近55 a内蒙古极端降水指数时空变化特征

基于内蒙古100个气象站点1960-2014年日降水数据,选取气候变化监测与指数专家组(ETCCDI)推荐的9个极端降水指数,采用Sen’s斜率法和Mann-Kendall非参数统计检验方法以及空间地统计方法,研究了极端降水指数时空演变特征。结果表明:研究区区域平均的全部极端降水指数均呈不同程度的下降趋势,且年际波动显著;分区的年际趋势有所差异,即东部地区潮湿日数(NW)呈增加趋势,其余极端降水指数均呈减少趋势,其中持续干燥指数(CDD)呈显著下降趋势(P<0.05);中部地区所有极端降水指数均呈减少趋势,其中年总降水量(PRCPTOT)减少趋势较明显;西部地区持续湿润指数(CWD)、强降水量(R95)、单日最大降水量(Rx1day)、5日最大降水量(Rx5day)呈减少趋势,其余指数均呈增加趋势。从极端降水指数变化趋势的空间分布特征来看,区域差异显著,总体上呈下降趋势的站点主要分布于内蒙古东部和中部地区,而呈上升趋势的站点主要分布于内蒙古东北部和西部地区。     

全球变暖情景下新疆降水的变化

基于有关水文气象测站的观测资料,对全球变暖背景下新疆降水的时空分布特征、演变趋势与变化原因进行了分析。结果表明:近40年来新疆年降水量总体上呈增加的趋势,并且不同地区降水的区域性差异十分明显。从年代际变化来看,新疆降水从上世纪60年代到80年代中期处于振荡减少阶段,80年中后期以后降水呈振荡增加趋势,且1987年为一个降水突变的拐点;新疆年平均降水量的增加主要应归因于全球变暖所带来的境外输入水汽量的增加。     

晋北地区降水量时空变化及突变分析

利用晋北地区18个台站1960—2008年的月降水资料,对其降水量的时空变化特征进行了分析。结果表明:年、夏季和秋季降水量总体上呈下降趋势;春季和冬季降水呈增加趋势。从空间分布特征来看,年和四季降水量由北向南逐渐增多。年降水量的线性趋势系数大部分台站表现为负值;而春季各站均为正值;夏季仅繁峙为正值;秋季西南部为负值,东北部为正值;冬季18个台站正负均等。采用M-K突变曲线、滑动t检验法、累积距平法三种气候突变检验方法对晋北地区降水的统计检验结果均表明,年降水在1979年发生了由多到少的一个跃变;春季在1964年附近和1991年发生由多到少的转折;夏季1996年是由多到少的一个明显转折点。     

呼伦贝尔市降水时空分布特征研究

选取呼伦贝尔市16个代表站的降水资料,用地统计方法、墨西哥帽小波分析和一些常规统计方法进行降水时空分布分析。结果表明:呼伦贝尔市多年平均降水量分布特征是山区大、平原小,东南部及北部降雨降水量大、中西部及东部地区降水量小;年降水量有上升的趋势但有部分地区呈减少趋势,年降水存在着8~12 a、2~4 a年的周期变化。     

基于降水量距平百分率的内蒙古地区干旱特征

利用1971-2015年内蒙古地区52个气象站逐月降水量观测数据,采用降水量距平百分率(Pa),从干旱频率和干旱变化趋势率分析了研究区近45 a来干旱时空分布特征。结果表明:从时间变化来看,年降水量呈微弱的下降趋势,并于1998年和2012年发生突变;春季、秋季和冬季降水量变化呈上升趋势,夏季降水量变化呈下降趋势;年尺度干旱主要发生在1999-2011年;季节尺度干旱发生频率为冬旱>春旱>秋旱>夏旱。从空间变化来看,多年平均降水量由东向西呈逐级递减趋势,降水分布地域特征明显,大兴安岭以东地区和巴彦淖尔市西部地区降水变化趋势率较高,呼伦贝尔市西北部、通辽市中南部、赤峰市中部、阿拉善盟西部地区降水变化趋势率较低;发生不同等级干旱的几率为轻旱>特旱>中旱>重旱,各级干旱易发生地区集中在呼伦贝尔市西部、赤峰市中北部、通辽市北部、锡林郭勒盟中西部以及阿拉善盟西部地区。Pa变化趋势率表现为,呼伦贝尔市中东部、巴彦淖尔市西部和阿拉善盟东部呈上升趋势,即干旱程度减轻;兴安盟南部至鄂尔多斯市、阿拉善盟中西部呈下降趋势,即干旱程度加重。     

