吉林省气候变化与厄尔尼诺的关系

对1909－1997年期间出现的厄尔尼诺年与长春气象资料进行对比分析，指出1949－1980年期间的厄尔尼诺与吉林省低温冷害有密切相关，1981－1997年期间的厄尔诺则与高温有密切相关。由此可见，厄尔尼诺会引起吉林省气候异常，应根据实际情况采取适宜对策。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对青海湖周边地区气候的影响

根据1961年来青海湖周边地区的气温和降水量资料,结合小波分析和ENSO事件的发生与变化,研究了1961年来青海湖周边气温与降水的变化趋势,以及厄尔尼诺/拉尼娜事件对该区气温、降水量以及旱涝灾害的影响.结果表明,1961年来青海湖周边地区的年降水量呈波动上升趋势,西部最显著,年降水量以8.73 mm/10 a的速率增加.该地区的年平均气温呈波动上升趋势,平均气温增温率接近或明显高于全国平均水平.1988-2010年多年平均气温比1961-1987年增加更显著.小波分析显示,青海湖周边地区降水变化周期约为3,7和17a,气温变化的周期约为3,7和29 a.不同研究区域的降水量和气温变化与ENSO事件相关性不同.研究数据表明,青海湖周边地区厄尔尼诺年发生涝灾多于旱灾,而拉尼娜年多发生旱灾.1961-2009年青海湖水位总体趋势在下降,2005年后出现回升,流域降水量对湖水位的年变化有显著影响.     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对长江流域气候的影响研究

通过对长江流域近60 a来气象资料和自然灾害资料的搜集和整理,从金沙江/雅砻江水系、岷沱江水系、上游干流区间、嘉陵江水系、乌江水系、汉江水系、洞庭湖水系、鄱阳湖水系和中下游干流区间等9个不同的区域研究了厄尔尼诺/拉尼娜（ElNio—Southern Oscillation,ENSO）事件对长江流域气候的影响。通过对降水量、气温、自然灾害事件等气候因子与ENSO事件的特征进行对比统计分析得出,ENSO事件对长江流域降水量和气温的影响十分显著。厄尔尼诺事件年大多表现为温度升高和降水减少,且发生干旱灾害的概率升高。拉尼娜事件年一般表现为降水增多,洪涝灾害发生率相对增加。建国60 a来长江两次全流域性特大洪涝灾害都发生在厄尔尼诺事件向强拉尼娜事件转换年。厄尔尼诺事件对长江流域气候的影响要强于拉尼娜事件。2009—2010年的ENSO事件气象条件与1998年发生大洪水时的气象条件状况极其相似,2010—2011年和以后强ENSO冷暖事件转换年长江发生全流域性大洪水的可能性大,一定要做好气象监测和气象灾害防治。     

山东省干旱时空分布特征及其与ENSO的相关性

基于山东省15个气象台站1964—2010年的逐月降水和平均气温资料,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)定量分析了山东省不同时间尺度干旱发生频率,利用Mann-Kendall非参数检验法和Arcgis软件,对近50年山东省干旱的时空变化趋势进行分析。为了研究厄尔尼诺/南方涛动(ENSO)对山东省干旱的影响,运用连续小波(CWT)、交叉小波变换(XWT)和小波相干谱(WTC)分析SPEI与ENSO指数(多变量ENSO指数,MEI)的相关关系和周期特征。结果表明:多时间尺度的SPEI值可以较好地反映山东省的干旱情况;不同时间尺度的SPEI值随时间变化的敏感性存在明显差异,时间尺度越小,变化幅度越大。近50年山东地区呈现明显的增暖趋势,其中东部增温最为显著,降水减少和温度升高使山东气候趋于"暖干化",加剧山东省干旱程度。空间变化趋势上,山东省年SPEI和山东省年降水的空间分布具有一致性,总体有西部变湿润、东部变干的趋势。在干旱发生时间尺度上,月尺度干旱发生频率高于年尺度干旱发生频率,四季中春、秋季干旱最为严重。春旱和秋旱以鲁西和鲁西北平原发生频率最高,各地区之间差异明显。ENSO暖事件时,山东易旱;ENSO冷事件时,干旱减少。SPEI存在1~2.5 a尺度的年际振荡周期特征,呈现了与MEI指数相似的变化特征。高能量区,SPEI和MEI存在5~6 a的共振周期,SPEI较MEI提前1~2个月;低能量区,SPEI与MEI存在3~3.8 a呈负相位的共振周期。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对山西省南部地区气候的影响

