新疆夏季高温日数的变化特征及其影响因子

根据1961-2018年新疆夏季高温日数的气候特征分析,新疆夏季高温日数的空间分布型可以分为全疆一致型、南北反相型和东西反相型。全疆一致型分布为新疆夏季高温日数的主要空间分布形态,在20世纪90年代中后期发生了一致增多的突变;南北反相型的分布在21世纪是多发的;21世纪以来,东西反相型多表现为偏西地区高温日数偏少、偏东地区高温日数偏多的分布特征。与3类分布型显著相关的环流场关键区域均位于中低纬度,当南亚高压偏强且南亚高压中心位置偏北时,夏季中低纬度尤其是30°~50°N位势高度明显升高,有利于新疆高温日数偏多。对于位于中纬度的新疆区域,从高度场的合成和温度平流的分析来看,厄尔尼诺事件不利于新疆夏季高温日数的偏多。     

新疆夏季高温日数的变化特征及其影响因子

根据1961—2018年新疆夏季高温日数的气候特征分析,新疆夏季高温日数的空间分布型可以分为全疆一致型、南北反相型和东西反相型。全疆一致型分布为新疆夏季高温日数的主要空间分布形态,在20世纪90年代中后期发生了一致增多的突变;南北反相型的分布在21世纪是多发的;21世纪以来,东西反相型多表现为偏西地区高温日数偏少、偏东地区高温日数偏多的分布特征。与3类分布型显著相关的环流场关键区域均位于中低纬度,当南亚高压偏强且南亚高压中心位置偏北时,夏季中低纬度尤其是30°～50°N位势高度明显升高,有利于新疆高温日数偏多。对于位于中纬度的新疆区域,从高度场的合成和温度平流的分析来看,厄尔尼诺事件不利于新疆夏季高温日数的偏多。     

山西省近48 a高温和强降水极端事件变化特征

利用山西68个台站逐日最高气温、降水等资料,采用百分位值极端事件定义方法和Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法,研究山西1961-2008年极端高温和极端强降水事件的变化特征。结果表明：1961年以来,山西极端高温日数呈显著增加趋势,趋势为5.9 d/10 a,20世纪90年代中期以前变化趋势不明显,1997年以来增多趋势显著。与此同时,极端强降水事件趋于减少。极端高温事件在2001年发生了突变,2001年以后极端高温事件显著增多。极端高温日数有3~4 a,8~12 a及30 a的周期,极端强降水日数有准3 a,6~10 a及准16 a的周期。极端高温事件的增加与气候变暖有密切联系,Nino_3区海温、欧亚地区的纬向环流及西太平洋副热带高压（下称西太副高）对极端高温事件有很大影响,当Nino_3区海温偏高、纬向环流偏强、副高面积偏大、位置偏西时,容易导致极端高温日数偏多。极端强降水的发生则与东亚季风和Nino_3区海温有密切联系,当季风强盛、Nino_3区海温偏低时,往往引起极端强降水事件增多。     

中国北方冬季极端温度的变化及其与AO相关分析

依据1951-2005年中国北方地区297站冬季(12月～次年2月)的逐日最高温度和最低温度,分析计算出1951-2004年该区域内4种冬季极端温度指数(暖日、冷日、暖夜和冷夜)及其分布,并研究了其与同期北极涛动(AO)的关系。结果表明:在中国北方东部地区,冬季暖日天数的分布从南向北增加;在北方西部地区青藏高原和新疆北部较小,南疆较高。冬季冷日天数的分布总体上在北方东部从南向北递减;在西北地区比较复杂,在青藏高原较高,在南疆比较小。冬季暖夜天数的分布复杂,形成几个高值中心,分别在华北地区的河北、西北地区的新疆中部以及东北中部,其它地区较小,如青藏高原和北疆。冬季冷夜天数的分布,高值分布在辽宁北部、内蒙古的中东部、新疆北部和青海东南部;低值分布在华北地区的河北和西北地区的新疆南部。在气候变暖背景下中国北方地区冬季暖日天数和暖夜天数显著增加,而冬季冷日天数和冷夜天数显著减少。冬季暖日天数和暖夜天数在天数高值区发生的概率增加了,而冬季冷日天数和冷夜天数在天数高值区发生的概率减少了。在中国北方大部分地区,当冬季AO指数偏强时,冬季暖日天数和暖夜天数偏多,冬季冷日天数和冷夜天数偏少;反之,冬季AO指数偏弱时,冬季暖日天数和暖夜天数偏少,冬季冷日天数和冷夜天数偏多。其中显著相关的地区表明了冬季AO对这些地区的极端温度指标有显著的影响,反映出在显著相关的地区两者联系更为紧密。     

