西北地区气候异常与前期环流场异常的关系

利用奇异值分解法(SVD)分析了西北地区季节(春、夏、秋)降水、冬季气温异常与前期高空环流异常的关系,结果表明:前期的高空环流异常对西北地区季节降水、冬季气温异常有重要影响,且与各季节降水和冬季气温异常相对应的前期高空环流异常在前期不同阶段各有其特点.前期的高空环流异常对季节降水和冬季气温异常有一定的预测意义.     

中国西北地区夏季降水的气候特征

利用西北地区119个气象站1961-2000年夏季降水资料,分析其空间分布特征和时间变化规律.选择典型多雨与少雨年,对美国NCEP/NCAR高空流、地气系统射出的长波辐射(OLR)场、赤道北太平洋海温(SST)与西北夏季降水的关系进行对比分析.结果表明:西北地区夏季降水具有明显的空间差异,最少的是新疆的吐鲁番气象站,为6.7 mm,最多的是陕西的佛坪气象站,为446.9 mm.多雨年北半球500 hPa极涡明显浅,西太平洋副热带高压强,700 hPa矢量风距平场中国西北地区为辐合区,700 hPa比湿距平中心位于中国西北地区,OLR主要负距平中心在西北地区,SST负距平主要在赤道太平洋东部.少雨年500 hPa极涡深,西太平洋副热带高压很弱,700 hPa矢量风距平场中国西北地区为辐散区,700 hPa比湿距正中心位于孟加拉湾西部,OLR主要正距平中心在西北地区;SST正距平主要在赤道太平洋东部.     

西北地区多尺度气象干旱对环流因子的响应研究

基于西北地区118个气象站1980-2015年的逐月气象数据计算气象干旱指数SPEI,结合70项逐月环流指数资料,采用REOF、EEMD、随机森林等方法分析西北地区近36年各分区干旱年际、年代际特征及对不同环流指数的时空响应。结果表明:(1)依据干旱特征的变化,西北地区可划分为北疆区、南疆区、中部区、高原区、东部北端区和东部南端区六个区;(2)北疆和东部南端区由干旱转向湿润,中部区和南疆干旱情况明显加剧,高原区和东部北端干旱变化幅度较低。西北地区整体干旱周期以年际为主,北疆和高原区表现出明显的年代际周期特征,趋势贡献较高的为东部南端和南疆,中部和东部北端干旱的年代际和趋势的贡献相对平衡,区别为前者均较高,后者均较低。(3)在月、年际和年代际尺度上中部区与PDO关系最强,南疆区干旱与太阳黑子活动关系最大。月尺度干旱上,北极涛动AO的影响覆盖大部分西北地区,年际和年代际尺度上,对西北的主要影响因子分别为ENSO和太阳黑子。结果可为西北地区气象干旱的预报提供依据。     

从气候标准的改变分析西北地区的气候变化

利用中国西北地区122个气象站旬降水量和平均气温资料,比较了1960-1990年与1970-2000年气候标准的差异,并由此分析了西北地区气候变化的地域特征。说明西北地区在气温显著升高的同时,西部降水增加,由暖干向暖湿转型的事实,但是西北地区东部干旱的形势比前期更加严峻。西北地区30a气候标准的差异,主要是由于20世纪60年代与90年代气候状态的显著差异造成的。新气候标准的应用对于气候统计分析、评价和预报产生重要影响。     

中国西北地区气温异常的特征分析

根据1960-1999年中国西北地区114个观测站的季、年平均气温资料,分析了气温的空间分布特征.使用EOF,REOF分析方法和小波分析方法,讨论了西北地区年平均气温异常的空间分布特征,并分析了不同区域年平均气温变化、冬半年(1月)和夏半年(7月)极端气温变化及周期变化的特点.结果表明:西北地区年平均气温异常的一致性是主要特点,也存在南北差异和高大地形与沙漠盆地、河流、草原的差异;除陕西外西北其他地区年平均气温普遍呈上升趋势;冬季极端最低气温有明显上升趋势,冬半年极端最低气温在整个气温上升趋势中起主要作用;西北地区不同区域的年平均气温变化有各自不同的周期性.     

