南京城市化对极端气温的影响

为了科学认识城市化对极端气温的影响,利用南京地区3个城区气象站和3个周边乡村站1961—2005年日最高、最低气温资料,对比分析城市站和乡村站17个极端气温指数的平均值和变化趋势,并定量估算极端气温变化趋势的城市化影响及贡献。结果表明:近45年南京地区暖事件均为增加趋势,而冷事件多为减少趋势,最高气温、最低气温的平均值和极值均为上升趋势。城市站与乡村站相比,暖事件更多,冷事件更少,最高气温、最低气温的平均值和极值更大。城市化对极端气温变化趋势的影响有两大特点:城市化加速了极端气温指数的变化速率,使得暖事件、平均值、极值的上升趋势和冷事件的下降趋势变得更大;基于最低气温的极端气温指数变化趋势比基于最高气温的极端气温指数受城市化影响更显著。城市化贡献表现为:暖事件大于冷事件,最低气温极值和平均值大于相应的最高气温极值和平均值。     

1951—2015年北京极端降水变化研究

摘要：为了掌握北京极端降水事件的气候变化规律,基于1951—2015年北京日降水数据,利用主成分分析、相关分析、突变检测以及R/S分析等方法,对北京地区极端降水变化趋势进行研究。结果表明：1951—2015年北京持续湿期、暴雨日数、强降水量、1日最大降水量、降水强度、湿日降水量呈显著下降趋势。北京暴雨日数、强降水量、1日最大降水量、降水强度、湿日降水量具有相似的年代际变化,均在1950s偏强,在1960s—1990s呈波动减少趋势, 2000s均显著减少减弱。突变检测结果表明,北京1日最大降水量和降水强度分别于1968和1988年发生由强到弱的突变。除持续干期指数之外的其他极端降水指数之间存在显著的正相关,极端降水量指数、各等级降水日数、持续降水时间是导致北京极端降水变化的主导因子。R/S分析表明北京极端降水指数未来具有减小减弱的趋势。北京极端降水未来呈减少趋势将增大干旱灾害的风险,严重影响水资源供给,因此应加强调节控制,以保障北京社会经济尤其是农业的可持续发展。     

临汾市极端气候事件的分析与研究

为了研究临汾市极端天气气候事件发生的频率、强度对气候变化的响应,以及极端天气气候事件对农业生产的影响,对今后政府制定相应的决策,促进当地经济的可持续发展以及建立和谐社会具有特别重要的意义。利用数理统计方法,对1954—2013年临汾市地面气象观测站的平均气温、日最高气温、日最低气温、降水、蒸发、日照等观测资料,进行统计分析。结果显示：极端日最高气温呈上升趋势,其增加率为0.06℃/10 a,极端日最低气温呈上升趋势,其增加率为1.4℃/10 a,这与气温的变化趋势基本一致;临汾市暴雨日数和大暴雨日数有明显的年际及年代际变化特征。总体方向呈下降趋势;1954—2013年日照时数、蒸发呈下降趋势。     

安徽省极端降水事件的时空分布特征及其对农业生产的动态影响分析

为了减少极端降水事件给农业生产带来的损失,使农业生产能够主动应对极端降水事件变化。基于安徽省17个城市逐日降水数据,使用百分位法计算了1965—2014年安徽省年极端降水事件,在此基础上使用线性趋势和EOF方法对其时空分布特征进行分析,并以计量经济学的结构向量自回归模型为基础,将1989—2013年的极端降水事件作为1个因子与农业总产值、国内生产总值、农业机械总动力构建了新的气候-经济模型,使用脉冲响应函数和方差分解定量分析了极端降水事件对安徽省农业生产的动态影响。结果表明:近50年,安徽省极端降水事件平均11.59次/a,无显著年际变化趋势。区域分布基本呈南多北少的特征,各城市也均无显著的年际变化趋势。EOF分析显示,安徽省极端降水事件有2种典型分布特征:第1种为全省变化一致,变化程度江淮之间多,南北少,变化中心位于江淮之间东部;第2种为南部和北部变化相反,变化的中心分别位于皖南山区和沿淮淮北中部。2种分布在时间上均以震荡变化为主,近5年全省分别表现出一致偏多和南多北少的分布特征。极端降水事件对农业生产总体为正向的影响,影响程度约为0.01%,但贡献比例比较低。     

