厄尔尼诺/拉尼娜事件对区域气温的影响与预测——以沈阳地区为例

利用1961—2015年国家气象信息中心沈阳站的日平均气温资料、美国国家海洋和大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA）提供的多变量ENSO指数（multivariate ENSO index,MEI）资料等,在分析沈阳地区气温月际变化的基础上,结合厄尔尼诺/拉尼娜事件对其影响特征,利用线性倾向估计和非线性自回归（nonlinear auto regressive models with exogenous inputs,NARX）神经网络模型分别对沈阳地区2011—2015年的气温进行预测。结果表明,1961—2015年共计660个月中,沈阳地区11月—3月气温的变异系数在20%以上,远大于其他月份。1961—2015年的厄尔尼诺/拉尼娜事件往往在秋冬季达到最大强度,或为导致沈阳地区11月—3月气温变异增强的原因之一。厄尔尼诺事件结束之后的春季,沈阳地区气温偏低的概率逾70%。沈阳地区气温随MEI变化的线性倾向值为0.98,决定系数为0.98且通过了0.01的可信度检验。利用MEI对沈阳地区的气温进行同期和时滞预测,NARX的预测结果均优于一元线性回归模型。当气温滞后MEI16个月时,两者的相关系数达到最大且通过了0.01的显著性检验,此时回归模型预测的相关系数为0.59,较同期预测提升了79%;NARX预测的均方误差（mean-square error,MSE）为0.49,较同期预测降低了36%,相关系数为0.86,较同期预测提升了8%。     

文登区气候变化与厄尔尼诺/拉尼娜的关系

根据1961-2010年年以来50年文登区气候资料分析,对年降水量和年平均气温资料与厄尔尼诺/拉尼娜(ENSO)事件之间的关系进行统计分析,初步揭示了ENSO事件对文登区气候的影响。结果表明:1961-2010年间,ENSO事件呈现起伏波动,文登区年降水量呈现下降趋势,厄尔尼诺年文登区降水减少,拉尼娜年降水增多;文登区年降水量呈上升趋势,厄尔尼诺年文登区温度偏高,而拉尼娜事件对文登气温并无直接影响。     

厄尔尼诺与拉尼娜事件对本溪地区气候的影响

利用本溪地区4个气象站1953—2013年的气候资料,分析本溪地区61年来的气候变化特点及其与厄尔尼诺/拉尼娜事件的相关程度。研究表明:近61年来,本溪地区降水量减少,气温明显升高,气候呈暖干化趋势。厄尔尼诺年降水减少,降水量比正常年降水量少73.5 mm,发生干旱灾害的可能性较大。厄尔尼诺和拉尼娜年气温偏低,较正常年低0.2~0.3℃。     

厄尔尼诺与拉尼娜事件与临夏气候相关分析

采用统计分析与χ2检验方法,根据临夏地区1950~2012年63年的气候资料,对厄尔尼诺、拉尼娜事件与临夏地区气候进行了相关分析。结果表明:厄尔尼诺与拉尼娜事件与临夏降水、夏季平均气温(7月)、冬季(1月)平均气温之间有显著关系。厄尔尼诺与临夏降水呈负相关,有86.9%的年份符合这一规律;与冬季平均气温呈正相关,有69.6%的年份符合这一规律,与夏季平均气温呈正相关,有65.2%的年份符合这一规律,厄尔尼诺事件发生年,造成降水减少,气温年较差减小,气候有大陆性减弱趋势。拉尼娜事件与临夏降水呈正相关,有78.9%的年份符合这一规律,与冬季月平均气温呈反相关,有66.7%的年份符合这一规律,与夏季气温呈正相关,有55.6%的年份符合这一规律,拉尼娜事件发生年,临夏地区往往降水增多,气温年较差增大,气候有大陆性增强趋势。在每个年代的初期,临夏地区降水偏少几率较大,厄尔尼诺事件出现的几率较大,为56.6%。     

