朝阳地区主汛期降水变化分析

利用朝阳地区7个有代表性的国家气象站的1990～2020年的逐日降水数据资料,采用百分位法定义极端降水事件的阈值,统计出朝阳地区汛期极端降水日数、极端降水量,并通过线性趋势、累积距平法、Mann-kendall等方法分析朝阳市主汛期降水变化特征。结果表明:近30年来,空间分布上极端降水阙值、极端降水量与总降水量气候态分布基本相似,呈南多北少的趋势。朝阳地区虽然主汛期总降水量线性趋势呈减少状态,但极端降水量和极端雨日朝阳东南地区的极端趋势增强;主汛期降水量、极端降水量和极端雨日均未通过Mann-kendall检验,表明并无突变年份发生。     

1981-2014年南四湖流域极端降水阈值及极端降水日数变化特征*

为研究南四湖流域的极端降水特征,本研究利用1981—2014年南四湖流域9个气象站的逐日降水资料,研究分析了该流域降水阈值、极端降水日数等变化特征.结果表明:(1)对于第90、95和99百分位的极端降水事件,平均降水阈值分别为24.7、40.0、80.2 mm;(2)南四湖地区北部降水阈值较南部偏大,东部较西部偏大,极端强降水阈值的空间分布与年降水量的分布相似;(3)南四湖地区年平均极端降水量东北部以及北部较强,南部和西南部较小,这种分布和南四湖流域的降水气候平均态分布较为类似,反映了极端降水对于降水的贡献非常大;(4)南四湖地区极端降水日数平均为每年3.08~3.56天,表现出极端降水阀值大的站点,其极端降水日数较少,其相关系数达-0.893;(5)南四湖地区极端降水量对总降水量的贡献为34.2%~37.7%,且多年平均年极端降水强度分布与极端降水阈值分布相似,说明阈值大的地方,其降水强度也大,形成灾害的风险也大;(6)南四湖地区极端降水多年平均日数为23.5天,且以4.5 d/10 a的速率上升;(7)南四湖地区20世纪80年代中后期年总极端降水日数发生突变,且存在2年和16年左右的振荡周期.     

宁夏近50年极端强降水事件的时空变化分析

[目的]研究近50年宁夏极端强降水事件的时空变化特征。[方法]根据宁夏20个站点1961～2010年的逐日降水资料,采用百分位的方法定义宁夏极端降水事件的阈值,选取极端降水事件的降水量、频率、强度等多个指标,并利用线性回归和M-K非参数统计检验法分析了宁夏极端降水事件的时空分布及变化趋势特征。[结果]采用百分位法确定的宁夏近50年平均极端降水阈值大致呈现从南到北逐渐减小的分布状况,阈值较大的区域主要位于宁夏海原以南的固原地区,较小的区域位于宁夏的同心、盐池以北的大部地区,与宁夏气候平均年降水量的分布极为相似;近50年宁夏大部分地区的极端降水频率、极端降水量以减少趋势为主,而极端降水强度呈增大趋势。对麻黄山、六盘山2个典型站的极端降水事件分析发现,麻黄山极端降水频率与极端降水量呈减少趋势,极端降水强度为增大趋势,六盘山极端降水频率、极端降水量与极端降水强度均呈减少趋势;麻黄山年极端降水频率在1994年之前呈减少趋势,1994年以后呈增加趋势,突变发生在2003年;年极端降水强度1984年以来为增加趋势,突变时间为1984年,六盘山从1978年至今为减小趋势。[结论]该研究为宁夏气候突变分析提供理论依据。     

四川盆地夏季区域性极端降水事件特征及其成因

利用四川盆地1981-2015年夏季102个气象台站逐日降水资料, NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了四川盆地区域性降水及极端降水事件的时空特征,对极端降水事件发生的环流场进行合成分析,讨论其环流异常特征.研究表明:近35年四川盆地总降水量及夏季降水量时空变化特征较为一致;盆地夏季区域性极端日降水量的99%分位阈值为40.5 mm/d, 2005年开始极端日降水事件明显增多,区域性极端降水事件多发于7月下旬以及8月中旬;极端日降水事件呈现低层辐合、高层辐散的环流结构;端日降水事件的形成与四川盆地的大气净加热以及周边大范围地区的净冷却形成的加热场异常梯度有关.     

