黔东南地区各季节极端干期的变化特征分析

利用贵州省黔东南地区16个地面气象观测站1961-2009年逐日降水资料,分别统计四季最大连续无雨日数（日降水量〈0.1mm）的时间序列,采用正交函数分解（EOF）、Mann-Kendall突变检验、线性倾向估计等方法,分析各季极端干期日数的空间结构和时间演变规律。结果表明：黔东南各季节极端干期日数的时空分布存在较大差异,极端干期日数最多出现在秋季,最少是春季,夏季北部多,春、秋季南部多,冬季南北部多,西部四季相对较少,年内非均匀性特征非常显著;在大尺度天气系统控制下,各季节极端干期日数事件的步调基本一致,而中东部发生异常的频次较高,不同季节的天气系统对黔东南各区域的影响具有明显的局地性和阶段性;近49a中各季节出现极端干期日数典型多的年份比典型少的年份多;进入21世纪以后,春、秋、冬季的极端干期日数均表现为显著的增多趋势,而夏季的变化不明显。     

1961-2010年新疆日照时数的时空变化特征及其影响因素

利用1961-2010年新疆42个站日照、辐射、降水、云量、水汽压和风速资料,采用气候倾向率、突变检测和相关分析等方法,研究新疆年、季、月日照时数的时空特征及其成因.结果表明,新疆年、季、月日照时数空间分布均呈东多西少的分布形式,夏季最多,其次为春、秋与冬季.近50a新疆年及四季太阳总辐射均呈减少趋势,以冬季减少最明显,春季最弱.区域平均年日照时数极显著减少(P＜0.01),减幅为23.4d/10a;年日照时数异常偏少出现在1992和1993年,异常偏多出现在1967年,近一半站点有明显突变,突变主要发生在20世纪80年代中期前后;季节上,春季略有增加,夏、秋、冬三季显著减少(P＜0.05),减幅为4.5 ～ 13.31/10a,以冬季减少最明显也最多.日照时数长期趋势变化有明显空间变化特征,年及四季日照时数在38°N以北呈大范围显著减少趋势(P＜0.05),以南则普遍显著增加(P＜0.05).在38°N以北大部地区日照时数减少主要与该区气候湿润化和平均风速的减小密切相关.     

中国近50 a地表温度时空变化特征分析

[目的]研究大气下垫面地表温度的时空分布规律,为进一步了解中国区域地气相互作用,地表能量交换等提供科学依据。[方法]通过气候统计方法,对中国近50a地表温度时空变化特征进行研究。[结果](1)中国近50a平均地表温度呈显著上升趋势,平均每10a上升0.29℃,尤其2000年以来中国年平均地表温度增温趋势最显著。对于四季而言,中国近50a地表温度在所有季节均呈现上升趋势,从增温趋势看,冬季平均地表温度增温趋势最明显。(2)中国近50a平均地表温度空间分布由北向南逐渐升高。对于四季而言,地表温度在所有季节都呈现出由北向南升高,但是不同季节地表温度分布有着不同的特点。(3)中国近50a大部地区地表温度增温显著,其中中国北方大部地区增温明显,增温率为(0.2~0.6℃)/10a。[结论]中国近50a平均地表温度呈显著上升趋势,且由北向南逐渐升高。     

三峡库区气象干旱演变特征及致灾因子危险性评价

近年来三峡库区干旱灾害发生的强度和频率呈现加剧趋势,因此识别干旱的时空特征及致灾因子危险性,对于区域干旱预警和防旱减灾具有重要意义。利用三峡库区及周边地区18个气象站1960—2015年共56年的降水资料,采用标准化降水指数(SPI),运用游程理论和Mann-Kendall检验法分析了气象干旱时空演变特征,并进一步评估了三峡库区干旱致灾因子危险性。结果表明:(1)三峡库区年尺度的SPI值呈现平缓下降趋势,整体趋向全域干旱化,1989年为突变年;(2)各季节干旱站次比变化不大,总体呈缓慢上升趋势;夏、秋季干旱强度表现为上升趋势,春、冬季则相反;四季中,干旱强度和干旱站次比增幅最为显著的是秋季;干旱强度按冬、春、夏和秋季的顺序依次减小;(3)各季节SPI值存在明显的空间差异性,春季三峡库区东北部SPI值呈下降趋势,而西南部总体表现为不显著上升趋势,夏季则与春季相反;秋季全域化干旱趋势较为显著;冬季中西部SPI值呈不显著下降趋势,而东北地区呈现不显著上升趋势;(4)春、夏、秋季干旱频率较低的地区主要分布在三峡库区东北部,干旱频率较高地区则呈现显著的空间差异,冬季则相反;干旱频率大小随春、夏、秋和冬季逐渐增大;(5)三峡库区季尺度干旱危险性空间分布整体表现为中等和较低级别,春、夏季危险性等级总体处于中、低危险性,秋、冬季则整体呈现为中等危险性。秋、春、冬和夏季干旱致灾危险性依次递减。研究结果可为三峡库区水资源管理和干旱风险评估提供参考依据。     

