洮河流域气候变化及其对水资源的影响

利用洮河流域气象观测资料和水资源定位观测资料,分析气候变化特征、水资源变化特征及其二者的关系,建立水资源气候模式。分析表明：洮河流域降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率在-14．5～-4．6mm／10a之间,降水量递减以夏季降水量递减为主。气温年际变化趋势呈显著上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率在0．12～0．59℃／10a之间,增温率以冬季最大,年际变化趋势从20世纪70年代之后持续上升。年干燥指数变化呈显著上升趋势,年干燥指数变化曲线线性拟合倾向率在0．05～0．12／10a之间。近50年来洮河流域气候趋于暖干化。洮河流域水资源呈显著下降趋势,年际变化存在2～3,8～9,15a的年际周期变化。水资源与降水量呈显著正相关,与干燥指数呈显著负相关,降水量减少,干燥指数上升,导致水资源减少。     

共和盆地近50年水资源的气候变化特征

利用青海省共和盆地2个站点1961-2007年的平均气温及降水量资料,分析了共和盆地水资源的气候变化特征。结果表明:年平均气温整体呈上升趋势,平均以0.38℃/10 a速率上升,气温偏高主要是在冬季,夏季变化幅度不大,1987年气温发生了由低到高的突变。近47 a来共和盆地的年降水量呈微弱的增加趋势,变化倾向率为1.9 mm/10 a。对共和盆地而言,尽管降水和气温都呈增加趋势,但由于降水增长引起的地表水资源的增加不足以抵消气温升高带来的影响,因而将导致可利用降水资源的总体降低趋势。     

洮河流域气候变化及其对水资源的影响

利用洮河流域气象观测资料和水资源定位观测资料,分析气候变化特征、水资源变化特征及其二者的关系,建立水资源气候模式。分析表明:洮河流域降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率在-14.5~-4.6 mm/10 a之间,降水量递减以夏季降水量递减为主。气温年际变化趋势呈显著上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率在0.12~0.59℃/10 a之间,增温率以冬季最大,年际变化趋势从20世纪70年代之后持续上升。年干燥指数变化呈显著上升趋势,年干燥指数变化曲线线性拟合倾向率在0.05~0.12/10 a之间。近50年来洮河流域气候趋于暖干化。洮河流域水资源呈显著下降趋势,年际变化存在2~3,8~9,15 a的年际周期变化。水资源与降水量呈显著正相关,与干燥指数呈显著负相关,降水量减少,干燥指数上升,导致水资源减少。     

松嫩平原50年来气温及降水变化分析

运用趋势系数和气候倾向率分析了松嫩平原地区50a来气温及降水的时空变化规律。结果表明，50a来本区气温有显著上升趋势，平均气温以0．3487℃／10a幅度升高。全年各月气温均呈上升趋势，但是冬春季升温剧烈，达0．5754℃／10a；夏秋季较弱，仅为0．1868℃／10a。由于最冷月平均温度升高比最热月大，导致气温年较差减少。气温升高存在显著的区域差异，平原西北部地区增温强烈，气温倾向率大于0．45℃／10a；平原东部地区气温倾向率较低，小于0．20℃／10a。全区降水总体趋势性变化不显著，但还是呈现弱的减少趋势，平均年降水量倾向率为-0．0783mm／10a，且秋季降水减少明显。     

近50年气候变化对塔拉滩草地荒漠化的影响

塔拉滩区地处共和盆地,20世纪80年代以后,该地区草地严重退化,沙漠化强烈发展等生态恶化问题十分突出。通过共和盆地近50a的气温、降水、大风、沙尘暴和草地蒸发力等气候因子的变化特征,分析了草地退化的主要原因,结果显示46a来仅气温呈现出明显的上升趋势,降水呈现微弱的增加趋势,蒸发量和草地蒸发力随时间呈现上升趋势。通过1987年、1996年两期TM卫星遥感影像解译和1994年、1999年两期沙漠化普查与监测,进一步表明共和盆地塔拉滩草地荒漠化正在扩展。塔拉滩草地荒漠化扩展是气候变化和人类活动共同胁迫的结果,不合理的人类活动对荒漠化发生与扩展起着加速、加剧作用。     

