东亚北风异常对西北东部春季降水的影响

利用1961-2008年NCEP/NCAR(2．5°×2．5°)再分析逐月500 hPa高度场资料和1961-2008年西北地区东部陕、甘、宁、青4省170个气象观测站的月降水量资料,计算春季东亚北风指数,分析研究区春季降水的历史演变规律、东亚北风指数的年代际变化及其与西北春季降水的关联。结果表明:50 a来降水演变特点是以黄河为界,黄河以西降水呈增多趋势,黄河以东降水呈减少趋势,降水减少的幅度明显大于增加的幅度;特别是近20 a,黄河以东广大区域降水减少的幅度越来越大,干旱化趋势明显,而青海南部、河西走廊则降水呈增加趋势。在此期间,春季东亚北风逐渐增强,特别是20世纪90年代中期以后明显增强。进一步分析表明,当春季东亚北风偏强（弱）时,除青海南部外,西北地区东部大部分地方降水偏少（多）,即春季东亚北风异常增强,可引起西北地区东部黄河以东干旱少雨,导致干旱化加剧。     

山西省春季气候变化及其对农业生产的影响

利用山西省39个气象站1960-2005年春季平均气温和降水量资料,采用M-K方法,分析了山西省春季气候变化的区域特征。结果表明:春季平均气温全省呈现一致升高的趋势,但存在纵向差异,升温明显区域集中在中部断陷盆地一带;各气候区春季降水变化趋势不明显,主要以年际间的波动为主,西北部春季降水呈现微弱增多的迹象。春季气候的这种变化对农业生产有利也有弊。     

陕北黄土高原降水的变化趋势分析

利用1951-2001年陕北黄土高原24个测站的降水资料,采用累计距平、线性趋势估计及Mann-Kendall检验等方法,分析了陕北黄土高原降水时空变化特征.结果表明:陕北黄土高原地区年平均降水南多北少,近51年来降水总体上呈减少趋势.北部长城沿线降水减少,中部(延安以北)与南部(延安以南)降水略有减少,府谷和横山、子长、延长一带降水减少最显著.3个区域降水量的年内分配过程差异较大,中部的春季、北部的夏季及南部的冬季降水减少,其它区域及季节降水变化基本平稳,增减幅度不大.     

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。     

气候变暖背景下关中地区水热资源变化分析

对1961～2007年关中平原30个县(市)气温和降水资料的变化特征进行了统计分析.结果表明:关中平原近47 a来年平均温度在波动中呈上升趋势,其中冬、春季的气温升高对年平均气温的升高贡献较大.近47 a来年降水量的年际波动较大,总体呈弱的减少趋势.20世纪80年代年降水量的增加主要是夏季降水的增加所致,而90年代年降水量的减少四季均有贡献,其中以秋季的贡献最大.在显著变暖的20世纪90年代以后,农业气候热量资源更丰富,但春旱频次增加,春季作物遭受冻害的风险加大,严重的干湿事件也有加重的趋势.     

乌鲁木齐市近43年风速气候特征分析

利用乌鲁木齐市1961-2003年逐日平均风速资料,分析了乌鲁木齐市近43年风速的基本气候特征、变化趋势和年际、年代际变化等。其主要结果是:乌鲁木齐市年平均风速为2.47m.s-1。一年四季中夏季的平均风速最大为3.08m.s-1,冬季最小为1.52m.s-1,春季和秋季则分别为2.94m.s-1和2.31m.s-1。近43年乌鲁木齐市春季、夏季、秋季、以及年风速呈下降趋势,而冬季呈上升趋势。Morlet小波分析表明乌鲁木齐市风速变化具有准6、8年的年际尺度和准13、21年的年代际尺度周期变化,其中准13年周期振荡最为强烈。乌鲁木齐市风速变化是不同尺度周期振荡综合作用的结果。     

甘肃黄土高原地区春旱指标研究

利用甘肃省甘肃黄土高原地区12个代表站1958~2003年春季3~5月逐候降水、蒸发资料,建立了该地区早春旱和晚春旱指数序列,确定了春旱等级标准,进一步分析了春旱的时空分布特征及其年际(年代际)变化规律。结果表明:(1)干旱指数能够连续动态地监测干旱过程,因而具有较好的代表性;(2)甘肃黄土高原地区早春旱和晚春旱北部高于南部,干旱中心在陇中;(3)重晚(早)春旱的发生频率增加(减少),站数增多(减少);(4)区域性早春旱随年代呈下降趋势,区域性晚春旱略有上升的趋势,但不明显。     

