1980-2009年西藏西北部潜在蒸散时空分布特征及其影响因素

通过分析西藏西北部潜在蒸散量的时空分布以及影响潜在蒸散的气候因素.结果表明:①西藏西北部潜在蒸散呈现从西北向东南减少的分布特征,最大潜在蒸散出现在夏季,春季次之,冬季最小.近30 a来,除冬季潜在蒸散呈略微增加趋势外,其余均呈减少趋势.气温、相对湿度和降水量呈增加趋势,平均风速和日照时数呈减少趋势;潜在蒸散与气温、风速、日照时数呈正相关,与相对湿度、降水量呈负相关.②影响潜在蒸散的主要气象要素为相对湿度、平均气温和日照时数,风速对冬季潜在蒸散的影响最为显著;近30 a来,风速减小、日照时数减少、相对湿度增加是导致潜在蒸散量减少的主要气象影响因子.西藏西北部地区潜在蒸散的变化存在“蒸发悖论”现象,即在气温升高[0.55℃·(10a)-1]的背景下,潜在蒸散呈下降趋势[10.02 mm ·(10a)-1].     

1961～2010年甘肃合作地区草地潜在蒸散量及地表湿润度变化特征

为了对青藏高原东北部边坡地带潜在蒸散量和地表湿润度的变化进行研究,利用甘肃省合作市气象站1961～2010年的地面气象观测资料,根据Penman-Monteith模型计算了合作地区草地潜在蒸散量,发现合作地区年潜在蒸散量呈明显上升的趋势,上升趋势为13.0mm/10a;地表湿润度以-0.02/10a的趋势减小,出现了明显的暖干化趋势。温度升高和相对湿度下降是造成合作地区草地潜在蒸散量上升的主要气候影响因子,同时日照时数增加、降水量减少和风速增大对合作地区草地潜在蒸散量上升也有重要影响。     

近50年东北地区的气候变化事实检测分析

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国东北地区1956年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明:东北近50 a来年平均气温变暖幅度约为1.5℃,增温速率接近0.3℃/(10 a),比北半球和全国同期平均增温速率明显偏高。气温增暖主要发生在最近的20余年。1956年以来东北平均降水量呈略减少趋势,降水变化的空间特征明显而相对稳定,黑龙江的漠河、内蒙古的海拉尔、赤峰的个别地区呈略增加以外,其他大部地区呈减少趋势,尤其黑龙江东部、吉林西部以及辽宁东南部地区降水减少明显。在降水量减少的同时,降水日数也同时减少。分析还发现,近50 a来东北平均的日照时数、平均风速、蒸发量、相对湿度等气候要素均呈显著下降趋势。各不同的气候要素都存在着年际和年代际变化振荡周期,对这些气候要素进行了突变检测,发现年平均气温在1988年发生了明显突变,气温突变首先是以最低气温突变开始的,说明气候变暖是以最低气温变暖开始的。降水量在1961年发生突变,降水量由多减少;降水日数在1994年发生了由多转少的突变;日照时数突变发生在1978年,之后日照时数呈变少趋势。     

多伦县近60年气候变化分析

利用多伦县气温、降水量、平均相对湿度、平均风速和日照时数资料,采用线性倾向估计、5年滑动平均等方法,分析了该地区近60年(1953-2012)的气候变化趋势。结果表明:年平均气温和季平均气温均呈上升趋势,年平均气温倾向率为0.39℃/10a,冬季增温对年增温贡献率最大,倾向率达0.57℃/10a;年降水量呈下降趋势,倾向率为-7.17mm/10a,夏季降水量对年降水量下降的贡献最大;平均相对湿度、平均风速和日照时数也均呈下降趋势,年倾向率分别为:-0.82%/10a、-0.11(m/s)/10a、-51.95h/10a,对年下降贡献最大的季节分别为冬季、冬季和春季;与全国、锡林郭勒盟及浑善达克沙地的气候变化趋势基本一致。     

