基于小波变换的黑龙江省西部生长季日照时数序列多时间尺度分析

利用小波变换分析对生长季日照时数时间序列的多时间尺度变化及突变特征进行了探讨。小波变换分析即可以分析生长季日照时数时间序列在时间域上频率特征,同时能够清晰地分析不同时间尺度上的强弱变化和分布情况以及日照长短的变化趋势和突变点,并且还能分析出生长季日照时数主要周期。以黑龙江省西部甘南县生长季(5~9月)日照时数为例,通过分析表明:生长季日照时数年际及年代际时间尺度在时域中分布不均匀,具有明显的局部化特征;同时分析出生长季日照时数具有8年和22年的周期。     

内蒙古武川县45年气温变化的小波分析

气温是影响土壤风蚀的重要气象因子,本研究选择内蒙古武川县1960~2005年的气温序列为研究对象,采用MHF小波函数对其进行小波分析,揭示内蒙古武川县气温变化的多时间尺度的复杂结构,分析其在不同时间尺度下的周期性和突变诊断点,为进一步研究该区域土壤风蚀成因奠定基础。研究表明:内蒙古武川县气温变化具有明显的阶段性特征,相对于20年以上时间尺度而言,武川县年均气温均表现出1984年以前偏冷期及1984年以后偏暖期的更替。在整个时间域上,以3年和22年的周期振动最强;并预测武川县气温在较大时间尺度为偏暖期。     

承德市近58年降水序列多时间尺度分析

[目的]分析承德市近58年降水序列的变化规律。[方法]利用墨西哥帽小波,对承德市1951～2008年逐月降水数据进行多尺度分析,揭示了承德市降水变化多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列的变化周期和突变点,并确定了各序列中存在的主周期。[结果]降水在年代际尺度(10年以上)上存在高低值中心;年际尺度(10年以下)上振荡复杂多变,但4年尺度有明显的高频振荡。4年降水周期在小波方差分析中得到了验证,M-K检验也印证了小波分析的结论。[结论]从干湿交替的情况可以判断,多雨年份明显减少,且当前降水仍然偏少。     

南方避雨栽培下番茄茎流时间序列的小波分析

对2013—2015年避雨栽培番茄的试验数据进行收集和整理,探讨番茄茎流时间变化规律,采用Morlet小波对南方地区避雨栽培番茄日茎流量变化时间序列进行了小波分析,揭示了避雨番茄茎流日变化时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下茎流序列变化的周期和突变点,由此得出存在的不同序列中的主要周期。结果表明:南方避雨栽培番茄日茎流量变化受天气的因素制约较大,尤其受气温的影响较大;平均茎流在一天内均存在09:00、13:30、17:00左右的时间尺度的交替,有明显的周期特征。小波分析的时频局部化特性可展示茎流时间序列的精细结构,为分析其他作物茎流时间尺度变化特征提供了参考。     

六盘水市近50年气温变化特征分析

[目的]研究近50年六盘水市气温变化特征。[方法]利用六盘水市的六枝、盘县、水城3个测站1960～2009年逐月平均气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall等方法,对六盘水市近50年气温变化的年际、年代际和突变特征进行分析。[结果]近50年来六盘水市气温呈明显的上升趋势,升温率为0.096℃/10a;春季平均气温呈下降趋势,夏、秋、冬季呈上升趋势,上升趋势不一致,且冬季平均气温变化幅度最大,夏、秋次之,春季最小。六盘水市气温在20世纪80年代初以前气温变化不明显,80年代以后气温明显增高,具有明显的波动性质,存在几个突变点,比较明显的突变点出现在1978年,在1978年后年平均气温增温显著。春季气温没有明显的突变现象;夏、秋、冬季气温突变点分别为1978、1982和1985年。[结论]该研究为六盘水市的短期气候预测提供参考依据。     