近48年新疆夏半年参考作物蒸散量时空变化

利用新疆101个气象站1961-2008年夏半年（4-9月）逐月气候资料,在采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算出各站逐月参考作物蒸散量的基础上,使用气候倾向率、累积距平、t检验、Morlet小波、相关分析和Kriging插值技术等方法,对新疆近48a夏半年参考作物蒸散量时空变化特征及其气候成因进行了探讨。结果表明：（1）新疆夏半年平均参考作物蒸散量为942.5mm,在空间分布上呈现＂南疆大于北疆、东部大于西部、平原和盆（谷）地大于山区＂的格局。其空间分布与各地气温、日照时数、降水量、平均风速和空气相对湿度具有较好的对应关系,表现为,气温高、风速大、日照充足、降水少、空气干燥的区域,夏半年参考作物蒸散量较大,反之,蒸散量较小。（2）1961-2008年新疆夏半年参考作物蒸散量与同期日照时数、平均风速呈显著的正相关,与降水量、空气相对湿度为显著的负相关,与平均气温的相关关系虽不显著,但两者的年际间波动趋势基本一致。近48a,受气温上升、风速减小、降水量增多、相对湿度增大的综合影响,新疆夏半年参考作物蒸散量总体以20.09mm.10a-1的倾向率呈极显著的减小趋势。（3）突变检测表明,新疆夏半年参考作物蒸散量于1986年发生了突变性的减小,突变后的平均参考作物蒸散量较突变前减少了65mm,减少6.6%。（4）新疆夏半年参考作物蒸散量存在4~5a、12a和准22a的周期性变化,预计未来数年参考作物蒸散量将有增大的趋势。     

川滇地区气候特征与旱涝灾害变化趋势分析

以川滇地区70个气象观测站点1961-2011年的降水、气温资料为基础,采用线性回归、M-K突变检验、反距离加权空间插值、小波变换等方法,分析了川滇地区近51a来气候变化特征和旱涝灾害趋势。结果表明:(1)近51a来川滇地区气温总体上呈增加趋势,气温倾向率为0.21℃/10a,增温趋势系数高达0.71,气温存在极其显著的长期增温趋势。川西高原年平均气温最低,云南省南部地区气温最高,海拔高度是影响该区气温空间差异的重要因素。(2)近51a来川滇地区降水量总体上呈减少趋势,平均递减率为10.76mm/10a。受西南季风与海拔高度的影响,降水量在空间分布上差异极大,川西高原与四川盆地西南周边地区降水量相对较少,四川盆地降水相对丰富,滇西南地区降水量最为充沛。(3)川滇地区气候暖干化趋势明显,分别在1997和1999年发生了增温和降水量减少的突变,旱涝灾害存在10~15a和28a的周期振荡,该区涝灾向旱灾转化的趋势明显。     

万载县近30年气候变化特征分析

选用万载县1987—2016年气温、降水、日照气象资料,采用线性倾向估计法和距平分析法分析该县气候变化特征。得出:近30 a万载县年平均气温呈上升趋势,气候倾向率为0.418℃/10 a,四季平均气温均呈上升趋势,春、夏、秋、冬季气候倾向率分别为0.61℃/10 a、0.298℃/10 a、0.579℃/10 a和0.173℃/10 a;万载县年平均降水量整体呈减少趋势,每10 a约减少9.58 mm,其中冬季降水量减少是致使年降水量减少的主要原因;日照时间也呈波动下降趋势,气候倾向率-88.2 h/10 a,春、夏、秋、冬季平均日照时间除春季有略增多趋势以外,其余三季均呈减少趋势,气候倾向率分别为0.796 h/10 a、-12.509 h/10 a、-11.236 h/10 a和-6.456 h/10 a。     