近48年新疆乌-昌地区气候变化

根据新疆乌-昌地区15个气象台站1961-2008年的气候资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall突变检测、Morlet小波、自然正交分解(EOF)和Kriging插值技术等方法,对近48年平均气温、降水量、日照时数和平均风速以及年潜在蒸散量和地表湿润指数等要素的变化趋势和特征进行了研究。结果表明:①近48年乌-昌地区年平均气温、降水量呈升高(增多)趋势,日照时数和年平均风速呈减少(小)趋势,受其影响,潜在蒸散量明显减小而地表湿润指数有所增大,气候总体呈较明显的"暖湿化"趋势。但受自然环境和城市化效应的影响,各地气候"暖湿化"的速率有明显差异;②突变检测表明,乌-昌地区年平均气温、降水量和湿润指数分别在1972年、1986年和1985年发生了显著的突变性升高,年日照时数、平均风速和潜在蒸散量分别于1972年、1979年和1985年发生了显著的突变性减小;③各气候要素分别存在4~24年的周期性变化;④各要素的主要空间分布特征均是同向变化,其中年平均气温、风速和地表湿润指数空间分布的同向性强于其他要素;⑤乌-昌地区年平均气温、降水量、日照时数、潜在蒸散量和湿润指数与地理坐标均具有极显著的多项式回归关系,这为各气候要素的栅格化处理提供了理论依据。     

近55年来青海省海东市气候变化特征 及影响因子分析

利用青海省海东市5个气象台站1961-2015年气候资料,采用线性回归和Mann-Kendall突变检测等方法,对海东市近55年的年和季平均气温、降水量、日照时数、风速、沙尘日数、云量和相对湿度等气候要素以及降水日数、潜在蒸散量和湿润指数的变化趋势和变化特征进行了研究，结果表明：（1）近55年海东市随着气候变暖降水减少(减少速率-4.9 mm·(10a)^-1），总体呈现不明显的“暖干化”趋势。年平均气温和潜在蒸散量呈现显著的上升趋势(上升速率0.33℃·(10a)^-1和7.9 mm·(10a)^-1),年降水日数、平均风速、沙尘暴日数、日照时数、云量和相对湿度表现为显著减少趋势（减少速率分别为-2.3 d·(10a)^-1、-0.13 m·s^-1·(10a)^-1、-6.3 d·(10a)^-1、-36.6 h·(10a)^-1、-0.12成·(10a)^-1和-0.7％·(10a)^-1），湿润指数和降水量表现为不显著的减少趋势。（2）海东市年平均气温和潜在蒸散量分别在1995-1996年和2001年发生了显著的突变性升高,年平均风速、降水日数、日照时数、总云量和相对湿度分别于1982年、1993-1994年、2002-2003年、1984年、2009-2010年呈显著突变性减小,降水量和湿润指数的变化未达到突变标准。（3）海东市冬季气温变化与青藏高原指数、北极涛动指数和西风环流指数有明显的正相关关系，青藏高原的动力和热力作用对高原东北侧的海东市气温变化有很重要的影响，而该地区温度还受由北极涛动引起的冬季风和西风环流的影响。海东市夏季降水量与南亚夏季风指数和北极涛动指数有较好的负相关，南亚夏季风的进退以及所携带的水汽是影响该区域降水量变化的主要因素之一。     

近50 a黄河上游气候变化趋势和干湿界线波动分析

利用黄河上游地区13个气象站点1959-2008年的气候资料,研究了黄河上游地区多个气候要素的变化,以30 a为时间尺度研究气候变化趋势的可行性。结果表明：区域东南部站点呈干暖化趋势,其他站点以湿暖化为主,变湿的趋势不显著,而变暖的趋势普遍且显著;东南部向着干旱化的方向发展,其他区域不显著;年平均气温和最低气温在1959-1988年、1969-1998年和1979-2008年3个时段呈持续增加趋势,最高气温仅在近30 a呈整体增加趋势;在最低气温和最高气温的共同作用下,1979-2008年年均气温的增幅最大;低海拔站点日照时数持续、显著减少,而高海拔的玛多、达日两站则呈显著增加趋势;相对湿度恰好相反,低海拔站点多呈增加趋势,高海拔站点多呈减少趋势。区域风速总体呈下降趋势,尤其是低海拔地区和后两个时段。采用30 a为时间尺度分析气候变化具有一定的可行性。     

