基于EEMD的新疆1971～2013年初、终霜日及霜期变化趋势分析

对国家气象信息中心整编的1971~2013年新疆50个气象站点逐日最低气温资料进行集合经验模态分解,分析新疆初、终霜日及霜期和无霜期的空间分布特征及变化趋势。结果表明:近43a新疆终霜日提前比初霜日推迟更明显,无霜期延长比霜期缩短趋势更显著;初霜日推迟、终霜日提前、霜期延长和无霜期缩短的趋势北疆均比南疆地区更显著;新疆初霜日变化趋势上升型占44%,终霜日变化趋势下降型占44%,霜期变化趋势下降型占72%,无霜期变化趋势上升型占42%。     

近40a新疆阿拉尔垦区初终霜日及无霜期的变化特征

根据阿拉尔气象站1961-2000年日平均气温资料,求其逐年初终霜日及无霜期持续天数,用最小二乘法分析时间序列变化特征及趋势。结果表明：近40a新疆阿拉尔垦区初霜日提前,终霜日推后,无霜期持续天数以0.359d/10a的不显著趋势减少;初终霜日及无霜期持续天数年际差异不明显,变化相对稳定。结论：鉴于无霜期持续天数缩短,...     

1964—2012年石河子地区干湿变化特征

基于石河子地区1964—2012年逐日气温和降水量的观测资料,运用趋势分析法、M-K突变检验法、小波分析法和R/S分析法,研究了石河子地区相对湿润指数的年际、季节变化特征,并对其未来变化趋势进行了预测。结果表明:1过去49 a,石河子地区气温和降水都呈增加趋势,且逐渐趋于暖湿化;2石河子地区年、夏季相对湿润指数和4个气象站的相对湿润指数都呈增加趋势,而春季和秋季的相对湿润指数则呈减少趋势;3石河子地区全年、春季、夏季和秋季以及石河子市、莫索湾和炮台地区的相对湿润指数都发生了突变,并存在10~12 a的周期,而乌兰乌苏地区年相对湿润指数没有突变,仅存在10~12 a的周期;4石河子地区全年的相对湿润指数以及莫索湾、石河子市、乌兰乌苏、炮台和石河子地区夏季的相对湿润指数将从增加趋势转变为减少趋势,而春季和秋季的相对湿润指数将从减少趋势转化为增加趋势。     

1960-2011年新疆初终霜日及无霜期的变化特征

利用1960-2011年新疆51个地面气象站逐日最低气温观测资料,运用线性趋势、距平分析、5 a滑动平均等方法,分析了初、终霜日和无霜期的基本特征及其变化趋势。结果表明：新疆初霜日推迟11 d,终霜日提前7 d,无霜期延长17 d。北疆、南疆和天山初、终霜日及无霜期与新疆整体变化趋势一致,但变化程度不同。天山地区变化最显著,其次是北疆,最后是南疆。初、终霜日的出现和无霜期的长短与地理因素和温度密切相关,随着海拔的升高,纬度的增加,初霜日提前,终霜日推迟,无霜期缩短。而随着温度的升高,初霜日逐渐推迟,终霜日逐渐提前,无霜期延长;从影响程度而言,最低气温的影响要大于平均气温和最高气温的影响。     

近50 a宁夏初、终霜日基本特征及变化趋势

利用1961-2010年宁夏20个气象站的逐日最低气温资料,根据霜冻气候指标统计了初霜日和终霜日,采用基础统计和气候诊断分析方法,研究了宁夏全区及不同区域的初、终霜日基本特征和变化趋势。结果表明：近50 a 宁夏平均初霜日在10月上旬、终霜日在5月上旬,其中引黄灌区的初霜日最晚、中部干旱带次之、南部山区最早,而终霜日的排序正好相反;全区平均初霜日呈推后趋势、终霜日呈提前趋势,3个区域初、终霜日的年际变化趋势均与全区一致,只是倾向率略有不同;年代际变化上,在20世纪60、70年代,全区平均初霜日偏早、终霜日偏迟,80年代以后,表现为初霜日偏迟或接近平均、终霜日偏早或接近平均,3个区域的初、终霜日年代际变化与全区相似;全区及3个区域的初霜日均在1974年发生突变;而终霜日的突变年有所不同,宁夏全区、中部干旱带和南部山区均为1983年,引黄灌区为1982年。     

