新疆克里雅河径流量变化的气候响应

基于1957—2013年克里雅河源流区兰干水文站径流、气温、降水观测数据,运用小波分析、M-K突变等方法,以时间序列进行非线性、多尺度响应分析。结果表明:(1)克里雅河径流量和气温呈非线性显著上升,降水量和蒸发量略有上升。(2)在年际尺度上,源流区径流存在8 a周期,气温、降水存在12 a周期;在年代际尺度上,径流存在22 a周期,气温、降水、蒸发量存在28 a周期,同时蒸发量还存有22 a周期。(3)在年际尺度上,径流与降水成正相关,而与气温、蒸发量成负相关;在年代际尺度上,径流与气温相关性更高,受气温影响更显著。(4)在周期振荡上,气温与蒸发量具有一致性;在对气候变化响应上,径流对气温、降水、蒸发变化呈交错滞后响应,该模式对克里雅河径流有削丰补枯的调节作用。(5)与乌鲁木齐河相比,克里雅河径流较乌鲁木齐河在突变时间上存在近10 a滞后,20世纪90年代克里雅河流域气温的异常偏低是引起突变滞后的主要原因。     

辽宁春播期浅层土壤湿度变化特征及其气候影响因子分析

利用1981-2015年辽宁省4-5月(春播期) 19个农业气象站0～20 cm层土壤相对湿度、降水和气温资料,分析了土壤相对湿度的空间分布、长期变化状况、突变和周期性特征及其与气候影响因子的相关关系,结果表明:近35a土壤湿度区域性变化显著,辽西地区土壤湿度减少(干旱化程度加剧),辽东地区土壤湿度增加;土壤湿度年际波动较大,没有明显的长期变化趋势,主要经历了平稳-偏干-偏湿3个时期,不存在明显的突变点,4月和5月分别存在4～7 a和准2 a的周期; 2000年以后土壤湿度稳定性增大,发生土壤异常偏干和偏湿的极端事件显著增多,尤其是在辽西干旱地区表现最为明显; 4月土壤湿度与前秋降水相关显著,秋季降水冬季封冻在土壤中,次年春季土壤融化返浆,土壤湿度增加,5月土壤湿度与同期降水和气温相关显著,相关系数均通过了α=0.01的显著性检验。     

全球变暖背景下天山地区近地面水汽变化研究

利用天山地区44个站1961-2009年水汽压数据,采用线性趋势估计、距平分析、Mann-Kendall趋势统计突变检验和功率谱等方法,分析天山地区近地面水汽变化及其与区域气候变化的关系。结果表明：天山地区近49 a来水汽总体呈增多趋势,年和四季水汽变化具有年际和年代际差异,最大增多趋势均出现在20世纪90年代中后期至21世纪初,最小值出现在70年代中后期和80年代中期,最大值出现在21世纪初。突变和周期分析得出,水汽年变化与西北地区气候变化趋势具有明显一致性。年降水变化与水汽相关最高,温度和青藏高原指数次之,其他因子相关一般。     

河北省三大棉区气候周期及突变特征分析

利用河北省棉区1961-2010年15个站点逐日气象资料,分析了河北省不同棉区气候周期振荡及突变点,结果表明：不同棉区棉花全生育期气温、降水、日照均存在多个时间尺度的周期变化特征,交替现象明显;全生育期平均气温年代际以及年际主要周期：冀南、冀中棉区为20～22 a、9～10 a、5～7 a,冀东棉区为22～24 a、11～14 a,全生育期平均气温升高明显,在1996年发生了突变,转入气温相对较高期。全生育期降水主要周期：冀南棉区为14～15 a,冀中、冀东棉区为22～24 a、8～10 a。全生育期日照存在9～10 a振荡周期,且1986年前后发生突变,转入相对偏少期。     

