基于干燥指数的近45年云南滇中地区干湿状况的变化特征

基于1970—2014年云南省滇中地区9个气象站点的气象数据,以Penman-Monteith公式为基础计算干燥指数,结合M-K检验法和5 a滑动平均法,分析了滇中地区干湿状况的时空变化规律。结果表明:（1）滇中地区实际蒸散量与潜在蒸散量呈显著正相关关系,说明Penman-Monteith公式计算的潜在蒸散量适合滇中地区;（2）滇中地区干燥指数多年平均值为1.55,属于半干旱区,近45年干燥指数整体呈上升趋势,上升幅度约为0.063/10 a,春季干燥指数呈减小趋势,减小幅度约为0.025/10 a,夏季、秋季和冬季均干燥指数呈上升趋势,其中秋季呈现显著上升趋势,上升幅度依次为0.024/10 a,0.111/10 a,0.476/10 a,M-K检验结果表明干燥指数发生突变的时间主要集中在20世纪70年代中前期和2009年左右;（3）滇中干燥指数受降水影响最为显著,整体上呈中间高,东西低的分布特征,冬季最干,春季较秋季干,夏季最湿;（4）在年尺度上变干趋势由中西部向东部越来越明显,春季变湿趋势由东部向中西部越来越明显,夏季变干趋势由中间向东西部越来越明显,秋季变干趋势由西北向东南越来越明显,冬季变润区主要分布在中部、东北部和东南部,变干区主要分布在西北部。     

近50年西藏主要农区霜冻指标的变化特征

以最低气温≤0℃作为霜冻指标,利用西藏9个气象站点1961-2010年逐日最低气温资料,采用气候倾向率、累积距平、信噪比和R/S分析等统计方法,分析西藏主要农区初霜日、终霜日、无霜期和霜冻日的异常气候变化,以期提高对异常霜冻灾害的预测能力,为有效防御霜冻提供依据.结果表明,(1)近50a西藏主要农区部分站点具有初霜日推迟、终霜日提早、无霜期延长的趋势;所有站点的霜冻日均表现为显著的减少趋势,减幅为1.9 ～9.6d/10a(P ＜0.05).(2)20世纪80年代至21世纪初,大部农区表现为初霜日推迟、终霜日提早、无霜期延长和霜冻日减少的年代际变化特征,尤以21世纪初明显.(3)近50a来,主要农区特早初霜冻发生频数为1～5次,以波密最多;特晚终霜冻发生频数为1～6次,仍以波密最多且主要发生在60年代;特短无霜期发生频数为1～7次,以波密最高;特少霜冻日的发生频数为2～10次,主要在21世纪初;特多霜冻日的发生频数为1～7次,多发生在60年代.(4)突变检测表明,拉萨的霜冻日,泽当的终霜日、无霜期和霜冻日以及浪卡子的无霜期和霜冻日发生了气候突变,突变点分别在1992、1991和1998年.(5)根据R/S分析,大部农区终霜日的Hurst指数大于0.5,说明未来终霜日仍将趋于提早,以泽当最为突出;各农区霜冻日Hurst指数均大于0.5,表明未来霜冻日仍趋于减少.     

近50年贵德县旱涝灾害变化特征分析

利用青海省贵德气象站1961—2010年逐日平均气温、逐月降水资料以及逐日最高、最低气温资料,分析近50a气温、降水以及最高最低气温的变化趋势,并对其突变年份进行了检测。用降水量来确定贵德县旱涝等级,进而确定出贵德县气温突变前后旱涝等级出现的年份及所占的比例。结果表明:贵德地区偏旱、正常和偏涝的状态不断增加,增加的比例为旱>正常>偏涝。运用马尔柯夫模型对未来5a的旱涝状态进行了预测,2011—2015年处于"偏涝"的概率较大。     

基于湿润指数的近35年青海省干湿状况变化分析

利用青海省1971—2004年1km分辨率空间插值气象资料,计算了基于FAO推荐的Penman-Monteith方法的潜在蒸散及Thornthwaite湿润指数,分析了近35a来气温、降水量及湿润指数的时空变化格局及趋势。结果表明:青海省总体上表现为较为显著的暖化和不显著的干旱化趋势;增温趋势以西部较高,而东南部较低;降水在西部的唐古拉和中部的柴达木盆地表现为增加趋势,而东南大部分地区表现为减少趋势;综合考虑辐射、气温和降水等气候要素的湿润指数表明,在西部唐古拉地区、柴达木盆地等干旱区表现为暖湿化趋势,而东南部的澜沧江源、黄河源等地区表现为干旱化趋势,但与降水变化趋势一样,其变化趋势的统计学特征并不显著。     

