近50 a甘肃省夏季日极端降水频数与强度变化特征

基于甘肃省近50 a夏季日降水量数据,借助ArcGIS 9.2和Matlab 7.0数据软件平台,运用复值Morlet小波分析及Mann kendall检验法,分析甘肃省夏季日极端降水频数和强度的周期及空间分布特征。结果表明：① 极端降水频数主要存在19 a和8 a周期,极端降水强度主要存在11 a和19 a周期;② 夏季极端降水量与夏季降水量的空间分布在东南部地区有明显的差异;③ 极端降水频数呈减少趋势,而极端降水强度呈增加趋势。     

基于标准化降水指数的河南省近45年干旱时空特征分析

依据河南省45个气象站近45年逐月降水资料,以标准化降水指数作为干旱指标,详细分析河南省范围内干旱强度、影响范围、发生频率的时空演变规律。结果表明:(1)在过去45 a中河南省干旱具有明显的周期性且近年来有增强的趋势;从干旱发生站次比上来看,年尺度干旱站次比呈阶段性先增后减的变化趋势,且在全省范围内多发全域性、局域性干旱,分别为11、12 a;春季、夏季、秋季三季干旱站次比呈现上升趋势,上升率分别为1%·10a~(-1)、5.5%·10a~(-1)、9.6%·10a~(-1),其中,夏旱多为区域性干旱,春、秋两季多为全域性干旱,分别为13、12 a。(2)全省平均干旱频率为9.83%,秋季干旱频率高于其他三个季节,为17.53%;河南省东部商丘地区、西部三门峡地区是年、季尺度干旱高发地区,年尺度干旱强度与干旱站次比在时间上变化规律一致,都存在2～6 a的周期性。(3)年尺度干旱强度呈现增强趋势,20世纪90年代干旱强度最高,不同季节中干旱强度都表现为增强的趋势,为此河南省未来发生全域性干旱的风险依然很高。     

新疆北部地区春夏季干旱的区域性和持续性特征

基于1961-2007年36站的逐日降水资料,分析新疆北部地区春、夏季干旱的区域性和持续性特征。结果表明：新疆北部春、夏季干旱发生较为频繁,尤其在北疆西北部地区,春旱平均3 a一遇,夏旱为4~5 a一遇。季节间的连旱概率较低,不足10%,主要以月际间的连旱为主,其中2个月的持续干旱次数占干旱总次数的20%左右。进一步的分析表明,春夏之交的5~6月,是2个月连续干旱发生次数相对频繁的时期,北疆西北部地区此类连续干旱事件最多。伊犁河谷、北天山地区和北疆北部春旱较夏旱频繁,春旱以北疆北部发生最多;夏旱3个区域发生频次相似,但北天山地区大旱发生频数较高。3个区域的春、夏季干旱程度均呈减弱趋势,春旱在20世纪90年代中后期、夏旱在80年代中后期处在一个较低的发生期。     

柴达木盆地夏季暴雨灾害风险区划及其影响

基于1961—2018年柴达木盆地10个气象台站观测资料,分析了柴达木盆地极端强降水量、强降水日数的时空演变特征,定量化分析了柴达木盆地不同量级暴雨灾害的影响程度,结果表明:(1)1961—2018年柴达木盆地夏季(6—8月)降水呈增多趋势,增幅为7.5 mm·(10a)~(-1),极端强降水次数亦呈增多趋势,增幅为2次·(10a)~(-1),尤其是近10 a来,夏季极端强降水次数增多尤为明显,年平均强降水次数为17次,与1981—2010年平均值相比偏多6次。(2)柴达木盆地因强降水诱发的暴雨灾害次数总体呈增多趋势,增幅为2.5次·(10a)-1,进入21世纪以来增加尤为明显,都兰、乌兰、天峻及德令哈是暴雨灾害出现次数最多的地区。(3)暴雨灾害风险区划结果:夏季柴达木盆地天峻县(舟群乡、快尔玛乡、木里镇、新源镇、江河镇)为极端强降水诱发的暴雨灾害高风险区;德令哈(蓄集乡、尕海镇)、乌兰县(铜普镇、柯柯镇及茶卡镇)、都兰县(香加乡、热水乡、沟里乡、香日德镇、夏日哈镇、察汗乌苏镇)为暴雨灾害较高风险区,针对暴雨灾害风险级别和影响范围,定量化分析了柴达木盆地暴雨灾害对GDP、人口、土地利用类型的影响程度。     