青海高原东部边坡地带降水变化特征及突变分析

利用青海高原东部边坡地带9个地面气象站1961-2000年的降水资料,分析了区域内近40a来降水变化的时空分布特征、变化趋势及突变,结果表明近40a来,区域内东南部和西北部降水存在相反的相位变化,在降水趋势上存在西北部略增加,东南部明显减少的现象;夏季和冬季区域内大部分地方的降水量是增加的,春季和秋季表现为明显的减少趋势;秋季降水在70年代末到80年代初发生突变,80年代后秋季降水量表现为明显的减少趋势,年降水量减少的主要原因是秋季降水量的减少。     

近54年来晋陕蒙地区降水变化特征

以晋陕蒙地区60个气象站点1960—2013年逐日降水观测资料为基础,分析了晋陕蒙地区近54年来年均降水量和极端降水量的时空变化。研究发现,近54年来,晋陕蒙3个省(区):(1)年均降水量都在波动中呈缓慢的减少趋势,减少趋势均不显著,晋陕蒙三省(区)减少趋势分别为14.014、10.706 mm·10a-1和0.76 mm·10a-1;空间上内蒙古年均降水量呈现出明显的东西差异,由东部400~500 mm向西减少到200 mm以下,山西年均降水量由东南向西北递减,晋东南在500~800 mm,而晋西北在400~500 mm,陕西年均降水量表现为南多北少的特点,陕南地区大于800 mm,陕北下降到400~500 mm。(2)从变化趋势上来看,从东南向西北,降水出现由减少到增多的变化趋势,原来降水多的地区趋于减少,降水少的区域趋于增多,晋陕蒙地区内部降水量差异趋于减小。内蒙古东部减幅为0~1 mm·a-1,而西部增幅为0~1 mm·a-1。山西省南部最大减幅1~3 mm·a-1,而在晋东北减幅在3 mm·a-1以上。陕北和陕南地区减幅较小为0~1 mm·a-1,陕西中部大部分地区减幅较大为1~3 mm·a-1。(3)200 mm和400 mm降水等值线呈明显年代际波动,1970年代和1990年代偏西偏北,1980年代和2000年代偏东偏南。近年来夏季风影响范围缩小,内蒙古降水趋于减少,晋陕南部略有增加。(4)年均极端降水量呈不显著增加趋势,变化幅度大部分在0~1 mm·a-1,此时段内极端降水量未发生突变,极端降水量的增加,使本地区降水处于不稳定状态;极端降水强度方面,山西和陕西的极端降水强度明显大于内蒙古,山西和陕西极端降水强度由南向北依次递减,陕西南部大于50 mm·a-1,而北部降低到30~40 mm·a-1,山西省大部分地区在40~50mm·a-1,只有在北部为30~40 mm·a-1,内蒙古极端降水强度由东向西逐步减少,东部为30~40 mm·a-1,西部在20 mm·a-1以下,极端降水强度的变化趋势内部差异不大;极端降水日数呈弱增长,增长水平不显著,此时段内极端降水日数没有出现剧烈变化。     

山西东南部气温和降水极值研究

为了了解山西省东南部地区天气气候的极端程度,掌握气象要素的变化范围和时空分布的离散特征,选取山西省东南部(长治市、晋城市)16个县市1976—2015年的逐日气温和降水资料,对该区域气温极值和降水极值时空变化规律加以分析。结果表明:(1)近40 a来气温极端值总体呈上升趋势。研究其空间分布发现:极端最高值出现在黎城县,极值为40.2℃;极端最低值出现在沁源县,为-27.7℃。从时间分布来看:极端最高气温主要出现在5月下旬到7月下旬,且6月下旬出现频率最高;气温极端最低值主要出现在12月下旬至次年1月中旬,1月出现气温极低值频率最高。(2)1976—2015年极端降水量强度最大值呈明显上升趋势。近40 a日降水量最大值出现在南部的晋城,为221.2 mm;从极端降水量空间分布来看:晋东南中部地区为低值区,西北部和南部分别为高值区;年极端降水量主要出现在7、8月,而7月的上旬和下旬是年极端降水量的高发期。(3)近40 a来气温极值和降水极值都存在一定的振荡周期。最高气温极值存在着准4 a振荡周期;极端最低气温存在准12 a的振荡周期;年极端降水量存在准15 a和8 a的振荡周期。(4)对气温和降水极值突变分析发现:气温极端最高值有明显突变,极端降水量和气温极端最低值有突变,但趋势不明显。极端降水和气温极值均具有明显的区域特征。     

山西春季干旱的特征及成因分析

利用NCEP再分析资料以及山西65个测站的月降水量资料,采用EOF分解和合成分析方法研究了1960-2009年山西春季降水的年际变化、年代际变化异常以及时空特征,并探讨了造成山西春季多雨和干旱的大气环流特征。分析表明：山西北部和中、南部的东部春季降水有增多的趋势,中、南部的西部地区春季降水为减少的趋势,且呈现增加趋势的...     

