五道沟地区“蒸发悖论”及成因探析

【目的】探讨五道沟地区"蒸发悖论"及成因探析。【方法】以位于五道沟地区的五道沟实验站气象场1970―2017年实测数据为背景资料。对蒸发量的年际变化趋势进行分析与预测,对其影响因素(风速、温度、日照时间、水汽压力差、降雨量、相对湿度)应用线性趋势法进行定性分析,应用熵值法进行综合评价,并深入探讨蒸发皿蒸发量趋势变化的成因。【结果】1970―2017年蒸发量呈明显下降趋势,下降速率为8.7 mm/a,运用灰色系统中的GM(1,1)模型与Verhulst模型对蒸发量的年际趋势进行预测,结果表明GM(1,1)模型预测效果更好。蒸发量与各气象要素的相关关系:风速、日照时间与蒸发量呈正相关关系,气温、相对湿度、降雨量与蒸发量呈负相关关系。1970―2017年间气温每10年平均升高0.25℃,水面蒸发每10年平均下降86.9 mm,该区存在"蒸发悖论"现象。线性趋势法与熵值法对各影响因素分析结果一致:风速>气温>相对湿度>日照时间>降雨量>水汽压力差,表明在全球气候变暖的大背景下,风速下降、相对湿度增加和日照时间减少是该区"蒸发悖论"现象的主要因素。日照时间的下降可能是气溶胶含量增多造成的;风速的下降可能与城镇化发展有关,风速减弱可能会引起气溶胶增多;相对湿度的增加,会导致日照时间的减少。【结论】五道沟地区"蒸发悖论"的成因可能是气溶胶量的增加,太阳辐射减少,蒸发量下降。     

淮北平原近57年多尺度水面蒸发悖论差异性研究

基于淮北平原五道沟水文实验站1964-2020年实测气象资料,采用气候倾向率和完全相关系数方法开展了近57年水面蒸发量汛期（6-9月）、非汛期（10-5月）、年（1-12月）和年代多尺度变化特征及其差异性研究,并分析其成因。结果表明：(1)在全球气候变暖大背景下,近57年五道沟地区年均气温以0.27℃/10a速率上升,而蒸发皿实测蒸发量以85.8 mm/10a速率下降,该地区存在明显“蒸发悖论”现象;汛期、非汛期气温分别以0.05、0.27℃/10a速率上升,蒸发以41.49、30.39 mm/10a速率下降;“蒸发悖论”规律显著性排序为汛期>年>非汛期。(2)近5个年代中,20世纪80年代气温上升幅度最小且蒸发量下降幅度最大,“蒸发悖论”规律最显著;21世纪以来,较20世纪末悖论现象较不显著。(3)该地区“蒸发悖论”主要成因是风速减小、相对湿度增加以及日照时数减少。与1964-1989年基准期相比,1990-2020年各影响因子对蒸发量下降的贡献率为：年尺度上,风速（49.1%）>相对湿度（35.4%）;汛期日照时数（34.9%）>相对湿度（32.3%）>...     

五道沟实验站水面蒸发变化规律

水面蒸发是河流、湖泊、水库等水体的主要消耗项之一.采用五道沟实验站1964-2009年观测资料,分析了水面蒸发量年际和季节变化特征及其与气温、相对湿度、日照时数、水汽压力差等各气象要素的相关关系,并提出五道沟实验站水面蒸发量的月经验公式.结果表明:水面蒸发量下降速率约92.9 mm/(10 a),水面蒸发量与气温、地面温度、水汽压力差相关关系很好,与日照和相对湿度的相关关系较好,与风速和降水的相关关系不太明显,这为进一步研究淮北地区气温升高而水面蒸发减少的悖论现象提供初步成果.     

