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。     

疏勒河流域最高、最低气温变化规律

为探讨流域极端气候事件的演变规律,基于疏勒河流域瓜州站、玉门站和敦煌站1951—2018年月气温极值数据,采用线性倾向、滑动平均等方法分析了疏勒河流域气温年、季极值变化特征、突变特征以及周期特征。结果表明:(1)年极值气温变化均呈上升趋势,年最高和最低气温分别以0.06℃/10 a和0.27℃/10 a的速率上升,但年最低气温上升趋势较年最高气温显著;(2)季最高气温变化均呈上升趋势,倾向率排序表现为冬季(0.36℃/10 a)>春季(0.23℃/10 a)>夏季(0.07℃/10 a)>秋季(0.01℃/10 a),且各季呈现不同波动变化趋势;(3)季最低气温均呈现上升变暖趋势,倾向率排序表现为秋季(0.53℃/10 a)>春季(0.39℃/10 a)>冬季(0.24℃/10 a)>夏季(0.19℃/10 a),且各季呈现不同的波动变化趋势;(4)流域年最高气温和年最低气温突变时间分别为2011年和1961年。(5)年最高气温和年最低气温的第一主周期均为58 a。总的来说,疏勒河流域的气温在未来几年还会持续升高。研究成果对于全面认识疏勒河流域气候变化特征、合理开发利用水资源具有一定的现实意义。     

松花江流域气温时空变化规律

利用松花江流域上的35个台站1956—2015年气温资料,分别采用一元线性回归法、M-K突变检验法和Morlet小波周期法研究了松花江流域近60年的年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温时空变化特征、突变特征和周期特征。结果表明:近60年来松花江流域气温整体呈现显著上升趋势,且存在明显的增温高值区;年平均气温增幅为0.322℃/10 a,年平均最高气温和年平均最低气温分别为0.190,0.429℃/10 a;气温在1987—1992年发生突变,突变后的气温变化趋势呈现明显的上升;松花江流域3种气温序列均存在3个主要的变化周期,分别为28年、14年和7年。研究成果对于了解松花江流域气候变化趋势、合理开发利用水土资源具有重要意义。     

呼伦贝尔市53年气候变化特征分析

利用呼伦贝尔市下属16个气象台站的逐月平均气温和降水观测数据以及距平分析、M-K检验、Kriging差值、Morlet小波分析方法,分析了呼伦贝尔地区1960—2012年气温、降水变化特征,为水土保持、农业生产和环境保护提供科学的基础性研究成果。研究表明:研究期呼伦贝尔市平均温度为-0.7℃,倾向率为0.43℃/10 a。各季节的平均温度均有增加趋势,夏季增温最为显著,冬季最差,气温低的地方增长率越高。全市的平均降水量为396 mm,未发现有减少趋势,降水从东向西依次递减,主要表现在10 a和26 a时间尺度上的周期性变化。随着气温的升高,10 a尺度下的周期性变化趋于明显,降水年际间差距将有所升高。     

雅鲁藏布江源区近35年气候变化特征

为揭示雅江源区风沙化土地发育的气候变化背景,通过对雅江源区周边4个基本气象站1973-2007年的逐日气象资料进行等权平均取值.采用气候线性趋势分析法,研究了气温、降水、日照时数、风速等气象因子近35 a的变化特征及趋势.结果表明:(1)雅江源区多年平均降水量为206.12 mm,日平均气温为2.77℃、最高气温为10.72℃、最低气温为-4.81℃,年日照时数为3 295.16 h,年平均风速为2.92 m/s.(2)近35 a来,雅江源区气候变暖趋势明显,1986年以后,平均气温线性升温率为0.77℃/10 a,高于近35 a来的平均值0.47℃/10 a和珠峰地区5站平均线性升温率为0.234℃/10 a.(3)年平均降水量的波动较大,增加趋势不明显,平均增长率为0.43 mm/10 a.降水量主要集中于5-9月,占全年降水量的89.72%.年平均日照时数波动性较大,上升趋势不显著.以5月和10月较高,1月最低.年平均风速下降趋势明显,以3月最大,为3.67 m/s,11月最小,为2.20 m/s.可见,雅江源区是中国同期升温最显著的区域.     

