科尔沁西部乌兰敖都地区气温与降水关系分析

利用科尔沁沙地西部乌兰敖都地区1981-2004年气象资料,分析气温和降水关系.结果表明,气温呈上升趋势,降水量呈相反趋势.各季节气温升高的月份正是降水量减少的月份,同时,降水量增加的月份正是气温降低的月份.春、冬季气温有逐渐回升的趋势.年降水量波动较大,5～9月降水(279.2 mm)占全年降水量的87.7%,同期平均降水日数(52.3 d)占年降水日数的70.3%.约有80%的最长干旱持续期出现在冬春两季.夏季和全年的降水量与其平均气温呈显著负相关 (P<0.05),秋、春、冬季降水量与气温相关性依次逐渐减小.24 a来降水量总体下降的趋势可能与1999-2004年年降水量低于多年平均降水量有关.     

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。     

土地利用结构动态演变及预测研究——以张掖市为例

基于张掖市1999-2009年土地利用变更数据,采用信息熵,空间洛伦茨曲线、基尼系数和GM(1,1)模型分析方法,对张掖市土地利用结构的动态演变进行了定量分析,同时对2010和2020年的信息熵、洛伦茨曲线和基尼系数进行了预测。结果表明:1)张掖市各县区土地利用类型的空间分布及其时间变化都具有不均衡性,有序度低,结构性差的特点,但已呈现良好方向发展的趋势。信息熵经历了2个阶段,1999-2003年缓慢不规律上升,2004-2009年稳定上升。牧草地与信息熵变化关联最大。2)空间洛伦茨曲线-基尼系数分析得出:耕地、园地和其他农用地分布趋于均匀,但地区间差距仍很大,牧草地、林地和未利用地的分布趋于分散,交通运输用地分布相对合理;3)2010年和2020年信息熵、空间洛伦茨曲线-基尼系数预测结果与现状分析结果相似,已逐步向更好的方向发展。     

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。     

延安市近60年气温与降水趋势突变分析

利用延安市1951～2008年的气温和降水资料,采用Mann-Kendall方法对延安市近60年的平均气温、平均最高、最低气温和降水量的变化序列进行了突变分析。结果表明:延安市年平均气温、年平均最高、最低气温均呈上升趋势,年降水量的变化呈下降趋势,延安市年平均气温与年降水量的突变点均出现在1990年,平均最高、最低气温的突变时间为1997年与1987年。60年间,延安市气候变化的总趋势为暖干化。     

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。     

渭北旱塬近40年降水波动特征及作物干旱指标分析计算

利用陕西渭北地区24个气象台站1968~2007年40 a的逐日降水资料,分析了该区域近40 a降水波动特征。结果表明:渭北地区降雨量多年平均值在空间分布上呈"两高一低"型,由东向西逐渐增多;季节分布极不均匀,降水主要集中在夏秋两季,占全年降水的75%~80%;年际变化较为复杂,在24个测站中,呈上升趋势的有9个,呈下降趋势的3个,12个测站变化不明显,总体降水变化呈上升趋势。根据土壤水分平衡原理,提出了渭北旱塬农田土壤水分简易计算公式,计算分析了渭北旱塬主要农作物干旱指标。     

河西走廊东部汛期降水集中度和集中期特征分析

利用河西走廊东部5个站点1961-2013年4-9月逐日降水资料,通过对降水量集中度(PCD)和集中期(PCP)的计算,分析了河西走廊东部汛期降水空间和时间上非均匀性分布特征.研究发现:汛期降水PCD呈非常微弱的逐年递增趋势,汛期降水PCP则有一个微弱推后趋势;汛期降水PCD和汛期降水PCP在整个周期变化过程中都存在9a左右主周期变化;M-K检验显示,汛期降水PCD在近52 a内有一个显著上升趋势,汛期降水PCP发生一次显著下降突变;由于河西走廊东部降水时空分布的不均匀性,如果候内降水较少,PCD偏大,PCP偏迟,则发生干旱的概率较大;如果候内降水过多,PCD偏大,PCP偏早,则发生洪涝灾害的可能性比较大.     

