酒泉市最近54a气温和降水特征分析

利用最近54 a地面观测资料,统计分析了酒泉测站年平均气温及降水的变化趋势,并用Morlet子波变换对年气温和降水资料进行小波分析.结果表明:酒泉市气温和降水的变化趋势基本与西北地区气候变化趋势一致;小波系数可以显示不同时间尺度上的演变特征及气候的年际以及年代际变化周期.     

不同时间尺度海温因子对西北地区东部夏季降水的影响及预测

利用1961—2020年中国西北地区东部夏季降水量月平均资料、NCEP/NCAR环流再分析以及英国Hadley逐月海表温度(SST)资料,采用功率谱、合成分析、多元线性回归等,分析了西北地区东部夏季年代际、年际降水分量的主导海温模态,并利用时间尺度分离前后得到海温因子分别建立降水预测模型。结果表明:(1)西北地区东部夏季降水不仅具有30 a左右的年代际震荡周期,还具有准3 a的年际周期,其中降水的年代际分量由太平洋十年际涛动(IPO)主导,春、夏季IPO正位相时,有利于西北地区东部夏季降水处于偏多的背景;反之,处于降水偏少背景。(2)降水年际分量的主导信号来自热带印度洋、热带西太平洋和北大西洋,当春季热带印度洋呈类全区一致海温模(IOBW)负(正)位相、类北大西洋三极子(NAT)为正(负)位相及热带西太平洋为冷(暖)海温异常时,有利于夏季中高纬贝加尔湖地区出现高(低)压异常,西太平洋副热带高压偏弱(强)、偏南(北),西北地区东部降水易偏少(多)。(3)独立检验时段内,基于时间尺度分离模型的西北地区东部夏季降水年均趋势异常综合评分(Ps)、符号一致率评分(Pc)分别较原始模型提高6%、7...     

西北地区春季沙尘暴的区域性时间变化特征

本文应用方差极大准则下的正交旋转因子分析(REOF),对我国西北地区近46a(1960-2005年)春季沙尘暴日数资料序列进行客观分区,并采用11年滑动平均方法和morlet小波对其各区区域性时间变化特征进行分析研究。结果表明:1)西北地区春季沙尘暴可划分为5区,它们是河套区、南疆区、高原区、河西区和北疆区。2)西北各区的春季沙尘暴日数自1960年以来有下降趋势,南疆区下降趋势最快,北疆区下降趋势较缓,其它三区数值接近,且夹与上述两区之间。3)在年代际变化方面,南疆区下降趋势明显,各年代也呈现下降趋势。河套区和河西区沙尘暴从60年代开始有增加,分别在70年代初和70年代末达到峰值,然后转而下降。除南疆区以外的其它4个区春季沙尘暴日数较少,总体呈波动下降趋势,在90年代中期开始有所回升,到21世纪初又呈现下降趋势。4)在年际变化方面,利用小波分析方法清晰分析出西北各区域春季沙尘暴日数的年际变化,对小波功率谱进行90%的信度检验,提高小波分析结果的可靠性。同时得出了各区周期主要集中在2~3a和4~8a周期尺度上。     

南疆近57年沙尘暴变化特征分析

根据南疆15个气候业务代表站1960~2016年逐月沙尘暴观测资料,采用Mann-Kendall检验、Morlet小波分析等方法,对近56年间南疆沙尘暴的年代际变化趋势、突变及多时间尺度变化特征等进行了研究。结果表明:1)近56年来南疆沙尘暴发生日数呈明显的下降趋势;2)巴州南部与和田地区沙尘暴发生日数存在突变,突变点分别出现在1987年、1992年;3)小波分析显示南疆沙尘暴存在不同时间尺度上的周期振荡,目前南疆基本处在新一轮沙尘暴多发期的前期。     

渭河流域基流及降雨的多尺度特征和突变分析

基于渭河干流上林家村、魏家堡、咸阳、华县4个站点的1955年-2005年的基流资料及关中地区的降雨资料,采用Morlet函数作为小波函数,对序列结构进行详细剖析,探讨了基流序列的多时间尺度变化及突变特征。结果表明:渭河流域基流的演变过程存在明显的多时间尺度特征,具有19-21a的近似主周期,7a的次周期,周期变化复杂,大时间尺度包含着小时间尺度。且在主周期上基流比降水的周期滞后约2a;从不同时间尺度的小波变换过程推测,渭河流域在未来几年基流量和降雨量都将处于丰的趋势;小波分析的时频局部化特性可展现基流、降水时间序列的精细结构,不仅将随着时间序列变化的周期震荡显现出来,还可以确定其突变点的位置,为短期水文预报提供参考。     