胶东半岛丘陵区典型流域气温-降

利用大沽夹河流域1966~2003年各水文站逐年、月气温和降水实测资料，采用线性倾向估计和Mann-Kendall法，对流域气候变化趋势的年季特征及突变性进行了分析。结果表明，（1）近40年来，大沽夹河流域年平均气温整体呈上升趋势，降水呈下降趋势，气候倾向率分别为0.20℃/10a和-42.17mm/10a。（2）春、夏、冬三季平均气温均呈上升趋势，秋季呈下降趋势。春、冬季的气温倾向率大于全年且冬季高于春季（分别为0.216和0.583℃/10a），夏季的气温倾向率（0.01℃/10a）小于全年；各季平均降水的变化趋势与年降水量变化趋势基本相似，整体亦呈减少趋势，但减少的幅度均明显小于全年平均降水。其中，夏秋季下降趋势较快，春冬季较慢，倾向率分别为-21.76、-15.52、-2.52和-2.25mm/10a。（3）除冬季外，各季及年平均气温均在1972年左右发生突变。其中，夏季在1994年左右发生第二次突变，秋季突变次数相对较多；降水的突变多发生在1970s和1980s初。     

呼伦贝尔市阿荣旗近55年气候特征分析

近55年来增温明显,年平均气温上升趋势明显,气候倾向率0.56℃/10a;年降水量年际变化幅度大,年降水量波动特征明显,呼伦贝尔30年滑动年降水量上升趋势显著。年平均风速下降趋势明显,气候倾向率-0.2m/s/10a。文章主要对呼伦贝尔市阿荣旗近55年气候特征进行研究。     

青海湟水流域气温与降水时空变化特征

为了分析青海湟水流域气温与降水的时空变化特征,选取流域13个气象站点1959―2006年逐日降水与气温资料,用Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法研究了气温与降水时空变化特征。结果表明,流域多年平均年降水量在年内分配极不均匀,降水量在春季和冬季有增加趋势,夏季和秋季有减少趋势;降水量以2.13 mm/10 a的速率减少。流域多年平均气温和月平均气温均呈升高趋势,年平均气温以0.348℃/10 a的速率升高。降水和气温空间分布极不均匀,流域西北和东南地区降水量较少,中部地区降水量较多;流域多年平均气温自西北地区到东南地区逐渐升高。年降水系列的突变点在2001年,第一主周期为3 a,第二、第三主周期分别为8 a和15 a;年平均气温系列无突变点,第一主周期为25 a,第二、第三、第四主周期分别为8 a、15 a和3 a。     

武功地区气候变化及其对夏玉米单产的影响

基于陕西武功站1935-2010年的逐月气象数据及夏玉米产量等资料,采用Mann-Kendall法、直线滑动平均模拟法和通径分析法,分析了武功地区1935-2010年各个气象因子的变化特征以及气候变化对夏玉米单产的影响．结果表明:该地区最低气温呈上升趋势,风速、日照时数呈下降趋势;夏玉米生育期最低气温和相对湿度呈上升趋势,最高气温、日照时数和风速均呈下降趋势,变化速率分别为0116 ℃／10a,0006／10a,-0158 ℃／10a,-26707 h／10a和-0063 m／(s·10a),SPI呈减小趋势,气候朝干旱演变;夏玉米生育期各气象因素能综合其他气象因素的信息对单产产生作用,日照时数对夏玉米单产综合决定能力最高,决策系数为2309％,降水量呈减小趋势是夏玉米单产增加的主要限制性气象因素,决策系数为-673％;通过技术创新等人为因素作用,可在一定程度上缓解气候变化给武功地区夏玉米生产带来的负面影响．     

近51a银川市降雨变化特征分析

为了研究银川市近51 a降雨量变化特征,以银川市1968-2018年降雨资料为基础,通过5年滑动平滑曲线和Mann-Kendall分析趋势分析方法分析了银川市近51 a降雨量变化趋势,通过累积距平曲线和Mann-Kendall突变检验,分析了银川市年降雨量的突变和季节尺度的降雨突变,利用小波分析来分析银川市降雨量在不同时间尺度下的周期变化规律。通过分析可以看出,银川市降雨量近51 a整体有小幅度的上升趋势,气候倾斜率为3.11 mm/10 a,Mann-Kendall趋势分析后发现其上升变化通过了90%置信度的检验;突变分析表明,1975年、1979年、2015年银川市降雨量存在突变;通过小波分析可以看出近51 a银川市存在4个降雨量较为明显的降雨量变化周期,同时不同季节有着不同的降雨变化周期,其中夏季降雨周期变化同年降雨变化接近。     