近55 a内蒙古极端降水指数时空变化特征

基于内蒙古100个气象站点1960-2014年日降水数据,选取气候变化监测与指数专家组(ETCCDI)推荐的9个极端降水指数,采用Sen’s斜率法和Mann-Kendall非参数统计检验方法以及空间地统计方法,研究了极端降水指数时空演变特征。结果表明:研究区区域平均的全部极端降水指数均呈不同程度的下降趋势,且年际波动显著;分区的年际趋势有所差异,即东部地区潮湿日数(NW)呈增加趋势,其余极端降水指数均呈减少趋势,其中持续干燥指数(CDD)呈显著下降趋势(P<0.05);中部地区所有极端降水指数均呈减少趋势,其中年总降水量(PRCPTOT)减少趋势较明显;西部地区持续湿润指数(CWD)、强降水量(R95)、单日最大降水量(Rx1day)、5日最大降水量(Rx5day)呈减少趋势,其余指数均呈增加趋势。从极端降水指数变化趋势的空间分布特征来看,区域差异显著,总体上呈下降趋势的站点主要分布于内蒙古东部和中部地区,而呈上升趋势的站点主要分布于内蒙古东北部和西部地区。     

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。     

50余年来厄尔尼诺-拉尼娜(El Nino/La Nina)事件对山西省气候影响分析

通过搜集整理1956年以来山西省降水和气温资料以及发生的厄尔尼诺(El Nino)/拉尼娜(La Ni-na)事件、分析了降水量、气温及干旱灾害事件与El Nino/La Nina事件之间的关系,研究了El Nino/La Nina事件对山西省气候的影响。结果表明:1956年以来山西省年降水量呈现明显的波动减少趋势,气温呈现明显的波动增加趋势;El Nino/La Nina事件的发生对山西省降水量影响显著,厄尔尼诺年降水量低于正常年降水量48mm,发生干旱灾害的可能性加大,对山西省工农业生产会带来不利影响;拉尼娜年降水量低于正常年降水量16mm,发生干旱灾害事件的可能性减少,对山西省工农业生产的影响较小。El Nino/La Nina事件的发生对山西省气温影响不是很明显,厄尔尼诺年均气温低于正常年均气温0.01℃;拉尼娜年均气温高于正常年均气温0.1℃。     

榆林市降水时空变化规律研究

通过收集榆林市1956-2005年82处雨量站点资料,采用年降水量集中度和集中期、变差系数和极值比、Mann-Kendall非参数统计检验对其年内、年际、趋势变化特点进行分析;同时考虑到研究中选取的站点稀疏,不足以精确的反映整个空间上的状况,采用普通Kriging方法进行空间数据的内插,最后借助Supermap GIS...     

宝鸡市12区县水资源生态安全基尼系数分析

为了能够统筹安排宝鸡市的水资源,提高水资源的利用率,对未来区域经济发展中如何确保生态安全提出对策提供一定的参考依据,本研究结合宝鸡市12区、县水资源的现状,应用洛伦兹曲线的基本原理及基尼系数计算方法,对2009年宝鸡市的水资源与耕地资源、GDP和人口布局等的匹配程度进行分析。计算得到宝鸡市水资源与耕地资源、GDP、人口匹配的基尼系数分别是0.3527、0.4501、0.5472,可以认为宝鸡市水资源与耕地资源匹配较好,而与GDP和人口分布匹配却极不平衡。     

