近50 a新疆≥0 ℃持续日数和积温时空变化

利用新疆95个气象站1961-2010年的逐日平均气温资料,使用线性趋势分析、累积距平和[WTBX]t[WTBZ]检验以及基于ArcGIS的混合插值法,对新疆近50 a日平均气温稳定≥0 ℃的初日、终日、持续日数和活动积温的时空变化进行分析。结果表明：≥0 ℃的初日在空间分布上南疆早,北疆晚;平原和盆地早,山区晚的格局。≥0 ℃终日的空间分布与≥0 ℃初日大体相反。≥0 ℃持续日数和≥0 ℃积温的空间分布表现为南疆多,北疆少;盆地多,山区少的格局。在全球变暖背景下,1961-2010年新疆≥0 ℃初日总体呈显著提早趋势,≥0 ℃终日呈极显著推迟趋势,≥0 ℃的持续日数和积温分别以2.58 d·（10a）^-1和66.26 ℃·d·（10a）^-1的倾向率呈极显著的增多趋势,并且分别于1997年或1994年发生了突变。但突变后较突变前各要素的变化量具有明显的区域性差异,总体来说,≥0 ℃初日提前幅度的空间分布呈南疆大,北疆小的格局。≥0 ℃终日的推迟幅度呈北疆大,南疆小;山区大,平原和盆地小的特点,≥0 ℃持续日数的延长幅度表现为山区大,平原和盆地小的格局,≥0 ℃积温的增加幅度呈平原和盆地多,山区少的空间分布格局。     

大东北地区稳定通过10 ℃热量条件的时空变化特征

选取东北三省、河北、山西、内蒙古东部、北京、天津120个标准气象站点日平均气温资料,运用克里格插值法、距平分析法、小波分析等方法,对这些站点稳定通过10 ℃的初日、终日、持续时间以及积温进行整理、分析,用以研究这一地区气温的变化趋势和幅度。结果表明：① 大东北地区气候变化与全球气候变暖趋势一致,升温幅度很大,温度变化明显;② 运用空间插值法,得出温度变化的敏感区位于河北省东北部和黑龙江东部;③ 初日等日线、终日等日线及持续时间等日线均发生不同程度的北移,在河北北部、黑龙江、吉林地区有较大变化,积温明显增加;④ 在时间序列方面,年积温的距平值明显增加,气温上升是主要趋势;⑤ 52 a内积温距平极端差达592 ℃,气候变化幅度较大;⑥ 作物生长季逐渐延长,对农业影响很大。     

近52年来北疆≥10℃初日时空变化特征及其对春玉米播期的影响

利用1961—2012年北疆48个气象台站的气象资料,采用气候倾向率、t-检验、一元线性回归、IDW插值等方法分析了北疆以及各地州近52年≥10℃初日的变化及其对春玉米播期的影响。结果表明:(1)1961—2012年北疆平均≥10℃初日整体以-0.9 d·10a-1的倾向率呈提前趋势,20世纪80年代之前,以平均4.8 d·10a-1的倾向率呈推迟趋势,之后至今呈持续提前趋势,20世纪90年代提前趋势最为明显,倾向率达-13.5 d·10a-1。(2)北疆春玉米平均播期的提前受气候变暖显著影响,21世纪初北疆春玉米平均播期在3月26日—5月5日,且较20世纪60年代,平均播期最多提前达10~21 d,大部分县市提前1~9 d。随着气候持续变暖,北疆地区春玉米平均播期将进一步提前。     

三江平原挠力河流域近50年降水时空分布特征

通过非参数检验法(Mann-Kendall)分析三江平原挠力河流域19个气象站点近50年(1956-2004)降水序列的变化趋势,并利用Surfer8.0做出流域降水量及倾斜度β值等值线图,研究该流域降水的时空分布特征。结果表明:时间上,总体上挠力河流域降水以年均1.500mm/a的幅度逐渐减少,其中9月份降幅最大,为-0.439mm/a;同时,夏秋两季(6～11月)降水都是减少的,特别是夏季(6～9月),降幅达-1.485mm/a;此外,流域降水年内分布不均,其中夏季降水最多,占全年降水总量的69.8%。空间上,对于年序列而言,降水大致以七星河流域为中心向下游逐渐增加,同时,龙头站附近出现了降水减少的低值中心;对于季序列而言,挠力河流域春季降水逐渐增加,最大值为0.338mm/a(八五三),而夏、秋、冬季降水逐渐减少,其中夏季降水变化较复杂,秋季降幅均值最大,冬季降幅最小。     

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。     

河西走廊中部≥10℃界限温度演变特征及其对玉米生产的影响

采用数理统计方法对河西走廊中部六县（区）1961—2009年逐日实测气温资料进行分析,分析≥10℃界限温度分布特征、年际和年代际演变规律及其异常变化特点,并分析≥10℃界限温度的演变对当地主导作物玉米的种植结构、生长性状及产量等的影响,结果表明：近50 a河西走廊中部≥1O℃界限温度表现为初日提早、终日推迟、持续日数延长、积温增加的趋势;20世纪70年代至80年代前期各地≥1O℃积温偏少,持续日数较短,90年代以来,积温增加趋势明显,尤其2001—2009年增加幅度为近50 a最大,热量资源充足;70年代、80～90年代初均出现积温异常偏少、持续日数异常偏短的年份,2000—2009年,河西走廊中部≥10℃积温异常偏多的年份占近50 a来异常偏多年份的83％;生长季≥10℃热量资源显著增加,利于扩大河西走廊中部主导作物玉米的种植面积和区域,提高了玉米单产及总产产量。     