枣庄近44年汛期极端降水指数突变特征分析

为了建立气象枣庄站近1971-2014年汛期极端降水事件各指数的年时间序列,以1971-2000年枣庄58 024站逐日降水资料为基础,通过定义95百分位点极端降水事件阈值,利用m-k和累积距平等方法对枣庄近44年汛期极端降水指数的突变特征进行分析。结果表明:枣庄汛期极端降水事件阈值为38.7mm,近44年枣庄汛期各极端降水指数具有不同的突变特点。日最大降水量在1997发生了增大性突变趋势,没有通过0.05显著性检验;极端降水日数没有发生突变;极端降水量与极端降水强度均发生了3次突变,21世纪以来极端降水量和极端降水强度均出现了增大趋势。日最大降水量、降水日数、降水强度的变化均可引起的极端降水量的变化,三者与降水量成较好的正相关,相关系数均达到了0.01的信度检验。     

1976—2017年青海湖东北部地区极端降水事件变化特征分析

[目的] 为进一步了解高寒牧区气候变化，[方法]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]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。[结论]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。     

1961—2013年辽宁省夏季降水时空变化分布特征分析

利用1961—2013年辽宁省25个台站逐时降水资料,分析了辽宁省夏季降水时数、强度以及极端强降水时数、强度的空间分布特点及变化趋势。结果表明:辽宁省夏季平均降水时数呈减少趋势,但降水强度呈增加趋势;夏季平均极端强降水时数和降水强度均呈增加趋势,尤其在汛期7月极端强降水强度增加趋势明显。极端降水事件的增多,会导致由其引起的灾害性事件的增多,因此研究辽宁省夏季降水时空变化分布特征,对汛期强降水集中地区的防灾减灾工作具有十分重要的意义。     

1961～2006年江淮流域极端降水事件变化特征

利用1961~2006年江淮流域降水资料,计算了6种极端降水指数,分析了江淮流域极端降水的时空变化特征。极端降水指数除了大于10 mm天数呈微弱下降趋势外,其他极端降水指数均为上升趋势,其中非常湿天降水量和极端湿天降水量上升趋势最明显。在年代际变化方面,极端降水出现了气候变得更加湿润的特点,但是这种增加趋势并不明显。在极端降水指数空间分布方面,极端降水指数在不同地区的变化情况并不相同,日最大降水日量和连续5 d最大降水量在江淮流域中部和西南部为增加趋势,在江浙的沿海和西北地区为减少趋势。降水日数在江淮流域的北部和西部地区均为减少趋势,而在长江中下游及以南地区为增加趋势。非常湿天降水量和极端湿天降水量则除了在河南和陕西部分地区是减少趋势外,其他地区呈一致的上升趋势。     

近62年来汉中市极端降水变化研究

【目的】对汉中市极端降水事件的变化趋势进行研究,为汉中地区防洪减灾和水资源调控决策提供参考依据。【方法】利用1951-2012年的汉中市逐日降水资料,采用百分位阈值划分极端降水事件,并通过滑动平均、Mann-Kendall检验、趋势分析等方法,对汉中市极端降水事件的变化趋势进行研究。【结果】近62年来,汉中市年极端降水量、年极端降水日数及年极端降水强度以年代际尺度波动变化,但总体略呈下降趋势,且年极端降水量的下降速率为-0.5mm/年。但在1987年之后,各项极端降水指标均呈明显增加趋势,年极端降水量和年极端降水日数呈显著的线性增加趋势,年极端降水量增加速率达7.52mm/年。2006-2008年,汉中市年最大日降水量、年极端降水量、年极端降水强度呈显著增多增强趋势。【结论】进入21世纪后,汉中市极端降水事件引发的自然灾害呈增加趋势,应加强调控及防治能力,预防洪涝灾害的发生。     