洱海流域近59年水资源的多时间尺度分析

以分析洱海流域地区水资源的时序变化特征为研究目标,利用国家气象局整编的大理气象站气象资料(1951-2009年),用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算潜在蒸散量,分析了近59a来洱海流域地区降水和蒸散量的变化特征,并分析计算了相应的降蒸差及其演变特征。结果表明:(1)各年代降水量呈现了一个先减少后增加的变化规律,春季降水量有显著上升趋势,线性倾向值为13.6mm/10a,夏季各年代降水量呈现了一个先减后增加的变化规律,秋季降水量大体经历了"少-多-少"的变化过程,年降水量发生的两次突变都是由少雨期到多雨期,春季、夏季和冬季降水发生了明显的突变,春季和冬季突变后进入多雨期,而夏季进入少雨期;(2)年蒸散量在波动中有减少的趋势,达到7.8mm/10a,春季、夏季和冬季的蒸散量呈现波动变化特点,最近10a呈现显著减少的趋势,秋季的蒸散量呈现显著的减少趋势,达3.0mm/10a。年蒸散量和春季蒸散量存在明显的突变现象,但不是在同一时期发生,目前都处于低蒸散期;(3)年内降水量和降蒸差的逐月变化趋势基本相同,但月间分布不均衡,蒸散量逐月变化趋势呈现5月为最大值的近似单峰抛物线的线型分布;(4)未来本地区冬、春、秋季节干旱依然存在,影响作物尤其是坡耕地玉米和冬季大蒜的正常生长和发育。     

新疆东部地区气候变化及对生态环境的影响

采用线性回归分析以及Mann-Kendall和累积距平等突变检验方法对新疆东部地区1961—2011年的气温和降水两个指标进行研究,从而揭示该地区气候变化的事实及趋势,探讨了其对区域生态环境的影响。研究显示新疆东部地区及各站点年平均和四季平均气温在过去50多年内均呈上升趋势,达0.42℃/10 a,增温率是IPCC第四次报告中全球近50 a增温率的三倍多,高于中国和西北干旱区的增温率,并且在1993年发生增温速度的突变。四季气温中,冬季气温升高对年气温上升贡献最大。新疆东部地区各站点年降水量在研究时段内有增有减,巴里坤站呈较为明显增加趋势,增幅为9.77 mm/10 a,而十三间房站年降水量呈微弱的下降趋势,下降了1.97 mm/10 a,其余各站均有增加趋势,但趋势不显著,并且在1976年发生了增湿突变。新疆东部地区温度升高,降水量增加,总体向暖湿化发展,这种变化对该地区水资源和沙尘暴天气事件等生态环境有重要的影响,具体的影响评估需要进一步研究。     

天山北麓近50年气温和降水的变化特征

根据天山北麓8个气象站1961—2010年气温和降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、Hurst指数等方法,分析了天山北麓气温和降水的变化特征。结果表明:（1）50 a来,天山北麓年平均气温和年降水量均呈增加趋势,其变化率分别为0.26 ℃/10 a、15.67 mm/10 a;冬季增温最为明显,升温幅度达0.49℃/10 a左右,降水倾向率表现为夏季最大,为5.44 mm/10 a;（2）年平均气温和年降水量的突变年份分别在1996年和1983年;未来两者整体上呈增加趋势;（3）极端高（低）温指数在近50 a呈现增加（减少）趋势;极端降水指数中零降水日数和最长连续无降水日数呈不同程度的递减趋势,1日最大降水量和极端强降水日数以1.36 mm/10 a和1.81 d/10 a的速率递增,各极端气候指数空间差异明显;极端气温指数与年平均气温、极端降水指数与年降水量均有很好的相关性。     