内蒙古翁牛特旗46年气候变化规律分析

本文分析了翁牛特旗46年(1957-2002年)逐月降水量和平均气温。结果表明:气温呈非连续增暖趋势,其中年平均气温线性变化率为0.39℃.(10a)-1,年平均最高气温线性变化率为0.19℃.(10a)-1,年平均最低气温线性变化率为0.93℃.(10a)-1;最低气温上升速率是最高气温的1-4倍,气温日较差显著减小。上世纪60年代较50年代有所增暖,80年代后期开始明显升温,90年代是近50年来最暖的10年。1987年开始转暖,其后呈连续性增暖趋势,1998年为1957年以来的最暖年,年平均气温7.7℃,高于1957年2.9℃。降水以平均5-7年的周期变化,并从50年代到90年代呈连续性递减趋势,线性变化率为-11.7mm.(10a)-1,90年代较50年代年降水减少了39.4mm。     

景泰县近50年来气温、降水变化特征分析

采用线性趋势分析、Mann-Kendall、子波分析和功率谱分析等方法,分析了景泰县近50年年气温、降水的演变特征及对气候变暖的响应。结果表明:景泰年平均气温在1970年代中期发生了由降温到增温的转型,增温趋势明显,年平均气温增温率为0.32℃/10a。平均最低气温增温率高于最高气温,年平均日较差呈明显下降趋势,说明夜间增温高于白天增温。四季气温均呈上升趋势,但增温趋势表现出明显的季节非对称性,冬季增温最为显著,平均气温增温率达0.63℃/10a,为四季最高,秋季平均气温增温率为0.33℃/10a,春季为0.20℃/10a,夏季增温最小。降水量无明显的增减,但年际变化波动性较大。气温在1990年代中期发生增温的突变,降水没有突变现象发生。近50年来,景泰县气温的变化以8～10a、2～4a的周期振荡较强,年降水量变化的周期振荡以25a、9a、6a为主,在显著周期9a尺度上,两者为反位相变化结构,在5a时间尺度上自1990年代初期之后,降水与气温大致呈同位相变化。     

近50年东北地区的气候变化事实检测分析

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国东北地区1956年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明:东北近50 a来年平均气温变暖幅度约为1.5℃,增温速率接近0.3℃/(10 a),比北半球和全国同期平均增温速率明显偏高。气温增暖主要发生在最近的20余年。1956年以来东北平均降水量呈略减少趋势,降水变化的空间特征明显而相对稳定,黑龙江的漠河、内蒙古的海拉尔、赤峰的个别地区呈略增加以外,其他大部地区呈减少趋势,尤其黑龙江东部、吉林西部以及辽宁东南部地区降水减少明显。在降水量减少的同时,降水日数也同时减少。分析还发现,近50 a来东北平均的日照时数、平均风速、蒸发量、相对湿度等气候要素均呈显著下降趋势。各不同的气候要素都存在着年际和年代际变化振荡周期,对这些气候要素进行了突变检测,发现年平均气温在1988年发生了明显突变,气温突变首先是以最低气温突变开始的,说明气候变暖是以最低气温变暖开始的。降水量在1961年发生突变,降水量由多减少;降水日数在1994年发生了由多转少的突变;日照时数突变发生在1978年,之后日照时数呈变少趋势。     