近50年六盘水市雨季降水特征分析

[目的]研究近50年六盘水市雨季降水的变化规律。[方法]利用六盘水市六枝、盘县、水城3个测站1960～2009年5～9月的逐月降水量资料,采用线性倾向估计、滑动T-检验和Morlet小波分析方法,对近50年来六盘水市雨季降水的年际、年代际变化及突变特征等进行分析。[结果]近50年六盘水市雨季降水量呈下降趋势,其线性倾向率为-15.4 mm/10a。六盘水市雨季降水存在明显的年际、年代际变化特征;20世纪60年代中期为明显的少雨期,60年代后期降水相对偏多;整个70年代为相对少雨期;70年代末到80年代后期,雨季降水进入多雨期,是近50年来降水最多的时段;80年代末到90年代中期降水相对偏少,90年代中后期为多雨期,进入21世纪转为少雨期。滑动T-检验表明,近50年六盘水市雨季降水突变点在2002年。小波分析表明,六盘水市雨季降水具有显著的多时间尺度特征,在年代际尺度上存在显著的16年周期振荡,且50年来稳定存在;在年际尺度上,存在准8年的周期振荡。[结论]该研究为六盘水市旱涝灾害的准确预报和防灾减灾提供科学依据。     

来宾近56年来气温变化特征

[目的]分析1957～2012年来宾气温变化规律。[方法]采用来宾地面气象站的近56年气象观测资料,运用一元线性回归、M-K突变、小波分析等方法,对近56年来宾气温变化特征进行了分析。[结果]近56年来宾气温呈明显升高趋势,2000年以后升温显著;年平均最高气温、平均气温、平均最低气温分别上升0.36、0.68、1.07℃;四季气温上升速率从高到低依次为秋季、冬季、夏季、春季,夏秋季的气温升高趋势相对较明显;气温气候突变的时间发生在2000年左右;年平均最低气温对气候变暖的响应最明显;气温的振荡周期主要为4、13年2个时间尺度;2012年气温振荡周期处于升高末期至降低初期。春、夏、秋季气温振荡周期分别以4、23、8年为主,冬季无明显振荡周期。2012年春夏秋季气温均处于升高期。     

贵阳喀斯特地区夏旱特征分析

[目的]揭示贵阳喀斯特地区夏旱强度指数变化的多尺度时空分布规律,分析夏旱变化的周期特征和突变点,为工农业生产服务。[方法]利用1951～2004年共54a8个站6～8月日降水量资料,计算了贵阳喀斯特地区夏旱强度指数。采用Morlet小波函数,时贵阳喀斯特地区夏旱强度指数时间序列进行了小波分析。[结果]贵阳喀斯特地区夏旱强度指数序列变化具有明显的周期和突变点,夏旱强度指数存在22a的周期特征;2～3a的周期震荡也很明显;并且存在着2a的主周期。[结论]根据主周期进行预测,干旱程度将加重。同时,还分析了夏旱的分布特征、形成的环流形式和物理因子。     

气候变化背景下石羊河下游径流特征

利用近50年石羊河下游蔡旗水文站径流观测资料和该站上游凉州、古浪、乌鞘岭、永昌4个气象站气温、降水、蒸发量观测数据,运用累计距平、Mann-Kendall(M-K)突变检验、Morlet小波分析和皮尔逊相关系数法分析气候变化背景下石羊河下游径流量的变化特征。结果表明,石羊河的径流变化存在2年、4年、22年变化周期,其中以22年时间尺度径流的变化最为明显,径流量在该尺度上表现为丰水期-枯水期-丰水期-枯水期-丰水期交替变化,截至2017年,径流量表现持续增加趋势。流域内气温、蒸发量呈上升趋势,降水量变化趋势平稳,三者变化周期较一致,在2年、3年、4年、5年、20年、22年等年际和年代际尺度上,径流量变化与气温、蒸发量变化呈显著负相关关系,且时间尺度越大相关性越强;降水量在年际和多时间尺度上对径流量变化有一定影响,但2-5年时间尺度上无明显相关性,20年、22年时间尺度上却呈显著负相关关系,说明石羊河径流量变化可能还与除气候变化外的人类活动等其他因素有很大关系。     

1961—2017年开鲁县气温变化特征分析

利用开鲁县1961—2017年的气温资料,分析近57年的气温变化特征。结果表明,开鲁县年以及季节的平均温度均呈现出明显的上升趋势,气候倾向率为0.335℃/10 a,其中春季增温幅度最大,气候倾向率为0.43℃/10 a;利用M-K突变检验得到开鲁地区年平均气温在1993年发生突变,突变前1961—1993年平均气温为6.2℃,突变后年平均气温为7.3℃,突变后比突变前气温上升了1.1℃;同时使用Matlab进行小波周期分析得到,年平均温度存在明显的5年、11年、22年以及27年多个时间尺度的震荡周期,小波方差图上表现存在3个主周期,依次对应着28年、22年以及11年的时间尺度。     