近50年博斯腾湖水位变化特征分析

以干旱区博斯腾湖为研究对象,依据博斯腾湖1956—2012年期间的水位监测数据,采用小波分析及MannKendall(M-K)趋势检验等统计学方法,揭示了近50a博斯腾湖水位变化趋势及规律。结果显示:博斯腾湖1956—2012年水位变化分为3个阶段下降(1956—1987年)—上升(1988—2002年)—下降(2003—2012年),其中1956—1987年水位下降了3.39m;1988—2002年上升了3.7m;2003—2012年再次下降了3.21m。水位总体上呈现出显著的下降趋势,且通过了α=0.05时的显著性检验。就其周期性变化规律而言,博斯腾湖水位存在18a的主周期,而38a的周期由于水位资料序列有限难以确定,需要更长的资料序列进行分析验证。     

1960-2011年河西走廊地表干湿状况的时空变化及影响因素

[目的]为了探讨河西走廊地区地表干湿状况对气候变化的响应。[方法]利用河西走廊地区14个气象站1960—2011年逐日气象数据,基于FAO推荐的Penman—Monteith模型计算河西走廊各气象站的参考蒸散量和湿润指数,采用Sen’s斜率和Mann—Kendall趋势检验方法,分析河西地区地表干湿的时空变化特征,探讨影响湿润指数变化的主导因子。[结果]河西走廊地表多年平均干湿指数为0.00~0.56,且52a来河西走廊湿润指数整体呈增加趋势;湿润指数的变化具有明显地域性差异。各季节湿润指数亦整体呈增加趋势,以冬季增幅最大,秋、春次之,而夏季变化最小。[结论]河西走廊地区气候属于干旱,52a来湿润指数略有增大,其主要原因是降水的增加和风速的减小。     

煤炭开采对矿区土地利用景观格局变化的影响

为揭示煤炭资源开采对矿区土地利用景观格局变化的影响,以徐州沛北矿区为例,应用GIS、景观生态学和数理统计方法,分析了该区土地利用结构和景观格局变化,并从生命周期的角度探讨了煤炭开采对景观格局演变过程的影响。结果表明:1994—2014年间沛北矿区土地利用结构和景观格局变化显著,耕地、林地和未利用地减少,工矿建设用地和塌陷水体持续增加;景观呈破碎化和均匀化趋势,景观分形特征趋于简单化和规则化。进一步对景观指数突变检验分析可知,耕地最大斑块指数和集聚度指数分别在1999年和2001年出现突变点;塌陷水体的最大斑块指数自1995年起持续上升,而集聚度指数呈显著上升—变化不显著—显著上升的趋势。煤炭持续大规模开采导致地面塌陷、积水,耕地损毁以及快速城镇化是景观格局变化的主要原因,但随着矿区土地复垦,耕地、水体面积增大,景观破碎化程度减小,对塌陷地的治理取得了一定成效。研究结果对矿区土地复垦和受损生态景观修复具有重要的指导作用。     

黑龙江省近45年积温变化及积温带的演变趋势

选取黑龙江省80个地面气象站1961-2005年≥10℃积温资料,研究黑龙江省积温变化及其引发的积温带变化和演变趋势.积温用逐日平均气温通过5日滑动平均方法计算得出,采用Mann-kendall方法进行突变检验.结果表明:随着全球气候变暖,近45a黑龙江省≥10℃积温呈明显增加趋势;积温的年代际变化显示出20世纪70年代略有减少、而后显著增加的变化趋势;M-K检验结果显示,积温在1993年发生突变性增加.由于黑龙江省≥10℃积温的累进增加,全省≥10℃积温带出现明显的北移和东扩,其中,第一积温带北移最明显,平均达0.5个纬距,第三积温带东扩最明显,达2个经距.     

