东亚副热带急流经向位置对中国西北东部盛夏降水的影响

选取国家气象信息中心整编的中国179个气象站逐日降水资料,以及NCEP/NCAR逐月再分析资料,在分析1979-2017年西北地区东部的盛夏(7、8月)降水变化特征的基础上,利用东亚副热带西风急流经向位置指数,重点讨论东亚副热带西风急流经向位置变化与西北地区东部盛夏降水的关系,以期进一步提高对西北地区旱涝灾害的预测水平。结果表明:在东亚副热带西风急流中心经向位置异常偏北年,西北地区东部偏北区域盛夏降水较常年多,而西北地区东部偏南区域盛夏降水较常年少,反之亦然。表现出东亚副热带西风急流经向位置变化对西北地区东部盛夏降水影响的南北带状反向分布特征。     

近40年青海东部春季降水变化特征及小波分析

应用线性趋势分析和小波变换分析方法对青海东部地区12个气象台站1961~2004年春季降水的变化特征及时~频特征进行了分析。结果表明:近44 a来,青海东部地区春季降水量波动明显,年代际变化表现出20世纪60年代偏多,70年代、80年代偏少,进入90年代以来偏多的趋势;春季降水总体呈弱的增加趋势,分阶段分析,只在1981~2004年时段趋势呈弱的减少,其余时段均呈增加趋势;在10 a及以上相对较大的时间尺度上,春季降水干、湿交替的特征非常明显,经历了6个干、湿交替的阶段,其突变点为1964年、1975年、1983年、1993年、2001年,其10~12 a和16 a左右的周期较为明显;而对于10 a以下相对较小的时间尺度,春季降水变化比较复杂,增加了更多的相对干、湿交替阶段和突变点,其6~8 a的周期突出;当周期振荡表现为较强的负位相时,均会发生强的干旱;从最近几年青海东部地区的春季降水变化来看,其较大尺度和较小尺度的变化均处于较强的偏多期。     

山西省春季降水异常时空特征研究

采用主成分分析(EOF)、旋转主成分分析(REOF)、小波分析方法,对山西省1960~2004年春季降水标准化距平场进行分区,并对春季降水异常的空间分布特征、时间变化规律进行分析。结果表明:山西省春季降水的主要空间异常型表现为全省一致的多雨或少雨型,这是山西省春季降水异常的主要特征。降水异常区域大致可划分为3个区,即北部区、中部区、南部区。各异常区春季降水都存在10 a以上长周期和3~10 a短周期振荡,但其显著周期及其年代变化差异较大。     

中国西北干旱区和东部季风影响区冬季气温变化特征对比分析

利用我国西北干旱区138站、东部季风区375站1960～2006年47年的冬季气温资料,对其时空变化特征及气温变化倾向率进行了对比分析,并对其变化异同的原因进行了分析,结果表明:干旱区与季风区的时间变化规律基本一致,总体是在波动中呈一致的上升趋势,但西风地区的升温趋势较季风区更加明显;增温趋势与纬度有关,增温大区主要位...     

西北地区东部夏季降水日数的变化趋势及其气候特征

以西北地区东部(95°E～112°E,32°N～41°N)104个测站1960～2000历年夏季(6～8月)降水日数资料为基础,通过EOF和REOF等分析方法,研究夏季降水日数时空分布的异常特征。结果表明西北地区东部夏季多年平均降水日数的地区分布特点是西部多、东部少,沿祁连山山脉存在一个降水日数较多中心区域,并且降水量和降水日数均呈增多趋势。降水日数的空间异常主要表现为一致性异常和南北相反异常两种类型。根据REOF方法可将西北区东部分为5个不同降水日数气候区,即甘肃中东部及河套区、渭水流域区、河西走廊区、青海高原北部区、青海南部区和四川北部区。20世纪80年代以来,西北地区东部大部分地区降水日数呈现减少的趋势。冬季(或夏季)青藏高原地面加热场强度偏强,甘肃河西及祁连山地区、宁夏南部等地夏季降水偏多(或少),青海东南部-甘肃南部-渭水流域夏季降水日数偏少(或偏多)。     