西安市极端强降水时空分布特征

利用西安市1971 ～2013年7个县区逐日降水资料,根据百分位值方法定义不同县区的极端降水阈值,利用平均值法计算全市气候背景和局地变化,应用线性趋势分析法检验序列的变化趋势,对西安夏季极端降水事件的时空分布特征进行分析;并选取7个县区2004～2013年的逐日降水量、逐时降水量,分析西安市暴雨日及短时强降水的时空分布特征;最后探讨其城市化的影响.结果表明,西安市极端降水阈值根据下垫面差异略有不同,中到大雨为极端降水事件的标准;极端降水阈值空间分布与年降水总量的分布相似;强降水多发区与阈值高值区基本对应,极端降水和极端雨日的多发区集中在山区.近43年西安夏季极端降水事件平均强度及频数呈增加趋势,20世纪80年代、21世纪以来极端降水平均强度大、极端降水天数多;西安市极端降水事件具有明显的局地性特征,与夏季降水量的时空分布吻合.西安市极端降水强度表现为市区、中部呈减少趋势,周边呈增大趋势;频数表现为北部、东南部呈减少趋势,中部、西南部呈增加趋势.近10年西安暴雨季节多出现在5月下旬～ 10月上旬,西部、南部、东部县区暴雨日发生频数较高;西安短时强降水7～8月最为活跃,南部山区多于北部,表现为明显的夜雨型特征,自5月起随时间从中部向东西部扩展,8月扩展至最大,9月迅速收缩;10 mm≤1 h降水量＜20 nn的短时强降水7月多于8月,1h降水量≥30 mm的短时强降水8月多于7月.2000年前西安的发展处于城市化缓慢期,2000年后为快速城市化时期;城市周边县区的极端降水强度受城市发展的影响最大,城市化缓慢期东南县区的极端降水频率受城市化影响较大,城市化快速发展期西部县区受城市化影响较大.     

基于REOF研究辽宁省极端最高气温时空分布

选用辽宁省35个代表站1961～2005年逐日最高气温,研究极端最高气温事件的时空分布特征,采用REOF、均方差等方法,反映辽宁不同地域极端最高气温的变化和分布情况。结果表明,辽宁省年极端最高气温可分成3个区域,分别是东北部地区、西部和西北部地区、南部和东南部地区;辽宁省极端最高气温阈值分布特征与平均气温分布特征基本一致,极端最高气温阈值相对较高的地区位于西北部地区,相对较低的地区位于东南部和东部大部地区;辽宁省极端最高气温在冬季变化最大,夏季变化最小,极端最高气温日数在夏季变化最大,而春、秋、冬季变化都不大。     

1961-2010年中国主要麦区冬春气象干旱趋势及其可能影响

【目的】近年来,连续发生的冬春连旱事件已经严重威胁到冬小麦的安全生产和粮食增产,本研究以中国主要麦区为研究对象,分析1961-2010年中国北方主要麦区冬春季降水、无降水日数和极端干旱频率的变化趋势及其对当地冬小麦生产的可能影响,揭示冬春干旱在当前气候背景下的演变趋势,为科学应对冬春干旱提供依据。【方法】采用线性倾向估计与Robust F线性显著性检验分析1961-2010年中国北方各站点冬春季降水、冬春季无降雨日数的线性倾向与显著性,揭示冬季、春季和冬春季的降水和无降雨日数的年代际变化趋势;根据气象干旱等级的国家标准GB/T 20481-2006将干旱5个等级中的重旱和特旱定义为极端干旱,基于降水距平的滑动平均,计算1961-2010年各年冬春季极端干旱频次的线性倾向,分析极端干旱发生频次的年际变化趋势和干旱风险剧增区降水的时间变化,揭示干旱时间动态趋势。【结果】(1)1961-2010年,华北为中心的冬麦区冬春气象干旱呈加剧趋势,其中心区域山西、河北和山东西北部冬春两季极端干旱的频次呈现增加趋势,陕西东部和湖北西北部春极端干旱的频次也呈增加趋势;(2)1961-2010年华北冬麦区的冬季降水呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,即冬季气象干旱呈加剧趋势,其他区域的冬季降水呈增加趋势,无降水日数呈减少趋势;(3)1961-2010年华北冬麦区、黄淮冬麦区中南部和西北春麦区南部的春季降水均呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,其他区域春季降水呈增加趋势,无降水日数呈显著减少趋势;(4)从重点区域降水的时间动态看,近20来华北地区的冬季和春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈显著增加趋势,冬春气象干旱风险呈剧增趋势;近50年来黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区的冬季降水呈增加趋势,而春季降水呈下降趋势,无降水日数呈增加趋势,长江中下游麦区20世纪70年代中期以后春季降水呈持续下降趋势。【结论】华北地区冬春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈增加趋势,华北冬小麦冬、春干旱势必由于地下水位的持续下降和抗旱成本的增加而导致干旱风险加大;黄淮冬麦区南部和长江中下游冬麦区的春季降水尽管也呈下降趋势,由于该区域春季平均降水量对小麦来说以偏多为主,降水减少还不会影响到小麦生长,该区域降水的减少可能对冬小麦生长有利;气候干旱区东北和内蒙春麦区、西北春麦区西部50年来的冬春季降水呈增加趋势,有利于春小麦生产。     