近55年来河西走廊荒漠绿洲区季节开始日及其长短变化特征分析

利用河西走廊荒漠绿洲区的4个气象站点1955-2009年日平均气温资料,采用5 d滑动平均、气候倾向率和滑动t检验等方法,分析其四季开始日及其长度的变化特征。结果表明:近55 a来,河西走廊荒漠绿洲区四季开始日主要表现为春、夏和秋季提早,冬季推迟的变化趋势,并以夏季提早最显著。平均四季长短变化特征为:冬季>夏季>春季>秋季。突变分析表明:春季在1969年和2001年发生了突变,夏季在1970年和1998年发生突变,秋季在1985年发生突变,冬季在1987年发生了突变;秋冬季发生突变的时间较春、夏两季较早。显然,秋冬季对气候变化的响应更敏感。     

新疆阿勒泰地区20cm蒸发皿蒸发量的变化特征

利用新疆阿勒泰地区7个气象台站1964-2001年连续38a的20cm口径蒸发皿资料,运用线性趋势法、Mann-Kendall法对该地区蒸发皿蒸发量的年代际变化趋势和突变情况进行了研究。结果表明:整个地区平均而言,20世纪70年代的年平均蒸发皿蒸发量最高,此后逐年代下降,大部分站点的年代际变化趋势与全区一致,东部有两站不同;夏季平均蒸发量最大、春季次之,冬季最少;除冬季外,平均季蒸发量与年变化一致。年平均及春、夏、秋季蒸发皿蒸发量呈波动变化状态,冬季呈显著的上升趋势。空间分析表明,夏秋季大部分站的蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,个别站呈显著上升趋势;冬季大部分站呈显著上升趋势,春季大部站变化不明显。突变检测表明,该地区年及夏秋季蒸发皿蒸发量80年代中期有一次明显的突变,春、冬季突变不明显。各站及不同季节趋势变化和突变时间的不同步,表明气候变化在不同的地区和季节会有不同的体现。     

陕南汉江上游气温变化及其对农业生产的影响

以陕南汉江上游汉中、石泉、安康观测站1960-2010年的逐日、逐月平均气温资料为基础,采用线性趋势法、滑动平均法和Mann-Kendall非参数检验法,分析了该区气温的年际和季节变化趋势、突变特征,以及季节气温变化对农业的影响.结果表明,自1960年以来,陕南汉江上游年平均气温和年平均最低气温呈波动上升的变化趋势,递增速率分别为0.107℃/10a(P ＜0.01)、0.16℃/10a(P ＜0.01),而年平均最高气温呈不显著递增趋势,三者发生突变的时间分别为2001、2000和2001年;各季节的变化特征表现为冬季增温速率最高(P＜0.01),对年平均气温增加的贡献最大;夏季气温变幅较小,变化趋势不显著;春、秋季气温分别呈极显著、显著上升趋势,但日波动性较大;倒春寒天气发生时间推迟,发生频率、强度增大;秋封(冷害)发生频率虽然有所下降,但持续时间较长,强度较大,对该区的水稻、玉米、小麦等农作物生产造成严重影响.深入了解汉江上游气候变化规律及成因,对有效应对气候变化和保障粮食安全具有积极意义.     

1961-2016年江西省气候时空变化特征

利用中国气象数据网提供的江西省及周边地区30个气象站点的月气候数据,采用ANUSPLIN软件对各气象要素进行插值获得江西省空间数据,通过对1961—2016年江西省地区降水量、平均气温、最高气温、最高气温进行了时空变化特征分析,结果表明:近56年来,江西省气候变化特征以增温为主,特别是20世纪80时代之后更为显著,最低气温是平均气温增温的主要贡献者;降水量呈波动变化趋势,20世纪60年代为枯水期,而90时代为丰水期;夏季气候变化以降水增加为主,增加速率为20.0 mm/10 a （p<0.05）,其他季节以增温为主;空间上,江西省北部地区增温增湿趋势更为显著;各气象要素变化特征在季节上具有一定的空间差异性,春、秋、冬季在江西省北部地区表现为显著增温趋势,夏季在江西省东北部地区增湿增温显著。     