近50年陕西省无霜期的变化及果区霜冻风险分布

利用陕西省96个气象台站1961～2010年的日最低气温资料,计算了陕西各站历年霜冻的初日、终日及无霜期,并对其分布特征及年际变化进行分析。结果显示,陕西省初霜日、终霜日、无霜期等值线在陕北大致呈经向分布,在关中和陕南大致呈纬向分布;50年间,全省96站初霜日最早和最晚平均值相差44天,终霜日最早和最晚平均值相差49天,无霜期最长和最短天数平均值相差68天;全省平均初霜日呈推迟趋势,推迟幅度约为1.4天/10年;平均终霜日呈提前趋势,提前幅度约为1.7天/10年;平均无霜期呈加长趋势,加长幅度约为3.1天/10年。最后依据风险分析理论对陕西多个苹果基地县进行了花期霜冻风险分析,得出其风险的空间分布特点,结论对精确指导和开展防灾减灾工作有参考作用。     

新疆石河子市近51a农业气候资源变化特征分析

应用新疆石河子气象局1960~2010年气象资料,分析了石河子市近51a来的气候变化。结果表明:石河子市年降水量呈增多趋势,气温呈上升趋势,蒸发量呈减少趋势。1999~2010年随着年平均气温的升高,初霜期出现连续性明显偏晚,终霜期出现偏早趋势,年代际平均气温升高使初霜期推迟和终霜期提前是造成无霜期呈延长趋势的主要原因;≥0℃和≥10℃活动积温呈现增加趋势。     

山西东南部气候变暖背景下的霜冻特征分析

应用山西省东南部11个气象观测站1971-2010年春秋季及年平均气温、初终霜冻日期及无霜期资料,采用数理统计对比法,分析了该地初终霜冻的时域分布特征及成因,气候变暖背景下初终霜冻日期及无霜期的变化特征。结果表明：气温年际变化在1971-1996年属震荡缓慢升温期,1997年开始趋于明显增暖期,气候变暖速率为0．3℃·10a-1;初终霜冻日期的时域分布与特殊的地理环境条件关系密切;在秋季气候变暖前提下,初霜冻出现日期的推后速率为2 d·10a-1,其年际变化趋势表现为正负震荡推后期、偏早期和平稳推后期三个阶段;春季平均气温的增温速率为0．25℃·10a-1,对应终霜冻出现日期呈现为提前趋势,提前速率为4 d·10a-1,年际演变特征可分为偏晚期、偏早期、正负震荡期、偏早期四个阶段;无霜期在气候变暖背景下,年际变化特征可分为延长期、缩短期和平稳延长期三个时期,无霜期的线性变化延长速率为7 d·10a-1。     

北疆棉区棉花生长期气候变化特征及其对棉花发育的影响

利用1961～2007年北疆棉区代表站气温、降水、日照时数资料,采用气候趋势系数等方法,分析了北疆柿区棉花生长季的气候变化特征,结果显示,北疆棉区棉花生长季呈现平均气温升高、降水增多、日照时数减少,初霜推迟、终霜提早、无霜期延长,10℃初日提早、终日推迟、持续天数延长、积温增加等特征.对比分析1991年以来的棉花发育期资料,棉花自播种至裂铃的各发育期均表现为提前的趋势,停止生长期略有推后,棉花全生育期天数增加.气候变化对北疆棉区棉花生产的影响以有利为主.     

东北林区积雪空间分布与变化特征

使用东北林区156个气象观测站的1961 ～ 2008年逐日积雪深度资料,对该区积雪平均空间分布特征及时空变化规律进行详细分析.结果表明:东北林区自北向南、自东北向西南主要呈现出积雪初日逐渐推迟,积雪终日逐渐提前,积雪期、积雪日数逐渐增长,年最大积雪深度逐渐加深的空间分布特征;1961-2008年积雪初日以1.8天/10a的速度显著推迟,积雪终日明显提前,平均每10a提前1.9天,积雪期平均每10a缩短3.5天,积雪日数无明显趋势性变化,年最大积雪深度随时间变化呈不明显增加趋势;全区88％站点的积雪初日呈推迟趋势,积雪终日提前站点占总站点的95％,97％的区域积雪期呈缩短趋势,积雪日数缩短的地区占总区域的58％,71％地区的年最大积雪深度增加;积雪初日、积雪终日、积雪期、年最大积雪深度均在20世纪90年代发生突变,积雪日数未出现显著突变点,但均表现出2a、4a及6-8a的周期特征.     

