近65年朝阳地区气象要素趋势演变及其与蒸发皿蒸发的相关性分析

结合朝阳气象站1950—2016年近65 a气象要素数据,应用M-K非线性趋势检验方法分析了朝阳地区气象要素的变化趋势,并探讨各气象要素与蒸发皿蒸发的相关性。研究成果表明:从1950—2016年,朝阳地区年气温呈现明显上升趋势,年风速和年气压呈现明显下降趋势,各要素M-K统计值分别为5.272 7(气温)、-3.392 6(风速)、-3.617 4(气压),均通过99%的显著检验,相对湿度未发生明显变化;春季气温上升较其他季节更为明显,而风速和气压在春季下降趋势最为显著;气温和相对湿度与蒸发皿蒸发年相关系数分别为0.286 7和0.473 8,均低于0.5为中等相关,而风速和气压与蒸发皿蒸发相关性较差,为弱相关;在夏季,气温、相对湿度和蒸发皿蒸发可达强相关,相关系数分别为0.646 7和0.653 5,是夏季蒸发影响主因,相对湿度是朝阳市冬季蒸发变化的主要影响因子。     

海河流域不同地貌气候变化时空分析

近百年来,全球气候变暖显著,潜在改变了区域水循环。过去50 a,海河流域气温增温明显,水分亏缺严重,影响了社会、经济的发展。为了探究海河流域气候时空变化特征,考虑了流域地貌差异性,将海河流域划分为山区、丘陵、平原3个区域进行研究。选用1958—2011年34个站点的8种气象要素资料,采用线性趋势法分析要素年际趋势;用M-K进行趋势显著性检验;用P-M公式计算流域潜在蒸散发并用Spearman法分析气象要素与潜在蒸散发之间的相关性,以探求海河流域子区域的时空变化规律和改变区域水循环的主要驱动力。分析结果显示,海河流域气候变化明显,气象要素时空变化具有显著的地带性、季节性和年际性特征。气温先下降后上升,山区升温速度较丘陵、平原快;流域降水呈整体下降,平原地区降水量降幅较山区、丘陵大;平均风速、日照时数、相对湿度均呈明显下降趋势;海河流域潜在蒸散发与相对湿度呈负相关,与日较差呈正相关。     

京津冀地区潜在蒸散量时空演变特征及归因分析

为了深入认识京津冀地区潜在蒸散量的时空变化特征及其对气候变化的响应,该研究基于京津冀地区23个气象站57 a逐日气象观测资料,应用Penman-Monteith公式计算各站点日潜在蒸散量(ET0),剖析ET0的时空变化特征,运用敏感性分析法定量研究ET0对各气象要素的敏感性及其时空变化特征,定量识别各气象要素变化对ET0变化的贡献。研究结果表明:1)京津冀地区ET0空间分布整体呈由南向北递减趋势(除中部地区的塘沽站、黄烨站与保定站点ET0较高外)。ET0整体呈下降趋势,线性趋势率为-0.92 mm/a。ET0变化趋势空间分布由西北向东南递减,以春季减幅最为明显。2)京津冀地区ET0对相对湿度的最为敏感(-0.44),其次为风速(0.31)、日照时数(0.28)与平均气温(0.26)。随时间推移,ET0对平均风速与相对湿度敏感性整体呈下降趋势,而ET0对平均气温与日照时数的敏感性逐渐增强。敏感性系数空间分布从西北到东南:风速与平均气温敏感性系数逐渐递增,而日照时数与相对湿度敏感性系数逐渐递减。3)风速变化对京津冀地区ET0变化的贡献最大,平均气温次之。风速为主导因素的站点个数随时间呈下降趋势,平均气温与日照时数为主导的站点个数随时间呈上升趋势,说明近年来平均气温与日照时数对潜在蒸散量变化的影响愈加明显,这可能是由于近年来京津冀地区雾霾尤其是冬季雾霾对日照时数、气温与风速的产生一定影响,进而影响ET0。     