黑龙江省黑土区近50年来四季气温时空变化特征分析

基于黑龙江省黑土区24个市县1961—2010年的逐日气温数据,运用空间插值分析和趋势性分析,从空间和时间上对黑龙江省黑土区四季气温空间变化特征进行分析。结果表明,在全球变暖的背景下,黑龙江省黑土区全年及平均气温的空间变化趋势比较一致,皆是由北向南逐渐升高,并且高温区逐渐向北移动。50 a来黑土区平均气温明显上升,四季气温在时间变化上存在季节性差异,尤其是春、冬季升温显著,且冬季升温大于春季,说明冬季增暖对年平均气温升高贡献最大。10 a平均气温最大负距平出现在1961—1970年的冬季,最大正距平出现在1981—1990年的秋季。     

新疆库车县近40 a来气温与蒸发量变化趋势分析

通过对新疆库车县1971-2006年气温与蒸发量变化趋势的分析,发现年平均气温及四季（春季、夏季、秋季、冬季）平均气温36 a来无明显变化,均在多年平均值上下波动。年蒸发量和4个季节平均蒸发量均呈显著下降的趋势,其中年蒸发量的下降率为35 mm/a,4个季节的下降率以夏季最大,冬季最小。并在此基础上,对库车县蒸发量下降的原因进行了分析。     

新疆意大利蝗适生区的气候变化特征分析

选取新疆境内意大利蝗（Calliptamus italicus L.）适生区14个气象站1961-2013年月降水量及平均气温资料,采用线性回归和趋势分析方法,分南疆地区、天山山区和北疆地区3个气候区对近53a（1961-2013）降水量和气温变化特征进行分析.结果表明,（1）南、北疆地区年平均降水量均显著增加（P＜0.05）,南疆以夏季增加为主,北疆以冬季增加为主,天山山区年平均降水量高于南、北疆地区,但其53a来变化不显著;（2）3个区域年平均气温均极显著升高（P＜0.01）,南、北疆地区以冬季增温幅度最大,天山山区秋季增幅最大;（3）3个区域年平均最高气温均极显著升高（P＜0.01）,且均以秋季升幅最大;各区年平均最低气温均极显著升高（P＜0.01）,南北疆地区冬季增幅最大,天山山区夏季增幅最大,其最低气温增幅高于最高气温.在全球气候变暖背景下,意大利蝗适生区近53a气候总体呈暖湿趋势,气候格局的显著变化,会导致蝗虫地理分布格局及灾变规律的重大改变.     

气候变化对秦岭南北植被净初级生产力的影响(Ⅰ)——近52年秦岭南北气候时空变化特征分析

根据秦岭南北54个气象站1960—2011年逐日数据,利用FAO Penman-Monteith公式计算各站的潜在蒸散量和湿润指数;采用样条曲线插值法(Spline)、气候倾向率、相关分析等方法对该区气温、降水、潜在蒸散和湿润指数的时空变化特征以及影响其变化的气象要素进行分析。结果表明:1)秦岭南北多年平均气温由北向南逐步上升,1993年是气温变化的转折点,1993年以前秦岭以南地区降温更明显,1994年起绝大部分站点气温显著(P<0.01)上升,秦岭南北无明显差异;2)多年平均降水量由南向北递减,1995年以前各区降水量均表现出下降趋势,秦岭以北地区降水量下降更明显,1995年以后70%以上站点降水量增多,秦岭以北地区有变干趋势,秦岭南坡微弱变湿,其余地区整体升降趋势不明显;3)潜在蒸散量呈东高西低的分布格局,各子区蒸散量呈现较为一致的下降趋势(P<0.05),但无明显转折点,秦岭以南的广大地区相对于秦岭以北蒸散量下降更明显;4)湿润指数由南向北递减,秦岭以北地区以暖干化为主,而秦岭以南以暖湿化为主,季节尺度上,4个子区表现出的变化规律较为一致,春季和秋季绝大部分站点的湿润指数呈下降趋势,而夏季和冬季则以上升趋势为主;5)湿润指数与日照时数、最高气温、平均气温和蒸散量呈显著水平(P<0.01)的负相关关系,与最低气温和风速相关关系不显著,降水量和空气湿度的增加会对湿润状况的改善起到正向作用。     

