黄土高原地区年极端气温的变化特征

根据黄土高原地区58个气象站点1960-2011年年平均气温和年极端最高、最低气温数据,应用Kriging空间分析法、Mann-Kendall突变检验法对其时空分布特征进行分析.结果表明,(1)1960-2011年黄土高原地区的年平均气温和年平均极端最高、最低气温均呈升高趋势,且除年最低气温外均高于全国平均水平;三者的突变年份分别为1991、1998、1982年.(2)近52a来,该区年平均气温自西北向东南逐渐增加,气候倾向率自南向北逐渐增加,增温突变年份由西北向东南逐渐推迟;年平均极端最高气温在东北、西南部最小,中部较高,气候倾向率在西部、东北部最大,南部最小;年平均极端最低气温自西北向东南方向逐渐升高,气候倾向率北部大于南部,突变年份自西向东逐渐变早.(3)近52a来,该区经历了明显的由冷变暖的增温过程且年极端最低温度的升高对年平均气温升高的贡献最大,研究区极端气温的升高加剧了气温的极端化发展.研究结果对了解极端温度变化对农业生产带来的不利影响具有参考价值.     

陕南汉江上游气温变化及其对农业生产的影响

以陕南汉江上游汉中、石泉、安康观测站1960-2010年的逐日、逐月平均气温资料为基础,采用线性趋势法、滑动平均法和Mann-Kendall非参数检验法,分析了该区气温的年际和季节变化趋势、突变特征,以及季节气温变化对农业的影响.结果表明,自1960年以来,陕南汉江上游年平均气温和年平均最低气温呈波动上升的变化趋势,递增速率分别为0.107℃/10a(P ＜0.01)、0.16℃/10a(P ＜0.01),而年平均最高气温呈不显著递增趋势,三者发生突变的时间分别为2001、2000和2001年;各季节的变化特征表现为冬季增温速率最高(P＜0.01),对年平均气温增加的贡献最大;夏季气温变幅较小,变化趋势不显著;春、秋季气温分别呈极显著、显著上升趋势,但日波动性较大;倒春寒天气发生时间推迟,发生频率、强度增大;秋封(冷害)发生频率虽然有所下降,但持续时间较长,强度较大,对该区的水稻、玉米、小麦等农作物生产造成严重影响.深入了解汉江上游气候变化规律及成因,对有效应对气候变化和保障粮食安全具有积极意义.     

近55年渭河流域气温演变规律分析

利用渭河流域16个气象站点1954-2008年近55a气象资料,采用线性回归、Mann-Kendall检验、Pettitt及Morlet小波分析等方法,对渭河流域年及各季节平均气温的变化趋势、突变特征和周期性等演变规律进行分析.结果表明,(1)在95％的置信区间下,渭河流域年及各季节平均气温均表现为显著上升趋势,其中冬季气温上升最显著.(2)多年平均气温空间分布存在不均衡性,年平均气温以西安站为中心向外呈辐射递减.(3)年及各季平均气温存在明显的突变点,1993年为该流域大的气温转折年.(4)流域气温变化存在多个特征时间尺度,其中年平均气温具有3、7、23和55a左右的主周期,以55a左右周期相位变化最显著.除夏季外,其余季节与年平均气温相位变化时间尺度大体一致.研究成果可为分析渭河流域气候变化及其未来气候预测提供参考.     

新疆近54年气温和降水变化特征

利用新疆50个气象站1960—2013年的月、年的平均气温和降水量资料,采用线性倾向率法、累积距平法、Mann-Kendall法等方法,对新疆近54a来的气候变化和突变现象进行了研究,利用反距离插值法分析新疆气温和降水的空间分布。结果表明:近54a来,新疆年平均气温变化在6.2~9.0℃,年平均气温在波动中逐渐上升,气候倾向率0.32℃/10a,其突变发生在1965年和1977年。新疆各站点多年平均气温为0.95~14℃,整体上表现为由南向北降低的趋势,南疆的气温最高,依次为天山山区,北疆的气温最低。新疆年降水量变化在93.20~205.80mm,整体上呈现上升趋势,气候倾向率为8.23mm/10a,新疆年降水量突变发生在1963年、1975年、1978年和1980年。新疆各站点多年降水量为34.20~261.00mm,整体上表现为由南向北增多的趋势,北疆的降水量最多,其次为天山山区,南疆的降水量最少。     

