气候变暖背景下合肥机场极端气温变化特征分析

[目的]探讨合肥机场极端气温变化特征.[方法]利用合肥地区1986～2013年逐日气温极值资料,采用线性回归法、M-K检验法、累积距平法及小渡变换等方法,对近28年来合肥地区极端气温的变化特征进行了分析.[结果]气候变暖背景下合肥地区年温度极值以波动变化为主,极端高温日数增加不明显,极端低温日数却有极显著的增加趋势;极端高温日数7月份出现最多,极端低温日数1月份出现最多,8月份极端高温日数及12、1月份极端低温日数均有显著的增加趋势;极端高温日数2～4、5～6年时间尺度周期震荡明显,极端低温日数3年左右周期特征显著.[结论]极端气温对飞行活动安全和效益影响较大,航空气象服务部门结合极端气温变化规律及用户需要准确、有效地提供预报、实况资料,对提高飞行质量有重要意义.     

1976—2017年青海湖东北部地区极端降水事件变化特征分析

[目的] 为进一步了解高寒牧区气候变化,[方法]依据1976—2017年青海湖东北部海晏站逐日降水资料,采用百分位法确定冬、夏半年极端降雨（雪）阈值并统计极端降水事件,运用线性趋势、R/S和小波分析法分析极端降水事件变化特征、未来演变趋势及周期。[结果]结果表明：青海湖东北部地区冬、夏半年极端降水日数和极端降水量呈不显著增加趋势;冬半年极端降水强度和日最大降水量不显著增加,而夏半年不显著减小;极端降水对年降水的贡献率均以不同的速率增加,其中夏半年的极端降水对年降水的影响较大;冬半年降水日数不显著减小,而降水量显著增加,表明冬半年发生短时强降水的几率增大,夏半年的降水日数和降水量增加不明显;未来,冬半年极端降水日数增加趋势将发生转变,极端降水量与之前的变化趋势无关将继续呈现震荡性,其他各要素将持续前期的变化趋势;冬（夏）半年极端降水日数和降水量分别存在明显的周期变化特征。[结论]高寒牧区的极端降水研究对于预防短时强降水带来的雪灾、洪涝事件的发生意义重大。     

西北地区极端降水事件及环流特征分析

选取我国西北地区99个气象站1959～2008年的逐日降水资料,定义了不同台站的极端降水阈值,据此分析了极端降雨日数时空分布特征,并分析了极端降水日数偏多年、偏少年的环流特征。结果表明,空间上,西北地区极端降水阈值、极端降水日数和极端降雨量均是自北向南逐渐增大;时间上,极端降水日数和极端降雨量除西北东南部呈减少趋势,其他地区均表现为增加趋势,且存在明显的年际变化特征;在西北地区极端降水日数偏多年和偏少年,其环流特征存在明显的差异。     

近48年沈阳最长连续降水日数的变化特征

[目的]研究近48年沈阳最长连续降水日数的变化特征。[方法]利用1961~2008年沈阳5~9月最长连续降水日数资料,采用一元线性趋势估计和小波分析法,对近48年沈阳最长连续降水日数的变化特征进行分析。[结果]近48年来,除6月最长连续降水日数呈增加趋势外,其他月份均呈下降趋势;最长连续降水日总数呈下降趋势,最大值出现在1986年,最小值出现在1997年;最长连续降水日总数存在着2~3年的周期,1980年以后还并存着5~7年的周期;从20世纪60年代初到90年代中期,最长连续降水日总数为偏多期,其后为偏少期。[结论]该研究为深入了解沈阳的气候变化特征提供了理论依据。     

山东省不同强度降水日数年际变化及趋势分布特征

采用山东省82个地面气象站1961～2005年日降水量资料,分析了降水量和不同强度降水日数的长期变化、突变特征及各地的气候趋势特征。结果表明,年降水量及中等强度以上雨日数的转折年大都出现在1976年前后,微量降水日数、0.1～4.9mm/d降水日数的转折年出现在1986年全球气候显著变暖背景下,其中暴雨、大暴雨日数在1989年也出现转折,增加趋势明显。在全球气候显著变暖背景下,中雨以上降水日数与1976～1986年相比都有不同程度的增加,强度越强的降水日数增加幅度越大,降水量的增加主要是由于强降水日数的增多引起的;年降水量、微量雨日数及小雨日数的线性负趋势区主要集中在山东高纬度地区,微量雨日数及小雨日数的负趋势区范围广,而中雨以上雨日数变化趋势大部分地区为正趋势,且趋势中心不固定。除鲁西南、鲁东南的气候变得更加湿润、暴雨洪涝灾害减少外,全省大部分地区干旱化趋势及洪涝灾害都有加重趋势。     