临夏州旱涝的大气环流特征分析

根据临夏地区1950—2014年65年的气候资料,研究分析临夏地区大气环流特征与厄尔尼诺、拉尼娜事件发生年与次年,与临夏地区干旱与丰雨年的代际变化关系。结果表明:厄尔尼诺事件发生当年或次年,临夏地区出现干旱的几率较大,为58.3%;而厄尔尼诺出现的当年,临夏地区出现偏涝的几率较小,为12.5%。拉尼娜当年或次年临夏地区多为偏涝年,临夏产生降水偏多的几率较高,为57.9%。离厄尔尼诺事件强的年份时间越近,临夏地区发生干旱几率越大,反之,离厄尔尼诺事件强的年份时间越远,或厄尔尼诺弱的年份,临夏地区发生干旱几率越小;在每个年代的初期,临夏地区干旱几率较大,厄尔尼诺事件出现的几率较大,为52.9%。该结果可为临夏地区旱涝趋势预测,提供较为科学的预测依据。     

厄尔尼诺与拉尼娜事件与临夏气候相关分析

采用统计分析与χ2检验方法,根据临夏地区1950²012年63年的气候资料,对厄尔尼诺、拉尼娜事件与临夏地区气候进行了相关分析。结果表明:厄尔尼诺与拉尼娜事件与临夏降水、夏季平均气温(7月)、冬季(1月)平均气温之间有显著关系。厄尔尼诺与临夏降水呈负相关,有86.9%的年份符合这一规律;与冬季平均气温呈正相关,有69.6%的年份符合这一规律,与夏季平均气温呈正相关,有65.2%的年份符合这一规律,厄尔尼诺事件发生年,造成降水减少,气温年较差减小,气候有大陆性减弱趋势。拉尼娜事件与临夏降水呈正相关,有78.9%的年份符合这一规律,与冬季月平均气温呈反相关,有66.7%的年份符合这一规律,与夏季气温呈正相关,有55.6%的年份符合这一规律,拉尼娜事件发生年,临夏地区往往降水增多,气温年较差增大,气候有大陆性增强趋势。在每个年代的初期,临夏地区降水偏少几率较大,厄尔尼诺事件出现的几率较大,为56.6%。     

El Nino/La Nina事件对许昌气候的影响

根据1971～2009年期间发生的El Nino/La Nina事件和许昌市气象资料,利用统计分析的方法分析了1971年以来许昌气温、降水、旱涝灾害与El Nino/La Nina事件之间的关系,初步揭示了El Nino/La Nina事件对许昌气候的影响。结果表明,许昌市39年来温度和降水均有升高的趋势;厄尔尼诺年平均气温比正常年份高0.1℃,平均降水量比正常年份少34mm,厄尔尼诺次年降水增加,降水量多于正常年份35.3mm;拉尼娜年气温上升且波动较大,拉尼娜发生年平均气温比正常年份高0.3℃,拉尼娜年降水量多于正常年份2.3mm,拉尼娜次年降水量少于正常年份15.5mm;从气温来讲,拉尼娜年许昌气温的上升幅度要大于厄尔尼诺年气温的上升幅度。从降水量上来讲,厄尔尼诺年对许昌降水量的影响度要大于拉尼娜年对降水的影响度。El/La事件对许昌市旱涝灾害影响显著,拉尼娜年发生大涝灾害的几率较大。     

厄尔尼诺和拉尼娜事件下西北太平洋柔鱼栖息地时空分布差异

柔鱼（Ommastrephes bartarmii）是短生命周期头足类,其栖息地受气候和环境因子的调控。本文基于2006—2015年9—11月西北太平洋36o—48oN,150o—170oE海域内柔鱼的生产捕捞数据结合关键环境因子海表温度（SST）和海面高度距平（SSHA）,构建了SISST和SISSHA（suitability index,SI）各月不同权重的栖息地指数模型（HSI）,按照模型性能验证并筛选出每月最优模型。此外,利用最优模型预测柔鱼栖息地适宜性,并比较不同ENSO事件下柔鱼栖息地时空分布的差异性,评估生境质量与柔鱼资源丰度与分布的关系。结果显示,9-11月对应最优HSI模型的SISST和SISSHA权重比例分别为：9月为[0.9 0.1],10月为[0.7 0.3],11月为[0.8 0.2],可以看出SST各月贡献最高,表明水温对柔鱼栖息地时空分布的影响最为关键。基于最优模型对比分析厄尔尼诺年份（2009和2015年）与拉尼娜年份（2007和2011年）柔鱼的生境质量、资源丰度和渔场纬度重心,可知,相对于厄尔尼诺事件,拉尼娜事件的发生有利于柔鱼的生存,促使其适宜生境范围扩大,产量提升,柔鱼偏好的水温向北移动驱使渔场位置同样北移。     

