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。     

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。     

近半个世纪河套地区极端降水事件的气候特征

采用河套地区73个国家基本气象站1951—2014年气象数据,在模糊聚类法划分子区域的基础上,利用Kendall-tau非参数检验和Sen’s斜率估计相结合的方法,分析了该地区极端降水指标的变化趋势。结果表明:(1)在河套地区的干旱半干旱子区(黄河上游),湿润半湿润子区(黄河中下游),极端降水事件的变化趋势是不同的,降水空间分布不均衡。(2)河套地区的干旱半干旱子区的极端潮湿天的降水量R99p指标显著增加,变化速率为32.01 mm·(10a)-1。其他10个指标均呈非显著增加趋势,变化速率分别为:强降水日数R10mm:0.05d·(10a)-1,非常强降水日数R20mm:0.16 d·(10a)-1,极强降水日数R25mm:0.19 d·(10a)-1,年度总降水量PRCPTOT:18.28 mm·(10a)-1,非常潮湿天的降水量R95p:30.82 mm·(10a)-1,1日最大降水量Rx1day:0.19mm·(10a)-1,5日最大降水量Rx5day:1.04 mm·(10a)-1,普通日降水强度SDII:0.26 mm·d-1·(10a)-1,说明该子区域极端降水事件发生呈上升趋势。而该区域连续无雨日数CDD和连续有雨日CWD指标都呈增加趋势,分别为0.91 d(10a)-1和0.18 d(10a)-1,也说明干旱和强降水过程都会在这个区域发生,时而无雨、时而强雨,区域降水极端化趋势明显。(3)河套地区的湿润半湿润子区域除CDD和CWD指标呈上升趋势外[CDD:2.00d·(10a)-1,CWD:0.03 d·(10a)-1],其他9个指标都呈非显著下降趋势,R10mm:-0.12 d·(10a)-1,R20mm:-0.16 d·(10a)-1,R25mm:-0.11 d·(10a)-1,PRCPTOT:-12.24 mm·(10a)-1,R95p:-8.11 mm·(10a)-1,R99p:-5.94 mm·(10a)-1,Rx1day:-0.43 mm·(10a)-1,Rx5day:-0.43 mm·(10a)-1,SDII:-0.03mm·d-1·(10a)-1,说明该子区域降水、降水强度、强降水持续日数都在减少。但在这种减少的趋势下,降水仍存在极端化趋势。     

近42a珠穆朗玛峰地区极端气温事件的时空变化

选取西藏珠穆朗玛峰(珠峰)地区5个气象站点1971—2012年逐日最高、最低气温资料,采用反距离权重插值法、线性回归和Mann-Kendall检验等方法,分析珠峰地区极端气温事件的时空变化。结果表明:近42 a西藏珠峰地区极端最高气温、最高气温的极小值、极端最低气温和最低气温的极大值都呈上升趋势,为0.30~0.64℃·(10a)~(-1),以极端最低气温升幅最大。霜冻和结冰日数分别以-4.99 d·(10a)~(-1)和~(-1).24 d·(10a)~(-1)的速度显著减少,主要表现在南坡。生长季长度呈现出明显的延长趋势,为4.81 d·(10a)~(-1)。气温日较差趋于减小,平均为0.08℃·(10a)~(-1)。冷昼(夜)日数明显减少,幅度为-6.54 d·(10a)~(-1)〔-8.87 d·(10a)~(-1)〕;暖昼(夜)日数显著增加,增幅为8.17 d·(10a)~(-1)〔12.07 d·(10a)~(-1)〕。在10 a际变化尺度上,珠峰地区极端气温暖指数呈增加趋势,而极端气温冷指数趋于下降。在时间转折上,极端最高气温、生长季长度突变点,分别发生在1980年和1984年,其他指数的突变点出现在1990年代。     