根据1961年以来的气温和降水资料,结合小波分析和发生的厄尔尼诺/拉尼娜事件,分析了1961年以来山西省南部地区气温和降水的变化趋势、周期以及厄尔尼诺/拉尼娜(El Nino/Southern Oscillation,ENSO)事件对山西省南部地区气温、降水量以及旱涝灾害的影响。研究结果表明,1961年以来山西省南部年平均气温总体呈波动式上升,上升速率为0.34℃/10a,而年平均降水量总体呈下降趋势,下降速率为23.4mm/10a。小波周期分析显示,山西省南部气温变化的周期约为3,8,20和25a,降水量变化的周期约为3和7a。厄尔尼诺年山西省南部年平均气温升高,降水量显著减少,而拉尼娜年气温下降,降水量略有增加。该区在厄尔尼诺年易发生旱灾,而拉尼娜年易发生涝灾,且旱涝灾害多分别发生在连续性的厄尔尼诺年和拉尼娜年。     

TRMM卫星降水数据在区域干旱监测中的适用性分析

为了评估高时空分辨率的卫星遥感降水产品在干旱监测中的适用性,该文基于热带降雨卫星(tropical rainfall measurement mission,TRMM)产品和气象站点的观测数据,利用标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)分别计算了2种数据源的不同时间尺度(1、3、6和12个月)的河南省1998-2016年干旱事件发生的年际和空间变化。结果表明:TRMM 3B43月尺度降水数据与气象站点的观测数据具有显著的相关性,相关系数均高于0.9,除少数情况下,TRMM 3B43对降水存在略微高估现象;两种数据源计算的各时间尺度(1、3、6和12个月)存在着很高的一致性,波动幅度随着时间尺度的增大而减小;1998年以来河南省春季发生干旱事件的年份是2000、2001年,夏季发生干旱事件的年份是1999、2014年,秋季发生干旱事件的年份1998、2001、2007年,冬季发生干旱事件的年份1999、2012年,另外,基于SPI-12得出发生干旱的年份是1999、2001、2012和2013年;根据站点的不同时间尺度的两种数据源的SPI时间序列进行相关性分析,其相关系数都高于0.7,两者间的一致性很高,说明TRMM数据能够替代站点观测数据进行干旱的监测与评估。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对陕西省榆林地区气候的影响

通过对陕西省榆林地区近56a来气象资料、历史资料的搜集和整理,研究了厄尔尼诺/拉尼娜(ElNino/Southern Oscillation,ENSO)事件对榆林地区气候与气象灾害的影响,分析了降水及气温变化的周期性。结果表明,1954年以来,榆林地区气候变暖变干趋势显著。1954年以来榆林地区年均温平均升高了0.025℃/a,年降水量递减率为1.740mm/a;厄尔尼诺年气温高出正常年份0.12℃,拉尼娜事件发生年年平均气温较正常年份平均气温没明显变化。厄尔尼诺事件年榆林地区降水呈现明显的减少趋势,比正常年份减少了8mm。拉尼娜事件年对榆林地区降水增加也有一定影响,平均增加3mm/a。榆林地区气温与降水量存在3a为主的短周期和20a为主的长周期。ENSO暖事件对榆林地区气候特别是气象灾害的影响比ENSO冷事件更为显著和强烈,厄尔尼诺年榆林地区易于发生高温干旱灾害。     