1961-2013年新疆博斯腾湖流域风速和日照时数变化特征

[目的]研究新疆博斯腾湖流域风速和日照时数的变化,为该流域工农业生产、生态环境建设等提供科学的气候变化背景.[方法]采用常规统计方法、M-K突变检验以及小波分析等方法,对1961 2013年新疆博斯腾湖流域4个气象站逐日平均风速和日照时数资料进行分析.[结果]近53 a来博斯腾湖流域平均风速呈明显的减小趋势,平均每10 a减小0.092m/s;空间分布上除冬季外,均表现为湖周边平原、盆地地区变化幅度大,北部、西北部山区变化幅度小,冬季恰好相反.该区年均日照时数也呈明显的减少趋势,平均每10 a减少59.11 h,1985/1986年发生突变;流域北部地区变化幅度较大,南部地区变化幅度较小.[结论]该区域风速和日照时数之间相关性较好.     

渭河流域气候变化与区域分异特征

基于渭河流域分布区4个中国地面国际交换站气候资料,分析了1951—2007年风、气温、降水量、日照时数和相对湿度等气候要素变化及区域分异特征。结果表明,研究期间渭河流域年平均风速和年最大风速均呈现出减小的趋势。近年来年平均风速和年最大风速没有明显变化,且均小于平均值。年降水量没有明显的突变年份,但总体上,1987年后的年降水量平均值明显小于1987年前的年降水量平均值。日降水量≥0.1mm日数自1993年后均小于平均值,但是在1993—2007年期间没有明显变化。渭河流域年平均气温和最低气温均呈现出明显上升趋势,分别以0.544,0.509,0.386,0.667℃/10a的速度上升,远大于全球近50a来0.13℃/10a的平均增温速率,年气温极差增大。日照时数呈现出区域分异特点,不同地区的日照时数变化也有所不同,东北部日照时数呈现出增加趋势,其它区域则呈现出减少趋势。相对湿度呈现出明显的下降趋势。渭河流域气候呈现出暖干化变化趋势。     

石羊河流域近53 a参考作物蒸散量的敏感性分析

利用国家气象信息中心提供的地面气候资料日值数据集,基于FAO Penman-Monteith公式计算了石羊河流域4个测站1959-2011年的逐日参考作物蒸散量(ET₀)。利用敏感系数法计算了其对平均最高气温、平均最低气温、风速、平均相对湿度和日照时数的敏感系数,并分析了敏感系数的时空变化特征。结果表明,石羊河流域ET₀对相对湿度最敏感,其次为风速和气温,而对日照时数的敏感性最低。由于气象要素分布不均,敏感系数的空间差异显著,相对湿度的敏感系数在上游祁连山区形成高值区,同时,气温在该区的敏感系数也相对较大,而风速的敏感系数在下游民勤盆地较大,日照时数的敏感系数在全区无明显差异。各气象因子的敏感系数均存在一定程度的波动,风速的敏感系数冬高夏低,气温和日照时数的敏感系数均为夏季最高,相对湿度敏感系数的绝对值持续上升在秋季达到最大。53 a来,相对湿度敏感系数波动变化,近20 a来其绝对值上升趋势显著,而风速、日照时数和气温的敏感系数无明显变化趋势。     

喀什地区1957-2013年潜在蒸散量变化及其影响因子

基于喀什地区4个气象站点1957-2013年的最高气温、最低气温、月平均气温、相对湿度、风速、日照时数以及降水量数据,采用Penman-Monteith模型、一元回归分析、累积距平和Mann-Kendall非线性突变检验法,分析其年潜在蒸散量的时间序列变化及其影响因子.结果表明:近57 a来,喀什和巴楚的潜在蒸散量呈减少趋势,倾向率分别为-7.53 mm/10 a,-7.47 mm/10 a;塔什库尔干与莎车的潜在蒸散量呈现增加趋势,倾向率分别为8.27 mm/10 a,6.25 mm/10 a;在四季变化中,夏季最多,春、秋季次之,冬季最少;喀什地区潜在蒸散量突变点存在明显差异:喀什年潜在蒸散量突变点为1981年,巴楚的为1962年,塔什库尔干的为1974年和1983年,莎车年潜在蒸散量突变点为1961年、1965年、1968年和1978年;喀什地区年蒸散量最主要受风速和日照时数的影响.     