1961-2017年东帕米尔高原极端升温过程气候变化特征

利用塔什库尔干、吐尔尕特和乌恰3个气象站1961年1月1日至2017年12月31日的逐日最高气温,建立了中巴经济走廊北端东帕米尔高原单站升温过程数据库,用百分位法基于综合强度指标遴选出极端升温过程,对比分析了该区域塔什库尔干等3站的极端升温过程频数、强度气候变化特征。结果表明:(1)1961—2017年,东帕米尔高原塔什库尔干共出现489次极端升温过程,平均每年出现8.6次。塔什库尔干极端升温过程平均持续3.6 d,以持续3 d的最多,占24.7%,吐尔尕特和乌恰以持续2～3 d的极端升温过程为主。塔什库尔干的极端升温过程在7月出现最多,吐尔尕特在5月最多,乌恰在1月最多。(2)塔什库尔干综合强度最强的1次升温过程出现在2008年2月20—21日。东帕米尔高原3站的极端升温过程综合强度均在冬季最强。(3)57 a来,东帕米尔高原塔什库尔干年极端升温过程频数呈显著的线性增加趋势,增加率为0.57次·(10a)~(-1),进入21世纪以来,极端升温过程相对频发,年际间变率加剧。吐尔尕特与乌恰的线性变化趋势不显著。(4)57 a来,塔什库尔干的极端升温过程强度呈显著的线性增强趋势,且近年来年际间变化幅度加剧;乌恰的过程强度略呈下降趋势,近年来年际间变化幅度趋于平缓。总之,塔什库尔干7月的极端升温过程最多,57 a来年极端升温过程频数显著增多、强度显著增强,近年来极端升温过程频数及强度的年际间变化幅度均加剧,造成东帕米尔高原区域融冰(雪)洪水及其衍生地质灾害频发,风险加剧。     

气候暖干化对环县土壤贮水量的影响

通过对干旱半干旱区环县近38年(1971～2008)来的气温、降水分析发现,环县气候暖干化明显,年平均气温增高,增幅为0.0385℃/a,增温幅度远高于全国近40年增温幅度(0.004/a);气温年代变化以80年代到90年代上升幅度最大;季节变化以春季、冬季增温最为显著,夏季、秋季增温缓慢.年降水量呈略减趋势,逐月降水量变化不一致,6月、9月降水量呈显著增加,7月、11月呈显著减少,其它各月正常或略减变化;年代变化,70到80年代呈现增加,80到90年代减少,90到2000年来呈现增加;从80年代以来,春季降水呈显著减少,表明春旱明显,夏季、秋季和冬季的降水随年代不同有增有减,变化趋势不一.近26年(1983～2008)来,0～100 cm土壤贮水量呈升高趋势变化,年增幅为0.5586 mm/a.其中,春季和秋季呈递增变化,增幅分别为0.941 mm/a、0.5164 mm/a;夏季呈现减少趋势;不论是在干旱年、多雨年、或是不同年代情况下,一年中土壤贮水量的低值区总是出现在作物旺盛生长时期的6月份,而高值区总是出现在秋季,而不是出现在降雨量最多的夏季;气候暖干化对耕作层30 cm以上土壤贮水量影响明显,年景不同,土壤贮水量差异较大.     

近50 a来青海干旱变化及其对气候变暖的响应

选取青海高原有连续观测资料的27个站月降水量,利用SPI干旱指数方法计算1961-2010年每月的干旱指数。得到发生干旱的年代及各年代的站数,对其空间分布、基本气候特征及干旱对气候变化的响应关系进行统计分析。结果表明：青海各地都有干旱发生,3-5月干旱多发地分布在东-南部,向西北部减少;6-8月在东部的局部地区及玉树东部地区;9-11月在东部和南部地区。近50 a来,干旱范围和干旱强度呈逐年下降趋势,两者有着显著的正相关关系,且春季下降较为明显。青海一般发生的大旱年主要是春旱及春夏连旱。大范围的干旱大多发生在夏季;在没有发生干旱的年份,局地旱情不可避免;气候变暖对青海干旱影响不突出,而降水的增多是青海干旱减少、强度减弱的主要原因。     

基于K指数的阿勒泰地区夏季气象干旱特征

利用阿勒泰地区7个气象站1981-2010年6-8月降水量以及计算得到的蒸发量和K指数,用经验正交函数分解（EOF）和旋转经验正交函数分解（REOF）方法,分析了近30 a阿勒泰地区夏季干旱特征,用最大熵谱和谐波分析方法对阿勒泰3个分区K干旱指数的主要周期进行了分析。结果显示：用K干旱指数为指标,阿勒泰地区中西部干旱发生频率高于偏东地区;全地区可分为3个区域,Ⅰ西南谷地平原,Ⅱ东部丘陵地区,Ⅲ北部山区;各分区夏季干旱总体呈下降趋势。阿勒泰干旱的空间分布除受大尺度天气系统影响外,还受地理位置、地形地势等多种因子影响。各区干旱存在准10 a的长周期和3～5 a短周期振荡,且相对稳定,但其显著周期及其年代变化差异较大。     