临夏干旱与厄尔尼诺和拉尼娜事件的相关分析

根据临夏地区1950—2012年63年的气候资料,进行对厄尔尼诺、拉尼娜事件与临夏地区干旱的相关分析。结果表明：厄尔尼诺与拉尼娜事件与临夏降水有显著地相关关系。其置信水平达到99％。厄尔尼诺与临夏地区降水成负相关,降水平均减少量为9．1％～26.4％,有86．9％的年份符合这一规律。拉尼娜事件与临夏地区降水成正相关,降水平均增加量为9．7％～36．6％,有78．9％的年份符合这一规律。在每个年代的初期,临夏地区降水偏少几率较大,降水平均减少量为16．5％,厄尔尼诺事件出现的几率较大,为56．6％。     

2017年盘锦市气候特征分析及预测

利用1957—2017年盘锦地区盘山站、大洼站2个国家级观测站的气候资料数据,分析2017年气候变化特征及主要气候事件,并根据历史气候,预测了2018年盘锦市气候变化。结果表明,2017年盘锦市气温偏高,降水量偏少,日照时数偏少。年内气候事件主要有暴雨、大雪、寒潮、大雾、大风、冰雹等,对人民的生产生活造成了一定的影响。预测2018年(2018年3—11月)盘锦市降水量较常年同期偏多10%左右,平均气温总趋势较常年偏高0.4~1.0℃,初霜冻出现在10月中旬初期,较常年同期偏晚5 d左右。     

1953—2013年福州市降水量变化的小波分析

运用小波分析法分析1953—2013年福州市年降水变化特征和季节降水变化特征。结果表明:(1)福州市年平均降水量约为1 366.69 mm,最小值(775.3 mm)发生在1967年,最大值(2 074 mm)发生在1990年。(2)降水量变化过程大致为:升—降—升—降—升—降—升,并包含多个不同尺度的时间周期。(3)除了春季外,各季节降水量在61 a间都呈现增长趋势。(4)近61年中降水量较多的年份如1990和1997年都对应厄尔尼诺年份;降水较少的年份如1954、1967、1995年都对应拉尼娜年份。厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)事件与Mann-Kendall突变检验的结果较一致。福州市降水量年际变化与ENSO事件有一定关联。     

基于灰色系统理论的西北太平洋柔鱼CPUE关联聚类分析

利用灰色关联聚类方法对1998—2017年5—12月柔鱼（Ommastrephes bartramii）的单位捕捞努力量渔获量（CPUE）进行聚类,分析不同强度厄尔尼诺和拉尼娜事件以及环境因子对柔鱼CPUE的影响。结果表明：年纬度向类群比年经度向类群的CPUE差异更明显,月经度向类群比月纬度向类群更具有季节性;强拉尼娜和弱拉尼娜事件集中的类群分类明显,厄尔尼诺、中强度拉尼娜和正常年份分类较模糊,年纬度向类群CPUE越高,海表面温度距平值（SSTA）越高,而叶绿素a质量浓度距平值（CHLA）越低。研究表明,不同强度的异常气候事件对柔鱼CPUE影响不同,强拉尼娜事件会使柔鱼CPUE骤增,弱拉尼娜事件会使柔鱼CPUE略减,而中强度以上的厄尔尼诺事件会使柔鱼CPUE大幅度下降。     

沈阳市浑南区气温变化影响因子分析

该文利用浑南区1986—2015年月平均气温资料,用统计、线性倾向等方法分析浑南区气温变化的特征。从东亚冬季风强度、副热带高压指数、ENSO事件、浑南区经济发展和城市热岛效应等方面分析了这些因素对浑南区气温变化的影响。结果表明:浑南区气温的冷暖期变化趋势与东北地区基本一致;浑南区冬季气温与EAWM强度在年际和年代际尺度上均具有负相关性的特点:东亚冬季风偏强、会导致浑南区冬季气温偏低,东亚冬季风偏弱、则浑南区冬季气温会偏高;与西太平洋副热带高压指数(包含脊线、北界、西伸脊点)在时间尺度上有着显著的年代际变化,相关关系表现为年代际增强:随着西太平洋副热带高压指数的上升,浑南区的夏季气温也随之升高,反之,则下降;ENSO事件与浑南区年平均气温有明显的相关性;城市化发展和热岛效应对浑南区气温的升幅有直接的关联性。     