LAND USE AND CLIMATE CHANGES AND THEIR IMPACTS ON RUNOFF IN THE YARLUNG ZANGBO RIVER BASIN,CHINA

Impacts of land use and climate change on runoff were investigated by studying the runoff in the Yarlung Zangbo River basin, China. Trends in precipitation, mean air temperature, and runoff were analysed by non‐parametric Mann‐Kendall tests. Land‐use changes were examined with land‐use transition matrix and geographic information system tools. Land‐use and climate changes showed several characteristics, including increased reforestation, decreased grassland, retreat of glaciers and increased desertification. Human activity caused great impact, especially within densely populated regions and cities. Reforestation and degradation of grasslands were more frequent than deforestation and cultivation of grasslands. Annual mean air temperature, precipitation and runoff showed increasing trends between 1974 and 2000. The impacts of land use and climate change on runoff had different effects depending on region and season. In the season of freezing, climate change clearly affected runoff within regions that experienced precipitation. Altered evapotranspiration accounted for about 80 per cent of runoff changes, whereas land‐use changes appear to have had greatest impact on runoff changes within regions that have inconsistent relationships between runoff and climate change. It was demonstrated that afforestation leads to increased runoff in dry seasons. It was estimated that glacier snow melt has caused annual runoff to increase at least 6·0 mm/10yr, 2·1 mm/10yr and 1·7 mm/10yr in Regions 1, 3 and 4, respectively, whereas evapotranspiration caused annual runoff to decrease at least 7·4 mm/10yr in Region 2. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于GIS的三峡库区生态环境综合评价——Ⅳ.降水量变化（1951-2004）

根据三峡库区及周边地区1951-2004年33个气象站点的地面气象数据和1∶25万的地形图,利用线性趋势模型和＂回归分析＋残差修正＂插值法生成库区100m×100m的气候变化的时空分布图,定量评估三峡库区近54a来降水量的年和季节变化规律。结果表明：1951年以来,库区年和四季降水量变化趋势不显著（p〉0.05）。年降水量在50年代-80年代后期有增多趋势,随后年降水量有减少趋势,90年代后期以后降水变化幅度较大。在四季降水量的时间变化中,夏季降水量变化幅度较大,偏差一般在±80mm内;冬季降水量的变化幅度较小,偏差一般小于±10mm。50年代-70年代中后期-2004年,三峡库区春季经历了变湿-变干-变湿的过程;夏季正好相反,经历了变干-变湿-变干的过程;秋季气候在70年代中期前变湿,70年代中期后变干。同时,三峡库区的降水量变化也存在区域差异：春季的东部地区（-4- -2mm/10a）和秋季的西南部（-6.3- -4mm/10a）、中部地区（-4- -2mm/10a）减少最显著;而夏季降水量呈增加趋势,虽然冬季大部分地区降水量也有增加,但增加幅度不大。     

2001-2015年伊犁河谷草地蒸散发时空变化分析

蒸散发（Evapotranspiration,ET）是陆地生态系统环境调节的重要方式。草地退化背景下,研究草地蒸散发的时空变化,对掌握草退化生态效应具有重要意义。选择草地退化严重的伊犁河谷作为研究区,利用2001-2015年MODIS ET和NDVI遥感数据以及气温和降水站点数据,借助于GIS空间分析技术,反演植被覆盖度,插值生成气温和降水空间分布数据,进而进行差值和相关性计算,对该区草地ET时空变化及其影响因素进行分析和探讨。结果表明:（1）伊犁河谷草地多年平均ET为395.74 mm;空间上43.21%区域ET位于400~500 mm;全区ET不仅海拔分异明显,且与覆盖度的空间分异总体一致;（2）近15 a伊犁河谷全区草地平均ET减少11.06%,空间上ET发生减少面积占到98.07%,其中51.82%的减少比例位于10%~20%,主要分布在海拔较低的洪积平原和低山区;（3）2011-2015年时段ET变化的空间分异发生较大转变,低海拔区ET减少比例明显缩减,而高海拔区ET减少比例扩大;（4）伊犁河谷草地植被覆盖度与ET的相关性最高,植被覆盖度是决定草地ET空间分布及时空变化的关键因素,降水对草地ET空间分布及变化的影响高于气温。伊犁河谷植被覆盖度、降水及气温的降低均构成草地ET降低的驱动因素,但复杂的地形使伊犁河谷草地ET与其影响因素的相关性呈现明显且多样的空间差异。     