泽当城市草面温度变化规律初探

[目的]研究泽当城市草面温度的变化规律.[方法]通过对泽当国家气象观测站2011年12月～2012年11月草面温度和地表温度进行对比分析,考察泽当城市草面温度的变化规律.[结果]在各种典型天气条件下,苹面温度和地面温度差值日变化趋势较为一致,只是二者交替出现的时间略有差异,晴天出现交替出现时间最早;二者变化最为剧烈的时候出现在午前和午后;日出和日落前后是草面温度和地面温度一日中的交替时次;冬春白天草面温度要高于地面温度、夏天除早晨8：00 ～9：00二者基本接近外,地表温度始终高于草面温度,草面温度高于地表温度出现在秋季上午9：00之前,10：00之后地表温度明显高于草面温度.[结论]该方法为探讨泽当城市草面温度的变化规律提供了依据.     

铜陵生姜挥发油化学成分的GC-MS分析

[目的]对铜陵产地的生姜挥发油进行研究,为铜陵生姜的开发利用提供理论依据。[方法]采用气相色谱质谱联用技术对铜陵生姜挥发油成分进行分离和鉴定,并采用峰面积归一化法计算各成分的相对含量。[结果]试验共鉴定出铜陵生姜的12种主要成分,共占挥发油总量的67.356%,其中5种成分首次在生姜中发现。另外,姜烯含量最高,达到16.730%。[结论]研究表明,铜陵生姜在化学成分种类和含量上与其他产区的生姜有所不同,具有开发利用价值。     

近53年邢台地区气温和无霜期变化趋势分析

[目的]研究近53年邢台地区气温和无霜期变化趋势。[方法]根据邢台市和南宫县1958～2010年的气候资料,对邢台地区的气温及初霜日、终霜日、无霜期日数变化趋势进行一些统计分析,探讨近53年来该地区气温和无霜期的变化规律。[结果]无论城市或农村,年平均气温均呈升高趋势,邢台和南宫的气候倾向率分别为0.5、0.2℃/10a,尤其自1996年以后,年平均气温升高趋势约1.0℃/10a;四季平均气温均呈上升趋势,且与年平均气温升高幅度大致相当,其中冬季平均气温增幅最大,年平均气温的升高主要是由于冬季平均气温的升高引起的;城市的年平均气温明显高于农村,体现出城市的热岛效应特征。无论城市或农村,初霜日、终霜日、无霜期日数均呈现出相同趋势,即初霜日推迟,终霜日提前,无霜期日数明显延长;城市的初霜日晚于农村,终霜日则早于乡村,无霜期日数明显长于农村,间接受到城市热岛效应的影响。[结论]该研究为邢台地区热量资源的开发和利用提供理论依据。     

聊城市高温闷热天气气候特征分析

[目的]分析聊城市高温和闷热天气的气候特征。[方法]利用1961~2006年聊城市5~9月的逐日最高气温、平均气温和平均相对湿度资料,对聊城市高温和闷热天气的分布特征和气候特点进行统计分析。[结果]聊城市日最高温度在35℃以上的高温日数在46年中有2个高峰区,分别在1965~1968年和2002年;闷热天气出现最多的年份为1994年。聊城市高温天气主要出现在67、月,占高温总日数的86%;闷热天气主要出现在7、8月,占闷热天气总数的96%。聊城市连续3 d最高温度35℃以上的高温天气出现的次数为52次,连续3 d闷热天气出现的次数为64次。[结论]聊城市高温和闷热天气的出现时间、温度和湿度都有明显的差异。     

山东诸城市近50年气候变化特征分析

[目的]分析1961～2010年山东诸城市气候变化特征。[方法]选用诸城市1961～2010年的气温与降水资料,采用线性倾向估计方法分析其年、季变化特征。[结果]诸城市近50年平均气温以0.383℃/10a的速度上升,各季平均气温均呈上升趋势,增温幅度为冬季>秋季>春季>夏季;近50年平均降水量以18.7 mm/10a的速度下降,春季、冬季略呈上升趋势,夏季、秋季呈下降趋势,且夏季下降最为明显,以20.9 mm/10a递减。近50年气温异常低温仅出现1年,异常高温出现了7年,均出现在20世纪90年代以后;近50年未出现降水异常偏少年份,降水异常偏多年份为6年,年总降水量呈下降趋势,说明降水量时空分布极为不均。[结论]该研究为提高气温和降水预报准确率提供依据。     