近50年半干旱典型草原区域不同时间尺度上的降水、径流研究

以内蒙古锡林河流域典型草原区域为研究区,采用1963—2015年气温、相对湿度、降水量、风速、日照时数、蒸发量、径流日数据,应用统计分析、趋势检验和Spearman相关分析等方法对研究区区域7项水文气象要素的平均最高值、平均值、平均最低值突变前后变化及突变后停滞特征进行了分析,结果表明;（1）内蒙古锡林河流域典型草原区域的降水量最大月（7月）与径流量最大月（4月）不同,降水天数明显小于径流天数,且降水量远大于径流深,多年丰水季降水总量近似于枯水季的3倍,而多年枯水季径流总量是丰水季的2倍;（2）径流量多年来呈现显著减少的趋势,而降水的整体变化趋势不太明显,存在1998—2011年处于由丰变枯阶段,2011年后有由枯转丰的迹象;（3）年、丰水季、枯水季径流发生突变年份均为2004,同一时期发生突变,年、枯水季径流天数发生突变年份为2007年、2004年,丰水季在此期间未发生突变;（4）该区年径流天数枯水季所占比例居多,径流量年、丰、枯水季突变年限一致,造成突变的驱动因数接近,枯水季径流天数相对于年径流天数突变年份较早,枯水季对引起突变的驱动因数更为敏感;（5）影响该区降水大小的主要气象因素依次为日照时数 > 相对湿度 > 平均风速 > 平均气温 > 降水量=蒸发,影响该区径流大小的主要气象因素依次为蒸发 > 相对湿度 > 平均风速 > 平均气温=降水量 > 日照时数。     

贵州1960-2016年气温时空变化特征

气温是气候变化研究中最主要的构成要素之一,对区域生态环境有着重要的影响。运用线性倾向率、Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法对贵州省19个气象站近57年温度资料进行了年与季节尺度变化特征分析,结果表明:贵州近57年年和季节温度均呈现明显的波动上升趋势,年升温速率0.13℃/10 a,春季、夏季、秋季、冬季升温速率分别为:0.11℃/10 a,0.09℃/10 a,0.18℃/10 a,0.17℃/10 a,进入21世纪后升温进程加速,但在空间分布上差异性显著,气温升温区域与降温区域交替并存;年均温和秋季气温在2001年发生突变,春季和冬季均温分别在2005年、1987年发生突变,突变前后温度变化差异较大,夏季气温未检测到突变现象;另外,贵州气温变化周期性特征并不明显,缺乏能量较大、信号稳定的全时域周期振荡;冬季温度周期性变化特征较为复杂,呈现出5~7,10~15 a等多个时间尺度的周期特征。     

贵州喀斯特区域土壤湿度持续下降时期气象要素对土壤湿度影响研究

基于贵州喀斯特区域10个自动土壤湿度观测站2011~2015年逐日土壤湿度、降水量、气温、地表温度、相对湿度、风速和日照时数资料,应用统计方法,分析了不同农业气候区土壤湿度持续下降、气温持续上升或下降阶段,气象要素对土壤湿度的影响,结果表明:(1)气象要素对土壤湿度的影响具有一定的滞后性,其滞后时间为10~25日。(2)累计降水、气温、地表温度和相对湿度与土壤湿度相关性均较好,相关系数为0.61~0.96;风速与土壤湿度相关性较差,相关系数为0.38~0.57;辐射与土壤湿度的相关系数仅在气温上升时期0.64。(3)累计降水量越大、气温越低,累计降水滞后时间越长;气温和地表温度越高、累计降水量越少,气温和地表温度滞后时间越长。(4)滞后时间内累计降水小于11.5~70.9 mm(气温持续上升)或20.9~65.0 mm(气温持续下降),降水是影响土壤湿度的主要因子,其它气象要素的变化不能改变土壤湿度的降低趋势。(5)不同农业气候区气象要素与土壤湿度回归模型误差7.50%,相对较小,能反映出气象要素对土壤湿度的影响规律。     

