宁夏降水关联维与混沌特征分析

利用宁夏23个气象站建站以来月、季、年降水资料,在非线性系统动力学理论指导下进行了关联维特征分析。结果表明:①南部六盘山区、中部韦州为高值频发区,低值多集中于北部地区。极大、极小值出现站点相对集中。夏、秋各月关联维数值较高,冬、春月份较低。②冬、春季节降水关联维分布散乱,极值位于六盘山区。夏、秋季节韦州为高值中心,梯度较大。最大值位于中、南部,最小值位于北部。③年降水的最大关联维数出现在北部的陶乐,最小值位于中部的同心。④混沌是宁夏月、季、年降水的普遍特征。出现频率与降水量对应较好,但混沌强度与降水量并不存在简单的对应关系。⑤处于气候干旱、半干旱区的宁夏降水具有显著的非线性特征,且行为十分复杂。     

宁夏近50年极端强降水事件的时空变化分析

[目的]研究近50年宁夏极端强降水事件的时空变化特征。[方法]根据宁夏20个站点1961～2010年的逐日降水资料,采用百分位的方法定义宁夏极端降水事件的阈值,选取极端降水事件的降水量、频率、强度等多个指标,并利用线性回归和M-K非参数统计检验法分析了宁夏极端降水事件的时空分布及变化趋势特征。[结果]采用百分位法确定的宁夏近50年平均极端降水阈值大致呈现从南到北逐渐减小的分布状况,阈值较大的区域主要位于宁夏海原以南的固原地区,较小的区域位于宁夏的同心、盐池以北的大部地区,与宁夏气候平均年降水量的分布极为相似;近50年宁夏大部分地区的极端降水频率、极端降水量以减少趋势为主,而极端降水强度呈增大趋势。对麻黄山、六盘山2个典型站的极端降水事件分析发现,麻黄山极端降水频率与极端降水量呈减少趋势,极端降水强度为增大趋势,六盘山极端降水频率、极端降水量与极端降水强度均呈减少趋势;麻黄山年极端降水频率在1994年之前呈减少趋势,1994年以后呈增加趋势,突变发生在2003年;年极端降水强度1984年以来为增加趋势,突变时间为1984年,六盘山从1978年至今为减小趋势。[结论]该研究为宁夏气候突变分析提供理论依据。     

枣庄地区气候年景特征分析

基于枣庄地区1971—2020年5个国家气象站50年的气象数据,同时利用气候年景评估国家方法,采用线性倾向估计、累积距平、Mann-Kendal突变分析等方法,分析了枣庄地区气温、降水及相应年景指数和年景指数等级的变化特征,以及气候年景和气候年景指数变化特征。结果表明：近40年来,枣庄地区年平均气温呈升高趋势;平均气温年景指数整体为波动增强的趋势;气温年景指数等级为弱强对称分布,总体为中等略偏强。年平均降水量总体呈波动增多趋势;平均降水年景指数为极弱的减小趋势;降水年景指数突变频繁,变化趋势平缓,降水年景指数等级总体中等年份最多。平均气候年景指数为波动略强的趋势;气候年景指数等级为完美的对称分布,气候年景总体为中等,时有好、差气候年景出现,比较有利于工业和农业生产。     

退耕还林草背景下宁夏气候生产潜力变化研究

对宁夏退耕还林、还草重点区域进行研究,采用＂逐步订正法＂计算该地区近50年的气候生产潜力和光温生产潜力。结果表明：宁夏灌区、中部干旱带、南部山区玉米的光温生产潜力呈线性增加趋势,但考虑光、温、水3因素的气候生产潜力,因降水稀少而数值很低,无灌溉便无农业;中部干旱带冬小麦的光温生产潜力、气候生产潜力无明显趋势,但气候生产潜力变幅很大,南部山区冬小麦光温生产潜力无明显变化趋势,气候生产潜力呈弱的下降趋势,说明冬小麦生产受到水分的极大制约。利用RegCM3-WOFOST/LINGRA耦合模式模拟的气象要素数据计算了未来宁夏中、南部冬小麦气候生产潜力,均呈弱的增长趋势,说明退耕还林后宁夏气候有利于冬小麦产量的提高。     

