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.     

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。     

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。     

1961-2009年陕西省极端强降水事件的时空演变

利用陕西省1961-2009年78个气象观测站的逐日降水资料,分析该地区极端强降水事件的时空演变特征.结果表明:陕西省极端强降水阈值在18.7～39.5 mm/d,由南向北呈阶梯状递减.极端强降水事件出现在5～9月,7～9月最集中.陕西省极端强降水事件以持续1 d为主.持续2 d的极端降水主要分布在陕南中南部,3 d及...     

新疆极端降水事件的时空变化及趋势预测

基于新疆1960—2011年的日降水量,选取符合条件的50个气象站点数据,采用世界气象组织(WMO)气候委员会(CCI)推荐使用的"气候变化检测和指标"体系,从中选取了8个极端降水指数,运用线性趋势法、反距离加权插值法(IDW)、Morlet小波分析法和季节性叠加趋势模型,研究各极端降水指数在时空上的变化特征以及周期和未来变化趋势。结果表明:受气候增暖的影响,新疆降水量增加,极端降水量也呈增加趋势,持续干燥指数下降。因新疆特殊的"三山夹两盆"的地形结构,小区域气候变化显著,极端降水量在不同区域分布呈明显差异,总体上除持续干燥指数外,其余指数在北疆大部分站点的变化率较南疆大,天山山区因受海拔高度的影响,降水量大,变差系数也较大。各指数的主周期都集中在22~29 a,可见,极端降水事件的变化周期长。各指数未来26 a的变化趋势与原趋势一致,新疆发生极端降水事件的可能性仍在增加,应加强对极端事件的预防能力,以减少极端气候变化带来的危害。     

近51年河西走廊西部极端强降水事件变化研究

利用河西走廊西部8个气象站1960～2010年的逐日有效降水(日降水量≥0.1mm)资料,研究了河西走廊西部近51a极端降水事件变化的时空分布特征及变化趋势。结果表明:在河西走廊西部只要出现中～大雨或以上降水就算极端强降水;在空间分布上,河西走廊西部极端强降水阈值自西南向东北逐渐减小,极端降水总量分布与该区域年降水量的空间分布相似,极端降水指数倾向率空间分布很不均匀;在时间分布上近51年来河西走廊西部年极端降水总量和年极端降水强度均呈显著增加的趋势,极端降水频数增加趋势不明显,极端降水指数在3～5a和10～13a周期上反映明显,在60年代极端降水指数均发生了突变。     

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...     

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。     

近40 a西藏怒江流域极端降水事件的时空变化

利用西藏怒江流域1971-2010年9个台站逐日降水量资料,采用第99个百分位值确定了不同台站的极端降水阈值,对流域极端降水事件的时空特征进行分析。结果表明：西藏怒江流域极端降水阈值为20.6～33.8 mm,分布与年降水量的走向基本一致。近30 a那曲地区大部、八宿和察隅最大日降水量为增加趋势,尤其是察隅,增加了5.2 mm•(10a)^-1;极端降水频数丁青、八宿和察隅趋于增多,其他各站倾向于减少(-0.06～-0.41 d•(10a)^-1;年极端降水量察隅以29.4 mm•(10a)^-1的速度明显增加,左贡变化不大,其他站点呈减少趋势,为-1.0～-27.2 mm•(10a)^-1;年极端降水强度那曲、索县、左贡和察隅为增强趋势,为0.6～6.2 mm•d^-1•(10a)^-1,比如、洛隆和八宿无变化,安多和丁青呈减小趋势。极端降水频数、极端降水量、日最大降水量、极端降水强度在20世纪90年代前均存在4～5 a的显著周期,在2000年以后均存在2～4 a的显著周期。     

甘肃河东旱作区不同强度日降水特征

利用1971~2007年甘肃河东旱作区分布较为均匀的13个气象站(兼有农业气象试验观测)共37年的逐日降水量资料,按照Bonsal边缘分布函数方法将日降水量划分为弱、较弱、中等、较强和强5个不同强度等级,从而分析了各强度等级的降水量和降水日数在旱作区的时空分布特征及变化趋势。结果表明:旱作区平均降水日数与降水量的分布不一致,平均年降水日数最多(少)的地方并不对应年降水量最大(小)的地方。各站不同强度等级的降水日数均表现为弱降水日数最多,强降水日数最少。弱降水日数的分布决定了平均总的降水日数的分布;而强降水日数的变化,对降水量的变化起到了决定性的作用。降水量的变化趋势较之降水日数的变化趋势要复杂得多,旱作区中各站降水日数变化趋势的一致性强,而降水量变化的区域性特征却比较明显。较之其它等级的降水,旱作区强降水的年际变化剧烈,各年强降水的日数和降水量都有很大的不确定性变化。     