1901—2019年上海合作组织国家气候时空变化特征

为了应对和缓解区域潜在气候变化情况,基于1901—2019年Climatic Research Unit(CRU)长时序的月平均气温和逐月降雨量格点数据集,分别采用一元线性回归法、5年滑动平均和Pettitt检验等方法分析了上合组织国家气温、降雨量的时空变化特征。结果表明:(1)1901—2019年年平均气温和降雨量整体均呈显著增加趋势,其变化趋势分别为0.142℃/10 a(p<0.05)和2.395 mm/10 a(p<0.05),2000年之后上升最为显著。(2)气温变化具有显著的区域差异,由南向北随纬度升高变化速率逐渐加快,大部分区域小于0.2℃/10 a(p<0.05)。(3)气候变化具有显著的季节性特征。各季节气温呈显著增加趋势,春季升温速率较快(0.2℃/10 a,p<0.05),夏季气温变化速率较慢(0.08℃/10 a,p<0.05); 春季降雨量变化趋势大(0.75 mm/10 a,p<0.05),夏季降雨量呈不显著的增加趋势(0.29 mm/10 a)。(4)上合组织气候突变遵循纬度分异规律,随纬度和海拔的升高突变时间推迟。综上,上合组织国家气候存在暖湿化趋势,春季气候变化趋势显著高于夏季,且随纬度升高,气温变化趋势逐渐加快。     

宁夏地区气候暖干化与旱涝灾害趋势的关系

依据宁夏地区11个气象站点1961—2012年实测气象数据,利用趋势线法、Z指数法、Mann—Kendall突变检验法及马尔科夫模型对宁夏地区气候变化特征和旱涝趋势进行了分析和预测。结果表明:(1)近52a来宁夏地区气候经历了冷湿—暖湿—暖干的转变,气温呈显著波动上升趋势(0.36℃/10a),远高于西部平均变暖率(0.2℃/10a);降水呈波动下降趋势,下降速率为9.94mm/10a。(2)旱涝灾害发生频次与气温变化具有一定的同步性。20世纪60—80年代中期气温变化不明显,旱涝趋势稳定;80年代中期到2006年气温大幅上升,旱涝灾害同步增加;2006—2012年增温趋势有所减缓,旱涝灾害相应减少。(3)运用马尔可夫模型对未来5a的旱涝状态进行了预测,结果表明,2013—2017年该地区降水处于"正常"的概率较大。在气候暖干化的大背景下,未来宁夏地区旱涝灾害发生频率有可能进一步增加。     

天山北麓近50年气温和降水的变化特征

根据天山北麓8个气象站1961—2010年气温和降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验、Hurst指数等方法,分析了天山北麓气温和降水的变化特征。结果表明:（1）50 a来,天山北麓年平均气温和年降水量均呈增加趋势,其变化率分别为0.26 ℃/10 a、15.67 mm/10 a;冬季增温最为明显,升温幅度达0.49℃/10 a左右,降水倾向率表现为夏季最大,为5.44 mm/10 a;（2）年平均气温和年降水量的突变年份分别在1996年和1983年;未来两者整体上呈增加趋势;（3）极端高（低）温指数在近50 a呈现增加（减少）趋势;极端降水指数中零降水日数和最长连续无降水日数呈不同程度的递减趋势,1日最大降水量和极端强降水日数以1.36 mm/10 a和1.81 d/10 a的速率递增,各极端气候指数空间差异明显;极端气温指数与年平均气温、极端降水指数与年降水量均有很好的相关性。     

太白近50年气温变化特征分析

利用太白1960—2009年的气温资料,采用趋势系数、曼-肯德尔法、信噪比等对太白气温变化进行分析,结果表明：近50年来太白年平均气温呈显著上升趋势,其上升速率为0.32℃/10a,并且于90年代初发生突变。四季气温均呈明显或显著的上升趋势,以冬季气温上升最为显著,其次是春季;各月平均气温均呈上升趋势,以2月上升最为显著,其次是4月。     