棉花生长期的气候变化对棉花生产的影响——以新疆昌吉回族自治州为例

利用新疆昌吉回族自治州主要棉区4个代表站1961-2005年4-10月的气象资料及昌吉市近10年棉花发育期观测资料,分析气候变化对当地棉花生产的影响.主要表现在:气候变化导致45年来终霜期提早、初霜期推迟;而近10年平均初、终霜出现日期均较稳定,对棉苗生长影响不大,对部分年份的棉花品质可能造成一些影响.其次,10℃界限温度初日自20世纪90年代以后逐渐提早;10℃终日自20世纪70年代以来变化不大.45年来,10℃界限温度持续天数呈逐年延长的趋势,约2d(L/10 a,尤其近10年最长.≥10℃积温也呈增高趋势,为57.4℃·d/10 a,且近10年为热量条件最好的时期,不仅对当地棉花的生长发育有利,而且使昌吉州棉花种植界限发生了明显变化,棉花种植区域向东扩展了100 km,适宜种植海拔高度也提高了200 m左右.但是近10年降水分布极不均匀以及日照时数减少的事实对棉花生产有不利影响.     

气温变化对河北省冬小麦主要发育期的影响分析

本文通过对河北省唐山、栾城、肥乡三个代表站近23年的观测资料统计分析,结果表明:从20世纪90年代以来,河北省冬春季升温明显,北部地区比南部地区年升温率高;冬小麦90年代以后比80年代播种期推迟2-5d,成熟期提早1-2d,生育期缩短2-7d;三叶~返青间隔日数缩短,其他发育期间隔日数延长,以北部麦区表现明显。通过对发育期和温度的相关分析,冬前≥500℃积温初日推迟2~3d,受冬春季2~5月份平均气温升高的影响,致使发育期及发育期间隔日数发生变化。     

近55年来河西地区沙尘暴时空演变特征

根据河西地区15个地面气象站近55年沙尘暴观测资料,运用线性拟合、Mann-Kendall方法进行趋势和突变分析。分析表明:近55年河西地区沙尘暴季、年递减趋势显著。年沙尘暴日数空间分布特征明显,年最大值出现在民勤(25.5d)。河西各区域沙尘暴日数在20世纪90年代初出现了减少突变。沙尘暴日数与大风日数之间有显著的正相关,与平均气温存在显著负相关。气候变暖,大风日数减少,是造成沙尘暴日数减少的主要原因。     

甘肃陇东苹果春季生长对终霜冻变化的响应特征

使用位于黄土高原中部的甘肃西峰农业气象试验站苹果观测资料和当地平行气象资料,分析了春季终霜冻和苹果生长发育对气候变暖的响应特征。结果表明：1984年以来,春季终霜日期提前的气候趋势比较明显,速率为3.2 d·10a^-1,终霜日地面最低温度表现为波动变化,个别年份出现反常的重霜冻灾害;终霜冻过程的持续日数表现出阶段性增加规律,地面最低温度负积温在反常年份2005—2006年有增强变化; 1984年以来苹果开花盛期以5.9 d·10a^-1的速率极显著提前,1998年以来提前趋势更加明显,1998—2012年平均开花盛期比1984—1997年提前10 d。气候持续变暖,苹果开花盛期提前的速率明显大于终霜日提前的速率,表明苹果花蕾出现至开花盛期遭受春季终霜冻危害的气候风险在增大。     

全球变暖背景下天山地区近地面水汽变化研究

利用天山地区44个站1961-2009年水汽压数据,采用线性趋势估计、距平分析、Mann-Kendall趋势统计突变检验和功率谱等方法,分析天山地区近地面水汽变化及其与区域气候变化的关系。结果表明：天山地区近49 a来水汽总体呈增多趋势,年和四季水汽变化具有年际和年代际差异,最大增多趋势均出现在20世纪90年代中后期至21世纪初,最小值出现在70年代中后期和80年代中期,最大值出现在21世纪初。突变和周期分析得出,水汽年变化与西北地区气候变化趋势具有明显一致性。年降水变化与水汽相关最高,温度和青藏高原指数次之,其他因子相关一般。     