基于标准化降水指数SPI的泾惠渠灌区干旱演变对冬小麦气候产量的影响

为了研究干旱变化对于作物产量的影响机制,以泾惠渠灌区为例,选用标准化降水指数SPI作为干旱评判指标,采用Mann-Kendall趋势检验、最大熵谱分析等方法分析了灌区干旱的变化特征,以及干旱演变下冬小麦气候产量的变化规律。研究表明:(1)灌区冬小麦实际产量呈显著增加趋势(Z=7.6482),气候产量呈不明显减少趋势(Z=-0.5686);(2)灌区总体干旱化趋势明显(通过了99%的显著性检验),这种趋势在春、夏、秋三季都达到了显著水平;(3)干旱存在16 a的年代际周期波动,4~5 a的年际周期;(4)播种前7—9月份和播种后的10、11月的干旱情况对于冬小麦气候产量的影响最大,是影响作物气候产量的关键期;(5)SPI3-9与冬小麦气候产量关系最密切,可以解释46.21%的产量变异;(6)随着干旱的年代际周期变化,SPI3-9与冬小麦气候产量之间的相关系数从0.44上升至0.74,干旱对于冬小麦气候产量的影响有增强的趋势。     

不同时间尺度海温因子对西北地区东部夏季降水的影响及预测

利用1961—2020年中国西北地区东部夏季降水量月平均资料、NCEP/NCAR环流再分析以及英国Hadley逐月海表温度(SST)资料,采用功率谱、合成分析、多元线性回归等,分析了西北地区东部夏季年代际、年际降水分量的主导海温模态,并利用时间尺度分离前后得到海温因子分别建立降水预测模型。结果表明:(1)西北地区东部夏季降水不仅具有30 a左右的年代际震荡周期,还具有准3 a的年际周期,其中降水的年代际分量由太平洋十年际涛动(IPO)主导,春、夏季IPO正位相时,有利于西北地区东部夏季降水处于偏多的背景;反之,处于降水偏少背景。(2)降水年际分量的主导信号来自热带印度洋、热带西太平洋和北大西洋,当春季热带印度洋呈类全区一致海温模(IOBW)负(正)位相、类北大西洋三极子(NAT)为正(负)位相及热带西太平洋为冷(暖)海温异常时,有利于夏季中高纬贝加尔湖地区出现高(低)压异常,西太平洋副热带高压偏弱(强)、偏南(北),西北地区东部降水易偏少(多)。(3)独立检验时段内,基于时间尺度分离模型的西北地区东部夏季降水年均趋势异常综合评分(Ps)、符号一致率评分(Pc)分别较原始模型提高6%、7...     

产业碳排放与影响因素的关联度——基于西北5省面板数据的实证分析

运用西北5省1999-2010年的面板数据,计算产业碳排放量,采用灰色关联度模型,分析影响因素与产业碳排放量之间的关联程度。结果显示：① 从总量来看,1999-2010年西北5省产业碳排放量呈现波动增加的趋势,陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆的碳排放量分别从1999年的3.22×107 t、3.05×107 t、7.80×106 t、1.12×107 t和3.02×107 t增加到2010年的1.24×108 t、6.86×107 t、 2.15×107 t、5.76×107 t和9.29×107 t,从2008年起,陕西省的碳排放量开始高于全国平均值。从人均碳排放量来看,也呈现出波动增加趋势,宁夏的人均碳排放量在不同年份均高于其他4省。② 从空间来看,西北5省之间的产业碳排放量存在内部差异,其排序为：陕西＞新疆＞甘肃＞宁夏＞青海。③ 西北5省产业碳排放量与影响因素之间的关联度有某种相似之处,共同表现出：经济效应＞人口效应＞结构效应＞技术效应。④ 不同影响因素对产业碳排放量的关联度存在省际之间的差异,人口效应表现为：宁夏＞甘肃＞新疆＞青海＞陕西,经济效应表现为：新疆＞宁夏＞青海＞陕西＞甘肃,结构效应表现为：甘肃＞宁夏＞青海＞新疆＞陕西,技术效应表现为：宁夏＞青海＞新疆＞陕西＞甘肃。     

黄河流域夏季降水与亚州季风的关系

利用1951-2009年600、850hPa 2.5°×2.5°NCEP/NCAR再分析资料和中国气象局整编的160站的降水资料,计算和分析了反映亚洲地区各个季风特征的指数序列及年代际变化。结果表明:夏季黄河流域降水与印度季风和高原季风关系密切,而与西北太平洋季风的关系不显著;印度季风偏强的年份,黄河流域降水偏多,而在印度季风偏弱的年份,黄河流域降水偏少;近59年来,印度季风指数与黄河流域降水同样具有2～3年、9～10年和21～22年的周期变化。     

