天山地区未来日极端气温变化的统计降尺度分析

基于天山地区27个气象站日最高、最低气温资料及NCEP再分析资料对统计降尺度模型(SDSM)进行率定和验证,确定模型应用的预报因子,并将HadCM3输出的A2、B2情景分别输入率定后的SDSM中,生成未来3个时期(2020s、2050s和2080s)日最高、最低气温变化情景.结果表明:SDSM模型对于天山地区日最高、最低气温的模拟效果较好;未来日最高、最低气温总体呈增温趋势,其增幅在A2情景下比B2情景下高,且日最高气温增幅普遍高于日最低气温;春季增温最大,而冬季增幅最小;日最高、最低气温在未来3个时期的空间变化趋势较为一致,两者的空间变化在A2和B2情景下大体呈现出由北向南逐渐减弱的趋势.     

柴达木盆地近50年气温变化时空分布特征分析

文中利用柴达木盆地8个气象站点,1961年-2011年月平均、平均最高、平均最低气温数据进行气温变化的时空分布特征分析。结果表明:50年来,柴达木盆地平均气温、平均最高、最低气温增暖趋势分别为0.54℃/10a、0.43℃/10a和0.74℃/10a,明显高于全国和全球增幅;增暖在平均最低气温上表现最为突出;四季平均气温、平均最高、最低气温均表现为明显上升趋势,其中秋、冬季增温高于春、夏季,冬季增温贡献最大;各站点气温在空间上表现为较一致的增温趋势,气温增幅从东向西逐渐增高。     

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.     

中亚地区气温变化的时空特征分析

基于中亚地区63个气象站点1960~2012年月平均气温时间序列,利用Mann-Kendall非参数检验法、R/S分析法和Kriging空间插值,对中亚地区近50多年来气温变化的时空特征进行了分析。结果表明:1)1960~2012年,中亚地区年平均气温变化速率为0.273℃/10a,四季中尤以秋季增温最快,速率高达0.39℃/10a,且R/S指数表明该区气温变暖趋势在未来一段时间内仍会持续;2)中亚地区年平均气温在1989年发生由低温到高温的跃变,跃变前后均值相差0.84℃,其中夏季和冬季跃变时间为1980年左右,而春季则在1999年;3)中亚地区增暖趋势具有明显的时空差异性,年均增幅大体上由东北至西南趋小,各地区在不同季节的气温增幅也不尽相同。     

SRES A1B情景下东北地区未来干旱趋势预估

利用区域气候模式PRECIS(providing regional climates for impacts studies)输出的SRES A1B情景的日平均气温及降水资料,通过计算相对湿润度指数,分析2011-2100年东北地区作物生长季(5-9月)的干旱趋势。结果表明：A1B情景下,2011-2100年东北地区农作物生长季将呈现明显干旱化趋势,相对气候基准时段(1971-2000年),未来吉林中南部及辽宁省将变湿润,其余地区将变干燥;就干旱发生范围而言,2011-2100年东北地区农作物生长季的干旱发生范围将呈显著增大趋势,2011-2040年、2041-2070年和2071-2100年的30 a平均值较气候基准时段依次变化了-1.3%、17.4%及38.4%;就干旱频率而言,[JP2]未来干旱发生频率较高的区域主要集中在黑龙江的齐齐哈尔与大庆、吉林的白城以及辽宁的朝阳地区,而低频率区主要位于吉林东部及辽宁丹东地区,相对气候基准时段,未来干旱频率预计在辽东湾地区降低2%,黑龙江西南部与吉林西部增加8%~10%,其余地区增加2%~6%。     

山西省不同生态分区增强型植被指数(EVI)对气候因子的响应

利用2000—2014年MODIS EVI数据、27个气象站点逐月气温和降雨量、MOD16蒸散量数据,分析了山西省15年来的植被覆盖变化及其对气温、降水和蒸散量的响应特征。结果表明:(1)山西省植被总体呈现上升趋势,增速为2.6%·10a~(-1),不同生态分区中Ⅱ东部大行山山地Ⅲ中部盆地Ⅳ西部山地Ⅰ晋北山地Ⅴ晋西黄土丘陵区。(2)山西省植被覆盖具有较大的区域差异,其中东南部的EVI明显高于西北部,EVI频度图呈现"单峰结构",全省绝大部分地区呈现不变或增加趋势,显著面积比例为25.95%,严重退化面积比例为1.04%。(3)基于年尺度的EVI与降水、蒸散量呈正相关,与温度负相关,基于月尺度的EVI与气温、蒸散量呈显著正相关,蒸散量与EVI的相关性好于降水、温度单一因子,而降雨量对EVI变化存在一个阈值。(4)从生长季考虑,从春季到夏季各大生态区蒸散量与EVI均为正相关并且逐渐加强,秋季除Ⅲ中部盆地外其它自然区均为负相关。     