六安地区近50年来降水量的变化特征

采用寿县、六安和霍山1956-2005年的降水量资料,运用离差系数、变化趋势、突变分析和功率谱分析等方法分析了六安地区50a来降水量的变化特征,初步探讨降水变化对农业生产的影响.结果表明:三站近50a来的降水量均呈正态分布,变异等级为中级;年降水量均随时间进程呈减少趋势,且减少速率顺序为六安＞寿县＞霍山;通过诊断发现三站50a来年降水量的变化过程均可以分为偏干、偏湿、干湿交替3个阶段,寿县和六安站的降水突变点在1992年,霍山在1965年;通过功率谱分析发现,寿县、六安和霍山站的年降水量分别有7～8a、2～3a和2a的明显周期性变化规律.     

近50年来山东省极端降水指数变化特征分析

利用山东省117个气象站1961—2013年逐日降水观测数据,根据选取的9个极端降水指数,分析了区域内各极端降水指数的时间变化趋势和空间分布规律,并探讨了各极端降水指数与总降水量之间的关系。结果表明:长时段(1961—2013年)中一日最大降水量(RX1d)、最大连续五日降水量(RX5d)、降水强度(SDⅡ)、最长连续无雨日数(CDD)增大趋势不明显,其他各指数均有减小趋势,短时段(1991—2013年)除RX1d,CDD呈减小趋势,其他各指数均有增大趋势。不同地区两时段各极端降水指数变化趋势并不相同,短时段变幅更大同时变化显著的站点更多。除CDD和总降水量有近三分之一的站点为不显著的负相关外,其他指数和总降水量多为显著正相关。     

甘肃省近50年暴雨变化特征及其灾害效应

[目的]研究甘肃省近50 a来暴雨的时空变化及灾害特征,为该区的暴雨气候预测和防灾减灾工作提供科学依据。[方法]根据甘肃省29个气象站1968—2017年逐日降水资料,应用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验法、Morlet小波变换等方法进行研究。[结果]①陇东地区为甘肃省暴雨高值高频中心区,陇南地区次之,河西走廊和陇西地区最低。②近50 a甘肃省暴雨日数总体呈上升趋势,7月最为显著,但5月呈下降趋势。③近50 a甘肃省暴雨量经历了少—少—多—少—多的年代际变化过程,除80—90年代是秋季暴雨量贡献较大以外,其余年代均是夏季暴雨量贡献较大。④甘肃省暴雨日数与暴雨量的振荡周期一致,存在8和3 a两个短周期,暴雨日数的8 a周期比3 a周期明显,暴雨量反之。研究期内甘肃省暴雨日数没有明显突变,暴雨量在1977年发生了突变。⑤近50 a暴雨变化的原因可能是受到全球变暖和东亚季风增强的影响。[结论]甘肃省近50 a暴雨的增加造成了洪灾、旱灾的增加,应对甘肃地区加强暴雨气候监测以及防灾救灾工作。     

近50年浙西南汛期旱涝变化及特征

通过对浙西南汛期降水资料的分析,引用降水指数建立了浙西南旱涝序列,根据当地汛期特点将汛期分为前汛期和台汛期。分析结果表明,浙西南汛期和前汛期降水总量表现出明显的减少趋势,而台汛期具有弱的增加趋势。汛期旱涝变化具有明显的年际特征,从上世纪50年代以来到70年代末浙西南汛期雨水趋少,从80年代到90年代末雨水增多,到了21世纪初又有减少的趋势。因此在上世纪50年代以及90年代是涝灾多发时段,而70年代中期到80年代中期是一个旱灾多发时段,进入21世纪后汛期降雨量又迅速的减少,旱灾发生渐频。另外浙西南旱涝序列还有一定的周期性,前汛期、台汛期以及汛期的旱涝周期分别是6～7 a、2～3 a、26 a。     

近50年黑龙江省作物生长季农业气候资源的变化分析

利用1961-2010年黑龙江省28个站点逐日气象资料,应用Mann-Kendall突变检测和线性趋势系数方法分析作物生长季(5-9月)农业气候资源的变化特征,并运用降水集中度和集中期对降水条件进行分析。结果表明,研究区近50a来日照时数平均每10a减少8.8h,稳定突变点在1980年;农业热量资源显著增加,平均气温增加趋势极显著(P<0.01),最低气温升高是增温的主要贡献者,作物生长季气温突变点在1996年,比全年平均气温突变点晚了10a左右,≥10℃积温和积温日数增加也极显著(P<0.01),但积温的初、终日年际间变化较大;农业水资源减少,总降水量平均每10a减少4mm,降水量级越大,降水分配的不均匀性越突出,中雨以下降水日数显著减少(P<0.01),而大雨和暴雨降水日数增加,平均增速分别为0.5和0.45d.10a-1;降水集中期在7月下旬,且降水量级越大,其集中度越大,大雨和暴雨以上降水的集中度分别为57.7%和68.7%,极端降雨过于集中,不利于被农作物有效利用,且容易出现局地洪涝。     