干旱化趋势对山西省水资源的影响分析

利用山西省1957-2003年降水量序列,计算标准化降水指数(SPI),分析其演变趋势,并应用统计相关分析等方法,对干旱化带来的水资源影响进行详细的分析,给出解决水资源短缺的对策。分析表明:①47年来山西省干旱化在不断加剧,20世纪80年代中期以后,干旱化趋势尤为明显,90年代中后期达到最强;②随着干旱化趋势的加剧,山西省水资源在以每10年1个台阶快速减少。平均SPI的绝对值每增加千分之一个单位,水资源总量就减少1.90×108m3,河川径流量减少2.40×108m3。与20世纪50-60年代相比,90年代的SPI增加了3.84%,而水资源减少幅度高达37.11%,进入21世纪以来,南部趋于缓和,中部和北部形势仍非常严峻。     

近50 a中国西北地区东部降水特征

利用我国西北地区东部54个气象站1960-2009年的降水资料,采用M-K检验和小波分析方法,对该地区的降水特征进行了分析。结果表明：① 西北地区东部降水量呈微弱下降趋势,1990年后降水减少趋势更为明显,Ⅱ区降水变化趋势较Ⅰ区更加显著;② 该地区降水频次以弱降水和中等强度降水为主,占降水总天数的70%以上,弱降水频次减少趋势显著;③ 中等强度降水和强降水的降水量占全年降水的75%以上,中等降水的降水量呈减少趋势,是造成年降水量减少的主要原因;④ 小波分析结果显示,年降水、中等降水和强降水序列均存在显著的3 a和5 a短周期,其中Ⅰ区和Ⅱ区的中等降水和强降水小波周期在20世纪70年代之后完全不同,中等降水的减少与70年代周期的变长密切相关。     

中国西北地区冰雹的气候特征

利用1971-2000年西北185个站3～9月逐月和年冰雹次数,分析了西北冰雹的空间分布特征和时间演变规律.西北年冰雹次数有3个高值中心,一个在青海的曲麻莱,为19.6次,另一个在新疆西部的昭苏,为17.6次,第3个在青海的刚察,为12.7次.185个站冰雹的月变化呈单峰型,主要出现在6～8月.西北185个站冰雹的历年变化呈现出下降的趋势.从春季到秋季,冰雹强中心先起于新疆的昭苏这一中心有很强的持续性.青海南部的冰雹强中心5月在斑马,6月西伸到曲玛莱,7月再西移到托托河,8月东退到清水河,9月又南退到杂多,10月又东退到久治,然后基本消失.     

近50a西北干旱区降水量变化差异分析

利用近50a西北干旱区21个代表站点的逐月降水量资料,通过逐月降水量趋势系数和对西北干旱区降水量变化贡献最大的月份的比较,深入分析近50a西北干旱区降水量变化的差异,从而得到以下结论:(1)降水量变化具有明显的季节差异。西北干旱区春季降水量变化较为复杂;夏季除了新疆西北部降水量减少趋势外,其他地区降水量都以增加为主;秋季形成了从南到北降水量依次增加的格局;冬季在新疆东部、南部和河西走廊的降水量有减少趋势,新疆西北部和柴达木盆地降水量以增加为主。(2)对夏半年降水量增加贡献最大的月份主要在7月,在新疆东部、南部和柴达木盆地。冬半年降水量增加贡献最大的月份主要在3月,在新疆西部、南部地区、河西走廊和柴达木盆地。     

中国西北地区伏期干旱指数及干旱分析

利用西北4省(区)137个气象站1971-2000年伏期(7～8月)总降水、蒸发资料,定义了干旱指数.分析了西北地区降水和蒸发的空间分布特征,以及定义的干旱指数确定的干旱分布状况,选取6个代表站典型湿润年份和特别干旱年份的干旱指数与Palmer指数的干湿等级进行比较.结果表明:伏期总降水量由西北向东南逐渐增加,最多是最少的66倍,蒸发量最大仅是最小的2～3倍,整个西北地区降水的变率比蒸发的变率大,定义的干旱指数反映了新疆南部、青海大部、甘肃河西走廊中部和甘南伏期干旱严重,干旱频率超过了80%,中旱出现最多,30年中各地适宜和湿润的年份不足1/3.6个代表站典型湿润和干旱年份的干旱指数与降水距平对应较好,湿润年份降水明显偏多,干旱年份降水明显偏少,与Palmer指数的干湿等级对干旱的状况描述接近.其中,干旱指数在对以庆阳为代表的西北地区东部的干旱状况反映更好.     