辽阳县极端降水与极端气温趋势变化及响应关系研究

利用1986—2017年辽阳县降水量、气温逐日资料,分析了极端降水、极端气温的变化趋势及周期规律。结果表明,年际及四季极端高温日数均呈现上升趋势,极端低温日数呈下降趋势,年极端高、低温日数分别存在23年和22年尺度的主周期。极端降水总量春夏呈增长趋势,秋冬呈减少趋势,但降水强度四季均呈增长趋势。年极端降水总量、极端降水强度、极端降水日数分别存在12、20、12年尺度主周期。从全年来看,极端降水总量主要与极端低温日数成正相关,与年平均气温成负相关;年极端降水强度主要与极端高温日数成正相关;极端降水日数主要与极端高温日数、年平均气温成负相关。从四季来看,夏、秋2季极端降水指标主要与极端低温日数有关,成负相关;冬季极端降水指标主要与极端低温日数有关,成正相关。     

1961～2008年华南地区极端温度变化趋势研究

选取华南区域110个代表站点1961～2008年气温资料,对淮河流域的极端温度变化的长期趋势进行了研究探讨。结果表明：1961～2008年,华南地区极端最高气温和高温日数均呈增加趋势,其中华南东南部沿海地区的上升趋势比较明显,尤其以珠江三角地区增加最为迅速,中西部地区上升速率较小;与全球气候变暖一致,华南地区年极端最低气温总体上呈现上升的趋势,≤0和≤5℃的低温日数总体上也呈减少趋势,尤其从20世纪80年代中期以来呈显著减少,并且在空间分布呈纬度地带性规律,华南北部比南部减少快。     

1961-2010年中国主要麦区冬春气象干旱趋势及其可能影响

【目的】近年来,连续发生的冬春连旱事件已经严重威胁到冬小麦的安全生产和粮食增产,本研究以中国主要麦区为研究对象,分析1961-2010年中国北方主要麦区冬春季降水、无降水日数和极端干旱频率的变化趋势及其对当地冬小麦生产的可能影响,揭示冬春干旱在当前气候背景下的演变趋势,为科学应对冬春干旱提供依据。【方法】采用线性倾向估计与Robust F线性显著性检验分析1961-2010年中国北方各站点冬春季降水、冬春季无降雨日数的线性倾向与显著性,揭示冬季、春季和冬春季的降水和无降雨日数的年代际变化趋势;根据气象干旱等级的国家标准GB/T 20481-2006将干旱5个等级中的重旱和特旱定义为极端干旱,基于降水距平的滑动平均,计算1961-2010年各年冬春季极端干旱频次的线性倾向,分析极端干旱发生频次的年际变化趋势和干旱风险剧增区降水的时间变化,揭示干旱时间动态趋势。【结果】(1)1961-2010年,华北为中心的冬麦区冬春气象干旱呈加剧趋势,其中心区域山西、河北和山东西北部冬春两季极端干旱的频次呈现增加趋势,陕西东部和湖北西北部春极端干旱的频次也呈增加趋势;(2)1961-2010年华北冬麦区的冬季降水呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,即冬季气象干旱呈加剧趋势,其他区域的冬季降水呈增加趋势,无降水日数呈减少趋势;(3)1961-2010年华北冬麦区、黄淮冬麦区中南部和西北春麦区南部的春季降水均呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,其他区域春季降水呈增加趋势,无降水日数呈显著减少趋势;(4)从重点区域降水的时间动态看,近20来华北地区的冬季和春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈显著增加趋势,冬春气象干旱风险呈剧增趋势;近50年来黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区的冬季降水呈增加趋势,而春季降水呈下降趋势,无降水日数呈增加趋势,长江中下游麦区20世纪70年代中期以后春季降水呈持续下降趋势。【结论】华北地区冬春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈增加趋势,华北冬小麦冬、春干旱势必由于地下水位的持续下降和抗旱成本的增加而导致干旱风险加大;黄淮冬麦区南部和长江中下游冬麦区的春季降水尽管也呈下降趋势,由于该区域春季平均降水量对小麦来说以偏多为主,降水减少还不会影响到小麦生长,该区域降水的减少可能对冬小麦生长有利;气候干旱区东北和内蒙春麦区、西北春麦区西部50年来的冬春季降水呈增加趋势,有利于春小麦生产。     