甘肃省近43年降水资源变化对农业的影响

选取甘肃省63个地面测站降水量资料,利用对比分析方法,研究了甘肃省降水资源变化特征及其对农业的影响.结果表明:年降水量,越冬作物生育期、春小麦生育期和秋作物生育期的降水量1987-2003年与1961-1986年相比,时空分布发生了明显变化,河西中东部为增多趋势,河东为减少趋势,分界线与黄河走向基本一致;河东年降水量减少的幅度和速率比河西增加的幅度和速率都大,河东气候向暖干化发展的趋势加快;旱作区降水量减少,极端干旱事件频繁发生,可利用降水资源更加紧缺,对农业可持续发展的负面影响明显增大.     

Spatial and temporal variations of vegetation cover and the relationships with climate factors in Inner Mongolia based on GIMMS NDVI3g data

Variation in vegetation cover in Inner Mongolia has been previously studied by the remote sensing data spanning only one decade. However, spatial and temporal variations in vegetation cover based on the newly released GIMMS NDVI3g data spanning nearly thirty years have yet to be analyzed. In this study, we applied the methods of the maximum value composite(MVC) and Pearson's correlation coefficient to analyze the variations of vegetation cover in Inner Mongolia based on GIMMS NDVI3g data spanning from 1982 to 2013. Our results indicate that the normalized difference vegetation index(NDVI) increased at a rate of 0.0003/a during the growing seasons despite of the drier and hotter climate in Inner Mongolia during the past three decades. We also found that vegetation cover in the southern agro-pastoral zone significantly increased, while it significantly decreased in the central Alxa. The variations in vegetation cover were not significant in the eastern and central regions. NDVI is positively correlated with precipitation(r=0.617, P=0.000) and also with air temperature(r=0.425, P=0.015), but the precipitation had a greater effect than the air temperature on the vegetation variations in Inner Mongolia.     

内蒙古空中云水资源特征及与降水关系

利用19年的国际卫星云气候计划ISCCP D2资料,分类型对内蒙古地区空中云水资源的时空分布、变化趋势及其与降水的关系进行了分析,并分析了可能影响云量和降水变化的原因。结果表明:内蒙古地区云量总和平均为65.21%,卷云最多,平均达到18.77%。液态层积云、层云、高层云等云量呈现出自西向东依次增多的空间分布特征,同降水量的空间分布特征相一致。降水与液态的云量呈正相关,与冰相的云量呈负相关关系。全球表面增温以及西太平洋副热带高压的变化可能是云量和降水变化的原因。     

近二十年内蒙古地区空中水资源的分布及变化趋势

根据内蒙古自治区12个探空站1980-2000年的每日两个时次的探空资料,计算了每个探空站的可降水量,分析了内蒙古地区可降水量的时空分布和多年的变化趋势。另外利用这12个站的实际降水资料分别计算了它们每个月的降水效率、年平均降水效率。结果表明:可降水量从1-7月逐渐增加,7月后逐渐减少,且从东到西依次减少。1980-2000年12个站的可降水量均呈现出增加的趋势。降水效率在7、8月份最大。年平均降水效率最少的是额济纳,最大的是索伦。内蒙古地区的降水效率较低,即使是降水效率最大的索伦站7月份的降水效率也只有21.02%,因此,可以说内蒙古地区的空中水资源的开发潜力是较大的。     

近50年内蒙古中东部地区春夏季干旱特征分析

选取内蒙古地区累年平均降水量>200mm的75个气象站点1961～2010年逐日平均气温、逐日降水量资料,基于综合气象干旱指数(CI指数)计算方法,建立了各站历年春季和夏季CI指数序列。利用EOF方法,分析了内蒙古中东部地区春季和夏季干旱的时空分布特征,得出:1)内蒙古中东部地区春旱和夏旱均分为三种类型,且均具有全区一致干旱或不旱型、东西反相干旱型和南北反相干旱型的分布规律。但春季和夏季干旱或反向干旱的中心分布区域略有不同。2)内蒙古中东部地区春季干旱均出现在1980a以前,1980a后全区性的春季重旱减少,但局部重旱有所增加。夏旱在1980a以后呈两年或以上持续发展的态势,且近年来全区性夏旱发生频率增高、强度增加。3)内蒙古地区气候变暖出现在20世纪80年代中期之后。气候变暖后内蒙古地区降水分配格局发生了变化,使内蒙古中东部地区春季干旱减轻,而夏旱加重,应引起相关部门的重视。     