西北地区冬季地面风速特征及其与春夏季地表感热的关系

利用EOF、气候突变检测及相关统计方法,分析我国西北地区近37年（1970-2006）冬季地面风速的时空异常,并对近25年（1982-2006）西北干旱区春、夏季地表感热的时空异常变化及其与前期冬季风速的关系进行相应的研究。结果表明：近25年西北地区冬季风速下降趋势显著,20世纪70年代冬季地面风速普遍较大,80年代风...     

1961-2010年北方半干旱区极端降水时空变化

采用49个气象站点1961--2010年逐日降水量资料,运用Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和R/S等方法,分析了近50 a来北方半干旱区极端降水事件的时空变化特征.结果表明:近50 a北方半干旱区极端降水指数最大5日降水量(RX5day)、强降水量(R95p)、降水强度(SDII)、连续湿日数(CWD)、连续干旱日数(CDD)、大雨日数(R20)和年总降水量(PRCPTOT)都表现出减少趋势.其中,RX5day和R95p减少趋势通过了0.1以上的显著性水平检验.Hurst指数分析表明,研究区各极端降水指数未来都呈现出减少趋势,其中CWD表现得尤为明显.近50 a来北方半干旱区CDD在1985年和1995年发生突变,而其他极端降水指数在1999-2000年出现了减少的突变.研究区各极端降水指数多年平均值的空间分布格局较为一致,除CDD外其他极端降水指数基本呈现出从西北向东南逐渐减少的趋势.各极端降水指数变化趋势在空间上表现出一定的区域差异性,研究区极端降水指数在东部地区以减少趋势为主,而中部局部地区表现出增加趋势.近50 a来北方半干旱区各极端降水指数(除CDD外)与年总降水量呈极显著正相关关系,极端降水指数对年降水量具有很好的指示作用.     

西北地区秋季干旱指数的变化特征

利用甘肃、宁夏、青海、新疆4省(区)的137个气象站30年的降水、蒸发资料,确定适合西北地区的干旱指数计算方法,分析中国西北地区秋季降水、蒸发、干旱指数的空间分布、时间演变等特征.结果表明:西北地区秋季平均自然降水从东南到西北依次减少,在甘肃西部、青海西北部、新疆南部有一条东西向的少雨带,是干旱最严重的地方.新疆南部、甘肃西部、青海西部重旱频率最高,平均2年一遇;新疆北部、甘肃南部、青海南部、中旱频率为30%左右,平均3年一遇,轻旱频率30%左右,平均3年一遇.表明西北地区的干旱有明显的地域特征,即新疆中南部、甘肃西部、青海西部为干旱区,新疆北部、甘肃中东部、青海东部和南部为半干旱区.     

1961-2009年西北地区东部降水时空分布及成因

利用西北地区东部99个站点的逐月降水资料,对降水的时空分布进行研究。西北地区东部降水呈变干趋势,秋季最明显,年降水没有发生明显的突变。近10 a,秋季的年代际降水有增加的趋势。西北地区东部降水主要集中在宁夏南部与青海东部。各个季节及年降水的周期性不一致,存在4 a、8 a和12 a左右的周期。用EOF（经验正交分解法）对年降水进行分析,第一模态全区域呈现一致性;第二模态呈现南北相异;第三模态东西相异明显。结合地面状况,发现地形是影响西北地区东部降水分布的重要因素之一,其中最明显的地形系统是高原,六盘山、沙漠戈壁（包括巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠和毛乌素沙地）等地形对降水分布也有影响。     

近54 a中国西北地区气温和降水的时空变化特征

利用中国西北地区1961—2014年191个台站的逐月气温和降水资料,通过线性倾向估计、滑动平均、累积距平、IDW（反距离空间插值）等方法,研究了西北地区气温和降水的时空变化特征。结果表明：近54 a西北地区平均气温呈波动上升趋势,其中冬季的增温速率最大,极端最高、最低气温均呈上升趋势。降水量也呈上升趋势,尤其是近几年上升速度较快。降水主要集中在夏季,进入21世纪后冬季降水增加。多年平均气温较高区域集中在南疆地区、祁连山东南部,其中升温较明显区域集中在准噶尔盆地和天山地区西南部分地区。降水量表现出东多西少的特征,降水量较多区域集中在祁连山东南部,降水量较少区域集中在南疆地区,其中降水增加较明显区域集中在北疆地区、塔里木盆地的西部地区。从西北地区近54 a气温和降水的时空变化可以看出,西北地区有向暖湿转变的趋势。