中国西北地区与东部季风区秋季气温对比

选取1962-2006年中国西北地区139个气象站、东部季风区378个气象站的秋季平均气温资料,采用相关分析、周期分析、线性趋势分析,分别对西北干旱区、东部季风区秋季平均气温时空分布特征作了初步对比,分析了西北干旱区与东部同纬度季风区气温变化特征的异同。结果表明:西北干旱区和东部季风区秋季气温主要受大尺度天气系统影响,其历年变化趋势基本一致;在全球变暖的背景下,西北干旱区和东部季风区气温逐步升高的趋势是一致的,并且气温升高有进一步加剧的趋势。西北干旱区增温幅度0.36℃/10 a,东部季风区增温幅度0.31℃/10 a,西北干旱区升温的幅度明显高于东部季风区,是气候变化的敏感区和脆弱区。     

气候变化背景下甘肃省主要气象灾害综合损失特征

甘肃省气候类型复杂,气象灾害种类繁多,随着以变暖为主的气候变化的背景下,气象灾害造成的损失越来越大,灾害风险特征的认识及其对气候变化的响应亟待解决。鉴于此,本研究基于甘肃省1961以来主要气象站灾情实况资料,构建灾害风险指数-综合损失率,系统分析了甘肃省干旱、暴雨洪涝、风雹和低温灾害的时空变化特征,并就气候变化对其的影响做了探讨。结果表明:1961年以来,各种灾害风险发展具有面积增大和危害程度加剧的趋势。干旱是风险最大和最严重的灾害类型,其次是风雹和暴雨洪涝,低温冷害风险相对最小,其中干旱受灾、成灾和绝收率(25.2%、14.1%和2.2%)均明显高于全国平均水平(15.0%、8.1%和1.7%),增加速率(0.16%/10a、0.15%/10a和0.05%/10a)也均高于全国平均水平。风雹、暴雨洪涝灾害和低温冷害增加速率分别为0.29%/10a、0.45%/10和0.72%/10a。各年代际灾害风险变化特征具有明显的差异性。气候变化后,甘肃主要气象灾害风险均增加。     

近54 a中国西北地区气温和降水的时空变化特征

利用中国西北地区1961—2014年191个台站的逐月气温和降水资料,通过线性倾向估计、滑动平均、累积距平、IDW（反距离空间插值）等方法,研究了西北地区气温和降水的时空变化特征。结果表明：近54 a西北地区平均气温呈波动上升趋势,其中冬季的增温速率最大,极端最高、最低气温均呈上升趋势。降水量也呈上升趋势,尤其是近几年上升速度较快。降水主要集中在夏季,进入21世纪后冬季降水增加。多年平均气温较高区域集中在南疆地区、祁连山东南部,其中升温较明显区域集中在准噶尔盆地和天山地区西南部分地区。降水量表现出东多西少的特征,降水量较多区域集中在祁连山东南部,降水量较少区域集中在南疆地区,其中降水增加较明显区域集中在北疆地区、塔里木盆地的西部地区。从西北地区近54 a气温和降水的时空变化可以看出,西北地区有向暖湿转变的趋势。     

鲁西北地区气象灾害特征分析与防御研究

选取山东省德州市11县（市）1971—2010年近40年气象资料,分析6类气象灾害的时空分布特征,并用皮尔逊Ш型概率分布模型计算6类气象灾害设防指标,分析特定要素的重现期兼具强度和频率的指示意义,根据各灾害气候特征和设防指标来探讨气象灾害防御对策。     

中国西北地区近43年气候变化及其对农业生产的影响

选取西北地区171个地面测站1961～2003年历年月平均气温、最高气温、最低气温、降水量,≥0℃、≥10℃积温和<0℃负积温等指标,分析近43年气候变化特征.月平均气温、最高气温、最低气温、≥0℃、≥10℃积温,1987～2003年比1961～1986年的平均值明显增高(多),尤以最低气温增幅最大,冬季升温幅度大于夏季,西北地区气候变暖主要来自于最低气温的贡献;<0℃负积温明显减少;降水量西部增多、东部减少,分界线与黄河走向基本一致.西北地区西部呈暖湿变化趋势,东部呈暖干变化趋势,喜温作物面积扩大,越冬作物种植区北界向北扩展.     

1957—2015年叶尔羌河流域气候变化特征及其径流响应

根据流域内气象、水文站点的长期观测数据,利用线性趋势、相关系数、累积距平、Mann-kendall(M-K)突变检验等方法分析不同区域的干、湿季气候变化特征,并假定不同的气候情景组合,分析径流对气候变化的响应程度。结果表明:(1)1957-2015年4个单元气温和降水量呈增加趋势;除上游外,相对湿度、平均风速和大风日数呈减小趋势,流域径流量呈增加趋势。(2)气温在1996年发生突变;降水量未出现明显突变点;相对湿度在2005年左右发生突变;除下游外,平均风速在1983年发生突变;径流量于1993年发生突变,突变后径流量增加了9.08×10^8m^3。(3)相关性分析显示,流域径流量与湿季平均气温、平均最低(最高)气温呈极显著正相关,与湿季平均风速、大风日数和相对湿度呈负相关,除上游径流与干季降水量呈正相关外,其他区域与降水量呈负相关。(4)敏感性分析表明,当降水量不变,气温升高1℃,径流量增加9.06%;当气温不变,降水量增加10%,径流量减小1.67%,这主要与径流组成有关。流域77.4%的径流量来自雪冰融水补给,当降水量增加时,气温降低,减少了冰川积雪的融化,因而流域径流与气温呈正相关,与降水量呈负相关,且对气温变化更敏感。     

