1961-2017年柴达木盆地干湿状况及其影响因子

根据1961—2017年柴达木盆地8个气象站数据资料,采用联合国粮农组织FAO推荐的Penman-Monteith模型计算潜在蒸散量,继而算得湿润指数,辅以气候倾向率、M-K检验、Morlet小波周期和主成分分析等方法,探究柴达木盆地干湿变化特征及影响因素。结果表明:1961—2017年,柴达木盆地整体具有变湿趋势,变化倾向率为0.007·(10a)~(-1)(α≥0.001),且湿润指数年际变化波动较大,变异系数为30.73%,春、夏、秋、冬四季湿润指数均呈上升趋势,倾向率分别为0.003·(10a)~(-1)、0.009·(10a)~(-1)、0.004·(10a)~(-1)、0.003·(10a)~(-1);空间变化差异显著,盆地东部地区变湿趋势大于西部,德令哈和都兰变湿趋势最为显著;湿润指数在1981年和1986年发生突变,且存在2.8 a和3.6 a(α≥0.05)的变化周期,与大气环流2～4 a周期较吻合;主成分分析表明,降水量和平均气温是柴达木盆地湿润指数的主要影响因子。此外,湿润指数与北半球极涡面积和强度及亚洲区极涡面积和强度关系密切,相关系数分别为-0.46、-0.36、-0.49、-0.47,均通过99%的显著性检验。     

近50年来塔里木盆地南、北缘干湿状况变化趋势分析

全球变暖大背景下,塔里木盆地边缘绿洲气候变化趋势研究已成为研究的热点。文中利用塔里木盆地南、北缘17个典型绿洲气象站1959-2008年的气象资料,使用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式,计算近50年潜在蒸散量,定义了地表干燥度指数。在此基础上,对塔里木盆地南、北缘,近50年气候变化特征及其成因进行对比分析。结果表明:塔里木盆地南、北缘气候变化与全球气候变化趋势基本一致,但又具有明显的区域性特点:塔里木盆地南、北缘潜在蒸散量均在波动中呈减少趋势,南缘递减速度比北缘快;干燥度指数也均在波动中呈缓慢减小趋势,其中南缘干燥度指数递减速度比北缘快;总之塔里木盆地南、北缘绿洲有缓慢向暖湿转化的迹象,这对气候极端干燥的塔里木盆地边缘绿洲生态环境的改善和农业生产有积极的影响。     

近50年来石羊河流域气候变化趋势分析

采用Mann-Kendall及Meyer小波分析法,对石羊河流域乌鞘岭、武威、永昌、民勤气象站近50年来气温、降水逐月观测资料进行了分析.结果表明,石羊河流域气温总体呈上升趋势,尤其1987年以后,气温升幅显著;受全球气候变化的影响,流域中游武威、永昌地区近年来一直处于降水偏多时期,在20世纪90年代以后波动上升更为突出.石羊河流域各站点年平均气温和年降水量的变化周期基本一致,其中年平均气温普遍存在约28年、24～26年、19～20年和14年以及9～11年的中长周期以及7年左右和2～3年的短周期;而年降水量存在约28年、25年和22年的中长周期以及10年左右的较短周期,并且还存在4～6年和2～4年的短周期.     