黄土高原近50年降水量时空变化特征分析

为了揭示黄土高原近年来降水量的时间变化和空间分布特征,以黄土高原区域及周边72个气象基准站1961—2012年52 a逐日降水资料为基础,通过泰森多边形法将各雨量站的降水量展布到整个区域,采用M-K趋势检验法分析年降水的年际、年内时空变化特征。结果显示:(1)黄土高原年降水量时间变化呈缓慢下降趋势,UFK曲线小于0且没有超出置信线。空间上整体呈下降趋势,出现阳泉、榆社站两个显著减少中心,β值分别为-3.3 mm·10a-1和-2.1 mm·10a-1。(2)黄土高原春季多年平均降水量整体呈不明显下降趋势,1961—1963年与1966—1987年降水量呈减少趋势,1963—1966年与1987—2012年呈增加趋势。空间上西部、北部地区大部分呈增加趋势,五台山增加幅度最大,β值为2 mm·10a-1。(3)夏季多年平均降水量呈明显下降趋势,2008年左右为突变点,2008年以后降水量下降显著。空间上整体呈下降趋势,较明显的减少中心有环县、延安、西峰镇、平凉和临汾,β值分别为-0.9、-0.9、-0.8、-0.8 mm·10a-1和-0.8 mm·10a-1。(4)秋季多年平均降水下降趋势显著,空间变化与夏季类似,减少中心依然是环县、延安、西峰镇、平凉和临汾,β值均为-0.8 mm·10a-1。(5)冬季多年平均降水量整体呈明显上升趋势,空间上降水变化呈缓慢上升趋势,最大上升中心华山,β值仅为0.95 mm·10a-1。     

近50年东北地区极端温度变化趋势

采用东北地区129个气象站1961-2009年的逐日最高、最低气温资料,对东北地区极端最高(低)气温及极端高(低)温日数的变化趋势进行分析。结果表明:东北大部分地区年极端最高气温和年极端最低气温均呈升高趋势,且后者比前者显著,气候倾向率分别为0.9℃/10a和0.1℃/10a;除中部部分地区外,东北地区年极端高温日数随时间变化呈增多趋势,平均每10a增加0.8天;年极端低温日数则主要以减少趋势为主,速率为4.7天/10a。近50年中,东北年极端最高气温和年极端高温日数均无显著突变点,年极端最低气温和年极端低温日数都在1982年发生显著突变。     

1961-2017年东帕米尔高原极端升温过程气候变化特征

利用塔什库尔干、吐尔尕特和乌恰3个气象站1961年1月1日至2017年12月31日的逐日最高气温,建立了中巴经济走廊北端东帕米尔高原单站升温过程数据库,用百分位法基于综合强度指标遴选出极端升温过程,对比分析了该区域塔什库尔干等3站的极端升温过程频数、强度气候变化特征。结果表明:(1)1961—2017年,东帕米尔高原塔什库尔干共出现489次极端升温过程,平均每年出现8.6次。塔什库尔干极端升温过程平均持续3.6 d,以持续3 d的最多,占24.7%,吐尔尕特和乌恰以持续2～3 d的极端升温过程为主。塔什库尔干的极端升温过程在7月出现最多,吐尔尕特在5月最多,乌恰在1月最多。(2)塔什库尔干综合强度最强的1次升温过程出现在2008年2月20—21日。东帕米尔高原3站的极端升温过程综合强度均在冬季最强。(3)57 a来,东帕米尔高原塔什库尔干年极端升温过程频数呈显著的线性增加趋势,增加率为0.57次·(10a)~(-1),进入21世纪以来,极端升温过程相对频发,年际间变率加剧。吐尔尕特与乌恰的线性变化趋势不显著。(4)57 a来,塔什库尔干的极端升温过程强度呈显著的线性增强趋势,且近年来年际间变化幅度加剧;乌恰的过程强度略呈下降趋势,近年来年际间变化幅度趋于平缓。总之,塔什库尔干7月的极端升温过程最多,57 a来年极端升温过程频数显著增多、强度显著增强,近年来极端升温过程频数及强度的年际间变化幅度均加剧,造成东帕米尔高原区域融冰(雪)洪水及其衍生地质灾害频发,风险加剧。     