21世纪河南省未来气候变化趋势预估

使用IPCC第四次评估报告中多模式集合的预估产品,在A1B情景下,对21世纪河南省未来90年的月平均气温、降水的变化趋势及时空分布进行预估.与1971～2000年30年气候平均相比,在未来的90年,河南省平均气温呈上升趋势,且南部增温大于北部,气温的增幅随时间变化减弱;降水呈现从南向北增加的趋势,降水量的变化不太显著.     

气候变暖对内蒙古东部地区农牧业气候资源的影响

选取内蒙古东部地区48个气象站1961-2014年的日气温、降水资料,计算了与农牧业生产相关的热量、水分等要素,深入分析了气候资源对气候变暖的响应及其对农牧业生产的影响。结果表明:1987-2014年比1961-1986年增温明显,特别是最低气温的增幅最为显著,冬季增温高于其它季节;≥0℃、≥10℃积温和无霜期均有所增加,积温线向西北方向推进;冬季≤-25℃低温天数明显减少;作物生长季降水量基本持平,但降水变率增大。因气候变暖,热量资源显著增加,长生育期作物扩种,设施农业冻害风险降低,有利于牲畜安全越冬度春,但会导致天然牧草退化,病虫害虫卵易于越冬;降水变率增大使干旱发生概率变大。     

基于统计降尺度方法的高寒山区未来气候变化预估

高寒山区未来气候变化预估,对于了解该区域未来水资源的变化和指导区域水资源的合理开发利用具有重要意义。基于实测气象站点数据、实测水文站点数据、NCEP/NCAR再分析资料和全球气候模式Had CM3数据,采用统计降尺度方法预估了高寒山区未来(2020—2099年)气候变化情况。结果表明:1率定的SDSM统计降尺度模型能够较好地反映降水与气温的变化趋势;2协合拉站未来降水总体上呈减少趋势(尤其是7—8月),但在不同排放情景下波动变化较复杂;3协合拉站未来气温持续升高,尤其以2070s(2070—2079年)后较明显,升高幅度最大发生在8月;4未来该区域降水的减少及气温的升高将影响冰川与积雪的储量,加速高寒山区冰川与积雪的消融量,影响以冰雪融水补给为主河流的水资源量,进而影响区域社会经济的发展,加剧不同用水部门的矛盾。     

短期增温下青藏高原多年冻土区植物生长季土壤水分的动态变化

以青藏高原腹地典型高寒草甸植被类型为研究对象，采用红外灯加热的方法模拟全球增温，并利用水分探头，于2012年植物生长季（5—9月）获取0~100 cm不同土层深度土壤水分含量数据，并分析其对增温的响应。结果表明：① 短期增温对高寒草甸土壤水分含量有提高作用，但增幅并不显著（P>0.05），平均提高2.85%。② 土壤水分含量随土层深度的增加呈现先减少后增加的趋势，在10~20 cm土层深度处降为最低值13.8%，在60~100 cm土层深度附近达到了20.57%的最高值；对照组5个月10~20 cm土层深度的土壤水分含量显著低于其他土层，而增温组0~20 cm土层深度的土壤含水量显著低于其他土层深度，表明增温对表层（0~10 cm）的土壤含水量影响较大，对深层土壤含水量的影响则较小，而且短期增温不会对土壤水分的垂直分布趋势产生影响。③ 土壤水分含量随时间的变化，在5—8月呈上升趋势，表明在青藏高原北麓河地区植物生长季，8月是其土壤水分含量最充足的月份，到了9月土壤中含水量开始降低，但5个土层深度降幅均不明显；增温组土壤水分含量随时间的变化趋势与对照组基本一致。     

近50年来秦岭南北气候分异研究

全球变化就区域性而言,重点集中在脆弱生态区和自然地理区域的过渡地带,如海岸线、水分条件充足的堤度带及山地.秦岭南北的气候变迁是全球气候研究的重点.研究表明:近50年来,秦岭南北平均气温呈上升趋势,但在突变时间与幅度存在一定的差异.秦岭北部在1989年发生突变,升温幅度为0.03℃/a,夏冬两季升温幅度大;秦岭南部在19...     