近55年来青海省海东市气候变化特征 及影响因子分析

利用青海省海东市5个气象台站1961-2015年气候资料,采用线性回归和Mann-Kendall突变检测等方法,对海东市近55年的年和季平均气温、降水量、日照时数、风速、沙尘日数、云量和相对湿度等气候要素以及降水日数、潜在蒸散量和湿润指数的变化趋势和变化特征进行了研究,结果表明：（1）近55年海东市随着气候变暖降水减少(减少速率-4.9 mm·(10a)^-1）,总体呈现不明显的“暖干化”趋势。年平均气温和潜在蒸散量呈现显著的上升趋势(上升速率0.33℃·(10a)^-1和7.9 mm·(10a)^-1),年降水日数、平均风速、沙尘暴日数、日照时数、云量和相对湿度表现为显著减少趋势（减少速率分别为-2.3 d·(10a)^-1、-0.13 m·s^-1·(10a)^-1、-6.3 d·(10a)^-1、-36.6 h·(10a)^-1、-0.12成·(10a)^-1和-0.7％·(10a)^-1）,湿润指数和降水量表现为不显著的减少趋势。（2）海东市年平均气温和潜在蒸散量分别在1995-1996年和2001年发生了显著的突变性升高,年平均风速、降水日数、日照时数、总云量和相对湿度分别于1982年、1993-1994年、2002-2003年、1984年、2009-2010年呈显著突变性减小,降水量和湿润指数的变化未达到突变标准。（3）海东市冬季气温变化与青藏高原指数、北极涛动指数和西风环流指数有明显的正相关关系,青藏高原的动力和热力作用对高原东北侧的海东市气温变化有很重要的影响,而该地区温度还受由北极涛动引起的冬季风和西风环流的影响。海东市夏季降水量与南亚夏季风指数和北极涛动指数有较好的负相关,南亚夏季风的进退以及所携带的水汽是影响该区域降水量变化的主要因素之一。     

基于湿润指数的新疆甘家湖地表干湿状况变化趋势

利用1953—2013年甘家湖梭梭林自然保护区内精河和乌苏气象站的逐月气象资料,采用伊凡诺夫公式计算出了逐月潜在蒸散量和湿润指数,分析了地表干湿状况的年际变化、季节变化及其主要影响因素。结果表明:1冬半年、夏半年和全年的多年平均潜在蒸散量分别为298、1 107 mm和1 407 mm,潜在蒸散量在冬半年随时间呈下降趋势,在夏半年和全年潜在蒸散量呈明显上升趋势。2春、夏季湿润指数的年际变化呈减小趋势,秋、冬季和全年湿润指数的年际变化呈增加趋势。根据湿润指数相对应的气候区划标准,春季甘家湖自然保护区为半干旱地区,夏季和秋季为极干旱区-干旱区,冬季为干旱区的亚湿润区-湿润区。3湿润指数与降水量、水汽压和相对湿度呈正相关,与风速、气温和日照时数呈负相关;相对湿度变化对湿润指数变化影响最大,其次是日照时数、气温、水汽压和降水量,影响最小的是风速。     

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。     

甘肃省近50年降水量及气候变化趋势研究

应用线性倾向估算法、累积距平以及Mann-Kendall法对甘肃省1957-2006年以来的降水量、温度、风速、日照百分率的变化趋势和突变进行了分析。结果表明:总体而言甘肃省近50年来的平均降水量存在减少趋势,但河西中部、西部地区的降水量表现出增加的趋势;从四季降水量变化来看,除冬季降水量增加外,其余季节降水量均出现不同程度的减小,秋季减小趋势更为明显;降水量趋势突变发生在20世纪90年代。甘肃省近50年来的平均气温表现出增加趋势,其倾向率为0.21℃/10a,在1996年发生突变;风速为减小趋势,突变发生时间为1985年;日照百分率也表现出增加趋势,其倾向率为0.17%/10a。     

50年来靖远县气候变化趋势分析

根据靖远县气象站1951-2004年气温、降水观测资料,运用累积滤波器法和Kendall秩次相关法,对不同时间尺度的气温和降水量变化趋势进行分析.结果表明:靖远县年平均气温呈现显著升高趋势,降水量有微弱增加,但增加趋势很不明显;春季、秋季和冬季气温均呈增加趋势,冬季增温趋势显著,夏季气温有降低趋势;各个季节降水量变化趋势较为复杂,春季和夏季降水量呈微弱增加趋势,而秋季和冬季变化趋势相反;各时段气温和降水量也反映了同样的变化规律.     