ENSO事件对河西走廊气候与气候灾害的影响

通过对河西走廊敦煌、酒泉、张掖、武威4个城市58 a来气温和降水资料的搜集和整理,分析该区域气温和降水的变化、ENSO事件对该区气候以及旱涝灾害的影响。结果表明：1952年以来,该区年均气温总体呈波动上升趋势,气温增长率约0.3 ℃/10 a;年均降水量略有增加,增长率约2.3 mm/10 a。在58 a内该区发生旱涝灾害的频率为50%。小波分析显示,该区域轻度旱涝灾害周期为4~5 a,中度旱涝灾害周期为13~14 a,大的旱涝灾害周期为18~19 a,重的旱涝灾害周期为26~27 a。ENSO事件对该区平均气温的影响比平均降水量的影响明显,厄尔尼诺年气温明显升高,降水量略有增加;拉尼娜年气温明显降低,但年均降水量增加了10.5 mm。ENSO事件与该区旱涝灾害关系显著,该区域的旱灾和涝灾主要发生在ENSO事件年或前后年,并且旱涝灾害多发生在连续性的ENSO事件年。     

黄土丘陵区典型小流域多年降水变化特征分析

通过对黄土丘陵区燕沟流域多年降水的各项特征指标进行分析,研究了该区降水的年际变化特征,并初步提出了该区大气降水线方程。结果表明:研究区降水的年际变化差异很大;丰水年数与枯水年数较为接近,但发生连枯的年数大于发生连丰的年数;降水的逐年变化呈现波动,但整体变化趋势为逐年减少。研究区降水的氢氧同位素值普遍偏大,降水线方程为δD=7.5537δ18O+4.6211,与全球和中国降水线有明显区别。氘盈余雨季前大于西安站和全球水平,而雨季中则小于西安站和全球水平。     

海河流域1961～2010年干旱化特征及其变化趋势分析

利用1961～2010年海河流域内及其周边51个站的降水、气温、相对湿度、风速、日照时数等气候因子日数据,采用相对湿润度指数方法揭示了流域50年不同等级干旱的时空演变规律,并剖析干旱与气候变化的关系;再利用小波分析法研究流域相对湿润度指数距平的周期变化规律,预测海河流域未来的干旱化趋势。结果表明:时间上,流域轻旱频率最高,年代际变化上总体趋向干旱化;空间上,东北部为轻旱频发区;西北部的中旱频率较高;重旱主要集中于张家口、忻州、邢台等周边地区;流域降水量和蒸发量的年代/年代际变化呈双降趋势,且后者减小速率相对较小,区域整体干旱化有减弱趋势。流域相对湿润度指数距平的时间序列存在10年尺度的显著变化周期,预计到2017年间海河流域总体仍处于干旱化阶段。     

基于水资源的陕西生态安全基尼系数分析

采用量化的方法来衡量陕西省的水资源与耕地资源、GDP和人口布局等的匹配程度,进而对未来区域经济发展中如何确保生态安全提出对策。参照洛伦兹曲线原理及基尼系数计算方法,通过计算得到水资源与耕地资源、GDP、人口匹配的基尼系数分别是0.6015、0.6573、0.5687,都远超出了国际公认的0.4的警戒线,得出了陕西水资源与耕地资源、GDP和人口分布极不平衡的结论。因此今后必须统筹安排陕西的水资源,提高水资源的利用率。     

基于标准化降水指数的河南省近45年干旱时空特征分析

依据河南省45个气象站近45年逐月降水资料,以标准化降水指数作为干旱指标,详细分析河南省范围内干旱强度、影响范围、发生频率的时空演变规律。结果表明:(1)在过去45 a中河南省干旱具有明显的周期性且近年来有增强的趋势;从干旱发生站次比上来看,年尺度干旱站次比呈阶段性先增后减的变化趋势,且在全省范围内多发全域性、局域性干旱,分别为11、12 a;春季、夏季、秋季三季干旱站次比呈现上升趋势,上升率分别为1%·10a~(-1)、5.5%·10a~(-1)、9.6%·10a~(-1),其中,夏旱多为区域性干旱,春、秋两季多为全域性干旱,分别为13、12 a。(2)全省平均干旱频率为9.83%,秋季干旱频率高于其他三个季节,为17.53%;河南省东部商丘地区、西部三门峡地区是年、季尺度干旱高发地区,年尺度干旱强度与干旱站次比在时间上变化规律一致,都存在2～6 a的周期性。(3)年尺度干旱强度呈现增强趋势,20世纪90年代干旱强度最高,不同季节中干旱强度都表现为增强的趋势,为此河南省未来发生全域性干旱的风险依然很高。     