祁连山北麓春季冻土深度对气温变化的响应

利用1961-2004年祁连山北麓11个站点的春季季节性冻土资料和9个站点的月平均气温资料,分析祁连山北麓冻土深度的空间和时间变化规律,并分析冻土深度对气温变化的响应特征。结果表明:祁连山北麓春季冻土以祁连站为最大值,向高纬度和高经度方向逐渐减小,武威附近为春季冻土最小值,靠近东南方向的乌鞘岭站出现次大值区域,冻土的空间分布特征与海拔高度关系密切;春季多年平均冻土深度为53.5 cm,年际最大值与最小值深度差为73.2 cm,随年际变化总体呈明显的减小趋势,其变化倾向率为11.3 cm/10 a,年代际变化呈阶梯状逐渐减小,20世纪90年代比80年代减小近20 cm;春季冻土深度减小主要受1~2月和春季平均气温升高的影响,特别是2月份气温每升高1℃,冻土深度减小7.05 cm;冻土深度大的地区,对气温变化的响应越敏感;冻土深度小的地区,对气温变化的响应相对较小。     

陕西秦岭南北旱涝灾害时空变化趋势分析

根据1961-2009年秦岭南北57个站点的月降水资料,采用区域旱涝指标和Z指数,运用Mann-Kendall检验、小波分析、Kriging插值等方法,对秦岭南北旱涝时空变化趋势进行分析。结果表明：①关中地区年平均气温倾向率大于陕南,气温突变年均为1996年。②近49年来,关中地区暖干化及春旱、夏涝的趋势较陕南显著。气...     

中国东天山北坡40年来水热组合变化与古气候的关系

利用东天山北坡山区和平原共6个气象站40年来的降水量及气温记录,对各季、年的水热组合状况及其变化进行了统计分析,并与新疆5 000 aB P(中晚全新世)以来的水热组合主要规律进行了对比讨论.得到的基本结论为:(1) 从变化趋势看,除1987年相对暖湿(平原和秋冬两季表现尤其明显)外,40年来其它时段基本以暖干气候为主,也有冷湿气候出现;(2) 该结果与新疆历史时期百年尺度的水热组合变化规律存在一定的差异;(3)在一定程度上体现了中晚全新世以来,新疆气候以冷湿、暖干为主的水热组合规律只能代表百年尺度的变化,而年际尺度的变化规律还需要更多更深入地研究.     

Sensitivity of runoff to climatic variability in the northern and southern slopes of the Middle Tianshan Mountains,China

Temperature and precipitation play an important role in the distribution of intra-annual runoff by influencing the timing and contribution of different water sources.In the northern and southern slopes of the Middle Tianshan Mountains in China,the water sources of rivers are similar;however,the proportion and dominance of water sources contributing to runoff are different.Using the Manas River watershed in the northern slope and the Kaidu River watershed in the southern slope of the Middle Tianshan Mountains as case studies,we investigated the changes in annual runoff under climate change.A modified hydrological model was used to simulate runoff in the Kaidu River and Manas River watersheds.The results indicated that runoff was sensitive to precipitation variation in the southern slope and to temperature variation in the northern slope of the Middle Tianshan Mountains.Variations in temperature and precipitation substantially influence annual and seasonal runoff.An increase in temperature did not influence the volume of spring runoff;but it resulted in earlier spring peaks with higher levels of peak flow.Damages caused by spring peak flow from both slopes of the Middle Tianshan Mountains should be given more attention in future studies.     