青藏高原典型沙化区草地土壤质量评价

为了探究青藏高原沙化区草地土壤质量变化,采用主成分分析法筛选具有代表性的土壤质量指标构建最小数据集,计算土壤质量指数SQI(Soil Quality Index),评价了青藏高原海晏县、共和县、贵南县3个典型沙化区不同沙化程度下的土壤质量变化特征。结果表明:(1)随着沙化程度的减弱,3个典型沙化区草地的地上生物量均值由0增大至(0.8±0.18)kg/m²; 土壤有机质、全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷、碱解氮等养分含量增大,土壤阳离子交换量(CEC)增大了87.28%; 土壤容重减小了33.62%;(2)3个典型沙化区内不同沙化程度下,贵南县森多镇土壤质量最好,其次为共和县铁盖乡,海晏县三角城镇土壤质量最差;(3)最小数据集与全数据集的土壤质量指数呈现极显著相关关系,表明采用最小数据集法代替全数据集法评价典型区沙化草地土壤质量是行之有效的。综上所述,沙化区草地的土壤质量随沙化程度的加剧逐渐降低,不同沙化区草地土壤质量存在空间差异性。     

内蒙古地区1960-2016年气温和降水特征及突变

利用内蒙古地区1960—2016年45个气象站的逐月气温和降水量数据,通过线性倾向估计、径向基函数插值法、累积距平、滑动t检验、Mann-Kendall法和小波分析,研究了内蒙古气温和降水量的时空变化特征和突变现象。结果表明:内蒙古近57年来气温呈显著上升趋势,明显高于全球年均温增温率,达0.38℃/10 a,且在1987年发生增温突变;四季气温中,春季和冬季均温升高对年均温上升贡献度最大;年均温和季均温年代际变化呈明显的增暖趋势,年均温、季均温在1990—1999年开始变暖;内蒙古年均温和增温率二者分布规律相同,即:东部 < 中部 < 西部。内蒙古年降水量呈不显著上升趋势,年降水量倾向率自西向东呈现出增—减—增的趋势,降水量最少的年代为2000—2009年,降水量最多的年代为1990—1999年,降水量增率为0.47 mm/10 a,且在1999年发生由丰水到枯水、2011年发生由枯水到丰水的两次突变;两季降水量中,内蒙古雨季降水量呈减少趋势,非雨季降水量呈增加趋势,且增加量和减少量均为东部 > 中部 > 西部。小波分析显示,1960—2016年内蒙古年均温变化以15 a的周期为最强;年降水量变化以11 a的周期为最强。通过以上分析,1960—2016年内蒙古气候正在由暖干化向暖湿化转型。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对山西省南部地区气候的影响

根据1961年以来的气温和降水资料,结合小波分析和发生的厄尔尼诺/拉尼娜事件,分析了1961年以来山西省南部地区气温和降水的变化趋势、周期以及厄尔尼诺/拉尼娜(El Nino/Southern Oscillation,ENSO)事件对山西省南部地区气温、降水量以及旱涝灾害的影响。研究结果表明,1961年以来山西省南部年平均气温总体呈波动式上升,上升速率为0.34℃/10a,而年平均降水量总体呈下降趋势,下降速率为23.4mm/10a。小波周期分析显示,山西省南部气温变化的周期约为3,8,20和25a,降水量变化的周期约为3和7a。厄尔尼诺年山西省南部年平均气温升高,降水量显著减少,而拉尼娜年气温下降,降水量略有增加。该区在厄尔尼诺年易发生旱灾,而拉尼娜年易发生涝灾,且旱涝灾害多分别发生在连续性的厄尔尼诺年和拉尼娜年。     