厄尔尼诺/拉尼娜现象对中西太平洋鲣资源丰度的影响

鲣鱼是中西太平洋重要经济种类,其资源丰度与渔场易受海洋环境的影响。根据1995—2010年中西太平洋金枪鱼围网鲣鱼的资源丰度(单位网次产量,CPUE),结合厄尔尼诺/拉尼娜事件(以Nino 3.4指数来表示),利用时间序列分析,研究厄尔尼诺和拉尼娜事件对中西太平洋鲣鱼资源丰度的影响。研究认为,16年间中西太平洋鲣鱼资源丰度年间和季节变化幅度较大,其中月CPUE最大值出现在1995年2月,为30.37t/网,最小值出现在1997年10月,为5.35 t/网;Nino 3.4区指数对CPUE的影响滞后0~2个月,但同步(滞后0月)时相关性最高,两者呈显著负相关关系。根据16年资源丰度变化趋势与Nino 3.4指数的高低,以每年8—12月CPUE值来表征厄尔尼诺/拉尼娜事件,以2000年为界分为2个时间段:第一个时间段为2000年以前,这段时间中有强厄尔尼诺(SSTA1.0℃)、强拉尼娜(SSTA-1.0℃)与正常年份(-0.5℃SSTA0.5℃);在发生强厄尔尼诺年份(1997年)时,鲣鱼的资源丰度处在较低的水平,为7.05 t/网;强拉尼娜(1998年)发生时,其资源丰度较高,为19.61 t/网。第二个时间段为2000年以后,包含了弱厄尔尼诺(0.5℃SSTA1.0℃)、弱拉尼娜(-1.0℃SSTA-0.5℃)与正常年份(-0.5℃SSTA0.5℃);发生弱厄尔尼诺时,鲣鱼资源丰度(如2002、2006年CPUE分别为15.27 t/网、16.81 t/网)在总平均CPUE值(15.73 t/网)左右浮动,但低于拉尼娜事件年份的月平均CPUE值(19.90 t/网),两者均高于正常年份的月平均CPUE(14.16 t/网)。整体比较来看在发生拉尼娜事件时,鲣鱼资源丰度增高,但是拉尼娜事件的强弱对增高的程度并没有直接影响关系。研究认为,由于厄尔尼诺/拉尼娜现象引起的海洋环境变化使得初级生产力发生变化,进而使得鲣鱼资源时空分布产生差异。     

拉尼娜事件与太阳活动对玉林市低温冷害的影响

利用SIDC研究中心1870年以来太阳黑子月和年平均相对数、NCEP数据集的Nino3区海温距平和广西玉林市5个站1958—2008年常规气象资料,初步分析了太阳活动变化和拉尼娜事件对桂东南冬季气温的影响。结果表明：太阳活动变化与拉尼娜事件发生发展有很好的对应关系,拉尼娜事件的发生使玉林冬季平均气温偏低,冬季加强型拉尼娜事件还使玉林市冬季出现长时间的低温天气。太阳活动变化对玉林市冬季气温并无直接影响,但可通过拉尼娜事件的发展间接对冬季气温变化产生影响。     