秦岭南北区域夏季极端降水与西太平洋副热带高压的关系

利用1960—2016年秦岭南北地区47个站点的逐日降水数据与同期西太平洋副热带高压的面积指数、强度指数、西伸脊点、脊线位置数据,统计分析了秦岭南北地区夏季极端降水指数与副高指数的相关关系。结果表明:①从整体上看,各极端降水指数与面积指数、强度指数总体成正相关;与西伸脊点总体上成负相关,但会出现一些异常年份和负相关年份;而各极端降水指数与脊线位置的关系呈现正负相关交替的现象。年代际分析和M-K检验表明,副高指数、极端降水指数在20世纪80年代发生了增强、增大的突变。②把秦岭南北划分为4个区域后,无论时间上还是空间上,当面积指数、强度指数偏大,脊线位置偏南,西伸脊点偏西,秦岭以北、秦岭以南和汉水流域中部趋于干旱,汉水流域东西部和巴巫谷地极端降水偏多;反之,相反。这样的极端降水格局应是秦岭等山脉对副高在气候上的响应结果。③秦岭南北地区夏季极端降水偏多年与面积指数偏大、强度指数偏强、脊线位置偏南、西伸脊点偏西相联系,反之,相反。副高西伸可能是秦岭南北地区极端降水增大的重要原因之一。     

2017年与2014年西安极端高温天气及其环流特征对比分析

借助观测资料与FNL全球分析资料,对比研究2017年与2014年西安高温天气基本特征与有利环流形势,结果表明：① 2 a西安均发生了40 ℃以上的长时间持续高温天气,其中2014年属于常规高温年份,而2017年西安高温则提前1个月发生,高温的提前发生主要是因为南亚高压强于正常年份同期强度;② 不同于我国南方地区的闷湿高温,西安高温属于干性高温,且昼夜温差较小,由此造成24 h对人体的不适;③ 详细描述了西安高温发生的典型环流特征,即南亚高压与西太平洋副热带高压（简称副高）同时增强,并在对流层中高层相互贯通;④ 南亚高压是影响我国西北地区的主要热源基地,在较大经向度的有利环流背景下,强风速可将热气团向南向东深度输送至下游地区（即西安）;⑤ 在“上辐合、下辐散”的散度场配置下,西安500 hPa以下高空维持明显的下沉气流,加之有利的局部要素相配合,最终造成该地区高温天气的发生。     

近51 a甘肃夏季气温和降水极端事件变化

利用1960-2010年甘肃35站夏季（6-8月）逐日观测资料,分析暴雨、干燥和异常温度事件的变化特征。结果表明：近51 a甘肃河西区暴雨基本稳定在0.1次/a左右,而河东区在20世纪70年代中期前为显著下降趋势,之后其变化趋势不显著。两区暴雨事件的强度变化均不显著,但在时间上分布比较分散,80年代中期之后暴雨事件发生的时段较之前提前了约2候;河东、河西区的严重干燥事件频次均在1991年发生突变,突变后的显著增加主要是受降水日数在同期突变后显著减少的影响;异常高、低温频次均在90年代中期发生突变,突变后异常高温频次显著增加,异常低温频次显著减少。     