近50年中国不同强度降水日数时空变化特征

利用1957-2006年全国679个测站逐日降水资料,针对不同年降水量的站点,定义了新的降水等级,分析了我国近50年不同强度降水的时空变化特征。结果表明:①不同等级降水占总降水量比重的分布,自西北向东南小雨量在总降水量中的分量逐渐下降,但小雨日数在总降水日数中依然是最主要的;中雨对年降水量的贡献在20%～38%;大到暴雨雨量和日数比重逐渐增加。②年降雨量及不同等级雨日数趋势表现为,在我国西部地区年降雨量及小雨、中雨日数呈正趋势,即在西部小雨、中雨雨日数增加的同时,西部年降水量亦在增加;而大-暴雨区主要集中在南方,华北、东北大-暴雨有不同程度的减少。③各气候区的突变检验结果为,甘新和青藏两个气候区年平均中雨日数增加趋势十分显著,而内蒙气候区在减少;华南区的年平均暴雨日数增加趋势明显。     

近50年中国西北地区干湿演变的时空特征及其可能成因探讨

在全球大幅度变暖的背景下,西北地区的气候变化及其响应受到越来越多的关注。为了进一步探讨其气候变化过程与机理在时间与空间上变化的差异性,选取中国西北地区(80°E～115°E,32°N～50°N)1961-2004年140个气象台站逐日降水、日照、风速、水汽压、温度等资料,根据Penman公式计算了潜在蒸散量,并根据其与降水的关系建立了干燥度指数。采用自组织特征映射神经网络的方法,根据上述多种物理量进行西北地区内部的气候区划,寻找不同的区域异常中心。在此基础上,采用正交小波分解的方法,对各异常区域中心的干燥度序列进行分析。最后对北大西洋涛动指数对我国西北地区的区域气候变化的影响进行多时间尺度的相关分析,并从大气环流异常的角度解释其影响机制。     

中国西北近46a夏季气温的时空变化特征分析

为了整体分析中国西北干旱半干旱区夏季(6~8月)气温的时空变化特征,利用该区137个测站1961-2006年历年夏季平均地面气温资料,采用线性趋势分析、多项式拟合、EOF、REOF、Mann-Kendall、滑动t-检验、子波分析和功率谱分析等方法,分析该区夏季气温异常的空间分布、时间演变特征及对气候变暖的响应。结果表明:1)中国西北干旱半干旱区夏季近46a平均气温19.5℃,且年际变化较小。2)在20世纪70年代中期发生由降温到升温的转变,1994年以后变暖趋势更加明显,并在1996发生了增温的突变。全区温度变化存在7a和4a左右的周期,目前,气温仍处于偏高周期。3)根据EOF分析,夏季气温异常可分为全区一致型、准东西向差异型、准南北差异型。经REOF分析,进一步突出局地特征细分为6个区:高原区、蒙陕甘宁区、北疆区、南疆区、蒙新甘区、东部区。4)全区夏季46a增温率为0.24℃/10a,近10a变暖趋势更加明显,其中高原区、蒙陕甘宁区、蒙新甘区对全区夏季增温贡献最大。南、北疆区和东部区增温较小,局地有下降趋势,表明大部分区域增温显著,同步响应全球变暖。     

近54a中国北方严寒期时空变化特征及其影响因素

利用中国北方269个气象站点1960—2014年逐日平均气温数据,以候均温为统计数据,采用线性倾向估计、Mann-Kendall(M-K)检验、累积距平、Morlet小波功率谱及相关分析等方法,探讨了中国北方严寒期的时空变化特征及其影响因素。结果表明:近54 a来,中国北方各区域严寒期起始候推迟,终止候提前,候数缩短,其中,西北地区起始候推迟最显著,华北地区终止候提前最突出,华北地区候数缩短最长。严寒期空间差异显著,表现为:自南向北,起始候提前、终止候推迟、严寒期延长的趋势更突出;且严寒期变短地区多于变长地区。突变和小波分析表明,北方严寒期在1980s末到1990s初发生了突变,东北、华北和西北地区的严寒期分别存在4.00 a、7.09 a和3.19 a的优势周期。此外,纬度每增大1°,严寒期延长1.30 p;北半球极涡面积指数和亚洲区极涡面积指数是中国北方严寒期变化的重要因素。     

近50 a中国降水变化的准周期性特征及未来的变化趋势

通过分区分析了1961-2006年近50 a中国降水周期分量的年际变化特征,并对未来20 a（2006-2026年）降水的可能变化趋势做了预测。结果表明：就年际变化而言,大部分气候区的降水年际变化存在着显著的周期变化,并以高频（准3～4 a）变化为主,且具有相对的稳定性。过去的50 a,各气候区的降水呈现出下降趋势。周期叠加外推的结果表明,未来20 a,除西部干旱（半干旱）区的降水会出现少许的增多外,其余各气候区的降水量会出现弱的减少趋势。