近50年山西极端冷热事件变化特征

极端天气气候事件频发,对自然生态和社会系统造成的影响越来越严重,为了进一步研究随着全球变暖,山西省极端气候事件变化趋势及其影响程度,选取山西省31个气象观测站近50年的极端气温资料,运用线性趋势、5点滑动平均、距平分析的方法,结合山西省相对极端事件来综合分析极端气温变化趋势。结果表明,在全球变暖背景下,山西省极端高温呈升高趋势,极端低温发生日数呈减少趋势。极端最高气温大于35℃和30℃日数均呈增多趋势,而极端最低气温小于0℃和-10℃日数呈减少趋势,以0℃变化趋势较为显著。通过较全面地分析山西省局地气候变化特点,得出极端高温升温明显主要是因为大于30℃增加趋势显著。     

辽宁西部地区地面温度变化特征分析

为了辽宁西部山区小流域综合治理和农业生产工程服务,掌握近地面层气候变化规律,利用1953—2012年辽宁西部7个观测站逐月地面温度资料,采用气候统计诊断分析方法,对近60年辽宁西部年、季、月地面平均温度、平均最高温度和平均最低温度的气候变化特征和气候突变进行研究。结果表明：地面平均温度、平均最高温度和平均最低温度存在不同的升温趋势和变化特征。地面平均温度年均值气候倾向率为0.403℃/10 a,气候突变在1987年,大部分月份升温明显,各个季节不存在气候突变;地面平均最高温度年均值气候倾向率为0.331℃/10 a,不存在气候突变,仅有1—4月呈现升温,其他各月变化平稳;地面平均最低温度年均值气候倾向率为0.590℃/10 a,气候突变在1993年,各月、季升温显著。地面温度的上升趋势主要取决于地面最低温度的升高。研究结果对气候资源利用和开发,农作物种群的调整和布局,农业气象风险性决策具有参考价值。     

近52年西北干旱区极端温度事件季节性时空分析

利用西北干旱区83个气象站点1961—2012年逐日最低（高）气温资料，对其极端温度事件季节性时空变化规律进行分析与预测，以期更好地为其生态保护和农业生产服务。结果表明：(1)时间趋势上，日极端低（高）温均值呈上升趋势，尤其是1981年后升幅明显增加，冬秋季升温最显著；日极端低（高）温极低（高）值有增多趋势，其中暖昼（夜）日数有增加趋势，夜（昼）指数变化最快的季节为夏秋季；1979—1986年，上述指数变化趋势发生突变（冬季先开始）；除夏季日极端低温极低值外，其他指数在2013—2020年季节变化与1961—2012年的增减趋势一致。(2)空间分布上，暖昼（夜）日数最大值、冷昼（夜）日数最小值均在北疆分区，而内蒙-宁夏分区的增减速率变化最快；2013—2020年，新疆全境春季冷昼、冷夜日数急剧减少，内蒙-宁夏分区、南疆分区夏季日最低（高）气温极值急剧降低（上升）。     

未来情景下东北地区极端气候事件的模拟分析

为了预测评估全球变暖背景下东北地区所面临的极端气候事件的可能变化趋势,并为粮食生产应对极端气候事件提供参考依据,利用Hadley气候预测与研究中心的区域气候模式系统PRECIS进行中国东北区域气候基准时段（1961-1990年）和SRES A2情景下2071-2100年极端事件变化响应的分析。气候基准时段的模拟结果与观测资料的对比分析表明：PRECIS具有对中国东北地区极端事件的模拟能力,能够模拟出极端事件的空间分布以及随地形变化的细节特征。对SRES A2情景下相对于气候基准时段的极端气候事件的变化响应分析表明：东北地区极端事件发生频率呈明显变化,极端低温事件减少,高温事件增加。夏季日数增加明显,增幅范围为50%~400%。极端温较差也呈增加趋势,大部分地区增幅为0~5%。生长季长度呈地理特征的变化,东部和西部地区增幅较大。冰冻日数和最大连续霜冻日数都呈减少趋势。     