夏季高温天气类型与人体健康关系初探

为了研究夏季天气特征及其对人体健康的影响,以1999-2008年北京市气象数据为依据,采用主成分分析和模糊C均值聚类法,将天气分为晴热、湿热、干热、晴温和湿温五种类型。进一步分析不同天气类型下北京地区死亡率,发现:晴热和干热天气,女性较男性多,湿热、湿温和晴温天气反之。和女性相比,男性更不能耐受闷热潮湿的天气。65岁以上的老人中,高龄老年组在干热天气的死亡率高于一般老年组,而在湿温和晴温天气正好相反。研究证明,干热天气日均死亡率最高,晴温天气死亡率最少,夏季干热型高温天气对人体健康甚至生命活动的影响最大,应妥善应对。     

关中平原极端降水时空变化及其与大气环流的关系

基于关中平原13个气象站1957-2019年逐日降水资料,运用一元线性回归、Pearson相关分析和小波相干分析等方法,计算各极端降水指数,分析其时空变化特征,探讨极端降水与大气环流的关系.结果 表明:(1)在时间上,除极端降水强度以0.007 mm·d-1·(10a)-1速率的上升外,其他极端降水指数均呈下降趋势,其...     

近50 a甘肃省夏季日极端降水频数与强度变化特征

基于甘肃省近50 a夏季日降水量数据,借助ArcGIS 9.2和Matlab 7.0数据软件平台,运用复值Morlet小波分析及Mann kendall检验法,分析甘肃省夏季日极端降水频数和强度的周期及空间分布特征。结果表明：① 极端降水频数主要存在19 a和8 a周期,极端降水强度主要存在11 a和19 a周期;② 夏季极端降水量与夏季降水量的空间分布在东南部地区有明显的差异;③ 极端降水频数呈减少趋势,而极端降水强度呈增加趋势。     

宁夏近25年植被指数变化及其与气候的关系

宁夏地处半干旱区向干旱区的过渡带,大部分地区植被生长长期处于缺水状态。利用1982-2006年长时间序列的GIMMS-NDVI数据和气候资料,分析探讨了宁夏植被指数的变化及其与气候因子的关系。结果表明：1）宁夏全区总体植被指数不高,但是植被状况整体略有好转。北部与全区的变化趋势基本相似,中部有变差的趋势,而南部地区表现...     

近45年宁夏极端气温与太平洋海温的遥相关

利用1961-2005年标准化宁夏极端气温、SST和北半球500 hPa环流特征量资料,采用REOF、小波分析、最大熵谱、Mann-Kendall检验等方法,分析了极端气温的时空变化特征及其与SST和同期北半球500 hPa环流特征量的遥相关。结果表明:宁夏极端气温的年代际气候特征表现为一致的上升趋势,异常敏感区在宁夏北部和六盘山区;极端最低气温在1984年前后发生突变,突变后气温转暖,中部半干旱带增温最明显,有显著的2.32年和4.40年周期;极端最高气温的增暖过程经历了2个阶段,其中1976年的增暖趋势最显著,突变后宁夏中北部增温最明显,有显著的3.14年周期;虽然突变后高温日数明显增加,但仍有异常的低温事件发生;当前一年1~6月加利福尼亚西岸海区温度偏高、同期冬季西太平洋副高西升北抬、面积增大、强度增强、亚洲区极涡面积收缩、青藏高原500 hPa位势高度增高时,极端最低气温偏高;当前一年冬季赤道东太平洋海区呈La Nina型分布、同期夏季北半球极涡减弱时,副高加强北抬,极端最高气温偏高。     