近70年首都水源涵养区水热条件及地表径流演变特征研究——以清水河和白河流域为例

永定河流域的清水河和潮白河流域的白河，是张家口建成首都地区水源涵养功能区的关键流域。利用清水河流域（1951-2020年）和白河流域（1970-2020年）的多年水文资料，运用有序聚类分析、小波分析等数理统计方法分别对清水河流域和白河流域的径流量、气候要素（降水和气温）进行趋势分析和突变分析，并基于Pearson相关分析和贡献率分析的方法讨论了降水量、气温和蒸散量对径流量变化的影响。结果表明：(1)清水河流域和白河流域的降水量呈现不显著上升趋势，1960-2020年间平均上升速率分别为0.964 mm/10a和3.316 mm/10a，分别在1965年和2016年发生突变；(2)清水河流域和白河流域的气温均呈现显著上升的趋势，清水河流域平均气温上升速率是0.246℃/10a，白河流域平均气温上升速率为0.207℃/10a，气温都在1988年发生突变；(3)近70年清水河流域和白河流域的径流量呈显著减少趋势，都达到了99%的显著性检验水平，并在1979年和1974年发生突变；(4)径流量的主导因素是降水量，降水量对径流量年内变化的影响主要发生在降水相对充沛的5-8月份。     

东江流域蒸发皿蒸发量时空演变特征及其原因分析

利用东江流域1956~2000年15个气象台站的小型蒸发皿观测资料,分析了流域蒸发皿蒸发量的变化趋势及其可能原因。结果表明,东江流域年蒸发皿蒸发量整体的下降趋势非常显著,在1986年前后发生了非常明显的下降突变,下降速率达30.9 mm/10a,45年来下降了约139.0 mm;流域下降趋势存在明显的区域差异性和较大的空间异质性。东江蒸发量下降的原因主要是日照时数和平均风速的显著下降,抵消了气温上升所引起的蒸散量的上升,反而使蒸散量呈现为显著下降趋势;平均日较差的显著下降在蒸发皿蒸发量减少趋势中可能也起着重要作用。     

清镇市1985—2015年气候变化特征分析与粮食产量相关性

【目的】明确清镇市1985—2015年气候变化特征与粮食产量的相关性。【方法】利用清镇市1985—2015年逐年平均气象数据(风速、海平面气压、降水、平均气温、日照时间、相对湿度、蒸发量),通过M-K检验、小波分析、HP滤波、RDA等方法,分析了气候变化特征及其与产量间的相关性。【结果】气温升高极显著,1994年、1997年出现突变,其他因子呈降低或减少趋势,日照时间突变最频繁;各因子振荡周期不一,变化周期以28 a最突出,目前除气温处于偏高期外,其他因子均处在偏低期;气候变化对粮食产值的影响有正有负,正影响最大值出现在2009年,在1990年和2011年负作用力达到最大。【结论】Monte Carlo Test表明,气候因子均与产量之间显著相关(P<0.05),粮食产量的43.3%能被选取的气候因子解释,气候产量与降水量、气温以及相对湿度正相关,与风速、海平面气压、蒸发量、日照时间负相关。     

