西南地区冬季气温时空特征分析

利用西南地区五省市区83个测站1961-2008年历年12月至次年2月月气温资料,采用EOF和REOF方法对冬季气温的空间异常特征、时间变化规律以及冬季气温对ENSO循环的响应进行了诊断分析研究.结果表明:西南地区冬季气温的主要异常模态表现为一致偏冷或偏暖型、东西反向型.西南地区冬季气温的异常敏感区域为盆地丘陵区、高原区、藏南区和高原东北区.20世纪60年代以来,西南地区冬季气温呈一致上升趋势,高原地区增温显著,盆地丘陵地区增温缓慢.西南地区冬季气温异常对ENSO循环不同位相的响应有一定的差别,El nino年,西南地区冬季气温东部偏高,高原地区偏低,东西响应呈反位相.La nina年,西南地区冬季气温以偏冷为主.     

1951—1999年中国降水和气温的SEOF分析

[目的]研究1951～1999年我国降水和气温的季节变化特征。[方法]利用我国气象局提供的160个站1951年1月～1999年2月的月平均降水和气温资料,运用SEOF方法研究了48年我国降水和气温的时空变化特征。[结果]降水的SEOF分析表明,第l模态的SEOF分析表现了我国雨带从南到北的四季推进;从时间系数来看,总体上,20世纪60～70年代我国降水略有减少,70年代后降水是增多的趋势,80年代后降水又是减少的趋势。气温的SEOF分析表明,降水的第1模态和气温的第1模态在空间上配置较好,降水量少的干旱区域,温度变化比较明显,配合时间序列来看,1951～1999年我国气温是偏低;20世纪50年代为低温时期,50～60年代前期气温有所升高,60年代中、后期～70年代初期又进入低温时期,70年代中期至90年代末气温变化相对稳定增大。[结论]该研究为我国气候变化提供理论依据。     

1961—2000年中国降水与气温变化的关系分析

以1961—2000年我国551个站的气温和降水候资料为基础,采用SVD方法分析我国不同季节气温和降水的分布特征。结果表明:春季新疆和黑龙江的降水与春季气温的年际变化呈显著正相关性,春季北疆、内蒙古和黑龙江的降水与夏、秋和冬季气温的年际变化呈显著负相关性,夏季北疆降水与夏季气温的年际变化呈显著正相关性,冬季北疆、西藏、山东半岛和黑龙江降水与降水的第一模态时间系数的年际变化呈显著负相关性。我国春季降水与春、夏气温有显著的异性相关关系,冬季降水与冬季气温存在显著的同性相关关系。     

1979—2010年黑龙江省夏季降水异常特征及成因分析

根据黑龙江省27个气象观测站1979—2010年夏季降水的月平均资料,采用趋势分析、EOF分析和一元线性回归分析等统计方法,对黑龙江省30年来夏季降水的时空变化特征,与环流、海温的相关关系及其异常机理进行了研究。结果表明:黑龙江省夏季降水主要集中在中部地区,东南夏季降水相对较少,且从中部向西北和东南有递减趋势。通过EOF分析,从第一模态可以看出,黑龙江地区基本呈现全区一致变化趋势;而第二模态则表现出黑龙江南北的距平分布呈现反向分布的特征,黑龙江省夏季降水异常与海温有着一定的联系。第一模态表明黑龙江省夏季降水与前期冬季中纬度太平洋呈正相关,与中纬度大西洋呈负相关;第二模态黑龙江省夏季降水南北反向变化与海温的关系不大。     

山西省临汾地区最低气温变化特征

利用临汾地区近53 a,17个站点的观测资料,通过多种方法研究了临汾地区最低气温变化特征,得到以下主要结论:通过考察各个站点的变化趋势发现,临汾地区中南部的温度上升趋势最明显,这种上升趋势在夏季最为显著,春季、冬季次之,在秋季则不明显;通过EOF分析发现,临汾地区17个站点各季节最低气温具有全区一致的变化特征,各个季节第一模态的方差贡献率均超过了80%;通过对第一模态时间系数序列的分析发现,临汾地区最低气温呈现上升趋势,并以夏季的上升趋势最为显著,其气候突变发生在1994年;临汾地区最低气温具有3 a、8 a的变化周期。     