Effects of climate change on phenology and primary productivity in the desert steppe of Inner Mongolia

 Variations in temperature and precipitation affect local ecosystems. Considerable spatial and temporal heterogeneity exists in arid ecosystems such as desert steppes. We analyzed the spatiotemporal dynamics of climate and vegetation phenology in the desert steppe of Inner Mongolia, China, using meteorological data from 11 stations (1961–2010) and phenology data from 6 ecological stations (2004–2012). We also estimated the gross primary production for the period of 1982–2009 and found that the annual mean temperature increased at a rate of 0.47ºC/decade during 1961–2010, with the last 10 years being consistently warmer than the 50-year mean. The most significant warming occurred in winters. Annual precipitation slightly decreased during the 50-year period, with summer precipitation experiencing the highest drop in the last 10 years, and spring precipitation, a rise. Spatially, annual precipitation increased significantly in the northeast and eastern central area of the region next to the typical steppe. From 2004 to 2012, vegetation green-up and senescence date advanced in the area, shortening the growing season. Consequently, the primary productivity of the desert steppe decreased along precipitation gradient from southeast to northwest. Temporally, productivity increased during the period of 1982–1999 and significantly decreased after 2000. Overall, the last decade witnessed the most dramatic climatic changes that were likely to negatively affect the desert steppe ecosystem. The decreased primary productivity, in particular, decreases ecosystem resilience and impairs the livelihood of local farmers and herdsmen.     

气候变化对内蒙古东北部森林草原火灾的影响

近50年来,内蒙古东北部的年平均气温呈直线上升的趋势,年增温率为0.375℃/10a;多年平均降水量为399.5mm,最大值出现在1998年,增加率达21.27mm/10a;多年平均风速呈减小趋势,减小率为（0.20m/s）/10a。通过气侯变化状况与历史火灾次数的统计分析得出,在气候变暖的背景下,内蒙古东北部森林草原...     

50 a来内蒙古荒漠草原气候干燥度的空间分布及其演变特征

根据内蒙古荒漠草原11个气象观测站1961-2010年的日平均气温、降水量资料,采用改进的谢氏干燥度计算公式,并利用ArcGIS软件分析内蒙古荒漠草原50 a来气候干燥度的时空变化规律。结果表明：① 平均干燥度呈条带状自东南向西北逐渐递增,表明干燥程度由东南向西北逐渐加强;② 除中部偏西（海流图地区）干燥度减少、气候趋于湿润化外,其他地区干燥度指数呈增加趋势,说明内蒙古荒漠草原地区气候干旱化趋势明显;③ 20世纪70年代属于相对湿润期,21世纪初干旱程度明显加大。其结果导致干旱区面积随年代增加,至21世纪初干旱区面积增加了近3倍,从另一个侧面说明研究区域气候干旱化趋势显著;④ 干燥度4.0等值线向东南方向移动,逐渐侵入典型草原。以20世纪60年代为基点, 90年代前变幅相对较小,21世纪初的偏移范围最大。此外,该线在研究区域东部变化强烈,空间位移幅度大,西部相对变化较弱,空间位移相对较小。     

近30年来内蒙古地区气候干湿状况时空分布特征

根据内蒙古115个气象站1971～2000年气象资料,采用改进的Selianinov干燥度计算公式,研究了内蒙古地区气候干湿状况时空变化。结果表明:内蒙古干燥度空间分布具有明显地带性分布规律,即从西向东随经度增加干燥度逐渐变小,气候变得湿润。从年际变化的空间分布可以看出,30年来内蒙古地区气候变化大致分为两种类型:1)干湿交替型,位于西部的典型荒漠区和东北部的大兴安岭森林区。2)持续变干型,内蒙古中东北地区的半湿润区和半干旱区的分界线,30年来持续向东南方向推进,使得半湿润区面积缩小,半干旱区面积增加。从年际变化的时间分布来看,70年代,年平均干燥度呈现波动式下降,气候变化趋于湿润化;80年代,气候经历了先干后湿又干的变化过程,干燥度波动较大;90年代,气候经历了先湿润后急剧变干的变化过程,其中1995～2000年干燥度增幅为30年最快的时段。在六大生态类型分区中,典型荒漠区干燥度变化最为剧烈,且对内蒙古全区干燥度的贡献率最大,大兴安岭林区和草甸草原区的干燥度变化最小。从气候干湿状况的年代际变化可以看出,80年代是内蒙古全区气候干旱比较严重的年代。