新疆北部汛期降水的变化特征

基于新疆北部1961-2007年43站逐日降水资料,分析汛期降水的变化特征。结果表明：小雨、中雨和大雨的降水日数和降水强度均呈增加和增强的趋势,大雨日数和强度变化显著,尤其在2000年以后。进一步的研究发现,湿时期（1987-2007年）相对干时期（1961-1986年）,新疆北部汛期的总降水量均是增多的,北疆西北部降水量的增多主要是由于小雨和中雨的增加所致,而天山山区及其北麓,伊犁河谷地区降水量的增多是由大雨增加主导。极端干旱事件呈减少趋势,尤其在近10 a处在低发期,极端湿润事件呈增多趋势。     

1961-2010年北方半干旱区极端降水时空变化

采用49个气象站点1961--2010年逐日降水量资料,运用Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和R/S等方法,分析了近50 a来北方半干旱区极端降水事件的时空变化特征.结果表明:近50 a北方半干旱区极端降水指数最大5日降水量(RX5day)、强降水量(R95p)、降水强度(SDII)、连续湿日数(CWD)、连续干旱日数(CDD)、大雨日数(R20)和年总降水量(PRCPTOT)都表现出减少趋势.其中,RX5day和R95p减少趋势通过了0.1以上的显著性水平检验.Hurst指数分析表明,研究区各极端降水指数未来都呈现出减少趋势,其中CWD表现得尤为明显.近50 a来北方半干旱区CDD在1985年和1995年发生突变,而其他极端降水指数在1999-2000年出现了减少的突变.研究区各极端降水指数多年平均值的空间分布格局较为一致,除CDD外其他极端降水指数基本呈现出从西北向东南逐渐减少的趋势.各极端降水指数变化趋势在空间上表现出一定的区域差异性,研究区极端降水指数在东部地区以减少趋势为主,而中部局部地区表现出增加趋势.近50 a来北方半干旱区各极端降水指数(除CDD外)与年总降水量呈极显著正相关关系,极端降水指数对年降水量具有很好的指示作用.     

陕西省极端无雨日数的时空分布特征

利用陕西省78个地面气象站1961—2010年的逐日降水资料,统计了四季最大连续无降水日数,采用正交函数分解、Mann－Kendall趋势检验等方法,分析了各季节极端无降水日数的空间结构和时间演变规律。结果表明：极端无雨日数最多出现在冬季,为16～45 d ,最少是夏季,为8～14 d;冬、春季节的高值中心出现在陕北北部、关中的东部,冬季陕北北部达43 d以上,夏季高值中心出现在关中的东部,为11～13 d;冬、春旱陕北最多,关中次之,陕南较少,夏、秋旱关中最多,陕北次之,陕南较少;在大尺度天气系统控制下,四季极端无降水日数事件的步调基本一致,不同季节的天气系统对陕西各区域的影响具有明显的局地性和阶段性;近50a来夏季和秋季表现为持续增多趋势,冬季和春季有部分站点呈现出反向变化趋势,其中夏季和秋季陕北局部、陕南局部干期日数增多趋势显著。     

柴达木盆地极端气候时空趋势及周期特征

利用柴达木盆地8个气象站1960—2014年气温和降水的日值数据,分析该区域极端气候的时空变化趋势、周期特征及极端降水对南亚季风和西风环流变化的响应。结果表明:1960—2014年柴达木盆地极端温度总体表现出显著的变暖趋势,变化幅度在空间上表现为由西向东逐渐降低;极端降水频率、降水量和降水强度均有所增加,但中西部地区变化速率远小于东部,仅连续无雨日数通过了显著性检验。平均温差、霜冻日数、冷夜日数的周期特征较弱,结冰日数和生长季日数的显著周期都有变长的趋势,而最低气温的显著周期有变短趋势;极端降水指标均有显著的周期特征,其中连续无雨日数和最大5日降水量的显著周期有变短趋势。同时,南亚季风环流与各极端降水指标间相关振荡的凝聚性很强,具有较强的关联性;而西风环流只与普通日降水强度存在着较强的共振关系。研究结果可为柴达木盆地可持续发展和生态环境保护提供理论与实践参考。     