气候变暖背景下青海省春季干旱时空变化

基于1961-2018年35个气象台站观测资料,分析了青海省农牧区无雨日数、干旱次数时空演变特征,结果表明:①1961-2018年青海省春季平均气温呈升高趋势、降水呈增多趋势,无雨日数空间差异明显,其中,东部农业区、牧业区无雨日数总体无明显变化趋势。②近57 a,东部农业区轻旱、中旱、特旱发生次数均无明显趋势性变化,仅重旱略有增加,进入21世纪以来,东部农业区轻旱、重旱发生次数呈增加趋势,农业区各等级干旱次数呈南多北少的空间分布。③近57 a,青海省主要牧业区出现干旱总次数及不同等级干旱次数均呈减少趋势。其中,轻旱减少最为明显,而牧业区各等级干旱次数呈北多南少的分布。④青海省春季出现灾损的旱灾次数呈减少趋势,减少率为2.4次·(10a)^-1。其中,东部农业区出现灾损的旱灾次数最多。⑤近57 a青海省牧业区干旱发生次数在1981年前后存在明显的突变现象,而东部农业区无明显的突变现象。     

河南省旱灾对称性特征及趋势判断

根据河南省1955-2010年干旱受灾面积历史资料,统计出其发生特大干旱年份起始年的数列。首先,两次运用三元、四元、五元可公度法对河南省旱灾的发生趋势进行预测:第一次预测出2011年会发生特大干旱,结果在2011年确实有干旱存在;第二次把2011年加入原数列,预测出下一次可能发生旱灾的时间。其次,运用蝴蝶结构图法对旱灾的时间对称性进行分析。结果表明:河南省的特大干旱符合可公度特征并存在时间对称性规律,时间间隔以2a、12a、19a最为显著,且2013,2016年左右河南省可能发生特大干旱,概率分别为58.3%、54.4%。     

陕西伏旱气候特征及成因分析

利用陕西省15个气象观测站1961～2006年7～8月地面观测资料和美国环境预测中心/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,分析了陕西伏旱天气气候特征和典型伏旱期的大气环流特征.结果表明:陕西伏旱具有气温高,降水少,持续时间长,以及明显的年代际变化特征,其中1960、1970和1990年代是伏旱多发时期.强伏旱年西太平洋副热带高压偏弱,青藏高压发展加强并向东北方向移动,与西风带长波脊或西太平洋副热带高压合并,形成控制我国大部分地区的青藏高压或带状高压,是陕西典型伏旱期大气环流的主要特征;100 hPa南亚高压、300 hPa高压、500 hPa的青藏高压中心位置基本一致,且与对流层上下层的暖中心相对应,是持续性异常伏旱期所具有近似正压结构的典型环流形势.     

近45a来中国西北汛期降水极值的变化分析

本文利用中国西北五省(区)1960-2004年125个台站汛期(5-9月)逐日降水资料,首先定义了不同台站的极端降水阈值,然后统计出了不同台站近45a来逐年汛期发生极端降水的频次、干日数、极端干期长度、湿日数及极端湿期长度,并对它们的长期变化趋势作了分析,结果表明:近45a来西北西部汛期极端降水发生频次、湿日数和极端湿期长度表现出增多和增长趋势,干日数和极端干期长度表现出减少和变短趋势;西北东部汛期极端降水发生频次、湿日数和极端湿期长度表现出减少和变短趋势,干日数和极端干期长度表现出增多和变长趋势;从整个西北来说,近45a来极端降水发生频次和湿日数表现出了增多趋势,极端干期长度表现为变短趋势,而干日数同极端湿期长度表现出周期波动状变化,另外干日数同极端湿期长度的变化趋势恰恰相反,而湿日数却与极端干期长度的变化趋势恰恰相反;自上世纪80年代以来降水极值变率较过去有所变大。     

近51 a甘肃夏季气温和降水极端事件变化

利用1960-2010年甘肃35站夏季（6-8月）逐日观测资料,分析暴雨、干燥和异常温度事件的变化特征。结果表明：近51 a甘肃河西区暴雨基本稳定在0.1次/a左右,而河东区在20世纪70年代中期前为显著下降趋势,之后其变化趋势不显著。两区暴雨事件的强度变化均不显著,但在时间上分布比较分散,80年代中期之后暴雨事件发生的时段较之前提前了约2候;河东、河西区的严重干燥事件频次均在1991年发生突变,突变后的显著增加主要是受降水日数在同期突变后显著减少的影响;异常高、低温频次均在90年代中期发生突变,突变后异常高温频次显著增加,异常低温频次显著减少。     

汾河流域降水及旱涝时空结构特征

利用汾河流域39个测站1956-2000年各月降水资料,采用经验正交函数(EOF)分解技术分析年降水的空间结构特征与变化.结果表明:汾河流域年降水主要有3种典型分布类型,即"全体一致型"、"南北反相型"、"上下游与中游反相型".其中,第1种分布型占主导作用,其相应的时间序列和年均降水序列形状基本相似,趋势皆减少.此外,采用Z指数旱涝指标划分了汛期旱涝状况和等级,结果显示,汛期异常旱涝主要发生在8月和6月.     