近50年来黔东南地区浅层地气温差的时空特征分析

利用黔东南地区16个地面气象观测站1961-2010年逐月地面0-20cm浅层地温和气温实测资料,分别统计四季浅层地气温差的时间序列,采用正交函数分解(EOF)、经验模态分解(EMD)、Mann-Kendall突变检验等方法,分析各季浅层地气温差的空间分布结构和时间演变特征。结果表明,黔东南各季浅层地气温差均为正值,说明浅层地温高于气温,但各季节的时空分布存在较大差异,其中秋季最大,春季最小;受大尺度气候异常影响,各季变化大值中心分布不同,在一定程度上地形和海拔对浅层地气温差有较大影响,次区域特征存在明显差异;各季浅层地气温差的振荡模态中,重要分量均是第一分量(IMF1),即55%由2～4a的年际变化造成,IMF1和IMF2决定着浅层地气温差的变化,IMF4以后的分量表征浅层地气温差的年代际变化。在全球气候变暖的背景下,黔东南地区春、秋季的地气温差表现为显著的增加趋势(P<0.05),夏、冬季总体变化趋势不明显,90年代以后夏季为增加趋势(P<0.05)。近50a黔东南各季浅层地气温差的突变点不一致,春季和秋季在20世纪70年代发生了突变(P<0.05),夏季和冬季的突变出现在90年代,说明各季浅层地气温差的变化存在明显的阶段性和地域性差异。     

赣江流域1966-2015年降水量多尺度时空变化特征分析

为研究全球气候变化影响下的赣江流域降水量时空分布特征,基于赣江流域及其周边的27个气象站1966-2015年逐日降水量数据,采用Mann-kendall、累积距平法及Morlet小波分析等方法研究了不同时间尺度降水量变化特征。结果表明:赣江流域年、汛期、夏季和秋季降水量呈不显著的增加趋势(p>0.05),而春季和冬季呈不显著的减少趋势(p>0.05);不同时间尺度降水量均具有明显的阶段性特征,且进入21世纪00年代后降水量多为枯水阶段;赣江流域降水量变化主周期多在8~10 a,20~22 a,26~30 a。赣江流域全年和春季降水量呈南少北多的分布格局,汛期和夏季降水量空间分布较均匀,无明显的空间差异,秋季降水量呈南北两端少、中部相对较多的分布格局,而冬季降水量呈由北向南递减的变化趋势。     

锡林浩特市日照时数的气候变化特征分析

利用锡林浩特市50a(1961-2010)日照时数以及总云量、低云量、降水量和水汽压等资料,采用气候倾向率分析其变化趋势,利用滑动T检验法和累积距平结合的方法进行突变分析,并根据各气象要素的年、季变化趋势及其与日照时数变化趋势的对应关系对日照时数变化原因进行分析。结果表明,锡林浩特市年日照时数呈极显著增加趋势(P<0.01);从年代际变化看,20世纪60-90年代,年均日照时数呈持续增加趋势,90年代达到最大,进入21世纪后,年均日照时数则明显减少;四季中夏季日照时数呈极显著增加趋势(P<0.01)。各季日照时数偏少期为20世纪60-70年代,偏多期为80年代-21世纪初;各月日照时数均呈波动上升趋势,增加最多的为8月;年日照时数在1985年发生了由少到多的突变,季日照时数发生突变是导致年突变的原因,尤以春季和夏季最为显著;云量是决定日照时数增加的重要原因之一,日照时数增加还与夏季、冬季水汽压以及夏季和秋季降水量密切相关。     

近50年华东地区热量资源变化特征分析

利用1961-2010年华东地区87个气象站日平均气温资料,运用线性倾向估计等方法,对华东地区近50a来≥0℃和≥10℃积温及其持续天数和起止日期的时空分布特征进行分析,以了解气候变暖对该地区热量资源分布的影响。结果表明,1961-2010年华东地区气温持续增高,回归系数达0.24℃/10a,趋势系数为0.68(P<0.01),各项热量资源指标与气温呈显著正相关(P<0.05)。随着气候变暖,≥0℃和≥10℃的积温及持续天数普遍显著增加;≥0℃积温为5000、6000℃.d和≥10℃积温为4500、5500℃.d,以及≥0℃持续天数为300、340d和≥10℃持续天数为220、240d的等值线从华北平原南部和长江下游地区向北大幅推进,长江下游地区北移幅度较大,≥0℃和≥10℃积温及持续天数明显北移的起始年代分别为20世纪90年代和21世纪前10a。≥0℃和≥10℃积温及持续天数普遍增加是受起始日期提前和终止日期延后的共同影响,而前者的影响更明显。     