基于湿润指数的新疆甘家湖地表干湿状况变化趋势

利用1953—2013年甘家湖梭梭林自然保护区内精河和乌苏气象站的逐月气象资料,采用伊凡诺夫公式计算出了逐月潜在蒸散量和湿润指数,分析了地表干湿状况的年际变化、季节变化及其主要影响因素。结果表明:1冬半年、夏半年和全年的多年平均潜在蒸散量分别为298、1 107 mm和1 407 mm,潜在蒸散量在冬半年随时间呈下降趋势,在夏半年和全年潜在蒸散量呈明显上升趋势。2春、夏季湿润指数的年际变化呈减小趋势,秋、冬季和全年湿润指数的年际变化呈增加趋势。根据湿润指数相对应的气候区划标准,春季甘家湖自然保护区为半干旱地区,夏季和秋季为极干旱区-干旱区,冬季为干旱区的亚湿润区-湿润区。3湿润指数与降水量、水汽压和相对湿度呈正相关,与风速、气温和日照时数呈负相关;相对湿度变化对湿润指数变化影响最大,其次是日照时数、气温、水汽压和降水量,影响最小的是风速。     

川中丘陵区气候变化及其对春玉米生产潜力的影响——以遂宁为例

根据川中丘陵区6个站点1971—2013年逐日气象数据资料,分析川中丘陵区气象因子变化,并以遂宁地区为例研究了气候变化对春玉米生产潜力的影响。结果表明：(1) 研究区年日照时数、降水量变异系数分别为14.79%和18.71%,年际间差异明显,且日照时数呈逐年降低趋势,日照时数气候倾向率为-72.69 h·10a^-1,而年平均温度和相对湿度年际间差异不大。(2) 玉米生育期日照时数、降水量、平均温度和相对湿度的变化与年气候变化一致,玉米生育期日照时数和降水量的年际间差异更明显。(3) 研究区春玉米光温生产潜力和气候生产潜力均呈逐年波动下降的趋势,光温生产潜力与玉米生育期日照时数和温度极显著相关,而气候生产潜力与玉米生育期日照时数和相对湿度极显著相关,与降雨量呈显著相关关系。可见,日照时数是该区春玉米光温和气候生产潜力发挥的首要限制因子,而降雨量和相对湿度则是制约春玉米气候生产潜力的关键因子。     

近55a来青藏高原东部气候演变特征

根据青藏高原东部50个气象台站1958—2012年的气象资料,采用气候倾向率、Mann-Kendall突变检验法、Morlet小波法、反距离权重等方法,对青藏高原东部逐月平均气温、降水量、日照时数、平均风速的变化趋势和空间格局进行了分析。结果表明:1近55 a青藏高原东部年平均气温呈极显著升高趋势,降水量呈显著增多趋势,年日照时数和平均风速呈显著减少趋势。青藏高原东部气候总体上呈较明显的暖湿化趋势。2青藏高原东部年平均气温在1993年发生了极显著的突变性升高,降水在1984年发生了显著的突变性增多,而平均风速和年日照时数分别在1992年和2001年发生了显著的突变性减少。3青藏高原东部年平均气温、降水量、日照时数和平均风速的第一主周期变化均为13 a。4青藏高原东部平均气温、年降水量总体由西北向东南递增,年日照时数大致由西北向东南递减,平均风速的空间变化不明显。     

Changes in terrestrial surface dry and wet conditions on the Loess Plateau(China) during the last half century

This paper,using a revised Penman-Monteith model,computed the terrestrial surface humidity index of the Loess Plateau(China) based on climatic factors of monthly mean temperature,maximum temperature,minimum temperature,relative humidity,precipitation,wind speed and sunshine duration observed on the plateau from 1961 to 2008.The temporal-spatial distribution,anomaly distribution and sub-regional temporal variations of the terrestrial surface dry and wet conditions were analyzed as well.The results showed a decreasing trend in the annual average surface humidity from the southeast to the northwest in the research area.Over the period of 1961-2008,an aridification tendency appeared sharply in the central interior region of the Loess Plateau,and less sharply in the middle part of the region.The border region showed the weakest tendency of aridification.It is clear that aridification diffused in all directions from the interior region.The spatial anomaly distribution of the terrestrial surface dry and wet conditions on the Loess Plateau can be divided into three key areas:the southern,western and eastern regions.The terrestrial annual humidity index displayed a significantly descending trend and showed remarkable abrupt changes from wet to dry in the years 1967,1977 and 1979.In the above mentioned three key areas for dry and wet conditions,the terrestrial annual humidity index exhibited a fluctuation period of 3-4 years,while in the southern region,a fluctuation period of 7-8 years existed at the same time.     