近50 a黄河上游气候变化趋势和干湿界线波动分析

利用黄河上游地区13个气象站点1959-2008年的气候资料,研究了黄河上游地区多个气候要素的变化,以30 a为时间尺度研究气候变化趋势的可行性。结果表明：区域东南部站点呈干暖化趋势,其他站点以湿暖化为主,变湿的趋势不显著,而变暖的趋势普遍且显著;东南部向着干旱化的方向发展,其他区域不显著;年平均气温和最低气温在1959-1988年、1969-1998年和1979-2008年3个时段呈持续增加趋势,最高气温仅在近30 a呈整体增加趋势;在最低气温和最高气温的共同作用下,1979-2008年年均气温的增幅最大;低海拔站点日照时数持续、显著减少,而高海拔的玛多、达日两站则呈显著增加趋势;相对湿度恰好相反,低海拔站点多呈增加趋势,高海拔站点多呈减少趋势。区域风速总体呈下降趋势,尤其是低海拔地区和后两个时段。采用30 a为时间尺度分析气候变化具有一定的可行性。     

近52年来滦河流域气候变化趋势分析

以滦河流域以及附近34个气象基站1957～2008年52年逐日气象资料为基础,采用M-K趋势检验方法分析了年降水、年均气温、年均相对湿度以及年日照时数等主要气象要素的年际、年内变化趋势。结果表明：整体上,滦河降水呈不明显下降趋势,夏季减少趋势最为显著;气温呈显著上升趋势,冬、春增温最为显著;日照时数整体呈显著下降趋势;...     

基于潜在蒸散和干燥度指数的河北省农业气候区划

基于Penman-Monteith模型的潜在蒸散和降水量之比计算得到的干燥度指数作为衡量区域干湿状况的重要指标,已成为全球变化研究中的重要气候指标之一.本文利用温度气候带和以干燥度指数划分的干湿气候区作为二级气候区划指标,开展区域尺度的河北省农业气候分区,将河北省农业气候区划分为暖温带半湿润区,冀北中山中温带半湿润偏旱区、太行山暖温带半湿润偏旱区和滨海平原暖温带半湿润偏旱区,冀北高原中温带半干旱区、太行山北段中温带半干旱区和冀中、南平原暖温带半干旱区,中温带半干旱偏旱区.该分区为合理配置农业生产、改进耕作制度以及引入和推广新品种提供气候依据,同时也为相关部门采取应对措施减轻旱涝灾害及其不利影响提供参考.     

近54 a来甘肃省河东地区气候时空变化特征

用甘肃省河东及其周围地区近54 a来26个观测站气温、降水量资料,分析气温和降水的时空变化特征及其突变情况。结果表明：近54 a来甘肃河东地区气温呈明显的上升趋势,年平均气温倾向率为0.26 ℃/10 a,特别是20世纪90年代以来气温明显升高;空间分布上,年平均气温变化总体上呈增加趋势,以陇东高原中北部和陇中高原北部地区升温幅度最为明显;季节上气温均呈升高趋势,其中以冬季气温升高最为显著。近54 a来全区年平均降水量呈减少趋势,平均每10 a减少12.01 mm,其东南部地区减少的幅度高于西北部。此外,甘肃河东地区气温在1997年发生了由冷到暖的突变,而降水量突变不明显。进而讨论了气温升高和降水减少对该地区农业生产的影响。     

全球变化背景下甘肃近半个世纪气温时空变化特征

利用1956-2012年甘肃省境内28个气象站点的日平均气温资料,运用一元线性回归分析、Mann Kendall非参数检验、小波分析等气候数理统计方法,分析甘肃省不同空间尺度的气温变化特征。结论如下：近57 a甘肃省、河西及河东地区均表现出明显的暖化趋势,三者气温年际变化基本符合3个阶段：20世纪50年代末至70年代中期缓慢下降,70年代中期至2005年持续升高,2005年之后呈下降趋势;甘肃省及河东地区气温突变年份为1993年,河西地区在1994年发生气温突变;甘肃省气温空间分布呈中部低,两头高,西部低,东部高的特点;气温突变前后甘肃省气温空间变化符合全球变化规律,主要是受到自然因素和人为因素共同作用的结果。     