基于EEMD我国粮食主产区农业旱情对气候变化的响应

量化旱情统计数据与气候因子间的响应关系对保障粮食安全有着重要意义。针对我国13个粮食主产省份1980—2019年的农业干旱受灾率,采用集合经验模态分解(EEMD)构建了实际灾情对不同月份气候因子的响应关系,进而探求重要气候因子与大尺度大气—海洋指数(LAOI)的可能联系。结果表明：(1) EEMD从灾情逐年序列分离出中短期波动表征的气候干旱强度(IMF-H)和趋势项表征的干旱脆弱性;(2) IMF-H的峰值差异表明东北3省的干旱强度明显高于其他省份;(3) IMF-H与气候因子的线性关系表明夏季气候异常对灾损贡献最高,特别是7月份的日均日照时间及降水被筛选为10个省份的干旱关键影响因子(KDII);(4)各省份KDII的时序诊断结果表明,2000以来长江北部地区的夏季干旱风险有一定的增强趋势;(5)在0～12个月时滞下,Nino海温、南方涛动、北太平洋遥相关型等表征ENSO及北半球大气低频振荡的LAOI对研究区KDII有着显著影响。研究结果可为区域干旱监测及预警提供科学依据。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对山西省北部地区气候的影响

通过对山西省北部50a来气象资料的搜集和整理,研究了厄尔尼诺/拉尼娜(El Nino—SouthernOscillation,ENSO)事件对山西省北部地区气候的影响。结果表明,大同、朔州、忻州地区厄尔尼诺事件发生年降水减少,平均气温降低,与正常年份相比年降水量分别减少了46.86,46.44和80.96mm,年平均气温分别降低了0.03,0.17和0.22℃;拉尼娜年降水减少,平均气温降低,与正常年份相比年降水量分别减少了21.27,26.32和25.30mm,平均气温分别降低了0.03,0.18和0.04℃,厄尔尼诺事件年平均气温变化与黄土高原相反。ENSO暖事件对山西省北部地区气温的影响具有从大同向朔州和忻州依次逐渐增强的特点,表明随着纬度的降低厄尔尼诺事件对气温的影响增强,对降水也有类似的影响。ENSO暖事件年发生旱灾的可能性较大,通常会给山西省北部地区的工农业生产带来不利影响。     

Relations between El Nino/Southern Oscillation anomalies and wildland fire activity in the United States

The 1982–1983 El Nino resulted in climatic anomalies on a global scale, including record high wildland fire activity in Indonesia and record low activity in the United States. This paper describes the El Nino/Southern Oscillation phenomena and possible teleconnections to United States weather. Because precursors of an El Nino may be evident several months before the onset of an event, the phenomena has potential for long-range fire activity predictions.Using 53 years of data, we tested the hypothesis that El Nino events affect annual fire occurrence and area burned in the United States. We found a statistically significant relation between El Nino events and decreased fire activity in the South. Results for the North-Central and Eastern states are weak or inconsistent. There is no evidence for any relation with the Pacific Coast or Rocky Mountain states. Despite the coarse, exploratory nature of this study, the results are sufficiently encouraging to warrant more detailed examination.     

海南岛与台湾岛农业气候资源比较

利用1971-2000年实测气候资料系统研究了海南岛与台湾岛农业气候资源状况,结果表明:两岛热、水、光资源均十分丰富。两岛温度、日照时数均为中部山区低,南部最高;年雨量以及雨日的分布以台湾岛北部与海南岛中部山区最多,西部最少;热带气旋、季节性干旱、低温冷害等均是两岛主要的农业气象灾害。     

