1965-2012年新疆北部地区气候变化及其对北极涛动的响应

近年来,增温增湿趋势影响着新疆北部(以下称北疆)的生态系统与农牧业发展,有必要对北疆气候变化及其归因进行深入剖析.根据北疆地区23个台站月平均气温、降水资料和北极涛动指数(AOI)标准化序列资料,采用线性倾向估计、累积距平、滑动t检验、相关分析、小波变换等统计方法,分析了1965-2012年北疆地区气温与降水的变化特征及其对北极涛动(AO)的响应.结果表明:①北疆年平均气温与年降水量变化呈上升趋势,线性倾向率分别为0.41 ℃·(10a)-1及11.26 mm·(10a)-1;二者发生突变时间分别在1988年和1986年前后;突变后,北疆春、秋、冬季增温显著,夏季气温增幅不明显;北疆降水量各季都有所增加,且以冬季增幅最大.②北疆气温、降水与AOI的变化周期具有一定程度的相似性:冬、夏季气温及降水与AOI在准3 a尺度周期上有很好的频域对应关系.③北疆冬季气温序列与AOI相关性较高;北疆冬季气温、降水与AO变化在多个周期尺度上呈显著相关且滞后0.5 ～1 a,说明AO变化对北疆气温和降水具有实际预报价值.     

新疆艾比湖流域近40年来气候变化特征分析

本文通过艾比湖流域分布的5个气象台站有关气温、降水、蒸发的多年数据,分析了近40a来艾比湖流域的气候变化特征。结果表明:近40a来年平均气温及春、夏、秋、冬四季气温均呈上升趋势,其中以冬季最为明显;年平均降水量及春、夏、冬季降水自90年代后出现增加趋势;年及四季蒸发量呈上升趋势,但90年代的年及各季蒸发量较80年代呈减少趋势,其中以夏季最为明显。该地区近10多年来气候发生了明显的变化,主要表现在气温升高,降水增多,蒸发量却有减少的趋势。     

天山北坡经济带42a来气温和降水变化特征分析

根据天山北坡经济带6个气象站点的气温及降水资料,利用线性趋势函数及滑动平均法分析了该区域近42a的气候变化。结果表明:近42a来天山北坡经济带年平均气温、平均日最高气温、平均日最低气温及春、夏、秋、冬季气温均呈上升趋势,其中90年代是气温上升最显著时期。平均日最低气温上升的幅度远大于平均日最高气温的上升幅度,并且冬季增温明显。年平均降水量及春、夏、秋、冬季降水自80年代后出现增加趋势。除春季外,其余各季降水均有上升趋势,从线性拟合看,夏季降水量上升趋势最显著。     

近52年来磴口地区气候变化分析

本文分析了磴口52年(1954-2005)逐月平均气温和降水量。结果表明:年平均气温逐年代递增,低温年发生在50至70年代,暖温年发生在80年代后,体现为"前凉后暖"的特点;年平均气温及各季平均气温均呈明显上升趋势,增长幅度依次为冬季>全年>春季>秋季>夏季。降水量年代际变化比较明显,60年代与90年代降水明显偏多,其它年代偏少,而且70年代是降水偏少的转折时期。年际间降水变化趋势不明显,丰水年与枯水年分别为36.5%和27.0%。降水的年际变幅夏季最大,秋季次之,冬季最小。降水主要集中在夏季,而且年降水的波动形态与夏季基本一致。     

近50年来铜川市气候变化特征分析

基于铜川气象观测站的气象观测数据,利用线性倾向率、线性拟合方程Mann-Kendall非参数检验等数理统计方法,对铜川市1961~2008年间的气温和降水进行详细分析,结果表明:1)近50年来,铜川市气候增温显著,各季气温增幅不一,冬季增温最大,为0.282℃/10 a,春季次之,为0.279℃/10 a,秋季增幅最小,为0.125℃/10 a。1990年代以后增暖趋势表现最明显,21世纪初增幅最大。2)近50年来铜川市全年降水量呈下降趋势,变化倾向率为-11.348mm/10 a,其中:冬季和夏季降水量呈增加趋势,而春季和秋季呈缓慢减少趋势,但降水的减少趋势大于增大趋势,总体降水量减少。3)铜川市平均气温在1990年代后期发生了由低温到高温的突变,而降水没有发生突变,表现出在波动中减少的特点。     