1961—2011年临沂市气温变化特征分析

为了掌握临沂市的气温变化特征,给今后开展各农业界限温度和积温的研究提供理论依据,以便更好地为临沂地区农业气候热量资源的分析和区划以及农业气象预报、情报服务,利用1961—2011年临沂市的气温资料,采用线性倾向估计、累积距平法(CA)、曼-肯德尔法（Mann-Kendall法,简称M-K法）,研究分析了51年临沂市的气温变化特征（包括年及各季度平均气温、年极端最高与最低气温和日平均最高与最低气温）。结果表明：近51年临沂地区气温的增温趋势十分明显,且增幅高出全国水平,年平均气温以0.25℃/10 a的趋势变暖,温度季变化各有不同,冬季增暖趋势最为明显,达0.49℃/10 a,春季次之为0.30℃/10 a,秋季为0.24℃/10 a,夏季增温则最不明显,仅为0.03℃/10 a;最高最低气温方面,年极端最低气温增幅最为显著,达到0.95℃/10 a,其次是日平均最低气温增幅为0.40℃/10 a,日平均最高气温为0.14℃/10 a,而极端最高气温则呈现弱的降温趋势,对年度平均气温增幅贡献最大的是冬季平均气温和日平均最低气温的上升;气温在20世纪80年代中后期到90年代初发生了一次显著的变暖突变,且90年代之后增暖趋势较为明显。     

近66a重庆北碚高温热浪变化特征及其对花木生长的影响

为深入了解北碚区高温热浪的变化特征及其对花木生长的影响,利用重庆北碚区1951—2016年逐日平均最高气温、极端最高气温地面气象观测资料,综合采用线性回归、数理统计等方法分析分析北碚高温热浪日数、频次、强度的变化特征。结果显示,北碚高温日数、高温热浪及高温累积有效积温年际变化幅度大,在整个波动中呈现上升趋势;平均每年有32.5天的≥35℃高温日数,年均高温热浪次数为3.8次,年平均持续时间为24.7天;高温热浪引发的伏旱灾害频繁发生,在伏旱期间,当一侯中有3d极端最高温度>35.0℃时,高温伏旱开始影响花木的正常生长,当一侯中有3d极端最高温度>40.0℃时,高温伏旱对花木的生长造成严重影响。     

1965—2015年庆阳塬区气温和降水极端事件研究分析

为了研究庆阳塬区气温和降水极端事件变化的特点及规律，提供防灾减灾科学依据，利用1965—2015年庆阳塬区西峰站的平均气温、日最高气温、日最低气温、降水等观测资料，应用多种方法和指标进行分析。结果表明：（1）庆阳塬区年平均降水量539 mm，极端降水阈值22.7 mm，极端降水日数4.8天，极端降水强度36.6 mm/d，暴雨32次。（2）年平均气温9.0℃，极端最高气温29.2~36.4℃，极端最低气温-22.6~-11.3℃，夏天日数65.1天，低温日数125.7天，高温31次。（3）年降水量、极端降水量、极端降水日数及强度均呈减少趋势，年最大日降水量呈不显著上升趋势，暴雨变化趋势比较平稳。（4）年平均气温、极端最高气温、极端最低气温、夏天日数均呈上升趋势，低温日数减少趋势与年平均气温、极端最低气温出现增温相对应。（5）年降水量与极端降水量之间，极端降水量与极端降水日数和强度之间均呈线性正相关，极端最低气温的升高、低温日数的减少对平均气温的升高贡献最为显著。     

1976—2017年青海湖东北部地区极端降水事件变化特征分析

为进一步了解高寒牧区气候变化,依据1976—2017年青海湖东北部海晏站逐日降水资料,采用百分位法确定冬、夏半年极端降雨（雪）阈值并统计极端降水事件,运用线性趋势、R/S和小波分析法分析极端降水事件变化特征、未来演变趋势及周期。结果表明：青海湖东北部地区冬、夏半年极端降水日数和极端降水量呈不显著增加趋势;冬半年极端降水强度和日最大降水量不显著增加,而夏半年不显著减小;极端降水对年降水的贡献率均以不同的速率增加,其中夏半年的极端降水对年降水的影响较大;冬半年降水日数不显著减小,而降水量显著增加,表明冬半年发生短时强降水的几率增大,夏半年的降水日数和降水量增加不明显;未来,冬半年极端降水日数增加趋势将发生转变,极端降水量与之前的变化趋势无关将继续呈现震荡性,其他各要素将持续前期的变化趋势;冬（夏）半年极端降水日数和降水量分别存在明显的周期变化特征。高寒牧区的极端降水研究对于预防短时强降水带来的雪灾、洪涝事件的发生意义重大。     