渭河流域60年来气温变化特征与区域差异

对渭河流域及其周边45个气象站点近60年的气温特征值,做空间插值、线性回归分析、气温突变分析和趋势分析。结果表明:1)1951～2009年间渭河流域年平均气温、年平均最低气温均呈显著上升趋势,年平均气温和年平均最低气温的的增温速率分别为0.252℃/10a和0.261℃/10a,年平均气温大于9℃区域所占流域总面积比,60年间上升34.78%;年平均最低气温大于3℃区域所占流域总面积比,60年间上升17.2%;2)年平均最高气温除1980s下降外,其余年代呈现上升趋势,增温速率为0.255℃/10a,其大于16℃区域所占流域总面积比,首先从1950s的46.27%下降至1980s的37.15%,而后又上升至2000年后的81.63%;3)年均温、年平均最低温和年平均最高温变化的转折点在1990年前后;4)气温日较差从1950s至1970s呈下降趋势,进入1980s后略有上升,其中气温日较差大于11℃区域所占流域总面积比,首先从1950s的55.96%下降至1980s的41.58%,而后又上升至2000年后的61.07%。     

黄土高原风蚀和风水蚀复合区的风蚀气候侵蚀力变化

利用黄土高原风蚀和风水蚀复合区30个气象站1961-2010年的观测资料,根据联合国粮农组织给出的风蚀气候因子指数（C值）的计算公式和线性趋势法、Pettitt变点检测、Morlet小波分析等方法,研究风速的空间分布、时空变化、突变特征和周期特性及其对C值的影响。结果表明：① 该区多年平均风速为2.2 m•s^-1,内蒙古和宁夏境内的部分地区风速较大,陕北、晋西北、陇东和青海部分地区较小。近50 a来风速整体呈显著减小趋势,1970s风速最大,2000s最小。② 年尺度83%的站点风速发生了突变,区域整体突变发生于1982年,四季风速突变时间与年尺度基本一致。③ 近50 a风速存在3次交替变化,1961-1977年和1995-2010年偏大,而1977-1995年偏小,季节尺度上也发现了类似的现象,未来一段时间内该地区风速仍然偏小。④ 该区多年平均C值的空间分布格局和时空变化趋势与风速较为一致,整体也呈现出显著减小趋势。⑤ C值与相对湿度和降水量呈负相关关系,与潜在蒸发量、干旱指数和风速呈正相关关系。风力增强（风速增加）和干旱加剧对于风蚀起到促进作用;温度上升及其造成的蒸发量增大也有助于风蚀的形成。     

西藏参考作物蒸散量时空变化特征与影响因素

为深入认识西藏参考作物蒸散量(ET_0)的变化特征,采用联合国粮农组织1998年推荐的Penman-Monteith公式计算西藏37个气象站点32 a(1981—2012年)的逐日ET_0,通过联合国防治荒漠化公约提出的全球干旱指数(UNEP)进行气候评价,利用空间插值及Mann-Kendall趋势检验法对西藏及各气候区ET_0时空变化特征进行分析,并通过偏相关分析法对其主要影响因素进行探讨,结果表明:西藏共分为特干旱、干旱、半干旱、干旱半湿润、湿润半湿润和湿润气候区,主要为半干旱气候区。近32 a参考作物蒸散量整体呈减小趋势,变化趋势为-1.508 mm·a~(-1),可将32 a分为3个时段,1981—1989年处于高蒸散阶段,1989年后处于低蒸散阶段,2005年起又持续回升。西藏西部到东部,年际ET_0呈减小趋势。各气候区气象因子的影响基本符合平均气温日照时数平均风速相对湿度,且平均气温、日照时数及平均风速在干旱区的影响较湿润区更为显著。     

