科尔沁沙地乌兰敖都地区降水特点分析

分析了科尔沁沙地西部乌兰敖都地区 2 1年的降水特点和降水趋势。年平均降水量为 31 1 .4mm ,降水集中在 5 - 9月份。夏季占全年降水量的 70 .1 % ,年平均降水日数约 76天。≥ 5 .0mm、≥ 1 0 .0mm的降雨日数全部集中于 3— 1 0月份。历年最长连续降水日数多发生于夏季 ,占 85 %。相对于年平均降水量 31 0mm而言 ,本地正常降水年份占 43%。异常降水年份占 5 7%。最长干旱持续期出现在冬春两季 ,约占 80 %。 2 1年平均降水量波动较大 ,并存在总体下降的趋势 ,可能与 1 999- 2 0 0 2年的年降雨量低于多年平均降雨量有关。     

黄土高原近50年降水量时空变化特征分析

为了揭示黄土高原近年来降水量的时间变化和空间分布特征,以黄土高原区域及周边72个气象基准站1961—2012年52 a逐日降水资料为基础,通过泰森多边形法将各雨量站的降水量展布到整个区域,采用M-K趋势检验法分析年降水的年际、年内时空变化特征。结果显示:(1)黄土高原年降水量时间变化呈缓慢下降趋势,UFK曲线小于0且没有超出置信线。空间上整体呈下降趋势,出现阳泉、榆社站两个显著减少中心,β值分别为-3.3 mm·10a-1和-2.1 mm·10a-1。(2)黄土高原春季多年平均降水量整体呈不明显下降趋势,1961—1963年与1966—1987年降水量呈减少趋势,1963—1966年与1987—2012年呈增加趋势。空间上西部、北部地区大部分呈增加趋势,五台山增加幅度最大,β值为2 mm·10a-1。(3)夏季多年平均降水量呈明显下降趋势,2008年左右为突变点,2008年以后降水量下降显著。空间上整体呈下降趋势,较明显的减少中心有环县、延安、西峰镇、平凉和临汾,β值分别为-0.9、-0.9、-0.8、-0.8 mm·10a-1和-0.8 mm·10a-1。(4)秋季多年平均降水下降趋势显著,空间变化与夏季类似,减少中心依然是环县、延安、西峰镇、平凉和临汾,β值均为-0.8 mm·10a-1。(5)冬季多年平均降水量整体呈明显上升趋势,空间上降水变化呈缓慢上升趋势,最大上升中心华山,β值仅为0.95 mm·10a-1。     

1976-2007年乌鲁木齐可降水量及其降水转化率

采用乌鲁木齐1976-2007年探空逐日观测资料和各月降水资料,分析乌鲁木齐可降水量的变化特征及其与实测降水的相关关系,同时对该地区的降水转化率进行分析。发现乌鲁木齐的可降水量年内分配不均,7月平均可降水量最大,1月最低;夏季可降水量最大,冬季最低。年平均可降水量为11.46 mm,可降水量上升趋势不明显。同时发现探空资料计算的乌鲁木齐水汽含量和实测降水量存在明显的正相关关系。通过对降水转化率的计算分析,发现4月的降水转化率最高,为11.89%,8月的降水转化率最低,为4.28%,月平均降水转率为7.46%。春季降水转化率较高,夏季较低,秋季和冬季相当,夏、冬季降水转化率呈显著增加趋势。降水转化率的月和年际变化较大,说明开发潜力大。     

近54 a来甘肃省河东地区气候时空变化特征

用甘肃省河东及其周围地区近54 a来26个观测站气温、降水量资料,分析气温和降水的时空变化特征及其突变情况。结果表明：近54 a来甘肃河东地区气温呈明显的上升趋势,年平均气温倾向率为0.26 ℃/10 a,特别是20世纪90年代以来气温明显升高;空间分布上,年平均气温变化总体上呈增加趋势,以陇东高原中北部和陇中高原北部地区升温幅度最为明显;季节上气温均呈升高趋势,其中以冬季气温升高最为显著。近54 a来全区年平均降水量呈减少趋势,平均每10 a减少12.01 mm,其东南部地区减少的幅度高于西北部。此外,甘肃河东地区气温在1997年发生了由冷到暖的突变,而降水量突变不明显。进而讨论了气温升高和降水减少对该地区农业生产的影响。     