陕北黄土高原地区极端气温事件变化特征

为了分析区域气温变化对全球气候变化的响应过程,利用6个气象站点1959—2011年逐日最高、最低和平均气温数据,分析陕北黄土高原地区极端气温事件变化特征。结果表明：（1）变化趋势上,区域内极端气温暖指数（极端最高气温、生长季长度、暖夜日数和暖昼日数）呈显著增加趋势,而极端气温冷指数（霜冻日数、结冰日数、冷夜日数和冷昼日数）呈显著减少趋势,极端气温指数变化趋势与全国趋势一致;（2）空间分布上,榆林和吴起是极端气温指数最大值和最小值分布较为集中的2个站点,反映出区域北部和西部对气候变化的响应较为敏感;（3）突变特征上,极端气温冷指数（结冰日数、冷夜日数和冷昼日数）减少突变主要发生在1980s,而暖指数（极端最高气温、生长季长度、暖夜日数和暖昼日数）增加突变主要发生在1990s。     

阳泉市玉米生育期气象要素变化特征及相关性分析

为研究阳泉市玉米生育期气象要素变化趋势及对玉米产量的影响,采用M-K突变检验、Spearman相关性检验等方法,对2002—2021年阳泉市4—9月6个气象要素的日数据、逐年玉米产量数据进行分析,探讨玉米气象产量与气象要素之间的相关性及作用程度。分析发现,玉米生育期内平均气温、日最高最低气温均呈上升趋势,2018年后平均气温和最低气温增温显著;相对湿度、光照时数呈下降趋势,降水量呈上升趋势,变化趋势均不显著。2002—2021年阳泉市玉米实际产量总体呈现出波动上升的变化趋势,趋势产量表现为先快速增加再缓慢减少,气象产量总体呈缓慢增长趋势,但年际间差异明显。平均相对湿度和最高气温对气象产量影响最大,达到极显著相关水平;其次为降水量和平均气温,为显著性相关;最低气温和日照时数与气象产量相关性不显著。研究结果可为优化本地农业资源结构、促进地区农业可持续发展提供理论支撑。     

本溪山区极端降水指数的变化特征分析

为了进一步探讨降水及洪涝灾害发生规律,合理开发利用本溪山区水资源,利用本溪草河口气象站1953—2012年逐日降水资料,分析了本溪山区6个极端降水指数的变化趋势。结果表明：本溪山区年降水量年际差异较大,年降水量无显著的变化趋势;四季降水量也无明显的变化趋势。年降水日数呈明显的减少趋势,从1974年本溪山区降水日数开始减少;除春季降水日数变化趋势不明显外,其他各季均呈显著的减少趋势变化;夏季在1976年,秋季在1987年发生突变。降水强度无明显的变化趋势;最大5日降水量趋势变化不明显,但年际间差异较大;年极端降水事件无显著的变化趋势,20世纪50、60、80年代为偏多时期。     

本溪市区近59年极端气温气候特征及其变化分析

为了分析在全球气候变暖的背景下,中国东北部平原和山地交界处极端气温事件的变化特征,根据本溪市国家基本气象站的逐日最高、最低气温资料,采用相关系数法和对比分析法,分析了1955—2013 年59 年间本溪市区极端最高气温和极端最低气温的气候特征及其气候变化。结果表明：本溪市区年极端最高气温为37.5℃,极端最低气温为-34.5℃;极端气温年较差最大为70.6℃,最小为51.6℃;年极端最高气温出现在5—9 月,8 月最多,占35.6%;极端最低气温出现在12—2 月,1 月最多,占69.5%。日极端最低气温多出现在4—7时,日极端最高气温多出现在14—16时。总体来看,本溪市区成变暖趋势,极端最高气温无明显变化,极端最低气温呈上升趋势,气温年较差在缩小,但这种变化并不显著。     