新疆克里雅河径流量变化的气候响应

基于1957—2013年克里雅河源流区兰干水文站径流、气温、降水观测数据,运用小波分析、M-K突变等方法,以时间序列进行非线性、多尺度响应分析。结果表明:(1)克里雅河径流量和气温呈非线性显著上升,降水量和蒸发量略有上升。(2)在年际尺度上,源流区径流存在8 a周期,气温、降水存在12 a周期;在年代际尺度上,径流存在22 a周期,气温、降水、蒸发量存在28 a周期,同时蒸发量还存有22 a周期。(3)在年际尺度上,径流与降水成正相关,而与气温、蒸发量成负相关;在年代际尺度上,径流与气温相关性更高,受气温影响更显著。(4)在周期振荡上,气温与蒸发量具有一致性;在对气候变化响应上,径流对气温、降水、蒸发变化呈交错滞后响应,该模式对克里雅河径流有削丰补枯的调节作用。(5)与乌鲁木齐河相比,克里雅河径流较乌鲁木齐河在突变时间上存在近10 a滞后,20世纪90年代克里雅河流域气温的异常偏低是引起突变滞后的主要原因。     

近60a毛乌素沙地东缘主要气候要素的多时间尺度变化特征

基于中国气象科学数据共享服务网提供的1954-2013年的气候资料,采用线性倾向分析、累积距平法、Morlet连续复小波变换等方法,探讨了毛乌素沙地东缘年均气温、年降水量和年均相对湿度的年代际变化、周期性及突变特征.结果表明:1)毛乌素沙地东缘的年均气温和年均相对湿度变化趋势较显著,气候倾向率分别是0.25℃/10a和-0.78％/10a,降水量变化呈微弱下降趋势(-7.74mm/10a),但趋势性变化并不显著.2)年均气温、年降水量和年均相对湿度在研究时域上均表现出多时间尺度变化特征,时间序列变化的主周期分别为16a、13a和18a.3)年均气温、年降水量与年均相对湿度相比,突变时间存在2a左右的滞后期;年均气温、年降水量与年均相对湿度在主周期时间尺度下,分别经历了5次、7次和4次正负位相循环,且在2013年以后的短时间尺度上分别处于偏低期、偏少期、偏干期.4)年均气温、年降水量和年均相对湿度在16a、13a和18a时间尺度上的位相结构变化既有相似性,又有差异性,具体表现为气温偏高(低)年(代)对应着降水量和相对湿度的偏少/小(多/大)年(代)的变化规律.     

全球变暖背景下的乌鲁木齐市气温及降水气候特征分析

利用乌鲁木齐市1951—2005年逐月平均温度和降水资料,分析了乌鲁木齐市55a来温度和降水的基本气候特征、年代际变化和变化趋势等。结果表明:二维小波系数图可以清楚地显示出气候变化在不同时间尺度上的演变特征,并能对未来的气候演变趋势做出定性估计。小波方差图显示乌鲁木齐市逐月平均气温存在3年为主的短周期和以6年、11—13年为主的长周期;逐月降水存在以3年为主的短周期和以准8年、22年左右为主的长周期。气温和降水在不同时间尺度上的小波系数变化曲线图揭示了气候的长期和短期变化趋势有很大不同。     

基于EEMD的杜尚别市1950-2013年降水多尺度分析

文中采用集合经验模态分解(EEMD)方法,对杜尚别市1950～2013年的降水量进行了多尺度分析.结果表明:过去64年杜尚别市年降水量存在明显的年际和年代尺度的变化,年际尺度的周期为4年和6.5年和年代尺度的周期为12年和27年,其中1950s ～1980s呈减少趋势,在1990s～2000s呈增加趋势,且后期的增幅大于前期的减幅.四季中,春季和夏季的降水量呈增加趋势,秋季和冬季的降水量呈减少趋势.     

近40年青海东部春季降水变化特征及小波分析

应用线性趋势分析和小波变换分析方法对青海东部地区12个气象台站1961~2004年春季降水的变化特征及时~频特征进行了分析。结果表明:近44 a来,青海东部地区春季降水量波动明显,年代际变化表现出20世纪60年代偏多,70年代、80年代偏少,进入90年代以来偏多的趋势;春季降水总体呈弱的增加趋势,分阶段分析,只在1981~2004年时段趋势呈弱的减少,其余时段均呈增加趋势;在10 a及以上相对较大的时间尺度上,春季降水干、湿交替的特征非常明显,经历了6个干、湿交替的阶段,其突变点为1964年、1975年、1983年、1993年、2001年,其10~12 a和16 a左右的周期较为明显;而对于10 a以下相对较小的时间尺度,春季降水变化比较复杂,增加了更多的相对干、湿交替阶段和突变点,其6~8 a的周期突出;当周期振荡表现为较强的负位相时,均会发生强的干旱;从最近几年青海东部地区的春季降水变化来看,其较大尺度和较小尺度的变化均处于较强的偏多期。