基于降水量距平百分率的内蒙古地区干旱特征

利用1971—2015年内蒙古地区52个气象站逐月降水量观测数据，采用降水量距平百分率(Pa)，从干旱频率和干旱变化趋势率分析了研究区近45 a来干旱时空分布特征。结果表明：从时间变化来看，年降水量呈微弱的下降趋势，并于1998年和2012年发生突变；春季、秋季和冬季降水量变化呈上升趋势，夏季降水量变化呈下降趋势；年尺度干旱主要发生在1999—2011年；季节尺度干旱发生频率为冬旱>春旱>秋旱>夏旱。从空间变化来看，多年平均降水量由东向西呈逐级递减趋势，降水分布地域特征明显，大兴安岭以东地区和巴彦淖尔市西部地区降水变化趋势率较高，呼伦贝尔市西北部、通辽市中南部、赤峰市中部、阿拉善盟西部地区降水变化趋势率较低；发生不同等级干旱的几率为轻旱>特旱>中旱>重旱，各级干旱易发生地区集中在呼伦贝尔市西部、赤峰市中北部、通辽市北部、锡林郭勒盟中西部以及阿拉善盟西部地区。Pa变化趋势率表现为，呼伦贝尔市中东部、巴彦淖尔市西部和阿拉善盟东部呈上升趋势，即干旱程度减轻；兴安盟南部至鄂尔多斯市、阿拉善盟中西部呈下降趋势，即干旱程度加重。     

未来气候变化情景下中亚雨养农业区水土资源匹配格局

中亚地区是落实我国"一带一路"发展倡议的关键地区,雨养农业区作为中亚重要粮食主产区,对世界和区域粮食安全具有重要意义。本文基于参与耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)的7个全球气候模式(GCM),分析了未来30 a(2021—2050年)气候变化情景下中亚雨养农业区降水量的空间分布及其变化趋势;然后根据适宜农作物种植的高程、坡度和土壤类型等条件,识别出雨养农业区宜农耕地分布;采用基于数列匹配度和单位面积水资源量法,预估了未来中亚雨养农业区水土资源匹配格局的时空变化。研究结果表明:(1)未来气候变化情景下,中亚雨养农业区年均降水空间分布自东北向西南降低,东部地区降水呈弱增加趋势,RCP4.5和RCP8.5情景下降水增幅分别为1.10 mm·a~(-1)和1.61 mm·a~(-1),西部呈减少趋势,但不显著;与RCP4.5情景相比,21世纪中期,RCP8.5情景下全年可利用降水量增加了9.8 mm。(2)宜农耕地资源丰富,空间分布差异相对较小,北部地区以现有耕地为主,南部和东部地区后备耕地资源充足。(3)在两种RCP情景下,中亚雨养农业区未来30 a水土资源匹配度大部分处于0.6以上,总体处于较好匹配水平,且RCP8.5情景优于RCP4.5;与全年水土匹配相比,生长季水土资源空间匹配极不均衡,东部和北部地区匹配系数大部分处于0.84以上,而南部和西部地区均低于0.70。总体上,未来气候变化将对中亚雨养农业区粮食生产产生双重影响,本文也提出提升应对气候变化能力的相关措施。     

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。     

基于GIS的宁夏气候要素推算及农业气候资源分析

基于GIS技术研究了宁夏气候要素的小网格(250 m×250 m)推算方法,在此基础上分析了宁夏农业气候资源的状况。结果表明:宁夏太阳辐射资源丰富,太阳辐射年总量为4 955~6 155 MJ/m2,是全国太阳辐射最丰富地区之一;年平均气温5.3~9.9℃,呈北高南低分布,积温的分布空间差异明显;年降水量159.7~594.0 mm,南多北少;年蒸发量1 108.8~1 991.7 mm,分布为中西部大,东南部小;年干燥度在0.4~4.7,中北部大部分地区干燥度在2.0以上。宁夏的干旱性气候特点十分明显。     