乌鲁木齐市近40多年降水演变特征

通过分析1960-2004年乌鲁木齐市各年代际的年平均降水、各季降水、大降水(中量以上)日数以及5～9月短时强降水的演变特点和变化趋势.结果表明:乌鲁木齐市平均年降水量20世纪60年代最少,70年代开始递增,80年代以后增幅明显且呈偏多趋势,90年代平均降水量各年份差异较大,气候异常加重;冬季增减幅度最大, 80年代以后平均冬季增幅最大;近几年大雨(雪)日及暴雨日呈迅速增多趋势;各年代5～9月短时强降水变化,60年代天气最少,以后逐渐增多,80-90年代迅速增多,近几年来短时强降水呈频发趋势.揭示和认识气候变化趋势,对提高预防城市内涝、局地洪水能力和应急建设具有一定的指导意义.     

新疆气候干湿变化特征及其影响因素

基于新疆56个气象站1961—2019年逐日地面观测数据,分析了过去59 a间新疆干湿变化特征及其成因,主要结论如下：(1)新疆正经历显著的由干向湿的转变。在1961—2019年期间,区域平均干燥度指数(Aridity Index,AI)以0.01·(10a)^-1的速率上升(P<0.01),并于1987年前后发生突变。全区呈显著上升趋势的站点占比为57.1%。(2)1961—2019年间新疆年降水量以8.6 mm·(10a)^-1的速率显著增加,突变时间与AI突变时间一致。年参考作物蒸散量(reference evapotranspiration,ET₀)在1961—2019年可检测到显著的下降趋势,变化速率为-15.7 mm·(10a)^-1。但值得注意的是,年ET₀在1990年前后发生转变,1990年以前持续下降,1990年后转为波动上升。(3)ET₀的变化主要受风速与相对湿度两种气候因子的控制。在1961—2019年间,全区风速基本呈下降趋势,有接...     

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。     

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...     

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。     

新疆北部汛期降水的变化特征

基于新疆北部1961-2007年43站逐日降水资料,分析汛期降水的变化特征。结果表明：小雨、中雨和大雨的降水日数和降水强度均呈增加和增强的趋势,大雨日数和强度变化显著,尤其在2000年以后。进一步的研究发现,湿时期（1987-2007年）相对干时期（1961-1986年）,新疆北部汛期的总降水量均是增多的,北疆西北部降水量的增多主要是由于小雨和中雨的增加所致,而天山山区及其北麓,伊犁河谷地区降水量的增多是由大雨增加主导。极端干旱事件呈减少趋势,尤其在近10 a处在低发期,极端湿润事件呈增多趋势。     

近40a西北干旱区极端气候变化趋势研究

本文选取了西北干旱区21个代表站点1961-2000年逐日气温和逐日降水量资料。用百分位阈值法分析极端年最低温度、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)西北干旱区近40a年最低温度的天数有减少的趋势,而年最高温度的天数略有增加趋势。(2)西北干旱区年最低温度有增加趋势,年最高温度略有减少趋势。从分区看,北疆和南疆的年最低温度有升高趋势,年最高温度有下降趋势;河西走廊、柴达木盆地年最低温度和最高温度有升高趋势。(3)近40a西北干旱区极端降水的天数增加了2天。     

1961-2015年河西走廊强降水的时空演变及其对植被的影响

基于1961-2015年河西走廊的降水及卫星遥感资料的分析,发现河西走廊强降水出现次数增加,1991年以来强降水出现站数明显增多、最大日降水量增多较大,河西走廊强降水的变化呈现出区域集中、强度增大的变化趋势.历年连阴雨出现站数趋势平稳,在2007年以来站数和次数均出现减少趋势,最长持续时间呈缩短趋势,但连阴雨最大雨量呈增大趋势,尤其是2000年以来,区域性连阴雨出现次数增多,最大雨量增大,连阴雨事件强度增强.年降水量和连阴雨雨量与植被中覆盖度面积主要呈正相关,与低覆盖盖度多呈负相关,河西西部连阴雨有效数据较少,东部相关性可能受到灌溉率等的影响.     