陕西省植被时空演变特征及其对气候变化的响应

利用GIMMS/NDVI数据分析了陕西省1982—2006年的植被覆盖时空演变,并探讨了植被时空变化对气候变化的响应。分析发现,陕西省NDVI空间分布具有自南向北递减的特点,陕西北部、中部和南部三区四个季节的NDVI均以夏季最大,春季和秋季相当,冬季最小。25年来,三区NDVI显著增加,其中以春季增幅最大,夏季反而有下降的趋势。三区气温增加趋势明显,导致生长期的延长,这是NDVI增加的主要原因之一;三区年总降水呈减少趋势,降水的减少并未使得NDVI减少,这说明当地降水可以满足植被生长的基本条件;夏季NDVI的减少可能与人类活动增加有关。在年内尺度上,三区温度的增加利于植被覆盖的增长;降水量的增加为植被覆盖的增长提供更充足的水分,NDVI的增加主要出现在月降水量小于100mm时,当该月降水量大于100mm时NDVI并无明显增加趋势。     

基于连续无有效降水日数指标的中国南方作物干旱时空特征

利用中国南方15个省(市、区)气象台站1959-2009年逐日降水资料,以连续无有效降水日数(Dnp)为干旱指标,完善了指标中有效降水临界值和干旱分级标准,利用改进后的连续无有效降水日数干旱指标计算了南方地区春播夏收作物、春播秋收作物、夏播秋收作物、越冬作物近50a的干旱指数,得到干旱频率和干旱持续天数的空间分布特征,并分析其年际变化;同时引入逐日干旱频率,研究作物生育期内逐日干旱动态变化。研究结果表明:春播夏收作物在西南地区西部和淮北地区常发生春旱;春播秋收作物在长江中下游地区多发夏秋旱,在华南东北部多发秋旱,在西南地区东部伏旱明显;夏播秋收作物在长江中下游地区秋旱多发、华南东部秋旱高发;越冬作物在西南地区西部秋冬春旱高发且持续时间长,江北和华南地区也多秋旱和春旱。从年际变化趋势看,春播秋收作物干旱范围略有增大,夏播秋收作物干旱范围显著增大、强度略有增强,越冬作物干旱范围呈较明显增大;其他各作物干旱范围和强度呈不同程度减少、减弱的趋势。     

基于SPEI的中国西北地区气象干旱变化趋势分析

中国西北地区深居欧亚大陆腹地,是同纬度最干旱的地区之一,如果持续干旱,将对该地区社会经济发展产生严重的影响。因此,深入研究西北地区的干旱特征,为制定改善生态环境,促进西北经济发展有着重要的意义。标准化降水蒸散指数(SPEI)将温度对蒸散的影响融合在内,是全球气候变暖背景下研究干旱的新理想指标。采用1959-2011年西北地区149个具有代表性的气象站点的资料,对西北地区近53 a干旱时空变化进行分析。结果表明,西北地区普遍存在干旱现象。从年际变化来看,该区呈变干趋势,1996年发生突变。从季节的变化来看,春、夏、秋明显变干,冬季有变湿趋势,变湿趋势不明显。春、夏、秋季发生突变,冬季突变不明显。从空间变化来看,春、夏秋大部分地区呈变干趋势,冬季大部分呈变湿趋势。与年鉴资料对比的结果进一步证明SPEI指数在西北地区具有较好的适用性。     

1960-2014年祁连山南坡及其附近地区降水时空变化特征

祁连山区的生态是国家当前与今后重点保护的对象,该区域是“丝绸之路经济带”重要的水源涵养功能区,降水的多少直接影响生态环境的好坏,所以在新形势下,研究祁连山地区降水的变化具有重要的理论与现实意义。利用1960—2014年祁连山南坡及其附近19个气象站的降水日数与降水强度数据,使用线性趋势法、相关分析法、多项式趋势法、5年滑动平均、Mann-Kendall检验、滑动t检验、ArcGIS方法对其时间变化与空间分布进行了详细研究。多年降水日数与降水强度整体上表现为缓慢波动增长趋势,增长率分别为0.030 d/a与0.009 mm/a;除了冬季降水日数为增加趋势,其余季节均变化不大,夏季降水强度对全年贡献最大;20世纪90年代降水日数的变化趋势为负增长（-0.326 d/a）,降水强度增长最大（0.381 mm/10 a）,年代际变化波动较大。多年平均降水日数与降水量由于受东南季风与地形影响,整体上呈现出由东南向西北递减的趋势,南坡降水明显多于北坡的特点;降水日数与降水强度正负增长站点比例分别为:10∶9与17∶2;四季降水强度正增长所占比例比降水日数正增长所占比例大,除了秋季突变不明显,春、夏、冬均发生了突变;各站点年代际变化的空间分布存在差异。