拉萨近半个世纪气温的年际和年代际变化

利用拉萨1952-2005年月平均气温、最高气温、最低气温,及年极端最高气温、极端最低气温,分析了近半个世纪拉萨气温的年际和年代际变化。结果发现:近半个世纪以来,拉萨四季平均气温、平均最低气温均表现为显著的升温趋势,以冬季升温幅度最大。平均最高气温除春季升温不明显外,其它各季均表现为显著的增暖趋势。年平均气温以0.27℃/10a的幅度在升高,年最低气温的升温幅度明显大于最高气温。年平均气温日较差则表现为极显著的减小趋势,这主要是由于最低气温的明显升高引起的。年极端最高气温、极端最低气温也都表现为显著的升高趋势,以极端最低气温升高幅度最大,特别是近25年,升幅达1.26℃/10a。20世纪60年代至今,拉萨平均气温、平均最高气温和最低气温均呈明显的逐年代升高趋势。年平均气温异常偏暖出现在1999年和2005年,异常偏冷发生在20世纪60年代。年平均气温存在准5a、准15a年际振荡和准24a的年代际振荡周期特征。     

山西省太原市1951-2008年气候变化态势分析

利用太原气象观测站1951-2008年的气温和降水资料,采用数理统计分析方法对太原市近58年的气候变化的特征和规律进行分析。结果表明:58年来太原市年平均气温呈现非连续性上升趋势,线性倾向值为0.34℃/10年,各季的变暖趋势相同,但增幅依次为冬季、春季、秋季、夏季。58年来降水总体为波动中明显减少的趋势。各季降水量也呈减少的趋势。综合气温与降水变化状况,太原市气候呈现暖干化的趋势。太原市降水和气温的年代分布具有明显的阶段性,显示气候变化具有阶段性、季节差异性特征。     

近58年河西走廊地区气温变化及突变分析

根据河西走廊地区敦煌、瓜州、酒泉、张掖、武威及乌鞘岭6个地面气象站1951-2008年的逐月平均气温、月平均最高、月平均最低气温资料,运用线性拟合、滑动平均和Mann-Kendall方法进行趋势和突变分析。研究表明:近58年来河西走廊地区年平均气温、最高气温、最低气温均呈上升趋势,其中最低气温的增温趋势明显大于平均气温和最高气温的上升趋势。年平均气温和最高气温暖突变均出现在20世纪90年代中后期,最低气温暖突变出现在1994年,气温年较差呈减小趋势。就各季而言,冬季气温的递增率最大,暖突变出现在80年代中后期,早于其他各季,说明河西走廊地区的增暖首先是从冬季开始的。     

近54 a中国西北地区气温和降水的时空变化特征

利用中国西北地区1961—2014年191个台站的逐月气温和降水资料,通过线性倾向估计、滑动平均、累积距平、IDW（反距离空间插值）等方法,研究了西北地区气温和降水的时空变化特征。结果表明：近54 a西北地区平均气温呈波动上升趋势,其中冬季的增温速率最大,极端最高、最低气温均呈上升趋势。降水量也呈上升趋势,尤其是近几年上升速度较快。降水主要集中在夏季,进入21世纪后冬季降水增加。多年平均气温较高区域集中在南疆地区、祁连山东南部,其中升温较明显区域集中在准噶尔盆地和天山地区西南部分地区。降水量表现出东多西少的特征,降水量较多区域集中在祁连山东南部,降水量较少区域集中在南疆地区,其中降水增加较明显区域集中在北疆地区、塔里木盆地的西部地区。从西北地区近54 a气温和降水的时空变化可以看出,西北地区有向暖湿转变的趋势。     

近50年开都河流域下游降水和气温变化特征分析

采用开都河流域下游焉耆县、和静县、和硕县三个气象站1960-2009年气温和降水观测资料,以线性趋势函数,M-K突变检验等方法,分析开都河流域下游气温和降水的年际变化、季节变化特征。研究结果表明:(1)焉耆县、和静县与和硕县的年平均气温呈上升趋势,年平均气温线性拟合增长率分别为0.366℃·10a^-1、0.256℃·10a^-1、0.033℃·10a^-1。(2)和硕县月平均最低气温呈现下降趋势,而焉耆县与和静县平均最高气温、最低气温均呈上升趋势;从季节年际变化来看,三个县四季气温均有增加趋势,冬季增温明显,秋季平均气温的年际变化幅度与年平均气温的年际变化幅度相似。(3)三个县年降水量距平值呈下降-上升-下降特征,降水量有微弱增多趋势。(4)和静县与和硕县两站气温异常,焉耆县降水异常,气温突变均出现在20世纪90年代,而且突变发生较频繁。     