中国气象干旱的空间格局特征(1951-2011)

中国是一个农业大国,也是一个旱灾频繁的国家,研究气象干旱可为防范农业旱灾风险提供科学依据。利用1951-2011年中国585个气象站点的日降水数据,计算了不同季度的降水距平百分率,并确定气象干旱等级,编绘了各季节的中旱、重旱、特旱发生频率的空间分布图。结果表明:(1)我国各季气象干旱发生频率空间分布,总体呈现北多南少、西多东少的格局;春季和冬季发生频率较高、夏季发生频率最低,其中春季中旱和特旱的高频区面积占全国比例分别达到了46%和34.2%,冬季尤其是特旱高频区面积占全国比例甚至超过了70%,而夏季仅有中旱存在高频区,且面积较小;(2)华北地区的春季中旱,东部地区(四川除外)的秋季中旱,西南(云南)、华南(广东)、长江中游地区的冬季中旱,需重点防范。     

基于CI指数的陕西干旱时空变化特征分析

利用1961-2010年陕西省72个气象站逐日气温和降水资料,采用综合气象干旱指数法,统计分析了近50年陕西省气象干旱发生的时空分布特征。结果表明：陕西省年及四季干旱发生频次和干旱日数总体上呈北高（多）南低（少）分布特征。四季中夏旱频率最高,强度最强,春季其次。各等级干旱日数中轻旱日数最多,中、重和特旱日数依次减少。陕北北部长城沿线及关中中东部既是干旱高发区,也是干旱重发区;近50年陕西区域干旱强度和干旱日数均存在较明显的增加趋势,主要表现为春秋两个季节的变化,而夏季和冬季的变化趋势不明显;近50年陕西共发生32起持续性干旱事件,以春夏连旱为主;20世纪90年代中后期至2002年持续性干旱事件发生的频率高,强度强,反映出陕西区域极端干旱事件对全球气候变化有明显的响应。     

阿勒泰地区冬季极端降雪事件变化特征分析

利用阿勒泰地区7个测站1961-2011年冬季(11月到翌年3月)日降水资料,采用百分位定义法给出各站发生冬季极端降雪事件的阈值。采用气候趋势系数和气候倾向率,Gumbe分布函数及R/S分析等多种统计方法,分析阿勒泰地区冬季极端降雪事件的气候特征。结果表明:各站冬季极端降雪事件发生频次和强度的倾向率和趋势系数均呈正趋势,大部分站通过了显著性检验。冬季极端降雪事件强度与季极端降雪事件发生频次的中心不重合。根据拟合的Gumbel分布推求阿勒泰地区各站30a一遇冬季极端降水极值,为11~24mm,阿勒泰市、富蕴、青河站为大值区,福海站为小值区。根据R/S分析,阿勒泰地区冬季极端降雪事件频次与强度呈反持续性,即表明阿勒泰地区各站未来冬季极端降雪事件频次会减少,强度会减弱。     

基于SPEI和时空立方体的中国近40年干旱时空模式挖掘

利用1980—2019年中国612个气象站点逐月降水量和温度数据计算多尺度标准化降水蒸散指数(SPEI),根据中国气温条件划分7大地理分区并结合时空立方体、时空热点分析、时空聚类和时空异常值来探究中国近40年多尺度标准化降水蒸散指数SPEI的时空分布特征.结果表明:(1)通过干旱频率的计算,发现轻度干旱和极端干旱最为严...     

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)。     

甘肃省陇东地区夏季极端降水及典型年环流特征分析

本文采用陇东地区13个气象站的逐日降水和同期NCEP/NCAR再分析资料,基于5个极端降水指数,应用经验正交函数(EOF)、合成分析等方法,研究该地区1967—2015年夏季极端降水的时空特征及极端降水典型年的环流特征.结果表明:(1)夏季极端降水指数在陇东地区西北部较低,南部和东北部较高,整体呈上升趋势.(2)EOF...     