2003—2010年中亚地表土壤水对气候变化的响应

综合利用3组AMSR-E地表土壤水数据产品,运用集合分析的方法,生成中亚2003—2010年4—10月月均地表含水量数据,而后结合Climatic Research Unit(CRU)数据,分析了中亚8 a来地表土壤水变化特征及其对降水、气温等气候变化的响应。研究结果表明:1中亚地区地表土壤水含量从西南向东、向北逐渐降低。2中亚地区植物生长季及春、夏季地表土壤水均以变干为主,而秋季则以变湿为主。3集合分析数据时空分布与降水类似,与气温相反。在时间变化趋势上,中亚大部分地区降水减少、气温升高。夏季降水急剧减少而气温显著上升对中亚地区植物的生长是很不利的。4相关性分析结果表明,降水减少、气温升高是导致中亚植物生长季土壤干化的主导因素之一。     

近50年我国天山山区降水变化区域差异及突变特征

利用天山山区32个气象站点1960-2010年的逐月平均降水数据和DEM数据等,进行了降水量时空变化趋势分析和突变分析。研究结果表明:自上世纪60年代以来研究区降水量持续递增,年均降水倾斜率达9.5mm/10a,1980s后递增趋势明显增强;降水主要集中在春夏两季,春、夏、秋和冬四季的降水倾向率分别为1.6mm/10a、3.7mm/10a、2.1mm/10a、1.8mm/10a,表明季节降水量也呈递增趋势,且以夏季降水增幅最大;年降水量空间分布呈现显著的"两中心",即吐哈盆地"低中心"和伊犁河谷"高中心",二者年降水量相差约450mm;山区各区域的降水亦呈明显的增加趋势,北坡降水倾向率达40-50mm/10a,递增趋势最显著,降水量亦多于其它区域;研究区年降水突变不明显,不同区域的季节降水突变具有一定的时期差异,秋季降水突变发生在上世纪80年代末,其它季节不明显,年降水突变发生在上世纪80年代末期。     

PRECIS模式对新疆降水变化情景的模拟分析

利用ERA40再分析数据作为边界条件驱动PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies)模式,对新疆年季降水量进行评估研究。结果表明,PRECIS能够模拟出西北、西南到东南逐渐减少的空间格局分布特征,还可模拟出整体的新疆年降水、冬季降水和夏季降水均有增加的时间变化趋势。相对于气候基准时段,A2与B2情景下(2020s、2050s、2080s)年降水、冬季降水和夏季降水变率均有很大增加,随年代际的变化其降水变率的增加幅度变化也很大。这与新疆暖湿转型结论相互印证。     

中国天山山区近40a来的年气候变化

依据中国天山山区8站1959-2000年的气温降水资料,建立天山山区年平均气温、年降水量序列,利用距平分析、滑动平均、最大熵谱、经验正交、线性回归等方法,分析天山山区近40 a来气候变化的基本特征,结果表明:①天山山区年平均气温存在4暖3冷的冷暖变化阶段,最冷年与最暖年分别是1984年和1998年,其变化具有3 a和6 a的显著周期;天山山区年降水量具有3多3少的干湿变化阶段,降水最多年与最少年分别是1998年和1997年,年降水量变化具有2,4,9 a的显著周期.②天山山区年平均气温最主要的空间分布特征是大西沟、巴音布鲁克年平均气温与其余6站呈反向变化,其次是除新源外,其余7站年平均气温呈同向变化;天山山区年降水量的最主要空间分布特征是8站降水的同向变化,其次为昭苏、新源、大西沟、巴音布鲁克、巴伦台年降水与小渠子、天池呈反向变化.③20世纪60-80年代,天山山区年平均气温与30 a平均值相同, 90年代升温达到0.6 ℃;从60-90年代天山山区年降水表现为持续增多;90年代是4个年代中气温最高、降水最多的年代.④近42 a来,天山山区年平均气温存在着明显的线性升温趋势.     