东北地区参考作物蒸散量对主要气象要素的敏感性分析

利用国家气象局提供的地面气候资料日值数据集,通过FAO推荐的Penman-Monteith公式计算了东北地区1961-2008年生长季(5-9月)逐日的参考作物蒸散量(ET0),分析了ET0及主要气象要素的变化趋势,并通过响应曲线、敏感矩阵、敏感系数等方法分析了ET0对气温、日照时数、平均风速、平均相对湿度的敏感性。结果表明:(1)近50a来,东北地区的气温呈极显著上升趋势(P0.01),日照时数、平均风速、平均相对湿度呈极显著下降趋势(P0.01);东北地区生长季平均日ET0在以3.60mm.d-1为平均值、±0.3mm.d-1的范围内波动,总体上比较稳定,最大值出现在2001年(3.87mm.d-1),最小值出现在1990年(3.28mm.d-1);(2)当气温、日照时数、平均风速的变化量从-20%变化到20%时,ET0表现为逐渐增加的趋势,当平均相对湿度的变化量从-20%增加到20%时,ET0则逐渐减小;(3)气温、日照时数、平均风速、平均相对湿度的生长季平均日敏感系数均具有较强的空间分异特性,其中气温变化对ET0的影响最为明显,其次是平均相对湿度,日照时数、平均风速对ET0的影响较小。     

贵州省喀斯特区域土壤水分持续上升时期气象要素对土壤水分的影响

[目的]系统分析气象环境要素对贵州省喀斯特地区土壤水分变化的影响,为该喀斯特区域土壤水分的预报、生态环境恢复以及农业产业化的优化布局提供理论参考。[方法]基于贵州喀斯特区域10个自动土壤水分观测站2011—2015年逐日土壤水分、降水量、气温、地表温度、相对湿度、风速和日照时数资料,针对不同农业气候区逐日土壤水分持续上升且气温持续上升或下降两个不同时段,分析气象要素对土壤水分的影响。[结果](1)气象要素对土壤湿度的影响具有一定的滞后性,其滞后时间为10~30d。(2)降水、气温、地表温度为影响土壤水分变化的最主要因子,与土壤水分相关系数为0.66~0.95;风速对土壤水分变化的影响较弱,相关系数0.40,相对湿度、辐射的相关系数仅在气温下降时期0.60。(3)气温越高、累计降水量越小,则累计降水滞后时间越短,但气温和地表温度滞后时间越长。(4)研究时段内累计降水大于22.4~135mm(气温持续上升)或11.2~54.7mm(气温持续下降)时,其余气象要素的变化不能改变土壤水分的上升趋势。(5)不同农业气候区气象要素与土壤水分关系模型绝大部分5%,误差较小,较准确反映了气象要素对土壤水分的影响。[结论]贵州省喀斯特区域10cm逐日土壤水分对气候要素的响应存在滞后性,而气象要素对土壤水分变化的滞后时间、相关系数的差别,主要原因是农业气候区、气象要素、逐日土壤水分变化阶段不同引起。     

太湖典型水稻种植区近50年来气候变化特征及其对浅层土壤温度的影响

根据常熟市 1960—2009 年的气象资料及浅层土壤温度观测资料分析了太湖典型水稻种植区近 50 年来的气候变化特征及其对浅层土壤温度的影响,其中气候变化特征分析包括气候倾向率、气候突变和气候异常年份及年代际分析。结果表明近 50 年来研究区的气候变化特征明显：①研究区气温明显升高;气压、相对湿度、风速及累积日照时数降低;降水量和蒸发量年际间波动较为明显,且各季节的倾向率有正有负;②近 50 年来研究区有 6 个气象要素发生了气候突变,其中最为明显的是平均风速;③近 50 年来研究区各气象要素中出现异常年份最多的为平均相对湿度;异常年份出现次数其次的气象要素是累积蒸发量;异常现象出现最少的气象要素为平均风速;④随着土层深度的增加,平均地温对气候变化的响应逐渐减弱,各季节中平均地温对气候变化的响应在秋季最弱。平均地表温度、平均 5 cm 地温、平均 20 cm 地温与平均气温及平均最高气温、最低气温均存在着显著的相关关系。     