2003—2010年中亚地表土壤水对气候变化的响应

综合利用3组AMSR-E地表土壤水数据产品,运用集合分析的方法,生成中亚2003—2010年4—10月月均地表含水量数据,而后结合Climatic Research Unit(CRU)数据,分析了中亚8 a来地表土壤水变化特征及其对降水、气温等气候变化的响应。研究结果表明:1中亚地区地表土壤水含量从西南向东、向北逐渐降低。2中亚地区植物生长季及春、夏季地表土壤水均以变干为主,而秋季则以变湿为主。3集合分析数据时空分布与降水类似,与气温相反。在时间变化趋势上,中亚大部分地区降水减少、气温升高。夏季降水急剧减少而气温显著上升对中亚地区植物的生长是很不利的。4相关性分析结果表明,降水减少、气温升高是导致中亚植物生长季土壤干化的主导因素之一。     

近50a西北干旱区气候变化趋势及对荒漠化的影响

西北干旱区干旱少雨,生态环境脆弱,土地荒漠化严重。本文根据近1951-2000年的逐月平均气温和月降水量资料研究了我国西北干旱区气候变化趋势,并结合近年来西北干旱区地表径流量变化,分析其对准噶尔盆地、塔里木盆地、河西走廊和柴达木盆地土地荒漠化影响。研究结果表明:(1)近50a西北干旱区气温都升高,变暖最显著的是北疆和柴达木盆地。降水量有增加趋势,其中南疆降水量增加趋势最大。北疆蒸发量有减少趋势外,其他区蒸发量都在增加,尤其南疆蒸发量增加趋势最大。(2)近50a来由于气候变暖,使蒸发量增大,塔克拉马干沙漠、河西走廊沙漠区和柴达木沙漠区的干旱危害加剧,这必然导致沙漠化的易发和其进程的加速。北疆气温升高,降水量增加,而蒸发量减少,有利于古尔班通古特沙漠区沙漠化进程的减缓。(3)气候变化和地表径流量变化有利于准噶尔盆地和塔里木盆地的土地荒漠化逆转,而使河西走廊和柴达木盆地的土地荒漠化发展迅速。     

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。     

1965-2012年新疆北部地区气候变化及其对北极涛动的响应

近年来,增温增湿趋势影响着新疆北部(以下称北疆)的生态系统与农牧业发展,有必要对北疆气候变化及其归因进行深入剖析.根据北疆地区23个台站月平均气温、降水资料和北极涛动指数(AOI)标准化序列资料,采用线性倾向估计、累积距平、滑动t检验、相关分析、小波变换等统计方法,分析了1965-2012年北疆地区气温与降水的变化特征及其对北极涛动(AO)的响应.结果表明:①北疆年平均气温与年降水量变化呈上升趋势,线性倾向率分别为0.41 ℃·(10a)-1及11.26 mm·(10a)-1;二者发生突变时间分别在1988年和1986年前后;突变后,北疆春、秋、冬季增温显著,夏季气温增幅不明显;北疆降水量各季都有所增加,且以冬季增幅最大.②北疆气温、降水与AOI的变化周期具有一定程度的相似性:冬、夏季气温及降水与AOI在准3 a尺度周期上有很好的频域对应关系.③北疆冬季气温序列与AOI相关性较高;北疆冬季气温、降水与AO变化在多个周期尺度上呈显著相关且滞后0.5 ～1 a,说明AO变化对北疆气温和降水具有实际预报价值.     

1971-2010年东北三省平均地面风速变化

利用1971-2010年逐月观测资料,分析东北三省年、季节和月平均地面风速变化的时空特征。结果表明：① 东北三省年平均地面风速变化呈显著递减趋势,变化速率为-0.23 m·s^-1·(10 a）^-1,1971-2000年（前30 a）、1981-2010年（近30 a）和1991-2010年（近20 a）平均地面风速变化均呈显著递减趋势,线性变化速率分别达-0.25 m·s^-1·（10 a）^-1、-0.20 m·s^-1_·（10 a）^-1和-0.17 m·s^-1_`（10 a）^-1,均通过了0.001显著性检验;② 近40 a东北三省各季和逐月平均地面风速变化趋势呈显著递减趋势,均通过了0.001显著性检验;春季递减速率最大,冬、秋季次之,夏季最小;③ 近40 a东北三省地面年平均风速的趋势变化除个别站点外,其他均呈现出比较一致的显著递减趋势,但最近20 a呈显著递减趋势的站点数在减少,递增趋势的站点数增多。     

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。