2001—2018年雅砻江流域植被NDVI时空动态及其对气候变化的响应

为了了解雅砻江流域植被覆盖变化及其对气候的响应,基于MOD13Q1和气象数据,采用趋势分析和偏相关分析等方法,分析了2001—2018年雅砻江流域生长季NDVI的时空变化特征,探讨了NDVI变化对气候因子的响应。结果表明:(1)2001—2018年雅砻江流域NDVI均值为0.66,呈东南向西北逐渐下降趋势,并随海拔的升高呈先增后减趋势;(2)2001—2018年雅砻江流域NDVI整体以0.003/10 a的速率波动上升,NDVI增加面积(63.97%)大于减少面积(36.03%); 2001—2018年雅砻江流域生长季的气温上升趋势显著,降水上升趋势不明显,流域上、中游气候向暖湿方向发展;(3)整体上NDVI受气温影响大于降水,与气温呈正相关关系,与降水呈负相关关系; 空间差异明显,上游受气温和降水共同影响,中、下游大部分地区受降水影响。整体而言,雅砻江流域被的生长受地形、气候和人类活动等因素影响,近18年植被NDVI改善面积持续增加。     

气候暖干化背景下环渤海地区旱涝时空响应

[目的]在全球变暖背景下,为深入认识环渤海地区区域响应特征,进而制定防灾减灾政策,提高旱涝灾害应变能力。[方法]利用环渤海地区60个气象台站1961—2012年的实测气温、降水资料,采用线性趋势法、Mann—Kendall检验以及空间插值法揭示环渤海地区气候的时空变化特征;应用Z指数旱涝等级标准和区域旱涝指标分析该区域旱涝灾害的时空响应特征。[结果](1)环渤海地区近52a气候总体呈现暖干化趋势,年平均气温显著上升,增温速率为0.25℃/10a,且于1988年前后发生增温突变;年平均气温南高北低,大部分地区呈增温趋势,且南北增温程度差异不大。(2)降水量呈减少趋势,下降速率为10.37mm/10a;降水自东南向西北递减,沿海多于内陆,差异逐渐减小;(3)1988年后,环渤海地区旱涝灾害频率明显增加,其中旱灾显著增加,涝灾略有减少;空间上旱灾比例高于涝灾,且呈现出明显的干旱趋势。[结论]环渤海地区气候对全球气候变化有所响应,尤其是旱涝灾害,表现出一定的区域特征。     

1959-2009年秦岭山地气候变化趋势研究

以秦岭山地39个气象站点1959—2009年近50a来的气温、降水资料为基础,分析研究了秦岭南北坡半个世纪气温与降水的变化趋势及特征。结果表明:(1)近50a来研究区气温总体上呈增加趋势,北坡气温倾向率为0.24℃/10a,南坡为0.15℃/10a;20世纪80年代中期以后,年均温呈极显著的增加趋势,特别是北坡地区气温倾向率高达0.74℃/10a,1993年后秦岭地区气候暖化趋势显著。(2)近50a来除夏季季均气温呈微弱的减少趋势外,研究区春、秋、冬3季均温均呈极显著的上升趋势(p<0.01),尤以冬、春两季平均气温上升更为显著;但1983—2009年27a间秦岭夏季气温呈上升趋势。(3)在50a尺度内秦岭北坡年均降水量在增加,而南坡年均降水量在减少,导致南北降水量差值减少;但近15a来秦岭南北坡年均降水量均有所增加,且北坡降水量增加速度更快(230.4mm/10a),说明秦岭北坡地区气候有暖湿化趋势。     

1961-2007年鄱阳湖周边地区气温变化趋势分析

基于鄱阳湖周边10个气象观测站的日平均气温、日最高气温和日最低气温的观测资料,利用Mann-Ken-dall(M-K)趋势分析法和Pettitt-Mann-Whitney突变点检验法,分析了1961-2007年鄱阳湖周边地区气温序列的变化特征。结果表明:(1)鄱阳湖周边地区日平均气温、日最高气温和日最低气温的年均值呈上升趋势,日最低气温的年均值增温幅度最大(0.25℃/10a)且显著性水平高,日平均气温的年均值次之,日最高气温的年均值增温趋势显著性较低;(2)日平均气温和日最低气温的冬季均温不仅突变时间开始早、显著性水平高,而且增温幅度也是最大的,春季均温、秋季均温次之,而夏季均温变化均不显著;(3)对比分析发现(1971-2004年),鄱阳湖周边地区增温趋势与全国及全球一致,但升温幅度(0.33℃/10a)高于全国的升温幅度(0.21℃/10a),也明显高于同期全球平均的升温幅度(0.15℃/10a)。     