近60年中国不同气候区极端温度事件的时空变化特征

利用1956-2015年中国200个气象站点的逐日最高和最低气温资料,采用国际ETCCDI推荐的10个极端温度指标,结合Mann-Kendall非参数检验、Sen’s slope斜率估计和Pettitt突变点检验等方法,研究了中国近60a极端温度事件的变化趋势及其在中国四大气候区的空间分布特征。结果表明：（1）整体上看,暖夜日数（TN90p）、暖昼日数（TX90p）分别以2.12和1.00d10a-1（P<0.01）的速度显著增加,而冷夜日数（TN10p）、冷昼日数（TX10p）以1.44和0.70d10a-1（P<0.01）的速度显著下降;基于阈值的极端温度事件指标中,霜冻日数（FD0）显著下降（2.84d10a-1,P<0.01）,夏日日数（SU25）和热夜日数（TR20）均显著上升（分别为1.77和1.44d10a-1,P<0.01）;基于持续期的指标中,暖日持续日数（WSDI）和作物生长期（GSL）表现为显著上升趋势,而冷日持续日数（CSDI）在全国范围内变化不显著。（2）冷指标的变暖幅度大于暖指标的变暖幅度;与最低气温相关联的夜指数（如TN10p、TN90p和FD0）的变暖幅度明显大于与最高气温相关联的昼指数（如TX10p、TX90p和WSDI）的变暖幅度。（3）四个气候区极端温度事件发生突变的时间段主要集中在20世纪80年代和90年代,80年代中期以后绝大部分指标的变化幅度相对以前更为显著。（4）在空间上,极端温度指标变化幅度在各区域间差异较大;高原山地气候区冷指数减小幅度最大,部分暖指数（如SU25、TR20和WSDI）在（亚）热带季风性气候区增长幅度最大。     

基于遥感生态指数的神东矿区1995-2020年生态环境质量的时空变化特征分析

[目的]分析神东矿区1995-2020年生态环境质量时变化特征,为改善该区域生态环境提供科学依据.[方法]基于1995-2020年6期Landsat 5 TM及Landsat 8 OLI数据,利用主成分分析法,选用干度指标(NDSI)、绿度指标(NDVI)、热度指标(LST)、湿度指标(WET)构建遥感生态指数(RSE...     

近16年三峡库区径流输沙变化分析

河流水沙情势影响河流生态系统的稳定,改变河流形态,被广泛用于解释河流的时空变化规律.三峡库区是我国最重要的生态区域之一,三峡水库作为中国最大的水库,其运行极大改变了库区内长江干流原有的水沙情势.研究近年库区内的长江干流的水沙变化可为水库的调度运行及库区的泥沙问题提供一定的参考.基于三峡库区干流入库站朱沱站、位于嘉陵江与...     

近54年濮阳市降水变化特征及突变分析

采用线性趋势分析和t检验、滑动t检验方法对濮阳1954年12月-2008年11月的月、季、年降水资料进行综合分析。结果表明:濮阳年降水量总体呈减少趋势(-8.66mm/10a,|t|=1.5694t0.05/2=2.0084);按季节分析,春季降水量有增多趋势,冬、夏、秋季降水量均呈减少趋势(春季,3.66mm/10a,|t|=0.3773;秋季,-8.85mm/10a,|t|=0.7076;夏季,-3.33mm/10a,|t|=0.1;冬季-0.14mm/10a,|t|=-0.06);按月分析,2-3月和5-7月降水量总体呈增多趋势,其余月份降水量均为减少趋势。突变分析结果显示,当地的降水存在明显突变现象,70年代中后期-80年代初突变明显,年和5月份的突变极显著,3月、5月和11月突变前后的距平百分率差值达59~64个百分点,春、秋季突变前后的距平百分率差值也在30~40个百分点;90年代末-21世纪初也存在突变现象,7月份突变极显著,3月和7月突变前后的距平百分率差值在52~77个百分点,春、夏季突变前后的距平百分率差值也在29~31个百分点。降水日数随年代变化也有减少的趋势,平均减少1.8d/10a(|t|=1.9037t0.1/2=1.6684)。暴雨天气发生时间在逐渐提前。强降水日数的多、少与该年代降水量偏多、偏少的趋势相一致。     