干旱区苹果园小气候特征分析

以干旱区成龄苹果园为研究对象,分析了宁夏灵武陶林园艺场果园内不同季节不同层次气象要素的时间变化特征。结果表明:日平均光照度为春季夏季秋季冬季。果园内不同季节1.5 m和3.0 m高度气温都呈现出昼高夜低型的日变化波形;晴天气温变化出现单峰型曲线,阴天出现双峰型曲线,雨天变化振幅较小,两高度间差异也较小。果园内湿度较大,不同季节1.5 m和3.0 m高度相对湿度日变化均为夜高昼低的波形曲线。从风速看,春季和冬季日变化特征最明显,日振幅也最大,夏、秋季风速相对较小。不同季节地表0 cm地温受气温变化影响最大,5 cm、10 cm次之,20 cm地温受气温变化影响最小。     

基于EOF分析辽宁省极端气温时空分布的研究

采用EOF方法分析辽宁省48年极端气温时空分布规律。第一特征向量空间分布指出全省极端气温变化具有同步性,第二和第三特征向量分别代表地理纬度和地形因素对极端温度分布的影响。第一时间系数的正负变化则分别反映了全省极端气温随时间的演变规律,序列均呈波动性上升趋势。     

近60年长春冬季气温变化特征

利用长春测站地面气温资料、850 hPa高度场温度资料,分析了长春地面平均气温、最低气温和850 hPa高度上温度的变化。结果表明,冬季变暖的主要特征为最低气温变暖最明显,冬季最低气温的升温趋势明显高于年平均气温和冬季平均气温,在冬季的3个月中2月份的增温趋势最明显;在近10年中,趋势倾向达到最大值。通过相关计算,冬季最低气温与冬季平均气温的相关系数达到0.928;随年代增加低温日数明显减少,与冷冬、暖冬有较好的一致性,而冬季平均气温的升温趋势不如年平均气温明显,表明其他季节的贡献也比较高。长春市的增温明显高于全国平均水平;长春冬季平均气温对年平均气温的方差贡献率达到14%。850 hPa高度上冬季平均温度及年平均气温均呈现升温趋势,50年来冬季升温趋势是0.19 ℃/10年,年平均气温升温趋势是0.48 ℃/10年,可见冬季平均气温和年平均气温都呈现升温趋势,冬季升温趋势没有年平均气温升温明显;分析了850 hPa高度上冬季平均气温与地面冬季平均气温相关显著,表明地面和对流层低层同时变暖。     

东北冬季气温异常与全球前期海温的关系及可预测性分析

对1959-2002年东北地区均匀分布的74个测站冬季（12～2月）月平均气温资料进行EOF分解,并利用EOF1时间系数和1958—1999年网格月平均海面温度场（简称为GISST）海温资料（1°×1°）场资料,探讨了东北冬季气温异常与前期全球海温的关系,确定了具有显著影响的关键时段的关键海区,并进一步探讨了前期关键区海温对冬季气温异常的可预报性。结果表明,冬季气温与前期海温具有较显著、较稳定的相关关系,冷、暖冬预测可以把选定时段和海区的海温作为一个重要的影响因素,且误报率很低。     

我国秋季相对湿度变化特征分析

利用NCEP相对湿度资料及EOF分解法对我国秋季相对湿度进行分析。结果表明,4个模态的方差贡献率分别为30.3%、11.8%、6.8%、5.9%。第一模态全国相对湿度偏低,东部地区尤为明显,且发生一次由湿度大转为湿度小的突变。第二模态自西向东呈"-+-+"的空间分布,1971年和1994年发生2次突变。第三模态自西南向东北呈"+-+"的空间分布,相对湿度变化以多波动形式展现。第四模态与第三模态完全相反,呈"-+-"的空间分布特征。     

中国冬季气温的时空特征分析

分析我国冬季气温的时空变化特征为冬季气温的预测提供参考。研究我国冬季以50a为研究时段(1960~2009年)的201个台站,逐日均一化处理的平均气温、最高气温和最低气温资料数据,采用经验正交函数分解、旋转主成分分析和M-K突变检验等方法,分析冬季平均气温、最高气温和最低气温的时空变化特征和区域特征。结果表明:1960~2009年我国冬季平均气温、最高气温和最低气温在全国冬季一致为异常偏冷或异常偏暖的特征,且在研究时段内气温均呈上升趋势;近50a来我国的冬季平均气温、最高气温和最低气温南方的均方差普遍小于北方;三者在全国均呈上升趋势,其中平均气温和最低气温在全国绝大部分地区上升趋势显著,南方趋势系数小于北方。     