中国粮食主产区主要气象因子时空演变特征及其对参考作物蒸散量影响

准确评估粮食主产区气象因子变化特征及对参考作物蒸散量(reference crop evapotranspiration,ET0)的影响,对农田水文循环、区域农业水资源优化配置与高效利用等具有重要意义。利用中国粮食主产区258个气象站点1961―2013年的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算ET0,通过M-K趋势检验法、偏相关分析、多元线性回归计算贡献率等方法,分析了1961—2013年中国粮食主产区主要气象因子时空演变及其对ET0变化的贡献特征。结果表明,1961—2013年中国粮食主产区相对湿度、温度、降水在空间上由南至北呈降低趋势,而日照时间和风速则由南至北呈增高趋势;1961—2013年中国粮食主产区全区、温带湿润半湿润地区(I区)、温带干旱半干旱地区(II区)、亚热带湿润地区(III区)及暖温带半湿润地区(IV区)多年平均气温均呈增大趋势,平均风速、相对湿度、降水与日照时间均呈减小趋势;1961—2013年中国粮食主产区年内ET0均呈锯齿状下降,且ET0在四季呈现出夏季春季秋季冬季的特征;多年平均风速、气温、日照时间与ET0在全区及各分区总体均显著正相关(P0.05),而相对湿度与ET0在全区及各分区均极显著负相关(P0.01);1961—2013年中国粮食主产区全区及I~IV区气温、风速、相对湿度对ET0变化均具有较大贡献,其中相对湿度为I区、III区及IV区的主要气象驱动因子,其次为平均气温和风速;而II区ET0变化的主要驱动因子为风速,其平均贡献率WII(风速)为0.37;综上所述,中国粮食主产区主要气象因子变化特征与ET0的响应,均呈现出区域性、季节性差异。     

汾河灌区参考作物蒸散发量变化趋势及影响要素分析

气候变化直接影响着区域的水循环和水资源管理,而研究潜在蒸散发的变化趋势及其影响要素对于灌区的水资源管理具有重要的作用。选择汾河灌区,利用灌区内气象站的长系列数据,分析了灌区内参考作物蒸散发(ET0)的变化趋势及主要影响要素。结果表明,1951―2014年,灌区ET0没有明显的变化趋势,这主要是由于温度升高和相对湿度降低引起的ET0增加与风速下降和日照时间减少引起的ET0下降相当。温度、相对湿度和风速变化主要影响4―6月ET0,而日照时间则主要影响了5―9月的ET0。     

四川省参考作物腾发量时空分布特征及成因分析

为探究四川省参考作物腾发量（ET0）的变化,利用1961－2010年四川省12个气象站点的逐日气象观测资料,使用联合国粮农组织（FAO）1998年推荐的Penman-Monteith公式计算各站点ET0,并在此基础上采用GIS的克里金插值、Mann-Kendall趋势检验及相关分析方法分析ET0的的时空变化规律及其原因。结果表明：1961－2010年四川省各站的年ET0总体呈波动性递减趋势,其中ET0在1992年以前显著下降,之后逐渐上升;ET0年内分布不均,呈单峰曲线变化趋势,最大值在6月,达到了3.2 mm?d-1;ET0空间分布基本呈现自东北、西南向中部递减趋势,自西部青藏高原到中部成都平原ET0逐渐减小,再过渡到东部丘陵区ET0又逐渐增大,随地理纬度的增大呈递减趋势,随海拔高度的增大呈递增趋势,时空分布存在较大的区域差异;ET0和气象因子的相关分析结果表明,ET0和日照时数、风速呈显著正相关（α=0.05）,是四川省ET0变化的主要影响因素。     

山西省参考作物蒸散量的时空变化特征及影响因素分析

利用山西省及周边地区共计35个气象站点1957—2014年的逐日气象数据,使用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET_0),采用一元线性回归和反距离加权插值法分析ET_0的时空变化特征,并采用逐步回归分析对ET_0的影响因素进行研究。结果表明,1年ET_0随时间的变化特征呈现混合模式,以下降趋势为主。2多年平均ET_0空间分布差异显著,区域内存在2个高值区、2个次高值区和2个低值区。秋季ET_0的空间分布特征与年ET_0的空间分布最为接近,而冬季,春季和夏季ET_0的空间分布特征与年ET_0的空间分布相差较大。3各站点年ET_0受同时期气象要素的影响程度由大到小的排序为:风速、温度、相对湿度、日照时间或降水量。全省不同站点多年平均年ET_0受气象要素的影响程度由大到小的排序为:风速、温度、相对湿度、日照时间、降水量。全省不同站点多年平均年ET_0受地理要素的影响程度由大到小的排序为:海拔、纬度。     