Characterizing the spatiotemporal variations of evapotranspiration and aridity index in mid-western China from 2001 to 2016

Mid-western China is one of the most sensitive and fragile areas on the Earth. Evapotranspiration (ET) is a key part of hydrological cycle in these areas and is affected by both global climate change and human activities. The dynamic changes in ET and potential evapotranspiration (PET), which can reflect water consumption and demand, are still unclear, and there is a lack of predictive capacity on drought severity. In this study, we used global MODIS (moderate-resolution imaging spectroradiometer) terrestrial ET (MOD16) products, Morlet wavelet analysis, and simple linear regression to investigate the spatiotemporal variations of ET, PET, reference ET (ET₀), and aridity index (AI) in mid-western pastoral regions of China (including Gansu Province, Qinghai Province, Ningxia Hui Autonomous Region, and part of Inner Mongolia Autonomous Region) from 2001 to 2016. The results showed that the overall ET gradually increased from east to southwest in the study area. Actual ET showed an increasing trend, whereas PET tended to decrease from 2001 to 2016. The change in ET was affected by vegetation types. During the study period, the average annual ET₀ and AI tended to decrease. At the monthly scale within a year, AI value decreased from January to July and then increased. The interannual variations of ET₀ and AI showed periodicity with a main period of 14 a, and two other periodicities of 11 and 5 a. This study showed that in recent years, drought in these pastoral regions of mid-western China has been alleviated. Therefore, it is foreseeable that the demand for irrigation water for agricultural production in these regions will decrease.     

黑龙江省气候变化及其对玉米生产潜力的影响

基于全球气候变化这一不争的事实,本研究以黑龙江省为例,在收集1980—2009年气象站点农业气象资料的基础上,首先运用线性倾向率方法分析了近30年来黑龙江省的气候变化特征;其次运用AEZ模型测算了30个站点1980—2009年30年来的光温和气候生产潜力,分析了30年来黑龙江省玉米光温和气候生产潜力的变化趋势。最后结合现实生产力数据分析了玉米的增产空间。结果表明:(1)1980—2009年30年间,黑龙江省温度表现为升高趋势,而降水则表现为减少的趋势。(2)伴随着温度的升高,光温生产潜力表现为增加趋势,气候生产潜力则随着降水量的减少而呈减少趋势;(3)相对于光温生产潜力和气候生产潜力上限值而言,玉米的增产潜力空间均表现为减小趋势,但增产空间仍较大,相对于光温生产潜力而言还有66%的增产空间,相对于气候生产潜力也仍有51%的增产空间。     

气候暖干化对甘肃马铃薯生产的影响

以1981~2000年甘肃全省71站点马铃薯产量和生长期气象资料为基础数据,用EOF、多元回归、积分回归等统计分析方法分析该省马铃薯产量年际及地域变化特征,以及不同气象因子对马铃薯产量的影响。结果表明:陇中和陇南山区产量序列与该空间型的时间系数序列的相关不显著,产量年际变幅小;其余地方产量序列与该空间型相关显著,产量年际变幅大。在降水量变化一定的条件下,马铃薯产量随温度的升高而降低,在温度变化一定的条件下,马铃薯产量随降水的增加而增加。     

1961-2008年新疆夏半年干湿气候时空变化

根据新疆101个气象台站1961-2008年4-9月逐月气候资料,采用气候倾向率、Morlet小波、累计距平、t-检验、Penman-Monteith公式和Kriging插值技术等方法,对近48年新疆夏半年（4-9月）降水量、潜在蒸散量和地表湿润指数等要素的时空变化特征进行了研究。结果表明：1）新疆夏半年平均降水量为1...