1951-2010年汉中市气温变化特征分析

气温变化特征是全球气候变化研究中的一个至关重要的问题.我国地域辽阔,受地形及季风影响,各地区气温变化及各季节气温变化趋势各异.采用1951-2010年逐日及年平均气温数据作为基础资料,运用气候倾向率、滑动平均法、MK趋势检验和突变分析方法对汉中市年均气温和各季节气温的变化特征进行分析.结果表明:(1)汉中市近60年来年平均气温呈上升趋势,气温倾向率为0.18℃/10 a,并经历冷暖两个时期,20世纪90年代中期之前为偏冷期,之后为偏暖期;(2)年平均气温的年代际变化表现出"平缓上升—下降—显著上升"的趋势,且存在明显的突变点,突变时间为1999年,突变后年平均气温比突变前高0.9℃;(3)汉中市四季平均气温在20世纪90年代开始明显增温,且高于各季节平均气温.冬春两季增温明显,秋季次之,夏季最小,但增温速率均小于全国同期水平;(4)冬春两季平均气温在近60年间存在明显的突变点,突变时间分别为1999年和1997年,但夏秋两季没有出现明显的突变.     

近50年来全球变暖背景下青藏高原气温变化特征

利用青藏高原1961—2010年逐日气温气候统计资料,采用了线性回归方程、曼—肯德尔突变检验等方法,研究了青藏高原气温气候时间和空间尺度上的变化趋势,研究表明:(1)青藏高原年平均气温以0.022 8℃/a的速率递增,在1993年之后年平均气温值较高,在南部区域年平均气温较高,而在中部区域年平均气温较低,且1996年为青藏高原年平均气温开始突变的年份;(2)青藏高原年平均气温存在显著的季节变化特征,且4个季节下的年平均气温均呈递增的变化趋势,其中春季增温幅度最大,冬季增温幅度最小;(3)通过对青藏高原年平均气温EOF分解分析得出,年平均气温呈南—中—北型、南—北型分布特征     

辽宁西部地区光热水资源变化对农业生产的影响

利用辽西地区1960-2009年的气象资料,应用常规数理统计方法,重点分析了近50a来在全球变暖背景下辽宁西部地区光热水资源的变化趋势,以及对当地农业生产的影响。结果表明:近50a来,辽宁西部光照资源下降幅度较大,年日照时数趋势减少406h;年平均气温和年≥0℃积温呈现明显的升高趋势,年平均气温趋势升高1.7℃,年≥0℃活动积温增加307℃.d;降水呈现出减少趋势,年降水量趋势减少62mm,在年代际尺度上波动显著。对于光照资源丰富的辽西地区来说,日照时数减少还未表现出不利影响;而气温升高、降水减少使该地区气候呈现暖干化趋势,这将对辽西农业的发展产生巨大影响。本文通过对光温水资源变化趋势的研究,旨在提高气候变暖对农业生产影响的认识,增强应对气候变化的能力,为农业结构调整提供依据。     

1960-2014年祁连山南坡及其附近地区气温时空变化特征

基于祁连山南坡及其附近19个气象站点的1960-2014年气温数据,利用线性趋势法、相关分析法、多项式趋势法、5年滑动平均、R/S分析方法、ArcGIS方法对其气温的时间变化与空间分布作了详细分析。结果表明:多年平均气温变化趋势为波动上升趋势,增长率为0.35℃/10 a,最低气温与最高气温的增长率分别为0.478,0.275℃/10 a,季节气温同样为上升趋势,其中冬季气温增幅最大,说明最低气温与冬季气温对气温上升贡献最大;从年代际变化来看,2000-2014年气温的升高趋势比1990-1999年有所下降,并不能说明全球变暖停滞,可能受到自然外强迫造成的;气温的Hurst指数为0.5 < H < 1,表明今后气温的变化趋势与过去变化趋势具有相同的特征;大部分气象站点多年平均气温与季节气温的变化均为增长趋势,通过显著性检验站点的比率较高,而年代际气温的空间变化差异较大。     