气候变化背景下榆林市参考作物需水量多时间尺度特征分析

【目的】研究气候变化背景下榆林市参考作物需水量的多时间尺度变化特征及其与各气象因子的相关性,便于衡量气候变化背景下榆林市水热资源的演变特征。【方法】根据榆林气象站1959—2014年逐日气象资料(平均地表温度、平均气温、蒸发量、平均气压、平均相对湿度、日照时间和平均风速等),采用彭曼公式、Mann-Kendall突变检验、小波分析及相关分析法研究了榆林市参考作物需水量多时间尺度变化特征。【结果】1959—2014年榆林站全年及四季参考作物需水量均呈增加趋势,线性倾向率分别为30.7、11.4、6.7、5.7、6.9 mm/10 a。全年参考作物需水量突变年份为1995年,春、夏、秋三季参考作物需水量均在1998年发生突变,冬季在1989年发生突变;全年及四季参考作物需水量的第一主周期分别为26、28、27、28、26 a,第二主周期分别为8、7、9、8、4 a,第三主周期分别为4、2、4、4、12 a;参考作物需水量与平均相对湿度、日照时间、平均气温、平均风速以及年平均地表温度的相关系数分别为-0.128、0.223、0.935、0.271、0.940。【结论】榆林站1959—2014年不同时间尺度的参考作物需水量均呈增加趋势,平均气温、日平均地表温度是影响榆林气象站ET_0的主要因素。     

塔里木河干流流域气候变化特征及其突变分析

以塔里木河干流流域为研究区域,选取流域内10个气象站点1961—2013年逐日地面气象资料,采用Penman-Monteith模型、气候倾向率、Mann-Kendall突变检验方法,分时段分析了塔里木河干流流域气候变化特征及其突变。结果表明,1塔里木河干流流域年平均气温为"突变点前增幅(0.09℃/10 a,p0.05)低于突变点后增幅(0.13℃/10 a,p0.05)",年干燥度为"突变点前减幅(4.05/10 a,p0.05)高于突变点后减幅(0.54/10 a,p0.01)",呈"冷干—暖湿—冷干"的变化趋势,1990年和1976年分别是年平均气温和干燥度的突变点。2塔里木河干流流域平均气温为"夏季春季秋季冬季"的时间分布,干燥度为"冬季秋季春季夏季"的时间分布,春季平均气温和干燥度均为"突变点前增幅(0.09℃/10 a,11.42/10 a)低于突变后增幅(0.52℃/10 a,14.01/10 a)",呈"冷干-暖湿-暖干"的变化趋势;夏、冬季为"突变点前变幅(0.02℃/10 a,-1.93/10 a;-0.25℃/10 a,-84.48/10 a)高于突变点后变幅(-0.01℃/10 a,-0.05/10 a;-0.12℃/10 a,22.14/10 a)",呈"冷干—暖湿—冷干"的变化趋势;秋季为"突变点前变幅(0.02℃/10 a,-56.76/10 a)低于(高于)突变点后变幅(0.05℃/10 a,-16.34/10 a)",呈"冷干—暖湿—冷湿"的变化趋势,2003年、1999年、1993年、1978年和1983年、1969年、1963年、1980年分别是四季平均气温和干燥度的突变点。3塔里木河干流流域年、季干燥度均在16以上。2000年后,年、夏、冬季冷干化明显,春季暖干化明显,秋季冷湿化明显,且秋、冬季平均气温减幅最大(0.53℃/10 a,p0.01;0.9℃/10 a,p0.01)。     

遗传投影寻踪模型在贵州典型喀斯特地区旱情分析中的应用研究

以处于贵州黔东南的沅江水系为研究对象,取1962-2011年50年中,极端干旱年份气象数据作为建模数据,开展该区域的年度干旱特征和旱情评估研究。分别以年降水量、年平均气温、年最高气温、年日照时数、年平均风速、年平均相对湿度、年最小相对湿度、年平均气压8个主要气象因素,建立遗传投影寻踪模型,对研究区域旱情特征进行综合评价,评价结果表明：年降雨量、年最高气温是导致研究区域干旱最显著的致灾影响因素,因此必须加强对该类气象因素的预警预报工作。