藏西北地区气候变化及其对草地畜牧业的影响

近40 a（1971-2010年）藏西北地区气温明显升高,尤其是旱季气温显著增高;大部分地区降水量增多,蒸发量减少。从地区分布来看,藏西北中东部各地气温明显升高、降水增多、蒸发减小,气候呈暖湿化趋势;西部的狮泉河等地气温升高、降水减少、蒸发量增大,气候呈现暖干化趋势。近40 a藏西北地区牧草生长季、青草期提前,结束期推迟,持续日数增多,期间积温和降水量也呈显著增多趋势;大部分地区牲畜抓膘期日数显著增多〔倾向率为2.7 d•(10a)^-1〕,掉膘期日数显著减少〔倾向率为6.1 d•(10a)^-1〕,气候变化趋势对藏北草地畜牧业十分有利。合理调整畜种结构,有效控制牲畜数量,尤其是山羊数量,对遏制藏西北地区草地退化具有重要意义。     

山西省近48 a高温和强降水极端事件变化特征

利用山西68个台站逐日最高气温、降水等资料,采用百分位值极端事件定义方法和Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法,研究山西1961-2008年极端高温和极端强降水事件的变化特征。结果表明：1961年以来,山西极端高温日数呈显著增加趋势,趋势为5.9 d/10 a,20世纪90年代中期以前变化趋势不明显,1997年以来增多趋势显著。与此同时,极端强降水事件趋于减少。极端高温事件在2001年发生了突变,2001年以后极端高温事件显著增多。极端高温日数有3~4 a,8~12 a及30 a的周期,极端强降水日数有准3 a,6~10 a及准16 a的周期。极端高温事件的增加与气候变暖有密切联系,Nino_3区海温、欧亚地区的纬向环流及西太平洋副热带高压（下称西太副高）对极端高温事件有很大影响,当Nino_3区海温偏高、纬向环流偏强、副高面积偏大、位置偏西时,容易导致极端高温日数偏多。极端强降水的发生则与东亚季风和Nino_3区海温有密切联系,当季风强盛、Nino_3区海温偏低时,往往引起极端强降水事件增多。     

近50年东北地区极端温度变化趋势

采用东北地区129个气象站1961-2009年的逐日最高、最低气温资料,对东北地区极端最高(低)气温及极端高(低)温日数的变化趋势进行分析。结果表明:东北大部分地区年极端最高气温和年极端最低气温均呈升高趋势,且后者比前者显著,气候倾向率分别为0.9℃/10a和0.1℃/10a;除中部部分地区外,东北地区年极端高温日数随时间变化呈增多趋势,平均每10a增加0.8天;年极端低温日数则主要以减少趋势为主,速率为4.7天/10a。近50年中,东北年极端最高气温和年极端高温日数均无显著突变点,年极端最低气温和年极端低温日数都在1982年发生显著突变。     

1961～2008年中国大陆极端气温时空变化分析

利用乌鲁木齐、兰州、漠河、青岛、拉萨、成都、南京、广州等8个具有代表性的气象台站1961～2008年的年平均气温、逐日最高、最低气温资料,计算分析了中国大陆极端高温、极端低温的变化趋势。研究表明:近50a来,中国大陆年平均气温、极端最高和极端最低气温均表现为显著上升趋势,极端最低气温的升幅大于极端最高气温的升幅,极端气温差趋于缓和;中国大陆极端气温的异常偏冷偏暖现象主要发生在20世纪70年代以后;除西北西部和华东地区外,其它地区日最高气温大于35℃的日数呈增大趋势;除东北地区外,日最低气温小于0℃的日数显著减少,青藏高原无霜期明显加长。     

石家庄地区极端寒热和强降水的观测事实

利用石家庄地区17个观测站1972-2009年的气温和降水资料,选取8个极端气温指数和5个极端降水指数,分析气温和降水极端事件的变化规律。结果表明：近38 ａ,炎热日数呈增加趋势,寒冷日数、霜冻日数和结冰日数呈减少趋势,其中寒冷日数和霜冻日数呈显著减少趋势。中东部县市热指数的增加趋势和冷指数的减少趋势最明显。极端最高气温和极端最低气温呈弱的升高趋势;最高气温极小值和最低气温极大值则呈显著升高趋势。4个气温极值指数趋势变化的空间分布差异较大。大雨日数和暴雨日数均呈弱的增加趋势,各站的大雨日数和暴雨日数增加或减少的趋势不明显。1日和3日最大降水量均呈弱的上升趋势,但绝大部分站上升或下降的变化趋势不明显。强降水强度呈弱的增强趋势,暴雨强度的线性趋势为0.83 mm/（d·10 a）。大部分站大雨以上强度的增强或减弱趋势与暴雨强度一致。     