近50年西北干旱区的气温差异分析

利用近50年西北干旱区21个代表站点的逐月气温资料,通过逐月气温趋势系数和对西北干旱区气温变化贡献最大的月份的比较,深入分析近50年西北干旱区气温变化的差异。结果表明,各月平均气温趋势系数各站点全为正值的月份有1、2、11和12月,冬季升温对西北干旱区增暖的贡献最大。增暖幅度形成依次为南疆-河西走廊-北疆-柴达木盆地增强的趋势。对气温升高贡献最大的月份主要为12、1和2月。其中12月份的站点主要分布在河西走廊,1月份的站点主要分布在新疆,2月份站点主要分布在柴达木盆地,反映了西北干旱区近50年来气候变暖具有较强的地域性特点。     

基于REOF研究辽宁省极端最高气温时空分布

选用辽宁省35个代表站1961～2005年逐日最高气温,研究极端最高气温事件的时空分布特征,采用REOF、均方差等方法,反映辽宁不同地域极端最高气温的变化和分布情况。结果表明,辽宁省年极端最高气温可分成3个区域,分别是东北部地区、西部和西北部地区、南部和东南部地区;辽宁省极端最高气温阈值分布特征与平均气温分布特征基本一致,极端最高气温阈值相对较高的地区位于西北部地区,相对较低的地区位于东南部和东部大部地区;辽宁省极端最高气温在冬季变化最大,夏季变化最小,极端最高气温日数在夏季变化最大,而春、秋、冬季变化都不大。     

盘锦地区冬季气象条件变化特征分析

利用盘锦地区近50年冬季气象（1961~2010年）资料,对盘锦冬季气温、降水、天气现象等气象条件变化趋势和变化特征进行分析。结果表明,盘锦冬季气温总体为上升趋势,其主要贡献因子是平均最低气温的大幅度升高,气温年际变化幅度增大,有冷事件发生;冬季降水略增多,年际变化较大,近10年增多趋势明显;近10年盘锦大雾发生频率增加,6级以上大风日数呈明显减少趋势。     

热带MJO关联的低频主模态及其与中国东部夏季降水的关系

通过对夏季西太平洋到印度洋MJO动能的低频资料作EOF分解,得到其2个主要模态,并通过相关回归等方法分析了热带MJO关联的低频主模态演变特征及其与中国东部夏季降水的关系。结果表明,季节内振荡动能的低频第一模态的主要特征表现为在低纬度到热带西太平洋与热带印度洋反相变化,且主要的大值荷载中心在西太平洋到印度洋,而第二模态则表现为热带西太平洋地区西部与东北部中低纬度反相变化特征。正异常对应热带西太平洋地区和印度尼西亚附近地区的对流上升运动,这2个模态均与我国东部夏季降水异常有一定的联系,MJO异常偏强时,有利于我国东北地区降水偏多。     

黑龙江省夏季异常降水特征及其对总降水的贡献研究

利用黑龙江省80个气象站1971～2016年6～8月逐日降水资料,参照国家标准规定大雨、暴雨事件为异常降水,以数理统计和贡献率方法分析黑龙江省夏季和6、7、8月异常降水及其贡献率变化特征,探讨异常降水对总降水的贡献。结果表明,1971～2016年,研究区夏季异常降水在时间上呈非连续性发生特征,贡献率呈大幅度波动变化,年际间振幅较大,夏季相同月份内大雨贡献率震荡更强,不同月份内,6月大雨贡献率变化最剧烈,8月暴雨贡献率变化最剧烈;异常降水发生在空间上不存在显著经向或纬向变化规律,呈分散性特征,相同月份内暴雨分散性更突出,不同月份内,6月分散性最显著,7月异常降水则相对集中。贡献率空间离散程度较大站点多分布于松嫩平原、三江平原北部,变化不稳定,松嫩平原为异常降水多发区;1971～2016年,大雨、暴雨对总降水量贡献表征为复杂性和相对性。相同年份多以暴雨占主导地位;不同年份中,其他量级降水具有重要贡献。异常降水密集年份中,日降水量20.0～24.9 mm应多予关注。研究客观表征异常降水对总降水的贡献,避免"降水量"分析的绝对性。     