阶段性极端高温对七星瓢虫生长发育和繁殖的影响

为明确极端高温天气对七星瓢虫Coccinella septempunctata生长发育和繁殖的影响,通过模拟田间高温发生情况,设置6h极端高温(36℃和39℃)与不同持续时间(1d和3d)对七星瓢虫卵和成虫进行胁迫,以25℃恒温饲养处理为对照,观察统计其发育历期、存活率、繁殖力及子代孵化率。结果表明,在相同高温胁迫模式下,七星瓢虫成虫的耐热性要明显高于卵,如在39℃处理1d后,卵和成虫的存活率分别为52.09%和93.94%;处理温度越高,高温持续时间越长,七星瓢虫卵的存活率越低,36℃处理1、3d和39℃处理1、3d后卵的存活率依次为71.31%、62.87%、52.09%和24.98%。七星瓢虫卵经39℃处理3d后,其孵化1龄幼虫的发育历期为2.77d,显著长于对照组(2.11d),其余龄期幼虫的发育历期、整个幼虫期和蛹期与对照组均无显著差异,说明七星瓢虫发育前期经历极端高温可能会导致其发育后期生长加速,出现生长补偿现象。卵期受极端高温的影响要显著大于成虫期,卵和成虫在39℃处理1d后的单雌产卵量分别为42.67粒和139.79粒;所有高温处理组的子代卵孵化率均显著低于对照组(85.42%),介于0~64.13%之间。另外,各高温处理组的种群趋势指数在5.26~56.02之间,均低于对照组(78.76)。表明夏季极端高温天气频发可能导致七星瓢虫种群数量减少,不建议此时期在田间释放七星瓢虫卵进行害虫防控。     

宁夏盐池春季局地沙尘暴特征及其与下垫面的关系

通过对宁夏盐池1980-2006年春季局地沙尘暴资料的分析表明,盐池春季局地沙尘暴呈减少的趋势,局地沙尘暴占沙尘暴总次数的三分之二,71%的局地沙尘暴持续时间在3小时以内,最大风速集中在5.1~15.0m/s之间,未达到大风标准,引起局地沙尘暴的风向集中出现在N、NNW、WNW、W方向。土壤湿度与局地沙尘暴次数的变化趋势基本相反,两者相关系数通过0.01信度检验;干土层深度与局地沙尘暴的变化趋势基本一致,相关系数通过0.01的信度检验。土壤湿度大有利于抑制局地沙尘暴的发生,干土层深度深有利于局地沙尘暴的发生和持续。     

夏季北极涛动与亚洲中部干湿状况关系研究

利用NCEP/NCAR全球再分析资料和NOAA北极涛动指数资料,采用相关分析、谱分析、小波分析等,对北极涛动(AO)与亚洲中部干旱区(ACA)的干湿变化关系进行分析.研究认为:夏季北极涛动指数和ACA相对湿度场存在显著反相关,尤其表现在年代际尺度上;两者都于20世纪70年代初发生显著突变,2年准周期贯穿过去50年,但5年左右的周期在70年代中期以后表现显著.结果表明:AO突变前后,ACA海平面高度场、对流低层风场都具有显著变化,但ACA东半部和西半部受作用的亚系统并不一致,认为夏季ACA干湿状况突变及其周期特点转变的主要原因之一是AO突变引起环流场变化所致.     

宁夏山区小麦产量变化特征及其对气候变化的响应

利用宁夏山区各气象站1957～2002年的气候资料及同期小麦产量资料,分析了宁夏中部干旱带和南部山区小麦产量和气候要素的周期性变化特征以及小麦产量与气候要素的关系.采用常用的墨西哥帽小波(Mexican Hat)函数,分别对宁夏中部干旱带和南部山区小麦单产气候产量和气候要素时间序列进行了小波分析,分高、提取了小麦单产气象产量和气候要素时间序列的波动周期,并进行了相关性分析.结果表明:1954～2002年,宁夏中部干旱带小麦单产在波动中增长.气候产量与5月份降水量有明显的正相关.中部干旱带小麦气候产量具有4年左右、8年左右和16年左右的周期振荡,且以8年左右的周期最为显著.5月份降水量有4年左右、8年左右、16年左右和32年左右4个时间尺度的振荡周期,以8年左右、16年左右和32年左右的周期性振荡最强.气候产量和5月份降水量在4年和8年的振荡周期上有同位相,相关性达到显著水平.宁夏南部山区小麦单产在波动中稳步增长.气候产量与5月份降水量有明显的正相关,与5月份平均气温有明显的反相关.宁夏南部山区小麦气候产量有4年左右和8年左右的周期振荡,以4年左右的周期性振荡最强.5月份降水量有4年左右、8年左右、16年左右和32年左右4个时间尺度的振荡周期,以8年左右、16年左右和32年左右的周期性振荡最强;5月份平均气温存在着8年左右和16年左右2个时间尺度的振荡周期,以16年左右的周期性振荡最强.气候产量与5月份降水量4年和8年的振荡周期上具有明显的同位相,与5月份平均气温8年的振荡周期有明显反位相.气候变化对宁夏南部山区及宁夏中部干旱带小麦产量具有明显的影响.     