过去(1958-2007)和未来(2011-2060)50年淮河流域气候变化趋势分析

根据淮河流域1958-2007年观测资料和ECHAM5/MPI-OM模式对该流域2011-2060年气候变化的预估结果,分析淮河流域1958-2007年平均气温、极端高(低)温、农业界限温度和年降水量变化,并对2011-2060年气温和降水量变化趋势进行预估。结果表明:(1)淮河流域年平均气温,20世纪90年代以前以降温为主,90年代中后期增温显著;季节变化上,春秋两季气温呈波动增加趋势,冬季增温速率较高,夏季则呈下降趋势,极端气温事件出现次数和温度变化幅度均减小。淮河流域热量资源的时间变化以增温趋势为主,各界限温度初日提前,终日推迟,持续日数和累积温度增加。从区域分布上,流域东部增温趋势强于西部。1958-2007年年降水量和极端降水等无突变性的增加或减少趋势;季节变化上,流域夏季降水量变幅较大。(2)3种排放情景下淮河流域年平均气温升高趋势一致,且SRES-A1B情景升温幅度大于其它两种情景且约在2040年突变增温,3种情景下季节平均气温均为冬季升高最快;未来年降水量有微弱增加,但M-K检测均无显著变化趋势,未来50a淮河流域季节降水仍以春、夏季降水为主,约占全年降水量的70%。     

东天山北坡气温与降水时空变化特征

利用东天山北坡5个国家级地面气象站1961—2016年逐日气温和降水量资料,采用线性趋势分析、累积距平、滑动平均及Mann-Kendall突变方法,对该区域气温、降水变化特征进行了分析。结果表明:近56 a东天山北坡年、季、月平均气温均呈上升趋势,年增温率为0.34℃/10 a,四季中秋季增温最显著,各月中2月增温最明显,空间分布上以巴里坤为低值中心逐渐向两侧增大,1993年为气温突变年。年降水量以13.02 mm/10 a速率增加,四季均表现为增湿,且以夏季增湿最显著,空间分布上以木垒为大值中心逐渐向两侧减小,降水在1992年发生由少到多的突变。东天山北坡近56 a气候总体呈现明显的暖湿化变化趋势。     

近50年来河南最高最低气温的非对称性变化特征

利用河南50个气象站点1959-2008年50a的气温资料,分析了河南区域年最高、最低气温及日较差的时空变化特征。结果表明：①1959-2008年河南区域年平均最高、最低气温在时间变化上为非对称性增长,年平均最低气温变化倾向率为0.237℃/10a;年平均最高气温变化倾向率为0.053℃/10a,前者增温幅度约为后者的4.5倍。②年平均最高、最低气温变化速度在空间分布上多数地区也呈不对称现象,最低气温在河南西北部和东南部的周口、漯河部分地区升温快,最高气温在西部的洛阳地区升温较快,而其它地区相对较慢,最终使气温日较差在东部和西北部减小幅度较大。③年平均最高气温在20世纪80年代最低,本世纪以来的8a最高;年平均最低气温在60、70和80年代均较低,本世纪以来的8a最高;年平均气温日较差在60年代最大,本世纪以来的8a最小。④年平均最高气温没有明显突变点,年平均最低气温在1997年发生突变,年平均气温日较差分别在1974年和1980年前后发生了突变。最高、最低气温变化速度不同以及突变点不一致,最终导致了气温日较差在突变点上的不一致。     

河南省境内以淮河为界的南北气候变化差异分析

选取河南省9个观测站1954-2007年的气候资料,基于ArcGIS等软件,利用数理统计分析、线性回归等方法,分析了河南省境内受淮河影响的气候变化差异及对全球气候变化的区域响应特点。结果表明:河南省境内的南北气候分界线为淮河最大的支流沙颍河和秦岭东部分支所连成地带即34°40′-34°50′N。分析期内南、北部总体上呈增温趋势,但具有阶段性特点,60年代以前持续升温,60年代-80年代中期为降温时期,80年代中期后,南、北部同时开始剧烈升温。在80年代以前南、北部的年降水量均递减,80年代北部骤减、南部骤增,90年代以后南、北地区均增多。80年代为气候突变时期,90年代至今,保持高温多雨水特征,南北温差不断增大。     

气候变化对两种候鸟物候期的影响初探——以大丰市调查为例

选取大丰市气候(1960-2007年)及两种候鸟——家燕(Hirundo rustica)(1989-2007年)和四声杜鹃(Cuculus micropterus)(1995-2007年)的物候期资料,利用一元线性回归、多元逐步回归和M-K突变检验方法,分析了大丰市气候及两种候鸟物候期的趋势变化特征及候鸟物候期对气候变化的响应关系。结果表明:(1)近48a来大丰市年平均气温上升趋势明显,倾向率为0.18℃.10a-1(P0.01),于2004-2005年发生突变性增温;年平均风速呈极显著的下降趋势(P0.01),总日照时数、累积降水量的变化趋势不明显(P0.05);(2)物候期变化趋势表现在家燕始见期、四声杜鹃始鸣期均略有提早,家燕始、绝见期间隔时间略有延长,四声杜鹃间隔期以20.2d.10a-1的速率极显著缩短;(3)影响家燕始见期、间隔期的敏感气候因子是3月平均风速,影响其绝见期的敏感气候因子是5月平均温度;影响四声杜鹃始鸣期的敏感气候因子是5月总日照时数,影响其绝鸣期的关键气候因子是年平均风速、6月平均温度及7月累积降水量,影响间隔期的关键气候因子是年平均风速、6月平均温度及7月总日照时数。说明候鸟物候期对气候变化响应比较敏感,可作为气候变化的指示器。     