川滇农牧交错带极端降水的时空演变及突变分析

采用川滇农牧交错带内分布较均匀、无缺测站点的1971-2015年逐日降水资料,借助泰森多边形、趋势分析、 Mann-Kendall、滑动T检验、反距离权重空间插值(IDW)等方法,研究该区域极端降水的时空演变特征及突变.结果表明,川滇农牧交错带全区域强降水量(R95pTOT)、强降水日数(R95pD)、一日最大降水量(RX1day)、五日最大降水量(RX5day)均呈上升趋势,松潘高原强降水日数为各区域最高,而横断山区除强降水日数外,其他各极端降水指数均大于松潘高原和川西高原,同时,川西高原各指数年际变化比松潘高原和横断山区更剧烈. R95pTOT与R95pD上升的大值区均集中在川西高原东部和横断山区东部,下降大值区均分布在横断山区西南部;RX1day, RX5day随着持续时间的延长,极端降水量的下降区有明显的扩大,而上升区有明显的缩小.典型站点理塘站和木里站极端降水指数发生突变的时间较接近,大致在20世纪70-80年代.     

宁夏近50年极端强降水事件的时空变化分析

[目的]研究近50年宁夏极端强降水事件的时空变化特征。[方法]根据宁夏20个站点1961～2010年的逐日降水资料,采用百分位的方法定义宁夏极端降水事件的阈值,选取极端降水事件的降水量、频率、强度等多个指标,并利用线性回归和M-K非参数统计检验法分析了宁夏极端降水事件的时空分布及变化趋势特征。[结果]采用百分位法确定的宁夏近50年平均极端降水阈值大致呈现从南到北逐渐减小的分布状况,阈值较大的区域主要位于宁夏海原以南的固原地区,较小的区域位于宁夏的同心、盐池以北的大部地区,与宁夏气候平均年降水量的分布极为相似;近50年宁夏大部分地区的极端降水频率、极端降水量以减少趋势为主,而极端降水强度呈增大趋势。对麻黄山、六盘山2个典型站的极端降水事件分析发现,麻黄山极端降水频率与极端降水量呈减少趋势,极端降水强度为增大趋势,六盘山极端降水频率、极端降水量与极端降水强度均呈减少趋势;麻黄山年极端降水频率在1994年之前呈减少趋势,1994年以后呈增加趋势,突变发生在2003年;年极端降水强度1984年以来为增加趋势,突变时间为1984年,六盘山从1978年至今为减小趋势。[结论]该研究为宁夏气候突变分析提供理论依据。     

气候变暖背景下本溪地区温度降水变化特征分析气候变暖背景下本溪地区温度降水变化特征分析

[目的]研究气候变暖背景下本溪地区温度降水变化特征。[方法]利用本溪地区4个常规气象站1953～2010年的月平均温度、降水资料,采用线性倾向率、线性拟合方程、小波分析和Mann-Kendall检测等数理统计方法,对气候变暖背景下该地区温度、降水变化特征进行分析。[结果]1953～2010年本溪地区年平均气温呈升高趋势,其线性倾向率为0.28℃/10a,四季均为增温趋势,冬季增温幅度最大,夏季最小;年降水量呈减少趋势,线性倾向率为-18.16 mm/10a,除春季呈略增加趋势外,其他各季均为减少趋势。Mann-Kendall突变检测表明,近58年来本溪地区年平均气温突变年出现在1986年,除夏季无突变现象发生外,春季突变年出现在1974年,秋季1987年为突变年,冬季突变年则出现在1981年;而年、季降水均没有突变现象出现。小波分析发现,近58年来本溪地区年平均气温存在12～14、5～6和2年周期变化,年降水量存在8～12、5～6和2年周期波动。[结论]该研究为山区气候资源开发和可持续发展提供科学依据。     

黄河流域极端气候事件的时空变异特征研究

以黄河流域为例,充分考虑降水要素的空间异质性,将其划分为8个子区域;选定持续干燥指数（CDD）、持续湿润指数（CWD）、强降水日数（R10）和5 d最大降水量（RX5）4个极端降水指标,采用数理统计、一元线性回归等方法对各子区域极端降水特征进行趋势性分析;并采用基于贝叶斯理论的可逆跳跃马尔科夫蒙特卡洛算法（RJMCMC）,识别并量化了各子区域不同极端降水指标的突变位置及其变异程度。结果表明:1）黄河流域暖干化趋势明显,流域北部尤为突出。2）CDD、CWD、R10和RX5指数空间上趋势变化较大,但相邻区域之间存在相似的分布规律。3）不同子区域不同极端气候指数的突变年份不同,但多集中于90年代。研究结果可有效提高极端气候预测的准确性和可靠性。识别并量化气候时空变异特征对防洪、抗旱布控工作的顺利开展具有现实意义。     