呼伦湖流域近55年气候变化特征

收集了呼伦湖流域1960—2014年的逐日气温、降水、蒸发和相对湿度数据,提取了包括年平均、季节平均值及极端天气等9个指标,采用Mann-Kendall趋势检验、线性倾向估计法以及5a滑动平均等方法在年和季节尺度上分析了该地区的气候变化趋势,并利用Pearson相关系数探究这四个气象要素之间的相关性。结果表明:(1)年气温显著上升,降水变化不显著,蒸发显著减少,相对湿度显著降低,气候向暖干化方向发展。(2)春夏秋季温度、蒸发和相对湿度的变化趋势与年相同,最大升温速率发生在春季,每十年上升0.43℃,冬季变化均不显著。(3)平均降水和极端降水在冬春季节都显著增加,然而夏季降水以最大幅度减少,并且夏季持续时间较长的极端降水减少显著。(4)夏季气温升高最显著,相对湿度显著降低,容易发生干旱。冬季极端降水增多则可能导致雪灾加剧。     

黄河上游参考作物蒸散量变化特征及其对气候变化的响应

研究参考作物蒸散量对气候变化的响应对于辨析气候要素对蒸散发的影响具有重要意义。该文在验证FAO推荐的Penman-Monteith(P-M)方法在黄河上游地区适用性的基础上,分析了10个气象站点近50a来参考作物蒸散量的变化特征,计算了参考作物蒸散量对4种气候要素的敏感系数及其对气候变化的响应。结果表明:FAOP-M方法在研究区域具有较强的适用性;参考作物蒸散量随海拔升高而减少,主要集中在生长季的3-10月。高海拔站点参考作物蒸散量年值多呈显著增加趋势,低海拔则明显减少,且变化过程不同。气温和风速敏感系数的年内变化分别呈显著的波峰型和波谷型,日照时数的变化不明显,相对湿度的敏感性呈生长季略有增加趋势;年际变化方面,气温的敏感系数呈显著增加趋势,低海拔地区相对湿度的敏感系数呈显著增加趋势。气温、日照时数的增加和相对湿度的降低导致了高海拔站点参考作物蒸散量的增加,高海拔地区的蒸散发主要受气温、日照时数等能量制约;低海拔站点参考作物蒸散量的减少主要受日照时数和风速减小、相对湿度提高的影响,水分条件的限制更显著。该研究对于结合未来气候变化趋势开展黄河上游地区生态管理,促进生态系统的良性发展,具有重要的科学意义和应用价值。     

2000-2010年塔里木河流域气候特征及其变化趋势

[目的]分析塔里木河流域气候特征及其变化趋势,为该流域后续治理及生态经济发展提供科学指导.[方法]利用塔里木河流域44个气象监测站的气象要素观测资料,采用Excel和SPSS 11.0软件进行气象数据分析,利用ArcMap 10.0和Surfer 8.0软件进行制图,对该流域2000-2010年的气候特征及其变化趋势进行分析和研究.[结果]塔里木河流域气候条件极其恶劣,气候类型受地貌类型和地形条件制约,以干旱和极干旱气候为主,分别占流域总面积的73.16％和15.97％;年均气温、年日照时数、年降水量和年蒸发量以夏季最高,年均相对湿度以秋冬季较高,大风主要发生在春季和夏季;各气象要素的空间分布特征受到地形地貌特征的影响,基本遵循以塔里木盆地为中心,向外围逐渐发生变化的总体规律.[结论]近10a来,塔里木河流域的年均气温、年降雨量、年日照时数及年平均风速呈上升趋势,而年均相对湿度、年蒸发量则呈下降趋势.     