铁岭市2014年秋季天气气候特征分析

本文利用铁岭地区四个国家级气象站地面观测资料、区域自动站观测数据资料对2014年秋季铁岭地区秋季气候特征及对相关行业的影响进行分析。结果表明2014年秋季铁岭市总的气候特点是:气温偏高,降水偏少。秋季全市平均气温9.0℃,比常年偏高1.1℃,平均降水量为67.2毫米,比常年偏少近4成,且降水分布不均。极端异常天气对农业、交通、人体健康带来不同程度影响。     

民勤地区酸雨变化特征与沙尘的关系

利用民勤国家基准气候站1993—2012年20 a的酸雨监测记录及对应时段的沙尘观测资料,分析了民勤地区酸雨变化特征及降水p H、K值与沙尘天气的关系。结果表明:酸雨在民勤一年中各个季节均有出现,酸性偏弱,出现频率小;沙尘天气在一定程度上中和了降水的酸性,使降水的p H趋于增大。     

退耕还林草背景下宁夏气候生产潜力变化研究

针对宁夏退耕还林、还草重点区域进行研究,采用＂逐步订正法＂计算该地区近50年的气候生产潜力和光温生产潜力。宁夏灌区、中部干旱带、南部山区玉米的光温生产潜力呈线性增加趋势,但考虑光、温、水3因素的气候生产潜力,因降水稀少而数值很低,无灌溉便无农业;中部干旱带冬小麦的光温生产潜力、气候生产潜力无明显趋势,但气候生产潜力变幅很大,南部山区冬小麦光温生产潜力无明显变化趋势,气候生产潜力呈弱的下降趋势,说明冬小麦生产受到水分的极大制约。利用RegCM3-WOFOST/LINGRA耦合模式模拟的气象要素数据计算了未来宁夏中、南部冬小麦气候生产潜力,均呈弱的增长趋势,说明退耕还林后宁夏气候有利于冬小麦产量的提高。     

内蒙古秋季降水量分区及区域变化特征分析

采用内蒙古自治区101个国家级地面气象站1961～2017年秋季降水观测资料,通过经验正交函数(EOF)和旋转经验正交函数(REOF)对内蒙古近57年秋季降水量变化客观的分成3个区域。分析表明,不同时段内各区域降水变化特征不同,中西部与东南部和东北部降水在气候倾向率、年代际及突变特征方面存在差异;利用线性倾向估计、相关分析和滑动平均方法分析了各区域降水趋势变化特征;利用突变点检验方法分析了降水的气候突变特征。     

基于Lyapunov指数的树木年轮时间序列混沌特征分析

【目的】对陕西关中地区5~6月的降水趋势性进行预测,为揭示关中地区气候演变过程的动态特征提供理论依据。【方法】采用传统Lyapunov指数与非线性局部Lyapunov指数,对关中地区1544~1989年共446年的5~6月降水量代用资料——树木年轮代用资料时间序列非线性动力系统的动力学特征进行分析。【结果】树木年轮代用资料时间序列具有混沌特征,非线性局部Lyapunov指数随时间增加单调减少,相对误差随预报时间的增加而单调增大。【结论】树木年轮代用资料可用于关中地区5~6月降水的趋势性预测。     

抚顺地区气候资源变化特征分析

利用1971～2007年抚顺地区章党站、清原站、新宾站3个气象站的气候资料,采用线性气候倾向率方法,对年和春、夏、秋、冬四季的光、水等主要农业气候资源要素进行了诊断分析。结果表明,近37年来,抚顺地区降水量出现减少趋势,趋势并不剧烈,但季节性不同,秋季降水减少最显著,与其相关的蒸发潜力变化趋势也并不明显;太阳辐射与日照时数变化趋势一致,均呈下降趋势,夏季更少。抚顺地区总体的气候变化存在以降水、日照逐渐减少为主要特点的暖干化趋势,秋季更为显著。     