近60a毛乌素沙地东缘主要气候要素的多时间尺度变化特征

基于中国气象科学数据共享服务网提供的1954-2013年的气候资料,采用线性倾向分析、累积距平法、Morlet连续复小波变换等方法,探讨了毛乌素沙地东缘年均气温、年降水量和年均相对湿度的年代际变化、周期性及突变特征.结果表明:1)毛乌素沙地东缘的年均气温和年均相对湿度变化趋势较显著,气候倾向率分别是0.25℃/10a和-0.78％/10a,降水量变化呈微弱下降趋势(-7.74mm/10a),但趋势性变化并不显著.2)年均气温、年降水量和年均相对湿度在研究时域上均表现出多时间尺度变化特征,时间序列变化的主周期分别为16a、13a和18a.3)年均气温、年降水量与年均相对湿度相比,突变时间存在2a左右的滞后期;年均气温、年降水量与年均相对湿度在主周期时间尺度下,分别经历了5次、7次和4次正负位相循环,且在2013年以后的短时间尺度上分别处于偏低期、偏少期、偏干期.4)年均气温、年降水量和年均相对湿度在16a、13a和18a时间尺度上的位相结构变化既有相似性,又有差异性,具体表现为气温偏高(低)年(代)对应着降水量和相对湿度的偏少/小(多/大)年(代)的变化规律.     

近48年大同市旱涝灾害对气候变化的响应

根据1960~2007年大同逐月平均气温和逐月降水资料,分析了近48 a大同市在全球增暖影响下气温和降水的变化;采用滑动t检验法和信噪比法分析了气温突变的时间点;在此基础上研究了大同市气温突变前后旱涝灾害的变化,并运用马尔可夫模型对未来5 a旱涝状况进行了预测。结果表明:近48 a来大同市气温呈明显的上升趋势;随着气温的升高,该市干旱灾害的比例增幅比较明显,特别是在气温突变后,干旱(4级和5级)的概率达到63.64%,2009~2012年处于"偏旱"的概率较大。     

河套灌区五原绿洲50a气候年变化特征与预测研究

利用1956-2005年河套灌区五原绿洲气温和降水时间序列分析表明,研究区气温呈显著增暖趋势,而降水量波动中略有下降。对50 a来气温和降水的Morlet小波及其功率谱分析结果表明,研究区气候具有多尺度振荡的特点,年平均气温存在4.88 a、7.14 a、11.1 a和21 a左右的周期变化,而年平均降水具有显著的4.89 a和21 a左右的周期变化。气温和降水具有同步的时间序列,但其优势周期尺度不同。年平均气温和年平均降水分别存在11.1 a和4.89 a显著周期(P<0.01)。通过GM(1,1)模型模拟预测表明,未来10年气温仍然呈持续升高趋势,且增幅较大。     

近50年来铜川市气候变化特征分析

基于铜川气象观测站的气象观测数据,利用线性倾向率、线性拟合方程Mann-Kendall非参数检验等数理统计方法,对铜川市1961~2008年间的气温和降水进行详细分析,结果表明:1)近50年来,铜川市气候增温显著,各季气温增幅不一,冬季增温最大,为0.282℃/10 a,春季次之,为0.279℃/10 a,秋季增幅最小,为0.125℃/10 a。1990年代以后增暖趋势表现最明显,21世纪初增幅最大。2)近50年来铜川市全年降水量呈下降趋势,变化倾向率为-11.348mm/10 a,其中:冬季和夏季降水量呈增加趋势,而春季和秋季呈缓慢减少趋势,但降水的减少趋势大于增大趋势,总体降水量减少。3)铜川市平均气温在1990年代后期发生了由低温到高温的突变,而降水没有发生突变,表现出在波动中减少的特点。     

1951-2015年河南省温度变化研究

利用河南省分布相对均匀的17个气象站建站以来的月平均气温资料,采用回归订正的方法建立了1951-2015年河南省年平均气温距平序列。在此基础上,采用统计学、功率谱分析和Mann-Kendall检验等方法,分析了过去65年河南省年均温变化的幅度、速率、周期和突变特征及其与全球和中国温度变化的关系。结果表明:(1)1951-2015年河南省年均温以0.18±0.06℃/10a(95%置信区间)的速率呈显著增暖趋势,年际变化幅度多年平均值为0.46±0.07℃(95%置信区间);(2)年代上,50和80年代河南省气候相对较低,60、70年代围绕均值波动,90年代开始急剧上升;过去65年河南省年均温存在2.3年和3.8年周期,并于1994年发生了突变;(3)尽管河南省温度变化与全球、北半球和中国尺度变化显著相关,冷暖阶段基本一致,变化速率、周期和突变时间基本相同,但河南省温度变化年际变幅和波动幅较其他三个尺度明显偏大。     