近52年黑龙江省农业气候资源变化特征分析

根据1961—2012年黑龙江省72个站点逐日气象资料,应用线性趋系数法对全年、四季、年代际的气温、降水、日照时数等主要农业气候资源的变化特征进行分析,结果表明,黑龙江省平均气温有明显升高趋势,升高速率为0.35℃/10 a。冬季是增温的主要贡献者,平均每10 a增加0.52℃。全年和四季平均气温的年代际变化呈增加趋势,2000s增温最明显;黑龙江省年降水量波动中呈减少趋势,减少速率为2.76 mm/10 a,减少趋势不明显,但季节性变化比较明显,秋季是降水量减少最大贡献者。年和四季降水量的年代际变化各不相同;黑龙江省全年和四季日照时数都呈减少趋势,其中,全年日照时数减少速率为26.07 h/10 a。春季是日照时数减少的最大贡献者。全年和四季日照时数随年代际变化呈非一致减少趋势。     

全球变化背景下新疆和田地区近半个世纪极端气温变化特征分析

对新疆和田地区1960—2013年的极端气温进行研究,以期为该区短期气候预测、生态环境安全以及灾害控制提供科学依据。通过累计距平法、滑动平均、一元线性回归趋势法、Mann-Kendall突变检验法及Morlet小波分析法,对该地区极端气温变化特征进行了分析,以探讨该地区气温变化的事实。结果表明:近54年来和田地区极端低温、极端高温分别以0.48℃/10a(p0.01)和0.19℃/10a(p0.01)的速率呈明显的上升趋势。极端低温自60年代以来呈现波动上升趋势;极端高温变化幅度较大,自60年代前期下降后波动上升,70年代后期至80年代初下降,之后波动上升,90年代末以来先下降后波动上升。极端低温、高温四季呈明显的上升趋势,均为秋季变化幅度最大,对年变化的贡献最大。年均极端高温在1997年发生突变,年均极端低温突变现象不明显。该区极端气温上升明显,向暖湿化方向发展。     

太白山保护区气温变化及其空间差异性分析

根据太白山保护区周边15个气象站1959-2013年以及保护区内11个高山气象站2012-2014年的数据,采用Kriging插值法、一元线性回归分析法、Mann-Kendall突变检验法等,结合ArcGIS分析太白山保护区的气温变化趋势和突变特征,并对比保护区南北坡和高海拔区域（海拔≥2800m）与保护区整体的气温变化差异。结果表明：(1)1959-2013年太白山保护区的气温呈波动上升趋势,线性倾向率为0.329℃·10a-1（P＜0.05）。气温变化空间差异明显,东南部和西部地区气温上升趋势显著（P＜0.05或P＜0.01）,最高达0.383℃·10a-1;四季气温均呈上升趋势,冬季升温最快,春季最慢。(2)M-K检验表明,1998年前后保护区整体气温发生增温突变。突变后气温上升加快,上升趋势达显著水平的区域为86.76%。(3)空间差异分析显示,55a来太白山保护区北坡年平均气温和升温速率明显低于南坡,北坡和南坡年平均气温线性倾向率分别为0.247和0.291℃·10a-1。高海拔区域的年平均气温线性倾向率为0.244℃·10a-1,低于保护区整体,其气温突变发生在2001年,突变前东南部升温最快,突变后西部升温速率降低,中部地区升温明显加快。     

内蒙古地区1960-2016年气温和降水特征及突变

利用内蒙古地区1960—2016年45个气象站的逐月气温和降水量数据,通过线性倾向估计、径向基函数插值法、累积距平、滑动t检验、Mann-Kendall法和小波分析,研究了内蒙古气温和降水量的时空变化特征和突变现象。结果表明:内蒙古近57年来气温呈显著上升趋势,明显高于全球年均温增温率,达0.38℃/10 a,且在1987年发生增温突变;四季气温中,春季和冬季均温升高对年均温上升贡献度最大;年均温和季均温年代际变化呈明显的增暖趋势,年均温、季均温在1990—1999年开始变暖;内蒙古年均温和增温率二者分布规律相同,即:东部 < 中部 < 西部。内蒙古年降水量呈不显著上升趋势,年降水量倾向率自西向东呈现出增—减—增的趋势,降水量最少的年代为2000—2009年,降水量最多的年代为1990—1999年,降水量增率为0.47 mm/10 a,且在1999年发生由丰水到枯水、2011年发生由枯水到丰水的两次突变;两季降水量中,内蒙古雨季降水量呈减少趋势,非雨季降水量呈增加趋势,且增加量和减少量均为东部 > 中部 > 西部。小波分析显示,1960—2016年内蒙古年均温变化以15 a的周期为最强;年降水量变化以11 a的周期为最强。通过以上分析,1960—2016年内蒙古气候正在由暖干化向暖湿化转型。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对青海湖周边地区气候的影响

