变化

利用线性回归、突变分析和小波分析方法,分析了京津冀地区1960-2006年84个地面台站降水量的变化。结果表明:47年来京津冀降水量呈下降趋势,气候倾向率为15mm/10a。除夏季外,其余季节降水量均呈增加趋势。由于华北地区夏季降水量集中了全年降水量的60%至70%,所以夏季降水量的显著减少使得年平均降水量呈下降趋势;京津冀地区夏季降水量在1996年代初减少是一突变现象,其他季节降水量无突变现象;京津冀地区年降水量和四季降水量大致存在3个主要周期的变化。     

全球气候变化下西安地区的响应

利用西安市56a的气温、降水量资料对其气候变化特征进行分析.得出:西安市56a来气温呈波动上升趋势,年平均气温的增温倾向率为0.296℃ /10a,大于同期全国年平均增温率(0.04℃/10a).从季节来看,冬季增温明显,特别是20世纪90年代以后是出现异常冬暖年的主要时期;西安市56a来降水量以6.752mm/10a...     

全球气候变化下宝鸡地区的响应

54 a来宝鸡市气温在波动中呈现出上升趋势,气温升高主要发生在20世纪90年代及以后;20世纪90年代气温变率最大,80年代最小。从季节分配来看,四季气温均有升高,但以春季增温最为明显。冬季气温的变化在20世纪80年代发生了较大变化,此后一直持续在0.7℃左右;降水量在波动中呈下降趋势,多雨主要发生在20世纪50、80年代,少雨期主要集中在70和90年代。降水变率在2000年后最大,20世纪70年代最小。从季节分配来看,夏季、春季降水量均呈减少趋势,冬季降水量则呈现增加的趋势。秋季降水变率最大。这对于以夏、秋季降雨为主的宝鸡市来说,是一个值得关注的问题;对降水量、气温进行相关分析,发现年总降水量与年平均气温以及春季、夏季、秋季降水量与气温均呈负相关。冬季降水量与气温呈正相关。二者之间均表现出显著线性相关,且通过了a=0.05显著性水平检验;近期宝鸡有向暖干化发展的趋势。     

Effects of climate change and land use/cover change on the volume of the Qinghai Lake in China

Qinghai Lake is the largest saline lake in China.The change in the lake volume is an indicator of the variation in water resources and their response to climate change on the Qinghai-Tibetan Plateau(QTP)in China.The present study quantitatively evaluated the effects of climate change and land use/cover change(LUCC)on the lake volume of the Qinghai Lake in China from 1958 to 2018,which is crucial for water resources management in the Qinghai Lake Basin.To explore the effects of climate change and LUCC on the Qinghai Lake volume,we analyzed the lake level observation data and multi-period land use/land cover(LULC)data by using an improved lake volume estimation method and Integrated Valuation of Ecosystem Services and Trade-offs(InVEST)model.Our results showed that the lake level decreased at the rate of 0.08 m/a from 1958 to 2004 and increased at the rate of 0.16 m/a from 2004 to 2018.The lake volume decreased by 105.40×10⁸ m³ from 1958 to 2004,with the rate of 2.24×10⁸ m³/a,whereas it increased by 74.02×10⁸ m³ from 2004 to 2018,with the rate of 4.66×10⁸ m³/a.Further,the climate of the Qinghai Lake Basin changed from warm-dry to warm-humid.From 1958 to 2018,the increase in precipitation and the decrease in evaporation controlled the change of the lake volume,which were the main climatic factors affecting the lake volume change.From 1977 to 2018,the measured water yield showed an"increase-decrease-increase"fluctuation in the Qinghai Lake Basin.The effects of climate change and LUCC on the measured water yield were obviously different.From 1977 to 2018,the contribution rate of LUCC was -0.76% and that of climate change was 100.76%;the corresponding rates were 8.57% and 91.43% from 1977 to 2004,respectively,and -4.25% and 104.25% from 2004 to 2018,respectively.Quantitative analysis of the effects and contribution rates of climate change and LUCC on the Qinghai Lake volume revealed the scientific significance of climate change and LUCC,as well as their individual and combined effects in the Qinghai Lake Basin and on the QTP.This study can contribute to the water resources management and regional sustainable development of the Qinghai Lake Basin.     

气候变化与品种更新对黄土高原半干旱雨养农业区冬小麦的影响

利用甘肃省通渭农业气象观测站1981—2010年的气象和农气观测资料,运用相关分析、趋势分析和方差分析等方法,就气候变化与品种变化对黄土高原半干旱雨养农业区冬小麦的影响进行了初步研究。结果表明:近30年来该地区在冬小麦生育期内温度升高(增长率为0.225℃·10a~(-1))、降水量减少(减少率为23.879mm·10a~(-1)),气候呈现暖干化趋势。降水的减少与品种更新均导致冬小麦的生育期明显缩短。近30年来,甘肃省通渭县冬小麦产量增加了4 514.97 kg·hm~(-2),冬小麦生育期内温度的增加和降水量的减少对产量增加没有明显促进作用。冬小麦品种的改良可提高产量8.8%~132.0%,其变异系数在4.1%~65.6%之间。方差分析结果表明,不同品种间的平均产量之间存在显著的差异(F=4.056,P0.01)。通过分析产量在年际间、气候要素间和品种间的变化,可以发现品种的更新是冬小麦产量显著提高的原因。     

黄土高原农田土壤湿度演变及其与气候变化的响应关系

利用黄土高原及其周边区域91个气象站1961—2010年间年、月气象数据和4个农业气象观测站19 a(1981—1999年)的土壤湿度和20 a(1992—2011年)的土壤相对湿度资料,分析了该地区代表站点农田土壤湿度和主要气象要素的年、月变化以及土壤湿度对气候变化的响应。研究主要利用了线性趋势和相关分析等方法。结果表明:(1)黄土高原近50 a来的降水呈减少趋势,气温呈上升趋势。多年平均年降水量(气温)的地理分布特点是南多(高)北少(低),东多(高)西少(低),由东南向西北递减,受到海拔高度和地形的影响,半干旱区和半湿润区有整体南移的趋势。(2)不同年份气候、环境等条件变化使得西峰、长治、延安、绥德4个站点10~50 cm土壤湿度存在年际间差异。(3)土壤湿度与气温之间存在负反馈关系,与降水之间存在正反馈关系。温度和降水条件的变化是导致黄土高原土壤湿度变化的主要原因。(4)以西峰为例,分析了黄土高原地区水热变化对土壤湿度的影响。就表层土壤而言,各季土壤湿度与本季和前一季度乃至前一年气温均为负相关关系,与降水量呈正相关。就较深层土壤而言,土壤湿度与降水和气温的相关关系因季节而异。从月尺度上看,土壤湿度与气温普遍存在负相关关系,而与降水之间总体响应不明显,但在某些月份两者存在显著相关性。