陕南地区近47年来气温、降水变化特征分析

利用陕南地区7个气象站1961～2007年的气温和降水记录,运用线性趋势、距平分析、5年滑动平均,Morlet小波分析等方法,研究了陕南地区近47年来的气候变化特征。结果表明:近47年来,陕南地区气温呈波动上升趋势,其增长率为0.14℃/10a。春、秋、冬季气温在增加,并且冬季增暖最为明显,夏季气温略有降低。气温变化有明显的周期性,普遍存在着20a和3～5a的周期振荡信号;降水量呈减少趋势,平均每10a减少2.9mm。降水量的年际变幅表现为夏季>秋季>春季>冬季,春季和秋季降水减少,夏季和冬季降水增加,减少量大于增加量,导致春旱、秋旱加剧。Morlet小波分析表明降水在20a和4～9a的尺度上也有较强的周期振荡。     

1961-2014年黄土高原地区降水和气温时间变化特征研究

降水和气温是影响黄土高原地区生态建设的关键气象要素。以黄土高原73个气象站1961-2014年降水和气温实测资料为基础,采用Mann-Kendall法、Hurst指数和小波分析等方法,研究了降水和气温时间变化特征。结果表明:黄土高原地区年、春、夏及秋季平均降水量年际变化趋势均不显著(P>0.05),但冬季以1.41mm/10a的倾向率显著上升(P<0.01),且在1971年发生突变。年、春、秋、冬季平均气温均呈显著上升趋势,且突变时间发生于20世纪80年代中期和90年代中期。73站中,73.9%的站表现为朝着暖干化方向发展,19.2%的站呈现暖湿化态势,但冬季整个黄土高原暖湿化现象明显。降水量具有5a的第一主周期,气温存在13a的第一主周期。     

1960-2009年大连市气候暖干化研究

利用大连市1960-2009年气温和降水两个主要气象要素值的基本观测资料,运用线性倾向估计和GIS空间分析方法,探讨了大连气候的年际时空变化,同时利用Mann-Kendall统计检验和Morlet小波分析对其气候的年代际和周期性变化进行了分析。结果表明:近50a来大连市气候暖干化日趋明显,年平均气温以0.28℃/10a的速率显著上升,并且在1991年发生突变进入异常增暖期,空间上增暖趋势大致呈由南向东北逐渐减弱的态势;降水量基本经历了"减少-增加-减少-增加"的变化过程,总体上呈下降趋势,在1972年降水量由偏多向偏少转变,东北和西南地区降幅较大,腹地最小。此外,气候的暖干化趋势对"自然-社会-经济"复合系统造成的影响应引起重视。     

酒泉市最近54a气温和降水特征分析

利用最近54 a地面观测资料,统计分析了酒泉测站年平均气温及降水的变化趋势,并用Morlet子波变换对年气温和降水资料进行小波分析.结果表明:酒泉市气温和降水的变化趋势基本与西北地区气候变化趋势一致;小波系数可以显示不同时间尺度上的演变特征及气候的年际以及年代际变化周期.     

近50年来吉林西部半干旱区气候变化特征

根据吉林省西部地区6个具有代表性的气象站1961-2010年间的逐日气温、降水数据,运用趋势分析、小波分析和Mann-Kendall检验等统计方法,对吉林省西部半干旱区气候变化特征进行了分析。研究表明:近50年来,吉林西部半干旱区气温存在明显的增温趋势,以冬季气温升幅最大;降水则呈现减少趋势,夏季表现尤为明显。在不同的时间尺度上,气温、降水的变化趋势存在差异,年平均气温主要有5a左右,12a左右和30a以上的震荡周期,并在1989年发生突变;年平均降水主要有5a左右,30a左右的震荡周期,年际交替频繁。通过分析干燥度指数,吉林西部半干旱区干燥度指数主要存在6a左右、10a左右和35a左右震荡周期,并在1997-2002年之间发生突变,干燥程度总体呈现上升趋势,但上升趋势不明显,上升幅度自西向东逐渐减小。     