近50年柴达木盆地气候要素分布特征及变化趋势分析

用线性估计方法和反距离权重方法对柴达木盆地9个气象站点1958-2007年气温、降水、日照和风速的分布特征和变化趋势进行分析,结果表明:柴达木盆地近50年气温随时间变化呈显著上升趋势,空间分布总体上呈现从南向北递减的趋势,变化趋势为东北部、东南部上升趋势最小,西部、西南部上升幅度最大;多年平均降水量呈微弱上升趋势,空间分布规律从东向西逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区降水呈增加趋势,以东部和中部最为明显;年日照时数表现为明显的下降趋势,空间分布从西北向东南少,变化趋势大致从东部向西北方向减少;年平均风速呈明显的下降趋势,空间分布从西向东逐渐降低,变化趋势大部分地区呈减少趋势,大致从中部向东西两侧增加;近50年来柴达木盆地气候总体上呈现暖湿趋势,以东南部最为明显;中部和西部极端干旱地区,由于日照时数和风速的下降,使沙尘暴日数减少,植被有所恢复,生态环境将得到改善。     

中国西北地区伏期干旱指数及干旱分析

利用西北4省(区)137个气象站1971-2000年伏期(7～8月)总降水、蒸发资料,定义了干旱指数.分析了西北地区降水和蒸发的空间分布特征,以及定义的干旱指数确定的干旱分布状况,选取6个代表站典型湿润年份和特别干旱年份的干旱指数与Palmer指数的干湿等级进行比较.结果表明:伏期总降水量由西北向东南逐渐增加,最多是最少的66倍,蒸发量最大仅是最小的2～3倍,整个西北地区降水的变率比蒸发的变率大,定义的干旱指数反映了新疆南部、青海大部、甘肃河西走廊中部和甘南伏期干旱严重,干旱频率超过了80%,中旱出现最多,30年中各地适宜和湿润的年份不足1/3.6个代表站典型湿润和干旱年份的干旱指数与降水距平对应较好,湿润年份降水明显偏多,干旱年份降水明显偏少,与Palmer指数的干湿等级对干旱的状况描述接近.其中,干旱指数在对以庆阳为代表的西北地区东部的干旱状况反映更好.     

气候暖干化背景下黄土高原旱涝时空演变特征

选取58个国家气象基准站1960-2010年逐年降水资料,采用Kriging插值、Mann-Kendall检测及Morlet小波分析等方法,对该区降水及旱涝时空特征进行分析。结果表明：黄土高原暖干化趋势明显,气温、降水突变年份分别在1995年、1990年左右。旱涝等级呈上升趋势,尤以半湿润区最为明显。干旱区发生旱、涝频率最高,涝情略微严重,但干旱更易发生,大旱频次高值中心分散分布,洪涝发生频率西部低、中部高。该区旱涝情势存在多尺度的周期变化,25~30 a的振荡最强,推测涝期即将结束,旱期将要开始。研究成果可为黄土高原旱涝灾害防御提供参考。     

海河流域1961～2010年干旱化特征及其变化趋势分析

利用1961～2010年海河流域内及其周边51个站的降水、气温、相对湿度、风速、日照时数等气候因子日数据,采用相对湿润度指数方法揭示了流域50年不同等级干旱的时空演变规律,并剖析干旱与气候变化的关系;再利用小波分析法研究流域相对湿润度指数距平的周期变化规律,预测海河流域未来的干旱化趋势。结果表明:时间上,流域轻旱频率最高,年代际变化上总体趋向干旱化;空间上,东北部为轻旱频发区;西北部的中旱频率较高;重旱主要集中于张家口、忻州、邢台等周边地区;流域降水量和蒸发量的年代/年代际变化呈双降趋势,且后者减小速率相对较小,区域整体干旱化有减弱趋势。流域相对湿润度指数距平的时间序列存在10年尺度的显著变化周期,预计到2017年间海河流域总体仍处于干旱化阶段。     

Drought and flood characteristics in the farming- pastoral ecotone of northern China based on the Standardized Precipitation Index