西北各省季节降水变化及其贡献的差异分析

利用中国西北地区124个气象台站1951?2015年逐日降水资料,通过计算各季节降水量及降水日数贡献率,解析西北五省（区）不同季节各等级降水量及降水日数贡献率差异,明确不同季节降水量和降水日数变化对年降水量和降水日数变化,以及同季节内不同等级降水量和降水日数变化对当季降水量和降水日数变化的作用,以探究西北地区降水的时空变化特征。结果表明：（1）1951-2015年,西北地区年降水日数以0.1d·10a-1（P＜0.01）的速率极显著减少,各站点年平均降水日数及线性变化趋势差异较大;（2）1951-2015年,西北地区年平均降水量以3.9mm·10a-1（P＜0.01）的速率极显著增加,变化显著区域主要分布在新疆及青海地区;（3）研究区域降水季节分布不均,主要集中在夏季,其中各省（区）夏季降水量贡献率在50%～63%,降水日数贡献率在35%～48%,春秋两季降水接近,冬季降水最少;各季节降水均以小雨和中雨为主,各省（区）两者降水日数累计贡献率均在90%以上,暴雨仅发生在夏季且降水日数贡献率低于1%,秋季各等级降水分布与春季基本一致;（4）夏、秋季节降水量和降水日数变化是年降水和降水日数变化的主要原因,小雨至中雨降水量和日数变化是导致季节总降水量和降水日数变化的最主要原因,而春、冬季降水在年降水、大雨至暴雨在当季（年）降水中不占优势,故其作用不明显。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对陕西省榆林地区气候的影响

通过对陕西省榆林地区近56a来气象资料、历史资料的搜集和整理,研究了厄尔尼诺/拉尼娜(ElNino/Southern Oscillation,ENSO)事件对榆林地区气候与气象灾害的影响,分析了降水及气温变化的周期性。结果表明,1954年以来,榆林地区气候变暖变干趋势显著。1954年以来榆林地区年均温平均升高了0.025℃/a,年降水量递减率为1.740mm/a;厄尔尼诺年气温高出正常年份0.12℃,拉尼娜事件发生年年平均气温较正常年份平均气温没明显变化。厄尔尼诺事件年榆林地区降水呈现明显的减少趋势,比正常年份减少了8mm。拉尼娜事件年对榆林地区降水增加也有一定影响,平均增加3mm/a。榆林地区气温与降水量存在3a为主的短周期和20a为主的长周期。ENSO暖事件对榆林地区气候特别是气象灾害的影响比ENSO冷事件更为显著和强烈,厄尔尼诺年榆林地区易于发生高温干旱灾害。     

1964-2017年秦岭山地降水时空变化特征及其南北差异

为了明确秦岭山地降水时空变化的特征,为秦岭生态环境保护提供气候依据,基于秦岭地区1964-2017年32个气象站的逐月降水数据资料并采用AUSPLIN插值法将其转为区域面上数据,结合小波分析、趋势分析等方法,研究了不同时空尺度下秦岭山地1964-2017年降水变化特征及其南北差异性。结果表明:(1)近54年秦岭全区年均降水量呈减少趋势,速率为-11.95 mm/10 a,降水变化存在明显的周期性及显著的空间差异,降水主要集中在中南部。(2)季尺度上,近54年秦岭山地的降水变化存在显著的季节差异,空间上尤以春季在高海拔区的减少趋势最为显著。(3)秦岭山地降水变化存在着明显的南北差异,近54年北坡年均降水呈减少趋势,平均速率为-7.1 mm/10 a,南坡则呈增加趋势,速率为35.1 mm/10 a;气温突变前,北坡降水变化趋势不明显而南坡以增加趋势为主;气温突变后,南北坡均以增加为主,而北坡全区均呈增加趋势。54 a来,秦岭以南地区降水强度大,夏冬两季容易导致干旱、极端降水等自然灾害,进而对生命财产安全造成威胁,应增强旱涝灾害的预防。