宁夏引黄灌区近50年北移冬小麦越冬期温度变化特征分析

利用宁夏引黄灌区所辖市（县）的11个气象站点1961-2009年的逐日温度数据,分析了当地北移冬小麦种植区各项温度指标的变化特征。结果表明：近50a来,宁夏引黄灌区1月极端最低气温的平均值为-19.8℃,冬小麦北移后比北移前升高了3.9%;1月的平均温度为-7.4℃,冬小麦北移后比北移前升高了12.8%,1月平均气温低于-9℃的年数减少了75%,说明宁夏引黄灌区北移冬小麦已经处于冬小麦种植北界内的适宜种植区;北移冬小麦生育期≥0℃积温平均值为1969.6℃.d,冬小麦北移后比北移前增加了11.1%,但无论冬小麦北移之前还是之后,宁夏引黄灌区冬小麦生育期≥0℃积温都能保证冬小麦正常生长;北移冬小麦越冬前≥0℃积温平均值为363℃.d,北移后比北移前增加了10.3%,接近华北冬小麦生长所需冬前≥0℃积温400℃.d的下限;越冬期负积温平均值为-586℃.d,北移后比北移前增加了22.3%,但仍然达不到华北冬性和强冬性品种安全越冬的越冬期负积温的下限。因此,适时早播和加强水肥管理以增加冬前≥0℃积温、培育壮苗和提高冬小麦的越冬存活率是保证北移冬小麦高产的关键技术措施。     

近50年东北玉米生育阶段需水量及旱涝时空变化

分析近50a东北玉米生育阶段的水分供需及旱涝变化,可以为防灾减灾对策的制定提供理论依据。该文基于东北地区48个农业气象观测站1961-2010年逐日气象资料、近20多年玉米生育期资料及近10a农业灾情多元数据,利用作物系数法计算4个生育阶段的需水量,揭示东北玉米4个生育阶段水分供需的时空规律;以作物水分盈亏指数为评价指标,分析近50a东北玉米不同生育阶段的旱涝分布及演变。结果表明:东北玉米4个生育阶段及全生育期的需水量没有显著变化;乳熟-成熟阶段,有显著的干旱化趋势,其它3个阶段和全生育期没有明显的旱涝变化。4个生育阶段需水量空间差异较大,基本呈带状分布。播种-七叶期,中旱及以上、中涝及以上灾害频率较低;后3个生育阶段,中旱及以上、中涝及以上灾害频率较高,且全域、区域旱涝现象呈明显的年代际变化特征,从20世纪80年代起全域、区域中旱及以上、中涝及以上次数明显增加。     

华北区域近50年气候态类型变化分析

应用1961-2009年近50a华北区域均一化观测资料,分析该地区气候变化趋势,并结合柯本气候分类法,研究该地区气候态类型变化特征。结果表明:1961-2009年,华北区域平均增温幅度为0.44℃/10a,降水量呈减少趋势,减少幅度为9.3mm/10a。空间变化趋势表明,华北区域全区均呈增温趋势,其中,内蒙古中部和东部、河北南部的部分地区升温最为明显,超过0.6℃/10a。华北区域年均温0℃和5℃等值线在2000-2009年较20世纪60年代有较明显的北移现象,尤其在内蒙古中部地区更为明显。近50a华北区域250mm降水分界线有较大波动,主要集中在内蒙古东北部锡林郭勒至呼伦贝尔地区,近10a等值线东移最为明显,表明降水明显减少。柯本气候分类法分析表明,1961-2009年,华北区域气候呈现了暖干的变化趋势,部分站点从非干旱-干旱气候类型变化到干旱-半干旱气候类型,主要集中在内蒙古中部和山西北部地区,但华北区域整体的气候带和气候类型没有发生根本性的变化。