厄尔尼诺事件对冀中地区气候及农业生产的影响 ——以河北省保定市为例

目前极端天气频发,对各地区的农业生产造成巨大损失。保定是冀中地区重要的粮食生产基地,研究厄尔尼诺事件对保定地区气温和降水的影响,对指导该地区农业生产具有重要意义。获取该地区1988～2018年气温与降水数据、农业气象灾害数据和粮食(小麦和玉米)产量数据,根据GB/T 33666―2017确定该地区厄尔尼诺事件发生年,采用线性趋势和Mann-Kendall (M-K)检验方法,分析1988～2018年保定地区气温和降水的变化趋势与突变情况;利用不同季节的气温和降水距平,分析厄尔尼诺事件对该地区农业生产产生的影响;采用GIS反距离权重法差值,分析保定地区各县(市)气温和降水变化幅度的空间分布特征。得到以下结论:(1)该地区出现超强级厄尔尼诺事件2次、中级厄尔尼诺事件4次、弱级厄尔尼诺事件2次,共计8次。(2)保定地区气温呈上升趋势,降水量呈下降趋势,且通过了M-K检验。气温和降水的突变年与厄尔尼诺年耦合。(3)保定市年平均气温空间分布由东向西逐渐增强,降水量变化空间分布由北向南逐渐减弱。保定西部暖干趋势最为显著,东部偏干但升温不明显。(4)不同等级的厄尔尼诺事件,4个季节的气候变化差异较大。厄尔尼诺事件发生年,农业灾害发生比例增加,且造成当年夏秋粮减产。     

临夏地区降水与厄尔尼诺事件的相关分析

根据1951-2014年临夏地区的气候资料,对厄尔尼诺事件与临夏地区降水进行相关分析。结果表明院厄尔尼诺事件与临夏地区降水显著相关,其置信水平达97.5%。厄尔尼诺事件与临夏地区降水成负相关。各年代的初期,临夏地区降水偏少几率较大,厄尔尼诺事件出现的几率较大。研究分析厄尔尼诺的活动规律,为临夏地区下年度的降水趋势预测,提供较为科学的预测依据。     

青海省东部高原农业区干旱对ENSO事件的响应

【目的】初步探讨区域干旱变化与厄尔尼诺/南方涛动(El Ni?o Southern Oscillation,ENSO)现象的关系,为青海东部高原农业区干旱的发生及干旱程度预测提供参考。【方法】基于1959－2005年的海表温度距平指数SSTA(Sea surface temperature anomaly)和南方涛动指数SOI(Southern oscillation index)及青海省东部农业区12个站点的降水指数,对海表温度距平SSTA和南方涛动指数SOI进行相关性分析,定义出厄尔尼诺(El Ni?o)事件和拉尼娜(La Ni?a)事件;计算标准化降水指数SPI(Stangard precipitation index),对标准化降水指数SPI和海表温度距平SSTA以及南方涛动指数SOI进行相关性分析;采用谱分析的方法分析SSTA、SOI和干旱的周期变化规律。【结果】对1959－2005年的青海省东部农业区12个站点SPI指数的计算表明,该区中部和北部地区干旱程度较为严重;用南方涛动指数SOI定义的ENSO现象在滞后2个月时与12个站点的SPI指数有很大的正相关性,且显著性最高;对3个指数的谱分析表明,SSTA的明显周期有3个,SOI的明显周期有5个,其中45个月是两者共有的显著性周期,青海省东部农业地区的干旱周期较ENSO事件的周期短,但很接近。【结论】El Ni?o事件和La Ni?a事件对青海省东部农业地区干旱的影响基本相同,但在一些特大干旱事件发生时都为El Ni?o事件发生年,相对于La Ni?a事件,El Ni?o事件对青海省东部农业地区干旱的影响更大。     

辽阳地区积雪日数对冬季气温预报的影响

利用辽阳地区近50年(1961—2010年)气象观测资料,对气温与积雪日数的关系进行分析,结果表明:辽阳地区冬季气温与积雪(积雪深度≥1 cm)日数存在较明显的线性关系,尤以1—2月积雪日数对气温的影响更大;依据积雪日数多少,为气温的旬预报提供一定的参考依据。     

玉树东北部地区的气温变化特征及其影响研究

利用青海玉树东北部地区1961~2015年月气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验和R/S分析等方法分析了近55年该地区气温变化特征和影响并对未来趋势进行了研究。结果表明:玉树东北部地区近55年来年平均、最高和最低气温的气候倾向率为0.34、0.36和0.32℃/10a,均呈显著的上升趋势;突变检验显示年平均气温在1998年附近发生了由低到高的暖突变,最高气温和最低气温分别在1994—1996年间和2003年附近发生了暖突变,突变后气温上升的趋势是显著的;未来气温变化趋势预计与过去55年的相同,仍以增温为主且短时期内不会发生逆转;气温显著变化会对该地区水资源、生态环境、农牧业生产及重大工程建设等带来一定的影响。