宁夏近60 a寒潮变化特征及其环流异常

利用1961—2020年宁夏逐日最低气温观测资料及同期位势高度、海平面气压场和风场逐月再分析资料,分析近60 a宁夏24 h、48 h、72 h不同历时寒潮、强寒潮、超强寒潮的时空演变特征,并进一步揭示寒潮变化的大气环流异常特征。结果表明：（1）宁夏近60 a不同强度、不同历时寒潮一致表现为“东多西少、北多南少”的分布特征,这与冷空气路径及宁夏地形有关。（2）全区寒潮、强寒潮、超强寒潮频次分别占全年总寒潮频次的71.7%、22.6%和5.7%,寒潮以24 h和48 h为主,而强寒潮及超强寒潮不同历时的频次比例相当;各类寒潮存在1—4月递减、10—12月递增的逐月变化特征。（3）宁夏近60 a寒潮、强寒潮、超强寒潮分别以4.5站次·（10a）-1、2.8站次·（10a）-1及0.18站次·（10a）-1的速率减少,其中24 h及48 h短历时频次减少,但72 h长历时增多;且1960s最多,之后波动减少,1990s达到最少,2000s以来波动增多,20世纪80年代后期寒潮及强寒潮发生突变。（4）宁夏寒潮突变前后的大气环流呈现出完全相反的分布特征,之前环流形势利于极地冷空气活跃南下,之后则...     

乌鲁木齐地区近50年来平均气温及极端气温变化特征

根据分布在乌鲁木齐地区不同垂直梯度上的四个气象站1961-2009年的年平均气温、年极端最高气温和年极端最低气温,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验及小波周期分析等方法,分析了乌鲁木齐地区近50年(1960-2009年)来年平均气温、年极端最高气温和年极端最低气温的变化特征.结果表明:1)乌鲁木齐地区各地近...     

短时极端高温对亚洲玉米螟卵、初孵幼虫和成虫的影响

为探明短时极端高温对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)的影响,采用耐热能力测定方法,研究了亚洲玉米螟经6 h高温处理后的半数致死温度(LT50)、存活率以及不同高温下的半数致死时间(Lt50)。结果表明,经6 h高温处理后,亚洲玉米螟卵、初孵幼虫和成虫的LT50分别为40.24~40.44、38.59和42.84~44.54℃;当卵、初孵幼虫、1日龄和3日龄成虫分别在37、35、41和37℃时,其存活率与对照均无显著差异,而分别在39、37、43和39℃时,其存活率显著低于对照,卵、初孵幼虫、1日龄和3日龄成虫的短时高温阈值分别为37~39、35~37、41~43和37~39℃;当温度高于高温阈值时,卵、初孵幼虫和成虫的Lt50分别为0.38~6.31、0.22~8.35和3.80~24.15h,且雄成虫的Lt50小于雌成虫。研究表明,短时极端高温对亚洲玉米螟的存活率具有显著影响。     

托木尔峰南麓河流径流量变化特征及其对北极涛动(AO)事件的响应

由于冰雪融水很高的补给比重,本区河流径流量具有高度的季节集中性和多年径流变化的稳定性。温度变化的连续性和稳定性及其对冰雪消融的控制作用,使托木尔峰南麓以冰雪融水补给为主的河流径流量不如以降水补给为主的河流变化剧烈,1980年代中期以来增幅也明显小于以降水补给为主的河流。本区河流月径流量持续性很差,径流对气候变化具有较高的依赖性,并且对北极涛动(AO)事件具有较好的响应:强AO年较高的温度,促使了冰川消融加剧,以冰川融水补给为主的河流径流量明显增多;而弱AO年由于温度较低,冰川消融减少,河流径流量也明显减少。