榆林地区近43a玉米气候资源变化特征分析

基于榆林地区8个气象站1970—2012年日平均气温、≥10℃初日和≥14℃终日气象资料,计算80%保证率下≥10℃初日、≥14℃终日、全生育天数及≥10℃积温,采用线性趋势分析、累积距平、t检验和基于Surfer的空间插值等方法对榆林地区近43 a春玉米气候资源时空变化特征进行分析。结果表明:近43 a榆林≥10℃初日以~(-1).9 d·10a~(-1)倾向率呈显著提前趋势,1992年发生突变性提前,≥14℃终日有推后趋势,1981年发生突变性推迟。春玉米生育期天数和≥10℃积温分别以2.1 d·10a~(-1)和83.12℃·10a~(-1)的倾向率呈显著增加趋势,分别于1986年和1995年发生突变性增加。突变前后各要素变化量区域差异明显,≥10℃初日提前幅度和≥14℃终日推后幅度均呈由西北向东南递减分布特征;生育期天数及≥10℃积温增幅呈现西多东少的特点。80%保证率下≥10℃初日呈逐渐提前的年代际变化特征,2001—2012年80%保证率下≥10℃初日较20世纪70年代提前3~9 d,玉米适宜播种期为4月23日至26日。80%保证率下的≥14℃终日20世纪80年代出现最晚,较其它年代推后3~14 d。近43a间80%保证率下春玉米全生育期天数榆林西北部增加6~16 d,东南部增加3~4 d。近12 a来80%保证率下春玉米生育期≥10℃积温较70年代普遍增加200℃~483℃,使玉米熟制和布局发生变化,种植界限西移,范围扩大。     

石家庄市暴雨变化特征及降水极值重现期研究

利用石家庄市17个地面气象观测站建站以来至2011年的逐日降水资料,在分析了石家庄市暴雨日数时空分布特征的基础上,根据耿贝尔极值Ⅰ型分布型理论,讨论了该地区在不同重现期降水极值的分布情况。结果表明：石家庄市暴雨日数由西北和东南向内部逐渐减少,其中西北部山区暴雨发生的次数最多;近几十年来,石家庄大部分地区年暴雨日数呈减少趋势,唯有北部地区呈增加趋势;石家庄市暴雨日数具有明显的年际、年代际变化特征,自19世纪70年代以来出现两个暴雨偏多时期,分别为70年代中期至80年代初和90年代中期前后;石家庄市暴雨日数存在准6 a和准16 a左右的振荡周期。在10 a、30 a和50 a不同重现期各站年最大日降水量和年最大过程降水量相差较大,其中西北部和西南部山区较大,东部平原相对较小,各站年最大日降水量均在100 mm以上,达到大暴雨的标准。     

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。     

石河子地区近46年来积温变化趋势特征研究

选取石河子地区3个气象台站的1961-2006年的气象资料,经过处理分析了石河子地区积温的变化趋势。选取了≥10℃活动积温∑T10及≥10℃持续日数D10来表示石河子地区积温变化,并进行分析。结果表明:近46年来石河子地区的积温变化是明显的,日平均气温≥10℃界限温度初日普遍提前,积温显著增多,生长季明显延长。通过灰色预测,预测结果显示今后10年石河子地区≥10℃积温逐渐升高,到2015年可能达到3994.6℃。还得出了积温与持续期的一元线性回归方程。分析得出积温变化对石河子地区的农业生态环境的利弊关系。     

新疆石河子地区气候变化特征分析

利用1953—2007年的气温、降水资料分析了新疆石河子地区冷暖干湿气候特征的演变规律和突变情况。结果表明:近55 a来石河子地区的气温在20世纪80年代中后期持续升高,90年代以后明显变暖,其中春、冬季升温幅度较大;70年代降水最少,80年代后各季降水持续增加,21世纪后降水增加趋势更加明显。受降水的影响,干燥度经历了一个"偏湿—偏干—偏湿"的变化过程。在西北变暖湿背景下,石河子地区的气温和降水突变都比较明显。各季气温突变比较一致,主要集中在20世纪80年代和90年代;各季降水突变时段不尽相同,在60年代、70年代和80年代都有突变发生;干燥度在60年代和70年代经历了一次变干突变和一次变湿突变。