近60年长沙雨日及降水量的气候变化研究

利用长沙市4个测站1951～2010年逐日降水资料,采用趋势系数、相似系数等方法,研究长沙年、季、月雨日的时空特征和气候变化。结果表明,长沙年雨日平均每10年减少2.0 d。雨日长期趋势变化有明显的空间差异,浏阳雨日减少最多,平均每10年减少5.5 d,马坡岭减少最少。年雨日的长期趋势变化与降水量的长期变化特征基本不相似,雨日三站明显负趋势,年降水量仅浏阳一站弱的负趋势;雨日长期趋势变化存在明显的阶段性特征和年代际变化特征,且突变现象明显,雨日减少趋势及突变减少时间(2003年)与气温增暖趋势及突变增加时间一致。雨日春季减少最明显,秋季减少最多,降水量春季浏阳一站明显负趋势,夏、冬季四站正趋势,季雨日的减少比降水量明显。     

1960—2019年珠江流域多尺度旱涝特征研究

珠江流域旱涝灾害对生态环境和社会经济造成巨大影响,认识其旱涝时空演变特征对及时制定减灾策略具有重要意义。基于1960—2019年43个气象站点逐月降水资料和标准化降水指数(SPI),采用ANUSPLIN气象插值方法、Sen-Median趋势分析、Mann-Kendall检验、Hurst指数和经验正交函数分析法(EOF),研究了珠江流域降水量及多尺度旱涝时空变化特征。结果表明:1)年均降水量总体呈不显著上升趋势(P0.05),呈东北部高、西南部低的空间分布格局。2)年际SPI整体呈不显著上升趋势(P0.05);季节SPI变化趋势空间差异显著,大部分区域变化趋势不显著(P0.05)。3)Hurst指数呈持续性变化的区域占90.98%,β-Z-H耦合结果中显著减少-强持续的区域属于旱涝灾害的重点监测地区。4)EOF分解得到的前3个特征向量累计方差贡献率达到58.02%,第一模态反映了全流域一致分布特征,第二、三模态分别反映了研究区东部-西部和北部-南部的反向分布特征,3个模态的时间系数变化趋势不显著(P0.05),无显著突变点。综上所述,基于SPI揭示了珠江流域多尺度旱涝的时空演变基本规律,明确了旱涝的时空模态特征,研究结果可为该区的干旱预警提供科学依据。     

阿坝高原近47年气温变化特征分析

利用阿坝地区三大区域(干旱河谷区、丘状高原区和高山峡谷区)所辖13个国家气象站1967～2013年气温资料,采用一元线性回归方法、距平、方差等统计方法对阿坝州及3个区域温度变化趋势进行对比分析,初步揭示出阿坝州气温变化趋势.结果表明,近47年阿坝州平均气温总体呈上升趋势,上升倾向率为0.228℃/10a,且从1998年开始气温上升趋势明显,进入明显增暖期;平均最低气温方差为0.24,对阿坝地区气温上升贡献较大;冬季气温线性增幅最大,为0.320℃/10a,夏季增幅最小,为0.232℃/10a,气候变暖最大的贡献者是冬季,夏季气温适宜,冬季气温较低但不寒冷.     

南海及周边地区春季海温年代际变化特征及其对印度太平洋地区气候的可能影响

为研究全球变暖背景下南海及周边地区春季气候主要特征、形成机制、季节变化趋势,利用经验正交函数(EOF)分解、线性倾向估计、滑动平均和相关分析等方法分析年代际背景下南海及周边地区春季海温主要模态及其对印度—太平洋地区同期春季气候的可能影响。结果表明,南海及周边地区春季海温异常呈现2种模态,第一模态为全区一致增暖,第二模态为北部冷而南部暖。第一模态海温分布受全球变暖影响显著,春季菲律宾海地区出现异常反气旋环流,副热带高压西侧加强,印度洋海盆在前一年冬季的一致增暖预示着次年春季南海及周边地区春季海温的一致增暖;第二模态受前一年冬季太平洋La Ni?a事件影响明显,南海海温异常在东亚沿岸激发出位势高度场正负相间的波列分布。第一(二)模态南海及周边地区降水呈现北涝(旱)南旱(涝)分布型。春季南海及周边地区海温异常将对印度—太平洋沿岸地区春季及夏季气候产生显著影响。