根据1961年来青海湖周边地区的气温和降水量资料,结合小波分析和ENSO事件的发生与变化,研究了1961年来青海湖周边气温与降水的变化趋势,以及厄尔尼诺/拉尼娜事件对该区气温、降水量以及旱涝灾害的影响.结果表明,1961年来青海湖周边地区的年降水量呈波动上升趋势,西部最显著,年降水量以8.73 mm/10 a的速率增加.该地区的年平均气温呈波动上升趋势,平均气温增温率接近或明显高于全国平均水平.1988-2010年多年平均气温比1961-1987年增加更显著.小波分析显示,青海湖周边地区降水变化周期约为3,7和17a,气温变化的周期约为3,7和29 a.不同研究区域的降水量和气温变化与ENSO事件相关性不同.研究数据表明,青海湖周边地区厄尔尼诺年发生涝灾多于旱灾,而拉尼娜年多发生旱灾.1961-2009年青海湖水位总体趋势在下降,2005年后出现回升,流域降水量对湖水位的年变化有显著影响.     

气温和CO2浓度变化对陕北地区冬小麦产量影响的模拟分析

分析气候变化对农业生产的影响,有利于制定相应的对策,保障粮食安全。在分析陕北地区1957—2013年气温、降水等气象因子变化趋势的基础上,利用AquaCrop作物生长模型模拟分析气温及CO_2浓度等气象因子变化对陕北地区冬小麦产量的影响。结果表明:陕北地区1957—2013年平均气温呈上升趋势,上升速率为0.22℃/10a,平均降水量呈下降趋势,下降速率为0.15mm/10a。气温每升高0.1℃,榆林和延安两地冬小麦分别增产1.5%和0.5%;CO_2浓度每增加10μmol/mol,两地冬小麦分别增产3.8%和2.0%;气温和CO_2浓度同时变化(即气温升高0.1℃同时CO_2浓度增加10μmol/mol),两地冬小麦分别增产5.1%和2.3%。仅考虑气温及CO_2浓度变化,陕北地区"暖干+高碳型"气候有利于提高冬小麦生产力,未来18年陕北地区冬小麦产量将实现不同程度的增产,在3种不同典型年下与2012年相比,榆林地区2020,2025,2030年枯水年、平水年和丰水年冬小麦分别增产21.2%~31.8%,25.4%~36.0%,29.7%~40.7%;延安相应3种典型年下增产3.3%~8.3%,4.4%~9.7%,4.8%~10.5%。因此,可在陕北地区适度增加冬小麦种植面积,增加农业产量。     

近50年来河南省气温和降水时空变化特征分析

在全球变暖大背景下,对河南省近50年来气温和降雨的时空变化与突变特征进行了分析研究。基于河南省17个气象站1965—2014年的日平均气温和逐日降水资料,采用气候倾向率法、累积距平法、Mann-Kendall秩相关检验、Morlet小波分析、Kriging空间插值等方法,分析研究了河南省近50年来的气温和降水量时空变化特征。河南省近50年来平均气温总体呈增暖趋势,气候倾向率为0.19℃/10a(p0.01),春季升温最快,秋冬次之,夏季气温趋势反而略有下降,年均气温在80—90年代有短暂下降,90年代后开始变暖;河南省降水量整体略呈增加趋势,但变化趋势不明显,气候倾向率为2.8mm/10a(p0.05),夏季降水量增加较快,春秋降雨量略有减少。近50a来年降雨量经历了增—减—增—减的变化,60年代到80年代增加,80年代到90年代中旬减少,90年代到21世纪初再次增加,2003年至今持续减少。河南省气温存在27年的强显著周期,此外还有15a的周期变化;而降水量则存在12a的显著周期,此外还有5a和30a的周期。空间分布上,气温有东南高西北低的特点,且中部升温更快;降水量则南多北少,南部有减少趋势,中部、东部有增多趋势。