气候变化对黄河源区水资源的影响及未来趋势预估

利用黄河源区有关水文、气象台站观测资料,分析了黄河源区年平均流量变化与气候条件的响应关系,发现气温、降水及蒸发的波动变化对流量有很大影响,依此关系建立了流量预估模型;并根据气候模式输出数据经降尺度处理生成的未来气候情景,对未来源区流量进行了预估。结果表明:近49a间,源区气温呈波动上升态势;蒸发量显著增大,年均降水量没有出现明显的趋势性变化,但具有明显的年际和年代际振荡。源区流量的变化与降水量、气温及蒸发的变化之间存在显著的线性关系,近49a年来,由于气温的持续上升导致径流蒸散发损耗超过降水量的补给作用,源区流量总体呈减少趋势,但近几年随着降水量的增加而有所回升。未来两个时期(2020s、2050s)源区年平均流量为593.61m3/s和525.11m3/s,较气候标准期(1961年-1990年)分别减少14.9%和24.7%,据此,未来气候变化对黄河源区水资源的影响可能弊大于利,但仍具有较大不确定性。     

中国天山山区近40a来的年气候变化

依据中国天山山区8站1959-2000年的气温降水资料,建立天山山区年平均气温、年降水量序列,利用距平分析、滑动平均、最大熵谱、经验正交、线性回归等方法,分析天山山区近40 a来气候变化的基本特征,结果表明:①天山山区年平均气温存在4暖3冷的冷暖变化阶段,最冷年与最暖年分别是1984年和1998年,其变化具有3 a和6 a的显著周期;天山山区年降水量具有3多3少的干湿变化阶段,降水最多年与最少年分别是1998年和1997年,年降水量变化具有2,4,9 a的显著周期.②天山山区年平均气温最主要的空间分布特征是大西沟、巴音布鲁克年平均气温与其余6站呈反向变化,其次是除新源外,其余7站年平均气温呈同向变化;天山山区年降水量的最主要空间分布特征是8站降水的同向变化,其次为昭苏、新源、大西沟、巴音布鲁克、巴伦台年降水与小渠子、天池呈反向变化.③20世纪60-80年代,天山山区年平均气温与30 a平均值相同, 90年代升温达到0.6 ℃;从60-90年代天山山区年降水表现为持续增多;90年代是4个年代中气温最高、降水最多的年代.④近42 a来,天山山区年平均气温存在着明显的线性升温趋势.     

近40年青海东部春季降水变化特征及小波分析

应用线性趋势分析和小波变换分析方法对青海东部地区12个气象台站1961~2004年春季降水的变化特征及时~频特征进行了分析。结果表明:近44 a来,青海东部地区春季降水量波动明显,年代际变化表现出20世纪60年代偏多,70年代、80年代偏少,进入90年代以来偏多的趋势;春季降水总体呈弱的增加趋势,分阶段分析,只在1981~2004年时段趋势呈弱的减少,其余时段均呈增加趋势;在10 a及以上相对较大的时间尺度上,春季降水干、湿交替的特征非常明显,经历了6个干、湿交替的阶段,其突变点为1964年、1975年、1983年、1993年、2001年,其10~12 a和16 a左右的周期较为明显;而对于10 a以下相对较小的时间尺度,春季降水变化比较复杂,增加了更多的相对干、湿交替阶段和突变点,其6~8 a的周期突出;当周期振荡表现为较强的负位相时,均会发生强的干旱;从最近几年青海东部地区的春季降水变化来看,其较大尺度和较小尺度的变化均处于较强的偏多期。