影响三工河干沟春季融雪洪水发生的气象因素

利用三工河流域近山前倾斜平原区气象资料,对发生在1964-2001年期间三工河干沟春季洪水量进行逐步回归分析,得到2个相关性较好的三元模型方程。模型表明,冬季积雪量越大,3月1候前期气温越低,3月2候气温越高,三工河春季洪水量就越大,反之则相反。模型中的2项气象因素是制约三工河干沟发生春洪的主要条件因素,因此,三工河流域开春期前的增温作用是近年来三工河干沟春季洪水量减少的主要原因。     

黄河上游玛曲地区浅层地温对气候变暖的响应

利用1971-2010年黄河上游玛曲地区5-10月浅层地温观测资料,采用气候倾向率等现代统计诊断方法,对玛曲地区近40 a来浅层地温的变化趋势、气候突变特征进行了分析。结果表明：黄河上游玛曲地区各月平均浅层地温以0.20~0.71 ℃·（10a）^-1的速率上升,其中20 cm平均地温增温的趋势最显著,5 cm平均地温增幅最小,浅层地温升温的趋势随深度的增加而更为显著。在2000年之前,浅层地温以负距平变化为主,2000年之后为正距平。20世纪70年代浅层地温最低,2001-2010年达到最高。1971-2010年夏季玛曲地区5、10、15、20 cm浅层平均地温均发生了升高突变。夏季浅层平均地温与同期的平均气温呈显著的正相关,其中20 cm平均地温与同期平均气温的相关性最为显著,相关系数达到0.922,且两者在变化趋势上有着很强的一致性。夏季浅层平均地温与冬季降水量存在一定的正相关,其变化对冬季降水量产生了一定的影响。     

天山北坡融雪期季节性冻土融化过程分析

利用军塘湖河流域典型试验场2013年11月至2014年3月整个冻结融化期野外观测的季节性冻土温度和水分数据,对融雪期该地区季节性冻土的融化过程和特点进行了分析,研究了融雪期土壤在融化过程中各土壤层的时间与垂直温度和水分的变化,并探讨了融雪期季节性冻土的水文效应。结果表明:1季节性冻土的融化过程可以分为融雪前期、融雪中期和融雪后期3个阶段;2融雪期季节性冻土的温度呈阶段性变化,随着土壤深度的增加,大气温度对土壤温度的影响越小,且存在明显的滞后性;3土壤的水分含量在融雪中期才有所提升,季节性冻土从上下2个方向融解;4融雪中后期的积雪液态含水率对土壤水热状况的影响显著,整个融雪期积雪密度对土壤水热状况影响较小;5季节性冻土的冻融过程对春季融雪径流有着十分重要的影响。     

近40a来南阿尔泰山区现代冰川变化及其对气候变化的响应

以1972,1989,2000,2011四个不同时段的遥感影像资料为基础,通过计算机自动提取结合人工解译获得研究区各时段冰川信息。参考世界冰川编目(WGI)分别对分布在中国、俄罗斯和哈萨克斯坦境内的冰川进行编目及属性更新,完成南阿尔泰山蒙古境内冰川编目。对不同时段冰川信息进行对比,并结合气温、降水等气候资料对其变化特征进行分析。结果表明:(1)1972-2011a,南阿尔泰山区冰川总面积从633.91km2减少至329.03km2,退缩面积304.88km2,占1972a冰川总面积的48.1%;(2)不同面积等级冰川数量与面积变化呈反相关关系,小冰川对气候的响应更为敏感;(3)研究区各坡向冰川均在退缩,其中南向、东北向、东向、北向退缩较快,西向、西南向、东南向、西北向相对缓慢;(4)1972-2008a研究区增温显著,降水以1987a为界先增后波动中稳定,二者的水热组合是区内冰川退缩的主要原因。     

山西省气候变化的多尺度诊断

利用山西省108个地面气象站1957-2003年逐月降水、平均气温以及蒸发量等气象要素资料,采用主成分分析和聚类分析法进行气候分区,选取10个代表站的降水和平均气温序列,运用Morlet小波分析方法,对山西省47年气候变化以及不同时间尺度降水和气温变化的空间差异进行了诊断分析.结果表明:①山西省降水和气温存在多层次结构,不同时间尺度,存在不同的周期振荡行为.②山西省降水和气温总的变化趋势是20世纪80年代中期以前变冷变湿,且变化剧烈,之后变暖变干,且变化趋于缓和;21世纪初降水有恢复性增加趋势,气温有回落迹象.③山西省降水的空间差异明显,而气温变化的空间差异则相对较小.④从季节分布来看,21世纪初,春季降水偏少,冬季偏多,夏秋季降水则为偏少趋势中有小幅增加阶段;春季气温仍为偏高趋势,秋季有回落迹象,冬夏季为偏高趋势中有小幅回落阶段.