1956—2010年辽宁西部夏季降水的特征分析

该文利用1956—2010年辽宁省西部8个气象观测站6—8月的降水量资料,通过趋势分析、经验正交函数(EOF)分解、曼-肯德尔(Mann-Kendall)法和小波分析等多种统计方法,研究了辽宁西部自1956—2010年夏季降水的特征。结果表明:辽西地区夏季平均降水量的空间分布趋势为从南向北递减,时间分布上呈双峰型;平均夏季降水量呈下降的趋势,并且趋势不显著;夏季降水的分布主要呈南北差异型,降水异常以北少南多的分布特征为主,同时也存在降水异常东西反相的分布特征;降水存在10年尺度的显著震荡周期。     

最近46年山西省夏季极端降水事件特征分析

分析近46a 山西省极端降水事件的时空分布和变化趋势特征,结果表明:山西省极端降 水事件在空间上存在明显的地域差异。     

Climate extremes: observations, modeling, and impacts

One of the major concerns with a potential change in climate is that an increase in extreme events will occur. Results of observational studies suggest that in many areas that have been analyzed, changes in total precipitation are amplified at the tails, and changes in some temperature extremes have been observed. Model output has been analyzed that shows changes in extreme events for future climates, such as increases in extreme high temperatures, decreases in extreme low temperatures, and increases in intense precipitation events. In addition, the societal infrastructure is becoming more sensitive to weather and climate extremes, which would be exacerbated by climate change. In wild plants and animals, climate-induced extinctions, distributional and phenological changes, and species' range shifts are being documented at an increasing rate. Several apparently gradual biological changes are linked to responses to extreme weather and climate events.     

极端气候变化及其对水稻气候产量影响的实证分析——以湖北省为例

为考察湖北极端天气事件的时空变化,采用1980—2014年逐日气候数据,并利用实证分析法研究了极端气候对水稻气候产量的影响。研究表明:1)湖北极端降水量和降水天数均呈下降趋势,极端降水事件由东向西、由南向北递减。2)极端高温呈上升趋势,表现为极端高温天数和强度增加。鄂北、鄂西易发生极端高温事件。3)极端气候类因素对水稻气候产量具有负向影响,其中,最低气温的极小值每增加1%将会使水稻的气候产量降低0.197%。白天极端高温天数对水稻气候产量也具有抑制作用,其每增加1%将会使水稻气候产量降低0.046%。因此,应加强湖北省极端天气事件易发区在水稻生长期内的气候监测和防范。     

山东省1961～2008年极端气温和降水事件变化

利用山东78个气象台站1961～2008年逐日平均气温、平均最高气温、平均最低气温及降水量资料,分析极端气温和降水事件变化。结果表明,尽管平均全省极端低温日减少0.23 d/a,但是鲁中山区和半岛内陆地区每年春季气温稳定通过10℃后,仍可出现1～2 d晚霜冻现象,小麦、果树等每年仍面临冻害风险。尽管全省平均极端高温日增加0.19 d/a,但因夏季日最高气温的平均值、标准差减小,2000年以来山东西部地区多年平均日最高气温大于35℃的日数,与常年相比减少1～3 d。近50年极端降水变化趋势不显著,小雨日数有明显减少趋势,平均减少0.17 d/a,大暴雨的降水频数有增加趋势。