气候变暖背景下青海省春季干旱时空变化

基于1961-2018年35个气象台站观测资料,分析了青海省农牧区无雨日数、干旱次数时空演变特征,结果表明:①1961-2018年青海省春季平均气温呈升高趋势、降水呈增多趋势,无雨日数空间差异明显,其中,东部农业区、牧业区无雨日数总体无明显变化趋势。②近57 a,东部农业区轻旱、中旱、特旱发生次数均无明显趋势性变化,仅重旱略有增加,进入21世纪以来,东部农业区轻旱、重旱发生次数呈增加趋势,农业区各等级干旱次数呈南多北少的空间分布。③近57 a,青海省主要牧业区出现干旱总次数及不同等级干旱次数均呈减少趋势。其中,轻旱减少最为明显,而牧业区各等级干旱次数呈北多南少的分布。④青海省春季出现灾损的旱灾次数呈减少趋势,减少率为2.4次·(10a)^-1。其中,东部农业区出现灾损的旱灾次数最多。⑤近57 a青海省牧业区干旱发生次数在1981年前后存在明显的突变现象,而东部农业区无明显的突变现象。     

泛中亚干旱区气候变化特征分析

利用Climatic Research Unit(CRU)1949—2018年最新0.5°×0.5°网格点月均数据集,主要从EOF分解、小波分析的角度,讨论了泛中亚干旱区近70 a的气候变化特征.结果表明:(1)泛中亚干旱区近70 a降水以1.393 mm·(10a)-1的速率呈增加趋势,夏季降水呈减少趋势,其余三季为...     

近50年新疆冬季热量资源时空变化

利用新疆101个气象站1961—2010年的逐日平均气温和逐年极端最低气温资料,使用线性趋势和Mann-Kendall法对最冷月1月平均气温、年极端最低气温、冬季负积温和越冬期日数等冬季热量要素变化趋势、突变特征进行分析,采用混合插值法,在ArcGIS平台上完成基于数字高程模型(DEM)数据的各热量要素多年平均值和突变前后变化量的空间分布式模拟。结果表明：(1) 新疆1月平均气温、年极端最低气温总体呈现“南疆高,北疆低;平原和盆地高,山区低”的特点,冬季负积温和越冬期日数总体呈现“南疆少,北疆多;平原和盆地少,山区多”的分布格局。(2) 在全球变暖背景下,1961—2010年新疆冬季热量资源呈明显的增多趋势,并且1月平均气温和年极端最低气温分别于19 79年和1980年发生了突变性的升高,冬季负积温和越冬期日数分别于1986年和1998年发生了突变性的减少。突变年前后,1月平均气温和年极端最低气温上升幅度的空间分布总体呈“从东南至西北递增”的格局,冬季负积温减少幅度的空间分布呈“由南向北递增”的特点,越冬期日数减少幅度的空间分布呈“南疆大,北疆小;盆地大,天山和阿勒泰山区小”的格局。     

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...     

柴达木盆地近50年气温变化时空分布特征分析

文中利用柴达木盆地8个气象站点,1961年-2011年月平均、平均最高、平均最低气温数据进行气温变化的时空分布特征分析。结果表明:50年来,柴达木盆地平均气温、平均最高、最低气温增暖趋势分别为0.54℃/10a、0.43℃/10a和0.74℃/10a,明显高于全国和全球增幅;增暖在平均最低气温上表现最为突出;四季平均气温、平均最高、最低气温均表现为明显上升趋势,其中秋、冬季增温高于春、夏季,冬季增温贡献最大;各站点气温在空间上表现为较一致的增温趋势,气温增幅从东向西逐渐增高。