中国西北东部降水量变化的空间分布及突变特征分析

摘 要：为了解西北东部降水变化特征,为应对气候贫困实施扶贫战略提供理论依据,利用1961—2010年中国西北东部81站降水资料,采用气候趋势、相关系数、相对变率、Mann-Kendall等方法,对西北东部降水的变化特征进行分析。结果表明：近50年来,年降水量显著减少区在陕西东部边界附近、甘肃岷县—临洮—华家岭、宁夏固原一带,增加区在德令哈—都兰—托勒区域;春季降水量显著减少区在陕西中东部、南部,增加区在青海中东部、西南部;夏季降水量显著减少区在河西走廊西端,增加区在青海中西部、北部、陕西南部;秋季降水量显著减少区在陕西南部、宁夏中南部、甘肃东南部,增加区在青海西北部、甘肃西部;冬季降水量（除个别站点外）均为增加趋势。季节降水量的相对变率与年的分布类似,高值区在青海西北部、河西走廊西端,低值区在祁连山区及青海南部、陕西南部。近50年秋、冬季降水量发生突变,判断可能的突变点分别是1975年、1986年。     

黄淮海平原典型农区的气候变化特征

为了解黄淮海平原典型农区近期气候变化状况与区域差异,为该区域农业可持续发展提供参考依据,利用黄淮海平原典型农区商丘市8个气象站点1991-2010年的气温与降水量资料,对该区气温和降水量的变化特征进行了系统研究。结果表明:近20年来,黄淮海平原典型农区气候显著变暖,年平均气温升温率为0.04℃/年,气候变暖主要发生于20世纪90年代后期;变暖为全年温度升高,其中,秋季变暖尤为显著;年降水量呈增加趋势,但不明显,其中,夏季对年降水量的增加贡献最大。在研究时期内,商丘地区温度和降水均普遍升高,整个区域呈现暖湿化趋势,但降水量的增加较弱。     

1965-2014年冀西北气候变化及其对气候生产力的影响

为了研究冀西北气候变化及其对气候生产力的影响,以张家口地区为例,利用全地区1965-2014年逐年年平均气温、降水气象资料,应用线性趋势分析、5a滑动平均以及Thornth waite Memorial气候生产力模型等对当地50a气温、降水和气候生产力的时空变化进行了分析。结果显示:(1)50a张家口地区变暖趋势显著,年平均气温呈由西北向东南逐渐增温的趋势;(2)降水量呈缓慢下降趋势,全区分布极不均匀,坝下多、坝上少,在东西方向出现由中心向四周依次递增的趋势;(3)气候生产力呈现弱上升趋势,降水量为气候生产力增加的主要限制因子。未来气候变化"暖湿型"气候对农业生产增加最有利,而"冷干型"气候对农业生产增加最不利。农业生产应以粮为本,利用控制气候因子等新技术发展错季蔬菜生产,特别是坝上地区,其气候生产率较低,较适宜发展蔬菜产业,可以提高气候生产率,实现农民增产增收。     

近50年来榆林市气候变化特征及其对气候生产力的影响研究

利用1961～2010年榆林市逐月气温、降水资料,分析了榆林市的气候变化特征;利用Thornthwaite Memorial模型计算了该区域气候生产力,通过二元回归模型分析了气候生产力的演变特征。结果表明:近50年来,榆林全年及四季平均气温均呈上升趋势,尤以冬季平均气温上升显著;降水量年际波动剧烈而总体变化趋势不大;de Martonne干燥度呈现下降趋势。气候生产力呈现微弱的增长趋势,年降水量是影响气候生产力的主要因素,其与气候生产力间存在极显著的正相关关系,当榆林年均气温上升1℃、年降水量上升1 mm时,榆林气候生产力将上升21.5 kg/(hm2.a)。     