1971-2014年青藏高原参考蒸散变化及其归因

研究参考蒸散时空变化格局并辨识其驱动因子，是认识区域水文过程及其对气候变化响应的重要途径。基于修正的FAO 56 Penman-Monteith公式和青藏高原75个台站逐日气象观测资料，分析了1971—2014年高原参考蒸散变化的转折特征，并探讨转折前后的年际与季节变化趋势及其主导因素。结果表明：1971—1996年青藏高原参考蒸散呈急剧下降态势〔-27.07 mm·(10a)^-1〕，而1997—2014年高原参考蒸散增加趋势显著〔40.16 mm·(10a)^-1〕，尤以33°N以南区域最为突出。这与影响参考蒸散变化的气候因子变化趋势的年际转折密切相关。其中，风速变小是1971—1996年高原年参考蒸散减少的主要因素，特别是在高原北部；相对湿度降低则极大地促进了1997—2014年高原主体(除高原北缘外)参考蒸散的显著增加。此外，从季节上看，春、秋、冬季参考蒸散变化的最大贡献因子由之前的风速减小转变为1997—2014年的相对湿度下降；影响高原夏季参考蒸散的主导因子是1971—1996年相对湿度的增加，之后则转变为1997—2014年日照时数的增加。     

黄河源地区植被净初级生产力对气候变化的响应

基于黄河源区1959—2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照百分率等气候要素资料,应用修订的Thornthwaite Memorial模型计算了50 a植被净初级生产力(NPP),分析其年际和年代际变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:1959—2008年间,研究区年NPP变化呈显著上升趋势,NPP变化曲线线性拟合倾向率在95.502～190.72 kg/(hm2.10a)之间,20世纪90年代后NPP较高。20世纪70年代表现为"冷干型"气候特征,NPP距平百分率偏少1.1%～2.1%;2001—2008年均为"暖湿型"气候特征,NPP距平百分率偏多2.1%～4.5%。影响黄河源区NPP变化的主要气候因子是降水量、最大蒸散量和平均最低气温。"暖湿型"气候对植被净生产力增加最有利,黄河源区NPP可增加5.5%～8.5%。而"冷干型"气候造成植被净生产力下降5%～9%。若2050年在"暖湿型"气候情景下,黄河源区未来NPP较多年平均值增加7%～17%。     

若羌县近50a来气候变暖及其对农业生产影响分析

利用若羌县气象站1958～2007年日平均气温实测资料,深入分析若羌县气候变暖及其对农业生产影响。分析结果显示:(1)近50a来若羌县年均气温呈增加趋势,其线性倾向率为0.204℃/10a,50a增温达1.02℃,年均气温波动基本与我国西北地区气温变化趋势一致。(2)年内气温的季节变化差异明显,各季节气温均呈上升趋势,其中,冬夏两季对全年气温上升贡献较大。(3)近50a来≥0℃、≥10℃、≥20℃活动积温值增加,持续天数增多,而<0℃负积温绝对值明显减少。(4)近50a来若羌县气候显著变暖,热量资源增加,使喜温作物面积扩大,生长期延长,对越冬作物有利;同时病虫害越冬存活率上升,防止难度加大,气候变暖对若羌县农业影响是利弊并存。     

张掖地区近35年来气温和降水的变化

利用张掖地区6个气象站1970~2004年月平均气温、月平均最高、最低气温、月降水资料,采用气候倾向率、滑动平均、Mann-Kendall、小波分析等方法对张掖地区近35年的气候变化特征进行分析。结果表明:(1)1970~2004年张掖地区的气温呈现出明显的上升趋势,其中民乐站增幅最高,临泽站增幅最低,平均气温倾向率为0.491℃/10a,且冬季气温增长更为显著;(2)近35年张掖地区的变暖与西北地区同步,但明显早于中国及全球,且升温幅度更大;(3)近35年张掖地区的降水总体呈微弱下降趋势,但显著性不高,对比分析1970~1986年和1987~2004年两个时期降水量,后一个时期夏、秋季降水量减少,而,冬、春季降水量增加其中春季增幅较大;(4)分析认为,张掖地区目前仍处于气温上升,降水量减少的暖干条件,即气候的未转型区。