近60a来汉江上游极端降水变化研究——以安康地区为例

基于安康地区近60 a的逐日降水和历年最大洪峰流量资料,采用Mann-Kendall检验、百分位阈值、滑动平均、相关性分析以及趋势分析方法,并结合世界气象组织(WMO)提供的降水指数,对安康地区1953—2011年极端降水的时序特征、突变特点以及降水与洪涝灾害的相关性进行了分析。结果表明:近60 a来,安康地区年最大日降水量、极端降水日数、极端降水量以及极端降水强度都呈波动上升趋势。其中,年最大日降水量在1974年发生了增多突变,1983年达到显著增多水平;极端降水日数在2002年发生了增多突变,2011年达到显著增多水平;极端降水量和极端降水强度在1997年之后一直呈上升趋势,但没有发生突变现象。1997年后,尤其是进入21世纪以来,安康地区极端降水日数、极端降水量、极端降水强度明显上升,在总降水量减少的情况下,降水时间分布更加不均匀,降水集中度增加,极端降水事件增多。因此,必需高度重视汉江上游安康地区潜在的洪涝灾害,增强应对和抵御灾害的能力,确保人民生命财产安全和南水北调工程的顺利实施。     

近50a西北干旱区气候变化对农业的影响

本文选取了西北干旱区21个代表站点1951-2000年逐日气温和逐日降水量资料。用趋势法和百分位阈值法分析年平均气温、年降水量、极端年最低温度、年最高温度和极端降水量变化特征及其各分区极端气候变化趋势。研究结果表明:(1)近50a西北干旱区气温呈上升趋势(0.22℃/10a),1986年后气温明显升高,柴达木盆地和北疆升温较大。近50a西北干旱区年降水量变化和趋势分布,降水变化有增加的趋势(3.2mm/10a),其中北疆降水增加最多。(2)西北干旱区近40a年极端最低温度的天数有减少趋势,平均最低温度天数的减少率为7-8天/40a。而极端年最高温度的天数略有增加趋势,平均增加率为0.5天/40a左右。年最高温度略有减少趋势,平均变率为-0.5℃/40a,年最低温度也有增加趋势,平均变率为1.0℃/40a。西北干旱区近40a极端降水的天数增加了2天/40a。(3)气候变暖对西北干旱区农业既有有利影响,又有不利影响,降水量增加,极端气候事件减少对农业有有利影响。     

陕西省气温与降水变化时空分布研究

根据1981年-2010年陕西及周边的42个气象站点的气温和降水数据,采用经验正交函数分解法(empirical orthogonal function,EOF),结合GIS空间分析方法,计算和分析了陕西省29年气温和降水的时空分布特征以及年内、年际的时间变化特征。结果表明:1)陕西省年气温大致存在三种主要的类型:南北差异型、地形影响型、正负相间型。南北差异型为最主要的空间分布型,表现为温度受纬度变化的影响南部气温较高北部气温较低。2)陕西省年降水大致存在四种主要类型:南北递减型、延河南北反向型、东南-西北分布型、相间分布型。南北差异型为最主要的空间分布型,表现为陕西北部降水较少,南部降水较多。3)陕西省气温空间场对应的时间序列具有明显的年内变化和年际变化;降水空间场对应的时间序列具有较明显的年际变化,而年内的波动性较强。     

1901-2013年塔吉克斯坦极端降水事件时空变化特征

根据Climate Research Unite(CRU) 1901-2013年最新0.5.×0.5.网格点的逐月潜在蒸散量和降水数据,.运用趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和小波分析法,探究了塔吉克斯坦过去113 a极端降水事件的特征及其区域差异.结果表明:①过去113 a,塔吉克斯坦年、春季、秋季和冬季的极端降水事件都呈增加趋势,其增势分别为:0.33次·(10a)-1、0.15次·(10a)-1、0.07次·(10a)-1和0.20次·(10a)-1,而夏季呈轻微的减少趋势;年和四季都发生了明显突变,且存在变化周期.②东部的戈尔诺-巴达赫尚自治州年、春季、秋季和冬季的极端降水事件发生频次相对较高,哈特隆州西南部和索格特州西北地区极端降水事件发生频次相对较低;而夏季极端降水事件在戈尔诺-巴达赫尚自治州西部、索格特州的北部地区和哈特隆州的东部发生频次较高,在塔吉克斯坦最西部和东部则发生频次较低.在塔吉克斯坦的哈特隆州和中央直属区的东部,以及戈尔诺-巴达赫尚自治州的极端降水事件增势最为明显.