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。     

近50a西北干旱区气候变化对农业的影响

本文选取了西北干旱区21个代表站点1951-2000年逐日气温和逐日降水量资料。用趋势法和百分位阈值法分析年平均气温、年降水量、极端年最低温度、年最高温度和极端降水量变化特征及其各分区极端气候变化趋势。研究结果表明:(1)近50a西北干旱区气温呈上升趋势(0.22℃/10a),1986年后气温明显升高,柴达木盆地和北疆升温较大。近50a西北干旱区年降水量变化和趋势分布,降水变化有增加的趋势(3.2mm/10a),其中北疆降水增加最多。(2)西北干旱区近40a年极端最低温度的天数有减少趋势,平均最低温度天数的减少率为7-8天/40a。而极端年最高温度的天数略有增加趋势,平均增加率为0.5天/40a左右。年最高温度略有减少趋势,平均变率为-0.5℃/40a,年最低温度也有增加趋势,平均变率为1.0℃/40a。西北干旱区近40a极端降水的天数增加了2天/40a。(3)气候变暖对西北干旱区农业既有有利影响,又有不利影响,降水量增加,极端气候事件减少对农业有有利影响。     

近50年新疆冬季热量资源时空变化

利用新疆101个气象站1961—2010年的逐日平均气温和逐年极端最低气温资料,使用线性趋势和Mann-Kendall法对最冷月1月平均气温、年极端最低气温、冬季负积温和越冬期日数等冬季热量要素变化趋势、突变特征进行分析,采用混合插值法,在ArcGIS平台上完成基于数字高程模型(DEM)数据的各热量要素多年平均值和突变前后变化量的空间分布式模拟。结果表明：(1) 新疆1月平均气温、年极端最低气温总体呈现“南疆高,北疆低;平原和盆地高,山区低”的特点,冬季负积温和越冬期日数总体呈现“南疆少,北疆多;平原和盆地少,山区多”的分布格局。(2) 在全球变暖背景下,1961—2010年新疆冬季热量资源呈明显的增多趋势,并且1月平均气温和年极端最低气温分别于19 79年和1980年发生了突变性的升高,冬季负积温和越冬期日数分别于1986年和1998年发生了突变性的减少。突变年前后,1月平均气温和年极端最低气温上升幅度的空间分布总体呈“从东南至西北递增”的格局,冬季负积温减少幅度的空间分布呈“由南向北递增”的特点,越冬期日数减少幅度的空间分布呈“南疆大,北疆小;盆地大,天山和阿勒泰山区小”的格局。     

西藏地区50年气候变化特征

基于西藏38个气象站1955-2007年的月降水和平均气温资料,对年、四季的气温和降水的变化趋势进行了分析,并对逐季的变化趋势进行了显著性检验。线性倾向估计表明:四季和年的平均气温、平均最高气温、平均最低气温具有显著增温趋势,特别是平均最低气温尤其显著。四季和年的降雨量均有增加趋势。Mann-Kendall检验表明:20世纪80年代,四季和年的气温先后发生了突变,80年代中期增暖趋势显著。20世纪60年代末冬、春、秋季降水量发生突变,1970年附近之后冬、春、秋季降水量存在显著增加趋势。     

黑河中游张掖地区近48a气候变化及径流的响应

将现代气候统计诊断与预测技术和地理信息系统(GIS)的地学统计方法中的Kriging插值结合,分析了位于黑河中游张掖地区6个气象站的近48a的气温和降水的时空变化,并且空间显示了各季节的气温和降水变化。结果表明:张掖地区6站的年均气温在3.97-8.04℃之间,变暖最快的是山丹站气温倾向率为0.47℃/10a,变暖最缓慢的是高台站气温倾向率为0.19℃/10a。年均气温最低出现在1956年,为2.5℃,最高值出现在1998年,为9.06℃;降水地域分布不均衡,地区降水差值可达200mm以上。夏季张掖地区的降水变化范围为67.11-193.30mm,冬季降水是4.69-10.48mm,表明降水季节分配不均,且冬、夏降水变化幅度大;张掖地区气温在1991年开始发生突变,气温增加趋势明显。西支流地区和整个张掖地区气温突变时间一致,东支流气温突变是在1993年和整个张掖地区相比推迟了2年。整个张掖地区包括西支流和东支流在降水的时间的变化上没有发生突变。张掖地区年水变化周期现象明显,第一主周期为15年第二主周期为7年,但年均气温变化周期现象不明显;平原地区气温不是影响径流最根本的决定因素,但对河流径流的影响是正向的。降水和径流虽然在时间上拟合,径流总体的变化趋势在减少,但径流的降幅比降水要大。     