气候变化背景下羌塘国家自然保护区植被净初级生产力时空变化

基于Miami模型和Thornthwaite Memorial模型，利用西藏羌塘国家自然保护区附近5个气象站1971-2018年气温、降水数据和第五次耦合模式比较计划（CMIP5）多个全球模式历史和未来预估数据，分析保护区附近及保护区气温、降水、植被净初级生产力（NPP）的时空变化特征。结果表明：（1）保护区附近年平均气温从西部到东部渐低，年降水量从西部到东部渐多。年平均气温（T）呈显著升高趋势，年降水量（R）和年蒸散量（E）均呈微弱增加趋势，伴随各站气温NPP（NPPt）呈显著升高趋势，降水NPP（NPPr）呈微弱增加趋势，大部分站点蒸散NPP（NPPe）和标准NPP（NPPb）均呈微弱增加趋势；（2）NPPt从西部到东部逐渐变小，NPPr从西部到东部逐渐变大，NPPe、NPPb从西部到东部先变大后变小。狮泉河、改则站植被NPP限制因子为降水，申扎、班戈站为蒸散，安多站为蒸散或气温；（3）21世纪不同年代NPPt、NPPr、NPPe和NPPb与20世纪所有年代相比均显著增大。保护区NPPt、NPPr、NPPe和NPPb在未来不同排放情景下相对于1960-1990年均明显增加。保护区在近48a和未来气候“暖湿化”趋势下，植被NPP均有所增加，东南部的寒冷湿润地区增加幅度较大，而西北部寒冷干旱地区增加幅度较小。未来气候有利于当地植被NPP提高，从而改善生态环境。     

1960-2013年云南地面温度时空变化特征

利用云南省1960-2013年逐日0 cm地面温度观测资料,运用Mann-Kendall趋势和突变检验法、小波分析法等分析了云南地面温度的空间分布、变化趋势及突变特征、周期变化及可能的影响因素。结果表明:年平均地温、年平均最低地温整体上呈现"南高北低"的分布特点,年平均最高地温呈现出"西北、东北低,中部、南部高;深切河谷高,高原面较低,高耸山地更低"的分布特点;同时,也表现出明显的区域性差异;年平均地温、年平均最高（低）地温高值中心主要分布在元江河谷（元江站）,金沙江河谷（元谋站）,滇南澜沧江及其支流河谷（景洪站、勐腊站）;平均地温、平均最高（低）地温季节分布特点与年际分布大致相似。平均地温、平均最高（低）地温年际、季节及不同气候带均呈增温趋势;年平均地温、年平均最高（低）地温均以冬季增温幅度最大;年平均地温、年平均最低地温以高原气候带增温幅度最大,年平均最高地温以北热带增温幅度最大。年平均地温、年平均最高（低）地温及不同气候带地温均发生显著突变;其中,年平均地温、年平均最高（低）地温显著突变点分别为2000年、2004年、1997年;年平均地温、年平均最高（低）和不同气候带地温均以长周期变化为主周期;其中,年平均地温、年平均最高（低）地温主周期分别为28 a,26 a,26 a。年平均地温、年平均最高（低）地温与纬度和海拔呈极其显著的负相关;1960-2013年亚洲区极涡面积（强度）,西太平洋副高西伸脊点指数显著减弱,西太平洋副高面积（强度、脊线）、印缅槽、西藏高原、印度副高面积指数呈显著增加可能是引起云南地温变化的原因之一。     

闽江河口湿地气候变化趋势与突变分析

应用线性倾向估算法、累积距平以及Mann-Kendall法对闽江河口湿地1961-2006年以来的降水量、温度的变化趋势和突变进行了分析。结果表明:近46a来闽江河口湿地的平均气温表现出明显的上升趋势,其倾向率为0.26℃/10a(P0.01),在1994年发生突变;四季温度表现出增加趋势,其中冬季增温最为显著,突变时间发生在20世纪90年代和21世纪初;降水量的变化趋势不显著,且没有突变发生。总体而言,闽江河口湿地近46a来的气候存在由冷干向暖湿变化的趋势,这种变化对湿地生态系统的影响有利有弊,但总体上是利大于弊。     