我国森林火灾与气温、降水的关系及其时空差异研究

[目的]从区域的角度来探讨森林火灾与气温和降水的关系。[方法]首先通过耦合站点气象数据、我国森林分布数据以及我国森林火灾季节月份分布数据,获得了气温和降水在每个省森林区域火灾季节时间段内的平均值。然后,通过时间序列分析、相关性分析等方法探讨降水、气温与森林火灾面积的关系。[结果]降水和气温的变化能够较好地反映火灾面积的年际变化。降水减少的同时温度升高以及降水升高的同时温度降低与火灾面积的增、减存在的较好的同步关系,且在不同地区、不同时间这种伴随关系有差异。对不同地区森林区域平均气温、降水与火灾面积的相关性分析发现,大多数地区森林火灾面积与气温具有较好的正相关关系,例如西北地区（R=0.367,P=0.01）、西南地区（R=0.327,P=0.02）、华南地区（R=0.330,P=0.02）、华东地区（R=0.516,P〈0.01）、新疆地区（R=0.447,P=0.042）都表现出显著的正相关关系;而降水与火灾面积除了在西北地区存在正相关关系（R=0.482,P〈0.01）、在华南地区存在负相关（R=-0.323,P=0.03）之外,在其他地区不存在显著相关关系。[结论]揭示我国森林火灾与气温、降水关系对于开展森林防火以及火灾预警都具有重要意义。     

中国东南沿海大雨、暴雨时空变化特征

基于东南沿海93个气象站点1960—2014年逐日降水资料,运用Morlet小波分析、IDW(Inverse Distance Weighted)空间插值等方法,分析近55年来东南沿海地区强降水时空变化特征。研究表明:1)近55年来东南沿海年降水量整体呈缓慢增加趋势,其中夏春两季降水量最多,且大雨、暴雨为该地区主要降水类型,而年降水日数呈现明显的下降趋势。2)大雨降水量、暴雨降水量与大雨日数、暴雨日数在时间变化上具有明显的一致性,即降水量随降水日数的增多而增多。3)大雨降水量与大雨强度,暴雨降水量与暴雨强度在空间变化上都呈现出自南向北递减的变化规律。大雨降水量与大雨日数,暴雨降水量与暴雨日数在空间分布上大体一致,其中海南省、广西壮族自治区、广东省南部沿海地区大雨降水量、暴雨降水量较多,且大雨强度、暴雨强度较大。4)大雨降水量在空间变化上以正值变化为主,且以福建省与浙江省交界处自南向北递减,而暴雨强度变化率与暴雨降水量变化率在空间分布上具有明显的一致性。     

1951—1999年中国降水和气温的SEOF分析

[目的]研究1951～1999年我国降水和气温的季节变化特征。[方法]利用我国气象局提供的160个站1951年1月～1999年2月的月平均降水和气温资料,运用SEOF方法研究了48年我国降水和气温的时空变化特征。[结果]降水的SEOF分析表明,第l模态的SEOF分析表现了我国雨带从南到北的四季推进;从时间系数来看,总体上,20世纪60～70年代我国降水略有减少,70年代后降水是增多的趋势,80年代后降水又是减少的趋势。气温的SEOF分析表明,降水的第1模态和气温的第1模态在空间上配置较好,降水量少的干旱区域,温度变化比较明显,配合时间序列来看,1951～1999年我国气温是偏低;20世纪50年代为低温时期,50～60年代前期气温有所升高,60年代中、后期～70年代初期又进入低温时期,70年代中期至90年代末气温变化相对稳定增大。[结论]该研究为我国气候变化提供理论依据。     

我国森林火灾与气温·降水的关系及其时空差异研究

[目的]从区域的角度来探讨森林火灾与气温和降水的关系。[方法]首先通过耦合站点气象数据、我国森林分布数据以及我国森林火灾季节月份分布数据,获得了气温和降水在每个省森林区域火灾季节时间段内的平均值。然后,通过时间序列分析、相关性分析等方法探讨降水、气温与森林火灾面积的关系。[结果]降水和气温的变化能够较好地反映火灾面积的年际变化。降水减少的同时温度升高以及降水升高的同时温度降低与火灾面积的增、减存在的较好的同步关系,且在不同地区、不同时间这种伴随关系有差异。对不同地区森林区域平均气温、降水与火灾面积的相关性分析发现,大多数地区森林火灾面积与气温具有较好的正相关关系,例如西北地区（R=0.367,P=0.01）、西南地区（R=0.327,P=0.02）、华南地区（R=0.330,P=0.02）、华东地区（R=0.516,P〈0.01）、新疆地区（R=0.447,P=0.042）都表现出显著的正相关关系;而降水与火灾面积除了在西北地区存在正相关关系（R=0.482,P〈0.01）、在华南地区存在负相关（R=-0.323,P=0.03）之外,在其他地区不存在显著相关关系。[结论]揭示我国森林火灾与气温、降水关系对于开展森林防火以及火灾预警都具有重要意义。     