基于GIS的乌-昌地区冬季热量资源时空变化

利用新疆乌鲁木齐市和昌吉州（乌-昌地区）16个气象站1961-2009年的逐日平均气温和逐年极端最低气温资料,使用Mann-Kendall法对入冬期、开春期、冬季持续日数、冬季负积温、最冷月平均气温和极端最低气温等热量要素变化趋势、突变特征进行检测分析,采用三维二次趋势面宏观地理因子模拟与反距离加权残差订正相结合的方法,建立各热量要素多年平均值及其突变前后变化量的空间分布式数学模型。在ArcGIS平台上,完成基于数字高程模型(DEM)数据的各热量要素及其突变前后变化量的100 m×100 m格点的精细化分布式模拟。结果表明：① 乌-昌地区入冬期由山区向平原推迟,开春期自平原向山区推迟,受其影响,冬季持续日数为“平原少,山区多;西部少,东部多”的分布格局。受冬季逆温的影响,负积温、最冷月（1月）平均气温和年极端最低气温等热量条件,从平原至中山带随海拔高度的上升而逐渐增多,在海拔2 100 m左右达最多后,随着海拔高度的继续上升,热量条件又逐渐减少。② 近49 a,乌-昌地区冬季热量资源呈较显著的增多趋势,并且入冬期于1994年发生了突变性的推迟,冬季持续日数于2004年发生了突变性的缩短,冬季负积温于1988年发生了突变性的减少,最冷月平均气温和极端最低气温分别于1973年和2004年发生了突变性的升高。突变前后各热量要素增加量表现为平原多于山区,城市密集区多于周边地区的分布格局。冬季热量资源增加,对乌-昌地区农牧业生产既有利,也会带来一些负面影响。因此,应采取趋利避害的管理和技术措施,以促进农牧业生产的持续稳定发展。     

气候变化对内蒙古东北部森林草原火灾的影响

近50年来,内蒙古东北部的年平均气温呈直线上升的趋势,年增温率为0.375℃/10a;多年平均降水量为399.5mm,最大值出现在1998年,增加率达21.27mm/10a;多年平均风速呈减小趋势,减小率为（0.20m/s）/10a。通过气侯变化状况与历史火灾次数的统计分析得出,在气候变暖的背景下,内蒙古东北部森林草原...     

树轮记录的酒泉近240 a来6~9月气温变化

利用采自祁连山西部肃南大火烧沟的树轮样本,研制出树轮宽度年表和密度年表。通过相关分析发现,大火烧沟的树轮晚材宽度、早材宽度与酒泉6~9月平均最高气温存在显著的负相关,由此可较好地重建酒泉地区近240 a来6~9月平均最高气温,交叉检验表明重建结果是稳定可靠的。1768-2007年,酒泉6~9月平均最高气温为26.62 ℃。以过去240 a重建温度的平均值为基准,暖期有: 1786-1836年、1851-1885年、1924-1933年、1959-1967年、1988-2007年;冷期有: 1768-1785年、1837-1850年、1886-1923年、1934-1958年、1968-1987年。温度重建序列具有36.6 a,11.3 a,6.1 a,4.8 a,3.4 a,3.0 a,2.6 a和2.4 a的周期变化,并在1804年、1824年、1852年、1886年、1906年、1934年、1971年和1985年发生了突变。     

山西气候变化特征与旱涝灾害趋势判断

根据山西18个气象站自建站以来到2010年的气温和降水资料,应用趋势分析法、Mann-Kendall突变检验、马尔可夫模型等分析了山西近60a来的气候变化及旱涝趋势。结果表明:1)山西近60a来气候总体上具有暖干化特征,年平均气温呈波动上升趋势,其增长率为0.29℃/10a。20世纪90年代以来气温上升迅速,在1992年气温发生突变,1992年以前为冷期,以后为暖期。2)降水量总体呈减少趋势,为-12.77mm/10a。降水变化与气温变化呈负相关。3)马尔可夫模型预测显示在气温突变后2012～2016年降水处于"正常"状态的概率较大。