增暖背景下华北平原极端降水事件时空变化特征

利用1961-2010年华北平原53个气象站的逐日降水资料,采用百分位值法定义极端降水事件的阈值,统计极端降水事件的降水量、频次和强度,重点分析华北平原近50 a极端降水事件时空变化特征.结果表明:(1)在气候暖化背景下,近50 a华北平原极端降水事件整体呈现下降趋势;(2)在空间格局上,极端总降水量、发生频率和强度空间格局具有一致性;(3)华北平原极端降水呈现下降趋势的区域主要分布于河北省及山东省东南沿海一带,而河南省大部呈上升趋势;(4)从时间上看各指标均呈波动变化,20世纪60年代表现出明显的减少趋势,且90年代中后期波动变化剧烈,并开始呈现上升趋势.除极端降水强度外,极端总降水量及频次均发生了突变,时间在1965年左右.     

三江源区近50年降水量变化特征分析

利用三江源同德地区1961—2010年的逐月降水资料,采用线性回归、滑动平均、距平分析等方法,分析了该地区降水的变化特征。结果表明:三江源同德地区年降水量总体呈不显著减少趋势,具体表现为20世纪60—80年代和21世纪10年代降水量偏多,80年代明显偏高,2000年以后显著增多;从季节变化来看,秋、冬季降水量呈不显著增多趋势,春、夏季降水量呈不显著减少趋势。降水量年内分配十分不均,主要集中在5—9月。年降水量在1985年发生了由多到少的一个跃变;春季在1970年附近,夏季在1990年附近,秋季在1983年附近发生了由多到少转折;冬季降水量在1962年发生了由少到多的突变。     

江西省近46年蒸发皿蒸发量变化特征及其影响因素分析

利用江西省79个常规气象站1960-2005年的观测资料,综合分析了蒸发皿年蒸发量的变化特征及其与相关环境因子包括日照百分率、云量、气温(日平均温度、日较差、最高温度、最低温度)、10m风速、饱和水汽压差、年降水量和相对湿度的相关关系,试图找出蒸发皿年蒸发量变化的主要原因。结果表明:(1)江西省西部及中部年蒸发量较小;南部及鄱阳湖周边地区年蒸发量较大。在过去46a中,蒸发皿年蒸发量呈显著下降趋势,其速率为-4.57mm/a;79站中,有68站蒸发皿年蒸发量下降趋势显著;(2)以日照百分率为代表的能量供给因子与蒸发皿年蒸发量的相关系数最大,其次为动力因子(10m风速),以相对湿度为代表的湿度因子相对较小,三者的完全相关系数分别为0.37、0.33、0.23;(3)空间上,整个江西省受日照百分率影响均比较大,风速、相对湿度对江西省的影响在鄱阳湖附近、西南部分地区更大,日照百分率、风速的降低以及相对湿度的增加导致了蒸发皿蒸发量的减小;(4)利用日照百分率、风速、相对湿度拟合的蒸发皿年蒸发量多元回归方程,能够反映该地区平均年蒸发量的情况,精度较高。     

毛乌素沙地1960—2018年气候变化特征及影响因子分析

为了解毛乌素沙地近年气候变化特征,以期为区域沙漠化防治和灾害预警提供参考,基于毛乌素沙地及其周围邻近地区10个气象站点1960—2018年的逐月气温和降水资料,采用线性倾向估计、Anusplin空间插值、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析、R/S分析和Pearson相关分析等方法对毛乌素沙地近59 a的气候变化特征、未来气候变化趋势和主要影响因素进行了探究。结果表明:(1)毛乌素沙地近59 a的年平均气温呈显著上升趋势,增温速率达到0.35℃/10 a。其约在1996年发生突变,主要存在4 a左右的短变化周期,且增温速率随地区海拔的升高而加快。(2)毛乌素沙地近59 a的年降水变化速率为2.88 mm/10 a,夏季降水增速较快,但变化趋势均不显著且无明显的降水突变时间点和显著的振荡周期。(3)未来毛乌素沙地的年、季节平均气温和秋季降水均呈现持续性较强的上升趋势。总体而言,毛乌素沙地的气候呈现暖湿化趋向,厄尔尼诺—南方涛动(ENSO)事件对其冬季气温影响较大,北极涛动(AO)和北大西洋涛动(NAO)对其冬夏季节降水影响较显著。