基于改进帕默尔干旱指数的中国气象干旱时空演变分析

近几十年来随着全球变暖的不断加剧,中国多地频繁发生干旱灾害,经济损失也越来越大,因而研究干旱的时空演变对社会经济发展具有重要的现实意义。论文基于改进帕默尔干旱指数(sc PDSI)分析了1961—2009年间年和四季干湿变化,并利用旋转经验正交函数(rotated empirical orthogonal function,REOF)探讨了中国气象干旱的时空演变特征。结果表明:1)近49 a来,整体上中国年和四季均呈显著变湿趋势,且均在20世纪70年代初期发生了由干变湿的突变;2)年及四季均存在2~8 a的振荡周期,其中夏季主周期为4.4 a,其余主周期均为6.2 a;3)根据REOF时空分解的前8个空间模态,将中国划分成8个干湿特征区域,其中大兴安岭地区、东南地区、西北地区和青藏高原南部地区有变湿趋势,后两个区域变湿趋势显著;东北—内蒙古高原区、青藏高原北部地区、中部地区和黄淮海平原地区呈变干趋势,前3个区变干趋势显著,黄淮海平原分区干湿变化不明显;各分区普遍具有2~9 a的振荡周期;4)极涡指数、印度洋偶极子和太平洋涛动与部分地区气象干旱有较好的相关关系。研究结果可为研究区防旱、抗旱与干旱预测提供参考依据。     

Effects of interannual climate variability and climate change on rice yield in Java, Indonesia

About 60% of the nearly 40 x 106 t of rice produced in Indonesia are from the island of Java. However, the rice self-sufficiency that has been attained and maintained since 1984 could be threatened by changing climate, and has been affected by the climate variability effects of the El Nino/Southern Oscillation phenomenon. To aid policy makers and planners in formulating strategic policy options, the effects of recurring droughts and possible climate change on rice yields were studied using climate and crop models. Three models were used to simulate climate change: those of the Goddard Institute for Space Studies, Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, and the United Kingdom Meteorological Office. Several climate scenarios were generated for Ngawi, in East Java, and Sukamandi, in West Java. These models indicate that doubling greenhouse gases would increase solar radiation by 1.2–2.1%, minimum and maximum temperatures by 7.6–16.8°C, and precipitation by 20.5–91.7%. The Goddard Institute for Space Studies transient climate change scenarios indicate that maximum and minimum temperatures would increase by 3.5 and 4.9%, respectively, in 2010, 6.9 and 9.8%, respectively, in 2030, and 11.1 and 15.7%, respectively, in 2050. The rainfall Agrotechnology Transfer crop model slightly under-predicts lowland rice yields of several experimental plots in three sites in Java and one site in Sumatra, but the results are almost equal to or a little higher than farm level yields. Nevertheless, the simulation outputs and experimental plots yields are closely related with a coefficient of determination value of 87%. Changes in climate in the decades of 2010, 2030, and 2050 could drastically reduce rice yield: the rice yield is estimated to decrease by about 1 % annually in East Java and less in West Java. Currently, the rice yields in dry     

Drought duration and frequency in the U.S. Corn Belt during the last millennium (AD 992-2004)

Drought is among the most costly natural hazards affecting the United States, averaging $6 to $8 billion annually in damages, primarily in crop losses. Mitigating the impacts of drought through planning and preparedness has the potential to save billions of dollars. We used a new long tree-ring chronology developed from the central U.S. to reconstruct annual drought and characterize past drought duration, frequency, and cycles in the U.S. Corn Belt region during the last millennium. This is the first paleoclimate reconstruction achieved with subfossil oak wood in the U.S. and increases the current dendroclimatic record in the central U.S. agricultural region by over 500 years. A tree ring-width drought response function was calibrated and verified against monthly instrumental Palmer Hydrologic Drought Index (PHDI) during the summer season (JJA). Separate reconstructions tailored to emphasize high-frequency and low-frequency variations indicate that drought conditions over the period of instrumental records (since 1895) do not exhibit the full range of variability, severity, or duration of droughts during the last millennium. For example, three years in the last millennium were drier than 1934, a classic Dust-Bowl year and the driest year of the instrumental period. Thirteen decadal to multidecadal droughts (i.e., ≥10 years) occurred during the last millennium - the longest lasting sixty-one years and centered on the late twelfth century. Reconstructions exhibited quasi-periodicity at bidecadal and century-scale periods. Significant rhythms in drought were identified near 20-yr and 128-yr periods. The tree-ring drought reconstruction shows promise in providing new information about long-term climate variability in the agricultural regions that could potentially span multimillennia. We postulate that tree-ring chronologies (i.e., tree growth), thus far under-utilized in agricultural applications, have the potential to match contributions of instrumental climate data.     