吐鲁番地区气候变化对参考作物蒸散量的影响

新疆吐鲁番盆地是中国气候最干旱、水资源最紧缺的地区之一,农业用水完全依赖于山区径流和地下水的灌溉。研究在气候变化背景下的参考作物蒸散量的变化,对制定科学合理的水资源管理技术方案具有重要意义。根据吐鲁番地区4个气象台站1959-2007年的历史气候资料以及联合国粮农组织（FAO）推荐的Pen-man-Monteith公式计算各地逐年参考作物蒸散量,采用线性回归、Morlet小波和Mann-Kendall突变检测等方法,分析近49a各站年平均气温、降水量、日照时数、年平均风速和空气相对湿度等气候要素以及年参考作物蒸散量的变化趋势和变化特征,据此分析参考作物蒸散量变化的气候成因。结果表明：①近49a吐鲁番地区年平均气温和空气相对湿度呈升高趋势,日照时数和年平均风速呈减小的趋势,降水量变化不明显;②年参考作物蒸散量与上述各气候要素均具有较好的相关关系（p〈0.1）,其中与年平均风速、空气相对湿度、降水量和平均气温的相关性最为密切（p〈0.01）。受上述各气候要素变化的综合影响,近49a吐鲁番地区的参考作物蒸散量总体呈明显的减小趋势（P〈0.01）,这对降低农作物需水量和农田灌溉量具有重要影响;③突变检测表明,吐鲁番地区年平均气温在1970年发生了突变性升高,年平均风速在1965年发生了突变性减小,参考作物蒸散量在1968年发生了突变性减小,其它气候要素未发生突变;④各气候要素和参考作物蒸散量分别存在准2～8a的年际尺度和16～24a的年代际尺度的周期性变化。     

锡林浩特市日照时数的气候变化特征分析

利用锡林浩特市50a(1961-2010)日照时数以及总云量、低云量、降水量和水汽压等资料,采用气候倾向率分析其变化趋势,利用滑动T检验法和累积距平结合的方法进行突变分析,并根据各气象要素的年、季变化趋势及其与日照时数变化趋势的对应关系对日照时数变化原因进行分析。结果表明,锡林浩特市年日照时数呈极显著增加趋势(P<0.01);从年代际变化看,20世纪60-90年代,年均日照时数呈持续增加趋势,90年代达到最大,进入21世纪后,年均日照时数则明显减少;四季中夏季日照时数呈极显著增加趋势(P<0.01)。各季日照时数偏少期为20世纪60-70年代,偏多期为80年代-21世纪初;各月日照时数均呈波动上升趋势,增加最多的为8月;年日照时数在1985年发生了由少到多的突变,季日照时数发生突变是导致年突变的原因,尤以春季和夏季最为显著;云量是决定日照时数增加的重要原因之一,日照时数增加还与夏季、冬季水汽压以及夏季和秋季降水量密切相关。     

滇中地区参考作物蒸散量时空变化特征

参考作物蒸散量是灌溉设计、灌溉计划等的基础数据,利用滇中地区19个气象台站的观测数据,计算了滇中地区的参考作物蒸散量（ET₀）,分析了ET₀时间和空间的变化特征及气象要素对其的影响。结果表明:研究区的ET₀于1982年发生突变,1960—1982年变化趋势不明显,1982—2002年呈现下降的趋势,2003—2012年ET₀呈现增加的趋势,多年平均ET₀约为1 223.7 mm。ET₀的空间特征表现为中部高,东西低,春季最大,夏季高于秋季,冬季最小,高值区出现在元谋地区。ET₀与风速、气温和日照时数呈现显著的正相关关系,与相对湿度呈现极显著的负相关关系。偏相关分析和逐步回归分析显示在年尺度上,风速、相对湿度和日照时数的组合可以预测ET₀的年际变化。     

1961-2010年新疆日照时数的时空变化特征及其影响因素

利用1961-2010年新疆42个站日照、辐射、降水、云量、水汽压和风速资料,采用气候倾向率、突变检测和相关分析等方法,研究新疆年、季、月日照时数的时空特征及其成因.结果表明,新疆年、季、月日照时数空间分布均呈东多西少的分布形式,夏季最多,其次为春、秋与冬季.近50a新疆年及四季太阳总辐射均呈减少趋势,以冬季减少最明显,春季最弱.区域平均年日照时数极显著减少(P＜0.01),减幅为23.4d/10a;年日照时数异常偏少出现在1992和1993年,异常偏多出现在1967年,近一半站点有明显突变,突变主要发生在20世纪80年代中期前后;季节上,春季略有增加,夏、秋、冬三季显著减少(P＜0.05),减幅为4.5 ～ 13.31/10a,以冬季减少最明显也最多.日照时数长期趋势变化有明显空间变化特征,年及四季日照时数在38°N以北呈大范围显著减少趋势(P＜0.05),以南则普遍显著增加(P＜0.05).在38°N以北大部地区日照时数减少主要与该区气候湿润化和平均风速的减小密切相关.