The farming-pastoral ecotone of northern China (FPENC) provides an important ecological barrier which restrains the invasion of desert into Northwest China. Studying drought and flood characteristics in the FPENC can provide scientific support and practical basis for the protection of the FPENC. Based on monthly precipitation data from 115 meteorological stations, we determined the changes in climate and the temporal and spatial variations of drought and flood occurrence in the FPENC during 1960-2020 using the Standardized Precipitation Index (SPI), Morlet wavelet transform, and inverse distance weighted interpolation method. Annual precipitation in the FPENC showed a slightly increasing trend from 1960 to 2020, with an increasing rate of about 1.15 mm/a. The interannual SPI exhibited obvious fluctuations, showing an overall non-significant upward trend (increasing rate of 0.02/a). Therefore, the study area showed a wetting trend in recent years. Drought and flood disasters mainly occurred on an interannual change cycle of 2-6 and 9-17 a, respectively. In the future, a tendency towards drought can be expected in the FPENC. The temporal and spatial distribution of drought and flood differed in the northwestern, northern, and northeastern segments of the FPENC, and most of the drought and flood disasters occurred in local areas. Severe and extreme drought disasters were concentrated in the northwestern and northeastern segments, and severe and extreme flood disasters were mainly in the northeastern segment. Drought was most frequent in the northwestern segment, the central part of the northeastern segment, and the northern part of the northern segment. Flood was most frequent in the western part of the northwestern segment, the eastern part of the northeastern segment, and the eastern and western parts of the northern segment. The accurate evaluation of the degrees of drought and flood disasters in the FPENC will provide scientific basis for the regional climate study and critical information on which to base decisions regarding environmental protection and socio-economic development in this region.     

1971—2016年河南省夏玉米生长季极端干旱时空特征

选用地表湿润指数，利用1971—2016年气象数据对河南省夏季极端干旱发生的时空特征进行了分析。结果表明：近46 a来，河南省夏季极端干旱发生频数在年均0.08～2.15月之间，总体上呈现微弱的下降趋势。6月和9月极端干旱发生次数高于7月和8月。1970s发生频数最多，2000s最少，2010s呈现回升的趋势。6月和9月极端干旱发生站次百分比明显高于7月和8月，且6、7月和9月的发生站次百分比在2010s也呈现回升趋势。各年代平均发生频数均以豫南地区最高，近46 a来极端干旱总次数呈现由南向北逐渐递减的分布特征，但6月份发生总次数高值区则主要分布在豫中和豫西地区。全省范围内极端干旱发生存在明显的4~8 a周期变化，2010s极端干旱发生频数和站次百分比均呈回升趋势，应引起夏玉米生产上的关注和重视。     

近40a西北干旱区极端气候变化趋势研究

本文选取了西北干旱区21个代表站点1961-2000年逐日气温和逐日降水量资料。用百分位阈值法分析极端年最低温度、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)西北干旱区近40a年最低温度的天数有减少的趋势,而年最高温度的天数略有增加趋势。(2)西北干旱区年最低温度有增加趋势,年最高温度略有减少趋势。从分区看,北疆和南疆的年最低温度有升高趋势,年最高温度有下降趋势;河西走廊、柴达木盆地年最低温度和最高温度有升高趋势。(3)近40a西北干旱区极端降水的天数增加了2天。     

Temperature and precipitation trends in Minqin Desert during the period of 1961-2007

This paper analyzed the data of temperature and precipitation in Minqin,typical desert area in north-west China,during the period of 1961 2007 by linear regression.The result indicated that the increasing rate of the mean annual temperature in Minqin was higher than that of the average of China;and the temperature in February increased by 3.01oC averagely in the past 47 years.The climate in Minqin displayed an evident warming trend.However,there was no evidently increasing trend of precipitation in the past 47 years,and drought occurred during the whole growing season.     

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。     

西北地区降水特征及变化规律分析

根据我国西北地区降水气候特征研究状况,利用较具代表性的我国西北地区北亚热带、温带驻防的25个空军机场气象台站1970~2000年历年逐时降水资料,从降水量、降水强度、降水时间、降水频率等方面,以气候区划区为区域分析单位,分析了西北地区的降水变化规律和特征。结果表明:西北地区北亚热带、温带年际降水量有从东南和西北两侧向中部明显减少的分布格局。30 a间中温带干旱区东部及其以东地区的降水量呈下降趋势,以西则基本呈上升趋势。降水强度基本表现为上升趋势,强度呈东南大、西北小分布,且以北亚热带湿润区和南温带干旱区南疆区上升速率表现最大。降水时间呈现减少趋势,其分布特点与降水量分布基本上一致,由东南和西北两侧向中间明显减少。近30 a来降水量东降西升,降水小时数、降水频率呈下降趋势,但小时雨强和中雨以上强度降水比重一直呈上升趋势,降水以短时、量大为特征出现的机率在增加,降水的有效利用难度在加剧,这种特征东部比西部要明显得多。青藏高原东侧降水量和降水小时数都处于下降趋势,雨强呈上升趋势,该地区干旱趋势在加剧。但在高原东北侧、北侧这种趋势表现相对要弱一些。