河南省干旱灾害的变化特征和成因分析

利用河南省历史干旱灾害统计资料和NCEP再分析资料,统计分析了河南旱灾变化特点,从气候背景角度对河南旱灾产生的原因进行了初步研究,以期能对提高气候预测水平和指导农业生产有一定帮助。分析结果表明：（1）河南省旱灾发生频率较高,局部旱灾几乎年年出现,大范围、全省性的大旱也时有发生,同时旱灾也具有明显的年代变化特征;（2）年内降水分配不均,无降水日数多是造成河南干旱频发的成因之一;（3）对大尺度环流特征分析表明,冷、暖空气均偏弱,导致冷、暖空气无法在黄淮流域交汇,也是造成河南省干旱频发的另一原因。     

北方农牧交错带气候变化与旱涝响应特征

依据北方农牧交错带1961-2012年46个气象站气温、降水数据,采用气候倾向率、Mann-Kendall检测及Kring插值法,对该区气候变化及旱涝时空特征进行了分析。结果表明:(1)近52 a,北方农牧交错带气候呈现暖干化趋势,1986年后暖干化趋势有所加强。(2)不同区域不同时段,气温、降水表现出不同的变化特征。(3)全区及3个子区旱涝等级均呈上升趋势,不同区域旱涝等级变化趋势差异显著。(4)北方农牧交错带大涝呈"片状"分布,大旱呈"斑点状"分布。全区整体相对较易发生大旱,东北段相对更易发生大涝,华北段更易发生大旱。     

基于SPEI的黄河流域多时间尺度干湿变化分析

黄河流域是我国重要的经济地带和生态屏障,水资源匮乏,研究流域的干湿变化对于水资源的合理管理和利用、促进流域的可持续发展具有十分重要的现实意义。运用1966—2015年3个时间尺度(年、半年、季节尺度)的SPEI数据,基于EOF,Mann-Kendall方法研究了全球变暖背景下黄河流域的干湿变化特征,并进行归因探讨。结果表明:在过去的50年中,黄河流域的SPEI有显著的年际波动,但大部分区域的SPEI未有显著的增加或降低的趋势,区域之间的干湿变化具有非同步特征; 黄河流域气温与SPEI相关性弱,SPEI与降水有更好的同步性; 黄河流域夏、秋季节的干旱较冬、春季节严重,中部黄土高原区的干旱事件频率高于黄河流域西部高原和东部平原区。研究表明黄河流域干湿状况存在区域差异,降水是决定SPEI大小的关键因子,异常气候事件—厄尔尼诺在一定程度上会影响流域的干湿状况。     

基于标准化降水蒸散指数的中国干旱趋势研究

标准化降水蒸散指数(SPEI)通过标准化潜在蒸散与降水的差值表征一个地区干湿状况偏离常年的程度,是分析干旱演变趋势的新理想指标,目前已经广泛应用于干旱评估、水资源管理等领域。用SPEI和1951—2009年中国区域160个站的月降水量及月平均气温资料,对中国59年来干旱化的空间分布、四季干旱趋势变化和全国极端干旱事件发生频次进行了分析,并定性分析了干旱发生的原因。结果表明,我国普遍存在干旱化的事实,西部、华北和东北地区干旱化最为显著。我国四季均呈现干旱化趋势,其中春、秋季干旱化趋势明显,夏季最近15年都处于干旱状态,但干旱化趋势未通过0.05显著性检验;另外全国极端干旱事件发生频率明显增多。东北和华北地区的降水呈现轻微减少趋势,而温度升高趋势明显,降水和温度的共同作用导致了明显的干旱化。四川盆地温度升高趋势不显著,但降水减少显著,降水较少是导致四川盆地干旱化的主要原因。降水频率的减少和集中也导致近几年极端干旱事件明显增多。我国普遍的干旱化趋势和明显增多的极端干旱事件可能对我国经济发展产生阻碍。     