GIS支持下的陕西省粮食生产时空变异研究

综合应用变异系数、重心迁移模型、比较优势模型以及统计学和GIS分析方法,探讨了1980-2009年陕西省粮食生产时空格局演进过程。结果表明:陕西省粮食生产总体变化显著,粮食产量呈波动增长趋势,但粮食种植面积不断减少将危及区域粮食安全;根据粮食产量高低和生产稳定性特征,将陕西省分为高产低变型(宝鸡、咸阳、渭南、汉中)、低产低变型(安康、商洛)、高产高变型(西安)、低产高变型(榆林、延安、铜川)四个粮食类型区;各地区人均粮食产量差异较大,铜川、西安和商洛粮食紧缺,宝鸡、咸阳、渭南和榆林粮有盈余,延安、汉中和安康粮食基本自给;粮食生产总体分布不均衡,南北差异较大,重心移动的阶段性明显,总体呈"北上东进"的移动趋势;各类粮食作物具有比较优势的区域分布具有一定规律,小麦、玉米和大豆、稻谷生产具有优势的地区分别在关中、陕北、陕南。研究结果以期为粮食安全背景下的区域粮食生产宏观布局与优化以及农业的结构调整提供较为科学的决策依据。     

Precipitation trends and variability from 1950 to 2000 in arid lands of Central Asia

Climate warming will cause differences in precipitation distribution and changes in hydrological cycle both at regional and global scales. Arid lands of Central Asia(ALCA), one of the largest arid regions at the middle latitudes in the world, is likely to be strongly influenced by climate warming. Understanding the precipitation variations in the past is an important prerequisite for predicting future precipitation trends and thus managing regional water resources in such an arid region. In this study, we used run theory, displacement, extreme deviation theory, precipitation concentration index(PCI), Mann-Kendall rank correlation and climatic trend coefficient methods to analyze the precipitation in wet and dry years, changes in precipitation over multiple-time scales, variability of precipitation and its rate of change based on the monthly precipitation data during 1950–2000 from 344 meteorological stations in the ALCA. The occurrence probability of a single year with abundant precipitation was higher than that of a single year with less precipitation. The average duration of extreme drought in the entire area was 5 years, with an average annual water deficit of 34.6 mm(accounting for 11.2% of the average annual precipitation over the duration). The occurrence probability of a single wet year was slightly higher than that of a single dry year. The occurrence probability of more than 5 consecutive wet years was 5.8%, while the occurrence probability of more than 5 consecutive dry years was 6.2%. In the center of the study area, the distribution of precipitation was stable at an intra-annual timescale, with small changes at an inter-annual timescale. In the western part of the study area, the monthly variation of precipitation was high at an inter-annual timescale. There were clear seasonal changes in precipitation(PCI=12–36) in the ALCA. Precipitation in spring and winter accounted for 37.7% and 24.4% of the annual precipitation, respectively. There was a significant inter-annual change in precipitation in the arid Northwest China(PCI=24–34). Annual precipitation increased significantly(P=0.05) in 17.4% of all the meteorological stations over the study period. The probability of an increase in annual precipitation was 75.6%, with this increase being significant(P=0.05) at 34.0% of all the meteorological stations. The average increasing rate in annual precipitation was 3.9 mm/10a(P=0.01) in the ALCA. There were significant increasing trends(P=0.01) in precipitation in Kazakhstan, Kyrgyzstan and Tajikistan, with rates of 2.6, 3.1 and 3.7 mm/10 a, respectively.