近50a西北干旱区气候变化对农业的影响

本文选取了西北干旱区21个代表站点1951-2000年逐日气温和逐日降水量资料。用趋势法和百分位阈值法分析年平均气温、年降水量、极端年最低温度、年最高温度和极端降水量变化特征及其各分区极端气候变化趋势。研究结果表明:(1)近50a西北干旱区气温呈上升趋势(0.22℃/10a),1986年后气温明显升高,柴达木盆地和北疆升温较大。近50a西北干旱区年降水量变化和趋势分布,降水变化有增加的趋势(3.2mm/10a),其中北疆降水增加最多。(2)西北干旱区近40a年极端最低温度的天数有减少趋势,平均最低温度天数的减少率为7-8天/40a。而极端年最高温度的天数略有增加趋势,平均增加率为0.5天/40a左右。年最高温度略有减少趋势,平均变率为-0.5℃/40a,年最低温度也有增加趋势,平均变率为1.0℃/40a。西北干旱区近40a极端降水的天数增加了2天/40a。(3)气候变暖对西北干旱区农业既有有利影响,又有不利影响,降水量增加,极端气候事件减少对农业有有利影响。     

青藏高原东部雨季降水量分布模型的建立

采用高分辨率的3"数字高程模型资料和青藏高原东部102个常规气象观测站5～9月份的降水资料,根据降水随高度分布将站点分为3类,采用多元逐步回归的方法,建立了青藏高原40年(1961-2000年)雨季逐年降水量和经度、纬度、海拔高度、坡度、坡向、开放度等地理、地形因子之间的关系模型,估算了青藏高原地区降水量的空间分布.结果表明:建立的关于青藏高原降水量与诸因子之间方程的相关性显著,相对误差在20%,平均相对误差在4.4%之内,估算模型的相关系数均通过置信度为0.95 的检验;并且地理地形因子对40年平均和逐年降水量分布特征的影响较为稳定,其归一化的模拟系数基本控制在±1之间,这对定量分析和评价站点稀少、地形复杂的高原降水有重要意义.     

内蒙古中部夏季大气降水中同位素变化

大气降水中稳定同位素(δD、δ~(18)O)含量变化及相互关系是分析大气降水过程潜在影响因素的重要指标之一。通过采集内蒙古中部地区呼和浩特市、锡林郭勒盟正蓝旗和赤峰市克什克腾旗达里诺尔湖等区域的夏季大气降水样品,进行了δD、δ~(18)O值测试,同时结合包头市大气降水同位素测试结果,进行了区域大气降水变化特征对比分析,结果显示:(1)内蒙古中部4个区域"大气水线"间存在明显差异,表明区域大气降水的水汽来源并不一致,同时叠加区域蒸发作用的影响,使得内蒙古中西部地区的包头市"大气水线"的斜率(5.84)和截距(-8.88)较低,而位于东南部的达里诺尔湖区域"大气水线"的斜率(8.26)和截距(7.21)较高,最接近全球或全国"大气水线";(2)内蒙古中部地区的大气降水同位素组成主要受到降水过程及区域强烈蒸发作用的影响。夏季不同月份大气降水中d值出现明显波动,显示不同月份大气降水同位素组成的主要影响因素存在差异:7月的大气降水量占夏季降水总量的比例最高,受季风降水影响作用最强烈,同时d值最低,说明降水过程对降水同位素组成的影响作用可能超过了蒸发作用的影响;6、9月降水量相对减少,而d值相对较高,显示蒸发作用的影响较强。     

基于实测数据的库姆塔格沙漠南北两侧洪积扇降水特征分析

利用库姆塔格沙漠南北两侧洪积扇2017年6月至2018年5月的野外实测降水数据,对其降水特征进行了详细的分析,结果表明:(1)受地理位置、地形等的影响,库姆塔格沙漠降水空间分布差异较大。北侧北山洪积扇三垄沙地区的年降水量最小,为21.6 mm;南侧阿尔金山洪积扇降水量自西向东逐渐增多,胡杨沟上游、乌什喀特、赛马沟和多坝沟的年降水量分别为73.0、75.2、176.0 mm和137.4 mm;南侧阿尔金山洪积扇降水量大致自北向南逐渐增多,胡杨沟下游和中游年降水量分别为58.0 mm和56.4 mm,小于胡杨沟上游。(2)库姆塔格沙漠南北两侧洪积扇的降水主要发生在5—8月,累计降水量占到全年90%左右。(3)库姆塔格沙漠南北两侧洪积扇年降水次数介于11~26次,数量较少的大降水事件对年总降水量贡献率大。     