考虑CO2浓度影响的中国未来干旱趋势变化

CO2浓度增加会降低潜在蒸散发量（Potential Evapotranspiration,PET）,进而影响依据PET计算的干旱指数结果。为了准确预测未来中国干旱变化情势,该研究以Penman-Monteith（PM）公式计算PET,以标准化降水蒸散发指数（Standard Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）表征干旱,利用贝叶斯模型平均（Bayesian Model Averaging,BMA）整合了5个降尺度的CMIP6气候模式数据,分别计算分析了中等强迫（SSP2-4.5）和高强迫（SSP5-8.5）气候情景下考虑CO2影响和未考虑CO2影响的中国未来干旱趋势。结果表明：未考虑CO2影响的SPEI呈明显的下降趋势,其中西北地区下降趋势最为显著,干旱面积亦呈最强烈的增加趋势,尤其2070年之后,SSP5-8.5情景下的干旱面积急剧增加,至21世纪末,干旱面积比例超过了80%。青藏高原、东北地区、华中地区和华南地区干旱面积变化趋势较为一致,SSP5-8.5情景下,干旱面积比例呈增加趋势,SSP2-4.5情景下SPEI计算的干旱面积变化无明显趋势;考虑CO2影响的SPEI计算的干旱面积则呈轻微的缩减趋势,其中华北地区的干旱面积缩减最为显著。SSP5-8.5情景下整个中国地区的干旱面积总体呈增加趋势,至21世纪末,SPEI干旱面积比达40%。但在SSP2-4.5情景下,考虑CO2影响的SPEI计算的干旱面积则呈缓慢的缩减趋势。在相同情景下,未考虑CO2影响的干旱指数高估了未来干旱发生状况,CO2浓度增加缓解了未来干旱,在未来干旱研究中应考虑CO2对干旱趋势的影响,可得出更为合理的研究结论,为水资源管理提供科学依据。     

Investigation of meteorological drought characteristics in Fars province,Iran

Drought is a lack of moisture in nature, consistent or unnatural. The term consistent refers to a state of shortage, and unnatural refers to the deviation from an index of the regional natural condition. The objective of this research was to examine and forecast the intensity, duration, frequency and extent of droughts in Fars province. For this purpose, and in order to survey droughts in the province, a standard precipitation index (SPI) was determined as a selective index, considering its capacity to facilitate accurate positional analysis between various regions of the drought extent. For this, precipitation data within the same statistical period of 32 years (1968 to 1999) in 5 time scales of 3, 6, 12, 24 and 48 months from some 26 stations located within and out of the province were used, and the trends were assessed by using a time series analysis. At the next stage, RUN theory and Markov Chain were combined, on this basis to create transition probability and a steady matrix, and then the conditions of long term droughts in the province in terms of number and duration were forecast for the subsequent 10 years. The characteristics of the extent of drought were determined by using the Geographic Information System (GIS) with the help of geo-statistical methods. The results of the drought station surveys for the mentioned characteristics showed that the highest drought intensity (in terms of % deviation from normal) was at the Gozoon station and the longest duration of drought in months was at the Polkhan station; droughts both of long duration and with the highest frequency during the statistical period were observed at the Jahrom and Darshahy stations. The map of the extent of droughts showed higher intensity in the south and central regions of the province, while northern parts of the province were less sensitive to the effects of droughts. Also, the results of the maps of drought duration in various periods showed that droughts in the south of the province were of higher intensity and longer duration than elsewhere.