宁夏中部干旱带气候变化及其对春玉米气候生产潜力的影响

根据宁夏中部干旱带盐池县、同心县和海原县气象站1961—2011年平均气温和降水量资料,分析该区域气候变化特征和规律,应用Miami和Thornthwaite Memorial模型探讨该区域春玉米生产潜力及其变化特征,并深入研究气候变化对春玉米气候生产潜力的影响。结果表明:1)研究区气候呈气温明显升高、降水波动减少的"暖干型"趋势变化。2)春玉米温度生产潜力呈逐年增加,降水和气候生产潜力呈波动中减少的趋势。3)研究区春玉米气候生产潜力平均值为5 037kg/(hm2·年),气候生产潜力与年平均降水量有着极其显著的线性相关,与年平均气温没有明显的线性相关,表明降水条件是制约研究区春玉米气候生产潜力的关键因子。未来气候变化显著影响着春玉米气候生产潜力,其中降水量变化对春玉米气候生产潜力的影响远大于气温变化的影响,降水的多少及变率对其限制作用将更明显。因此,应大力发展农业技术,合理安排农作物布局来适应气候变化,以保证春玉米产量和品质。     

宁夏降水空间分布格局及其多时间尺度变化特征分析

[目的]研究宁夏降水空间分布格局及其多时间尺度变化特征。[方法]依据宁夏1951～2008年月降水资料,采用旋转自然正交分解法（REOF）、降水集度法（PCI）、小波分析法及Mann-Kendall秩次相关分析等方法,分析近58年来该地区降水的空间分布格局及其多时间尺度变化特征。[结果]宁夏地区降水的空间结构总体表现为＂南北异向＂型和＂北中南各异＂型;降水由北向南依次递增,年际变化由北向南依次减弱,引黄灌区降水年内分配极不均匀,其他地区年内变化波动相对平缓;各地单独丰水年的概率高于单独枯水年,而发生连枯年的概率则高于连丰年,并以3、6及10年的显著周期振荡。中部干旱带及南部山区降水呈减少趋势的概率均为75.0%,引黄灌区达71.4%,全区降水减少的概率达73.3%;中部干旱带及引黄灌区年降水波动呈增加趋势;降水的年内分配差异将变缓,尤其是中部干旱带呈减少趋势概率达100.0%。[结论]该研究为当地降水资源的有效利用及区域社会经济与生态环境协调发展提供有益的参考。     

提高桧柏成活率关键技术措施

宁夏气候条件恶劣,春季干旱少雨,风沙大,夏季高温干燥,年降水量少,土壤盐碱化程度高。桧柏苗木在移栽时,往往因移植方法不当导致成活率低,不能达到预期的生态景观效果。结合多年的实践经验及在宁夏发电集团新能源研究所绿化施工中的技术总结,摸索出了一些适合宁夏地区提高桧柏成活率的关键技术措施。     

1981-2014年南四湖流域极端降水阈值及极端降水日数变化特征*

为研究南四湖流域的极端降水特征,本研究利用1981—2014年南四湖流域9个气象站的逐日降水资料,研究分析了该流域降水阈值、极端降水日数等变化特征.结果表明:(1)对于第90、95和99百分位的极端降水事件,平均降水阈值分别为24.7、40.0、80.2 mm;(2)南四湖地区北部降水阈值较南部偏大,东部较西部偏大,极端强降水阈值的空间分布与年降水量的分布相似;(3)南四湖地区年平均极端降水量东北部以及北部较强,南部和西南部较小,这种分布和南四湖流域的降水气候平均态分布较为类似,反映了极端降水对于降水的贡献非常大;(4)南四湖地区极端降水日数平均为每年3.08~3.56天,表现出极端降水阀值大的站点,其极端降水日数较少,其相关系数达-0.893;(5)南四湖地区极端降水量对总降水量的贡献为34.2%~37.7%,且多年平均年极端降水强度分布与极端降水阈值分布相似,说明阈值大的地方,其降水强度也大,形成灾害的风险也大;(6)南四湖地区极端降水多年平均日数为23.5天,且以4.5 d/10 a的速率上升;(7)南四湖地区20世纪80年代中后期年总极端降水日数发生突变,且存在2年和16年左右的振荡周期.