自然降水量利用与旱地裸燕麦产量形成的关系

通过该项调查与分析表明 :旱作区裸燕麦年平均降水量 30 0 - 40 0 mm,6- 8月降水量占全年的 64% - 74% ,降水变率小 ,降水日数多 ,大于 1 0和 2 5 mm降水次数多 ,1天或者 1小时内降水强度小 ,全年超过 30 0 mm降水保证率达 80 % ,生长季节内超过 2 5 0 mm占 70 % ,7-8月超中均出现丰、平、欠年规律 ;4、5、6月降水量大于 1 0、2 5、5 0 mm,7和 8月大于 1 0 0 mm。或者有两次 1 0 mm的保苗雨 ,40 - 60 mm的抽穗雨 ,1 0 0 mm的灌浆雨 ,亩产达 5 1 - 74kg。反之 ,2 0- 30 kg通过蓄住天上水 ,保住地里摘 ,形成土壤小水库的耕作措施 ;合理调节播种期 ;搭配不同熟性品种 ,增强抗旱性和经济性状 ,达到持续丰产和稳产目的。     

甘肃河东雨养农业区旬降水变化及其与土壤湿度关系

利用甘肃省河东雨养农业区分布均匀的13个农业气象试验站1971～2007年的逐日降水量和土壤湿度资料,分析了该区域作物生长期(3～11月)逐旬降水量的空间分布特征、变化趋势及其与相应时段土壤湿度之间的关系.结果表明,近37 a来,河东雨养农业区逐旬平均降水量的空间分布表现为两种主要的形式--南部型和东部型.南部型,降水...     

塔克拉玛干沙漠腹地与周边地区降水及风沙环境对比分析

利用塔克拉玛干沙漠腹地塔中气象站和周边北缘、南缘、东缘3个气象观测站2000-2014年的气象观测资料,分析沙漠腹地降水和风沙环境特征并与同期周边地区作对比分析。结果表明:沙漠腹地逐年平均降水量为26.0mm,整体年平均降水量比周边偏少了37.3%,夏季降水最多,为全年的69.3%,冬季最少,仅为全年的3.4%,各季节平均降水量均小于周边平均值,月降水比周边偏少51.9%;通过变差系数说明沙漠腹地夏季降水量和水汽压比周边地区更稳定;沙漠腹地主要以NNE、NE、ENE和E四个方向风为主,风向更集中;沙漠腹地平均风速为2.10m/s,比周边各站都偏大,和周边各站的风速分布呈现了较好的一致性;沙漠腹地大风日数和年沙尘暴日数较稳定,轮台地区大风日数年际波动最大,且末年沙尘暴发生日数变化最显著。     

内蒙古作物生长季降水资源空间分布及月尺度旱情特征分析

研究内蒙古地区生长季内降水资源和旱情分布特征,对于该区合理布局农牧业、充分利用水资源以实现粮牧稳产具有重要的科学意义。文中利用内蒙古自治区46个气象站点1961-2010年逐日气温、降水量数据,分析了内蒙古地区5~9月降水资源时空分布规律,并基于干旱指数(K)从月尺度上研究了旱情分布特征。研究表明:1)内蒙古地区生长季降水资源不足且空间分布不均匀,降水量(平均为255.0mm)自西向东递增。近50年降水有减少的趋势,降水变率为25.3%,与降水量成反比。2)生长季重旱以上的区域面积占自治区面积的37.5%。5月份旱情最严重,基本为"十年十旱"。3)内蒙古地区旱情等级呈经向分布特点,西部地区干旱程度重于东部地区。