近80年宝鸡市旱涝变化特征分析

文中使用1934-2010年5-9月降水总量资料,分析研究宝鸡近80a旱涝演变规律。结果表明:宝鸡市近80a有向干旱发展的趋势,并且以0.12次/10a的速度增加;旱涝出现的频率为39%和28.6%;旱涝演变具有24a左右的长周期和2a的短周期;20世纪40年代、80年代以偏涝为主;70年代、90年代和21世纪头10年以偏旱为主。宝鸡市近80a以来,年Z指数明显下降,其下降速度为0.16/10a。1953-1990年涝年多、旱年较少,1993年以后旱年多、涝年很少,近年来有旱涝交替的特点。四季的Z指数变化趋势不同,冬、夏季Z指数变化不大,冬季呈略上升趋势;夏季呈微弱的下降趋势;春、秋季呈明显的下降趋势,表明干旱趋势增强,春季最明显,秋季次之。春季涝、旱和正常年基本各占1/3;夏涝、秋涝、冬旱的发生频率高。各季旱涝变化都具有2a的周期。研究结果对旱涝趋势预测和防灾减灾具有一定的参考价值。     

四川水稻不同生育阶段的干旱风险评估

水稻是四川最主要的粮食作物,而干旱是制约水稻生产的主要因素,四川省春旱、夏旱和伏旱灾害频发,常导致水稻减产。本研究基于气象资料、水稻灾情史料和生育期资料,选取湿润指数距平率作为水稻干旱指标,构建了四川水稻干旱等级,并利用灾情样本进行了验证。在此基础上,分析了1961-2015年四川水稻不同种植区不同生育阶段的干旱时空变化特征及风险分布状况。结果表明:从时间变化看,近55年来,水稻移栽～孕穗期干旱总站数平均每10年增多0.56个,其中轻旱和重旱平均每10年分别增多0.20个和0.41个,而中旱基本不变;孕穗～开花期干旱总站数平均每10年减少0.49个,其中中旱和重旱平均每10年均减少0.22个,而轻旱基本不变;开花～成熟期干旱总站数平均每10年增多0.54个,其中轻旱和重旱平均每10年分别增多0.23个和0.55个,而中旱基本不变。干旱频率的分布特征为:移栽～孕穗期的干旱频率呈现中部高、西南部和东北部低的特征,高发区主要分布在北部的绵阳-南部的宜宾一线(36%～58.2%);孕穗～开花期的干旱频率由西向东递增,高发区主要分布在盆地北部和东北部(36%～61.9%);开花～成熟期的干旱频率呈由西向东递增的趋势,高发区主要分布在盆地东北部和盆南的局部地区(30%～47.3%)。水稻干旱风险分布为:移栽～孕穗期较高风险区和高风险区主要集中在德阳、资阳和宜宾等地;孕穗～开花期较高风险区和高风险区主要在盆地中部和东北部;开花～成熟期较高风险区和高风险区主要在盆地东北部和盆南的局部地区。     

甘肃冬小麦主产区40年干旱变化特征及影响风险评估

干旱是影响甘肃省冬小麦生产的主要气象灾害。运用1971—2010年甘肃省冬小麦主产区8县（区）气象站降水资料及冬小麦产量资料,分析了40 a干旱时空变化特征,建立了干旱影响冬小麦产量的风险评估指数,对冬小麦在不同季节受不同等级干旱风险进行了分析评估。结果表明,春旱以陇东黄土高原出现频率最高,为0.35～0.39　次·a^-1;徽成盆地及两江流域出现频率最少,为0.18 次·a^-1;初夏旱出现频次最高的地区为环县,为0.35 次·a^-1,最少为西峰、成县及秦安;伏旱出现频率最高地区为环县及麦积,最低为张家川;秋旱出现频率最高为环县,最低为武都。各地干旱均以轻旱为主,其次为中旱。40 a中,20世纪90年代干旱出现频次最多,80年代最少。进入21世纪,秋旱发生频次明显减少,春旱则有相对增多的趋势。冬小麦全生育期徽成盆地及两江流域受旱灾影响风险最小,种植保险率最高,为92％～93％;其次为关山区,种植保险率为91%,干旱风险较小;渭河流域及渭北旱区风险较大,种植保险率为88％～89％;陇东黄土高原种植保险率最低,为83％～85％,冬小麦生长受干旱胁迫最大。