1960—2020年松嫩平原干湿时空演变及其与涛动指数的关系

松嫩平原是中国重要的商品粮基地和湿地分布区,干湿演变关乎区域粮食安全和生态安全。基于松嫩平原及其周边36个气象站逐日的气温、降水、风速等气象资料,采用Penman-Monteith公式计算了各站点月地表湿润指数,标准化后进一步计算了极端干湿事件频次;然后运用趋势分析法、克里金插值法探究了极端干湿事件频次的时空演变特征,并采用交叉小波分析了干湿事件演变与涛动指数的关系。结果表明：（1）1960—2020年松嫩平原年极端干旱事件频发,过去60年均值为7.86次,而年极端湿润事件较为少发;年极端干旱事件频次呈明显的下降趋势,年极端湿润事件频次呈上升趋势,其气候倾向率分别为-0.10次/10 a和0.02次/10 a。（2）空间上,松嫩平原大部分地区极端干旱事件频发且呈不明显的减弱趋势,极端湿润事件少发且变化趋势呈明显的东增西减的变化趋势特征。（3）松嫩平原干湿演变与涛动指数密切相关,年极端干旱事件频次与北极涛动指数、大西洋北美涛动指数和北大西洋涛动指数呈正相关,年极端湿润事件频次与三者主要呈负相关;极端干湿事件与南方涛动指数在年际尺度上和年代尺度上位相关系有明显的差异。（4）极端干湿事件频次演变与区域社会经济部门用水量密切相关,影响区域的水安全。本研究可以为气候变化松嫩平原农业-湿地系统水资源规划和管理提供支撑。     

大连地区气温的统计特征及数值预报检验

为了提高大连地区温度预报的准确率,笔者利用2003—2013 年大连地区自动站温度资料、2013年6 种数值预报产品以及大连市气象台预报的产品,统计2003—2012 年10 年7 站20—20 时最高、最低温度在不同季节的出现时间的频率,对2013 年数值预报产品进行温度检验,检验时效为24 h。结果表明：大连地区最高、最低温度出现时间的频率分布均呈双峰型,最高温度多出现在14 时和21 时,最低温度多出现在5 时—8 时和21 时;在6 种数值预报产品中,一般是SCMOC对南部地区的温度预报的较好,对北部地区的温度来说是ECMWF预报的相对较好,而且整体上最高温度的正确率总是低于最低温度的正确率。     

青海省汛期极端强降水特征及影响

为了研究青海省极端强降水在全球变暖背景下的变化及影响,利用青海省1961—2014 年汛期（5—9 月）40 个台站的逐日降水资料,分析了汛期极端强降水事件的变化趋势及非均匀性分布特征,并对极端强降水事件的可能影响进行探讨,以期为抗汛减灾提供决策参考。结果表明：近54 年青海省汛期极端强降水对汛期降水量的贡献呈增长趋势,极端强降水发生的频次增加、强度加重;7 月中旬至8 月中旬是全省极端强降水的多发期,在东部农业区中东部及青南地区东部等极端强降水多发地,应重点关注洪水、滑坡及泥石流等地质灾害。     

近 60年大连市不同等级降水量与降水日数的变化特征

为了研究掌握不同等级降水量和降水日数演变规律,合理利用降水资源,更好地服务于农业生产。根据大连市1951—2010年逐日降水资料,利用线性趋势和Mann-Kendall突变检验等方法,对大连市不同等级降水量和降水日数的变化特征进行分析。结果表明：年降水量和降水日数均呈减少趋势,降水日数的减少更加显著。小雨量和大雨量（日数）显著减少,中雨量（日数）则呈增加趋势,暴雨量（日数）减少趋势不明显。降水量（日数）的季节变化明显,其中夏、秋、冬季降水量（日数）呈减少趋势,而春季降雨量（日数）呈增加趋势。降水强度春季显著增大,夏、秋季显著减小,而冬季有微弱的下降趋势。春季发生极端降水事件的概率增加,尤其是进入21世纪以来更加明显。年降水日数在1978年发生1次明显突变。