三河市40年来地表及浅层地面温度变化趋势分析

[目的]分析近40年来三河市地表及浅层地面温度变化趋势。[方法]根据三河1971～2010年的逐年及季平均地温资料,采用折线图、趋势图等方法,对40年来三河市的地温变化趋势进行分析。[结果]近40年三河市年地表温度、年地表最高、最低温度均呈上升趋势,且年和季地表温度中均以地表最低温度升温速率最快。5、10、15、20 cm地温的年变化均为下降趋势,以20 cm地温下降速度最为显著;春季5～15 cm地温均呈升温趋势,20 cm略有下降趋势;夏季以20 cm降温速率最为显著;秋季以10 cm升温速率最快;冬季10、15cm升温速率较大,15 cm升温速度最快。[结论]该研究为了解全球变暖对地表及浅层地面温度的影响提供参考依据。     

枇杷果酒发酵工艺的优化

[目的]优化枇杷果酒酿造的工艺参数。[方法]以湖北省荆门市当地的枇杷鲜果为原料,采用正交试验和感官评定考察不同发酵温度、酵母接种量、起始糖浓度、p H和发酵时间对枇杷果酒质量的影响。[结果]枇杷果酒发酵的最佳工艺条件是发酵温度15℃,起始糖浓度20 Brix,p H 3.6,酵母接种量0.4%,前期发酵时间6 d。[结论]所得果酒透明清亮,色泽淡黄,酒体醇香,为枇杷的深加工利用提供了参考途径。     

大连市作物生长季降水变化及农业旱涝程度分析

[目的]研究近60年大连市作物生长季降水变化及农业旱涝程度。[方法]选取大连市观象台1951～2010年4～10月逐月降水量和平均气温资料,采用线性回归、气候倾向率和干湿指数等方法,仅从作物生长季自然降水趋势变化与农业需水满足程度方面,分析大连市近60年作物生长季降水变化和农业旱涝程度。[结果]近60年来,大连市作物生长季降水量呈下降趋势,倾向率为-15.888mm/10a,60年来降水量减少95.3 mm;春季降水略有增加,夏季明显减少,秋季减少幅度较小;各月平均降水量分布非常不均,7、8月降水量明显较多,共占作物生长季降水量的53.8%;4、5、10月平均降水量均低于作物生长季降水量的10.0%。近60年来大连市作物生长季内干湿指数K值平均为0.90,总体属于轻旱气候类型;干湿指数呈下降趋势,气候正朝着偏旱的方向发展;干旱发生频率为59%;春、秋季属于中旱气候类型,夏季总体属于偏湿气候类型;从历年平均看,除7、8月偏湿以上外,其他各月均达到中旱程度。[结论]该研究为地方农业生产、农业结构调整和旱涝灾害防御提供参考。     

玉溪市低温冷害成因和天气环流特征

[目的]研究玉溪市低温冷害成因和天气环流特征。[方法]分析了玉溪市发生低温冷害的成因,介绍玉溪市低温冷害类型及其对农作物的影响,并分析总结了冷空气影响路径和发生低温冷害天气的典型环流特征。[结果]玉溪市低温冷害是由于其地形地势的影响和气候成因造成的,低温冷害包括霜冻、春季低温、秋季低温3种类型;玉溪市冷空气的影响路径有东北、北方、西北和偏东4条路径。降雪天气的环流特征主要是南支槽、强冷空气型和冷锋切变型;高空冷平流与低层冷高压控制下长时间夜间晴空辐射、冷却、降温是重霜冻形成的主要环流特征;8月低温的环流背景就是有利于较强冷空气在盛夏入侵玉溪市的高空环流,影响玉溪市的环流主要为北冷槽南低压型。[结论]该研究为天气预报和相关专业科技人员提供参考。     

禹城市耕地养分时空演变研究

[目的]为了解禹城市区域耕地养分现状和变化情况,掌握中低产田改造结果,进一步提升土地生产力,稳定粮食产量。[方法]比较了山东省禹城市1980和2008年耕地养分的时空变化。[结果]土壤有机质、速效磷的含量均提高1倍以上,而土壤全氮和速效钾的含量也得到较大提高。空间上,2008年各种土壤养分缺乏区面积均大面积下降,1980年盐渍化土壤大面积分布情况得到极大改善,仅1%左右的面积存在轻度盐渍化威胁。[结论]近30年的中低产田改造和盐碱地治理,禹城市耕地土壤质量得到显著提高。