自贡市近50年来降水变化特征分析

[目的]分析自贡市近50年来降水变化特征。[方法]利用自贡市1961～2010年3个测站逐日降水资料,运用线性趋势法、累计距平法等数理统计方法,研究了近50年来自贡市年、季、月降水总量与雨日的气候变化特征。[结果]自贡市年降水量总体呈减少趋势,其变化倾向率为-28.0 mm/10a。年雨日明显减少,且雨日的减少比降水量的减少明显得多,其变化倾向率为-5.6 d/10a,雨日的减少主要表现为小雨日数的减少。夏、秋、冬季降水量均呈负趋势,且四季的雨日都呈负趋势,其中,秋季的雨量和雨日减少最明显也最多。逐月降水量呈单峰型分布,逐月降水日数呈双峰型分布。自贡各地年内出现的各级雨日数几乎一致,且不同强度雨日随量级的增加而减少。年降水量和雨日数的同步减少是自贡市近50年来降水变化的一个明显特征。[结论]总的来说,自贡市自然降水资源正趋于减少,秋干明显。     

安徽省夏季降水变化及其对旱涝的影响研究

[目的]探讨安徽省夏季降水变化对旱涝灾害的影响。[方法]通过对降水时间序列线性趋势分析、距平计算和小波变换来研究降水变化规律;采用旱涝Z指数计算气候旱涝指数。[结果]结果表明:夏季降水强度增强趋势明显,极端降水事件增多,以淮北显著;夏季淮北准2年和准8年周期振荡较明显,沿江江南准16年周期较明显;全省平均入梅日期6月16日,出梅为7月10日,梅雨量年际变幅大。[结论]安徽省极端降水事件有增加的趋势,气候旱涝灾害频繁现象从20世纪90年代起越来越明显。     

近60年西南地区降水异常的气候特征分析

[目的]分析1951～2010年西南地区降水气候异常的时空分布特征。[方法]利用1951～2010年西南地区44个站点和全国160个站点月降水资料,采用EOF分析、小波分析、合成分析等方法,对西南地区降水在月、季时间尺度的变化规律进行详尽的分析,且研究了旱、涝年对应的降水时空分布特征,全面揭示近60年西南地区降水气候异常的时空分布特征。[结果]西南地区降水的季节分配不均匀,为典型的单峰型,降水集中期为5～9月,峰值出现在7月;近年来秋季降水有明显变少的趋势,其他季节变化趋势不明显;该地区夏季降水的主要显著周期为14年,还存在6年以及3～4年周期振荡;涝年降水与华南地区呈同位相,与西部青、甘、新、藏交界处呈反位相,旱年与西北东部和华北地区降水呈同位相。[结论]该研究为该地区降水的预测预警提供参考依据。     

1956～2007年河北地区气候变化时空特征研究

[目的]研究1956～2007年河北地区气候变化时空特征。[方法]选取河北地区(包括京津)均匀分布的23个气象站点1956～2007年数据,采用统计分析方法,对该地区气温、降水等主要气象要素的时空变化特征进行分析,探讨该地区52年来的气候变化事实和演变规律。[结果]1956～2007年河北地区年和四季气温均表现为波动上升趋势,冬季增温幅度最大,对该地区年气温的上升贡献率最大;全区气温均为升高趋势,其变化差异具有规律性。年和四季降水量的波动幅度均较大,且呈现不同的线性变化趋势,年降水量总体呈波动减少的趋势;降水量变化的空间差异性较显著,全区降水量均呈减少趋势,且其减少幅度由东北到西南基本呈现低—高—低的形态。全区潜在蒸发量20世纪60年代达到最大,之后其并没有随着升温而继续增大,相反的是呈明显下降趋势;各季节潜在蒸发量也呈下降趋势;全区除丰宁、蔚县等个别站蒸发量呈微弱上升趋势外,其余站均为下降趋势。相对湿度的变化趋势总体为缓慢减小;全区相对湿度仅有承德、秦皇岛、南宫等站呈上升趋势,其他站均呈减少趋势。日照时数具有明显的下降趋势。[结论]该研究为实现区域的可持续发展、改善生态环境和提高人民生活质量提供科学依据。