陕西省气温与降水变化时空分布研究

根据1981年-2010年陕西及周边的42个气象站点的气温和降水数据,采用经验正交函数分解法(empirical orthogonal function,EOF),结合GIS空间分析方法,计算和分析了陕西省29年气温和降水的时空分布特征以及年内、年际的时间变化特征。结果表明:1)陕西省年气温大致存在三种主要的类型:南北差异型、地形影响型、正负相间型。南北差异型为最主要的空间分布型,表现为温度受纬度变化的影响南部气温较高北部气温较低。2)陕西省年降水大致存在四种主要类型:南北递减型、延河南北反向型、东南-西北分布型、相间分布型。南北差异型为最主要的空间分布型,表现为陕西北部降水较少,南部降水较多。3)陕西省气温空间场对应的时间序列具有明显的年内变化和年际变化;降水空间场对应的时间序列具有较明显的年际变化,而年内的波动性较强。     

山西气象干旱指标的确定及干旱气候变化研究

应用山西省62个气象站1961～2008年逐季、年降水资料,在对3种常用气象干旱指标对比分析的基础上,对Z指数进行修正,确定山西单站季、年旱度指标,并在此基础上建立全省区域干旱指标.研究发现,近48年来,山西出现1年重旱、4年大旱、3年偏旱,重旱年出现在20世纪60年代中期,而大旱和偏旱年大部分出现在20世纪80年代中期以后.冬、春季重旱年分别出现在20世纪60年代初和90年代末到21世纪初,而夏、秋季重旱年均出现在90年代末期.山西各季、年干旱空间分布特征,最常见的是全省一致干旱型;年、各季干旱的出现不仅存在明显的年代际尺度变化,而且年际变化也显著.近48年来,山西区域年干旱指数下降趋势显著,1977年后,年干旱指数发生突变,山西进入持续干期.     

山西省气候变化的多尺度诊断

利用山西省108个地面气象站1957-2003年逐月降水、平均气温以及蒸发量等气象要素资料,采用主成分分析和聚类分析法进行气候分区,选取10个代表站的降水和平均气温序列,运用Morlet小波分析方法,对山西省47年气候变化以及不同时间尺度降水和气温变化的空间差异进行了诊断分析.结果表明:①山西省降水和气温存在多层次结构,不同时间尺度,存在不同的周期振荡行为.②山西省降水和气温总的变化趋势是20世纪80年代中期以前变冷变湿,且变化剧烈,之后变暖变干,且变化趋于缓和;21世纪初降水有恢复性增加趋势,气温有回落迹象.③山西省降水的空间差异明显,而气温变化的空间差异则相对较小.④从季节分布来看,21世纪初,春季降水偏少,冬季偏多,夏秋季降水则为偏少趋势中有小幅增加阶段;春季气温仍为偏高趋势,秋季有回落迹象,冬夏季为偏高趋势中有小幅回落阶段.     

50余年来厄尔尼诺-拉尼娜(El Nino/La Nina)事件对山西省气候影响分析

通过搜集整理1956年以来山西省降水和气温资料以及发生的厄尔尼诺(El Nino)/拉尼娜(La Ni-na)事件、分析了降水量、气温及干旱灾害事件与El Nino/La Nina事件之间的关系,研究了El Nino/La Nina事件对山西省气候的影响。结果表明:1956年以来山西省年降水量呈现明显的波动减少趋势,气温呈现明显的波动增加趋势;El Nino/La Nina事件的发生对山西省降水量影响显著,厄尔尼诺年降水量低于正常年降水量48mm,发生干旱灾害的可能性加大,对山西省工农业生产会带来不利影响;拉尼娜年降水量低于正常年降水量16mm,发生干旱灾害事件的可能性减少,对山西省工农业生产的影响较小。El Nino/La Nina事件的发生对山西省气温影响不是很明显,厄尔尼诺年均气温低于正常年均气温0.01℃;拉尼娜年均气温高于正常年均气温0.1℃。     

山西省不同生态分区增强型植被指数(EVI)对气候因子的响应

利用2000—2014年MODIS EVI数据、27个气象站点逐月气温和降雨量、MOD16蒸散量数据,分析了山西省15年来的植被覆盖变化及其对气温、降水和蒸散量的响应特征。结果表明:(1)山西省植被总体呈现上升趋势,增速为2.6%·10a~(-1),不同生态分区中Ⅱ东部大行山山地Ⅲ中部盆地Ⅳ西部山地Ⅰ晋北山地Ⅴ晋西黄土丘陵区。(2)山西省植被覆盖具有较大的区域差异,其中东南部的EVI明显高于西北部,EVI频度图呈现"单峰结构",全省绝大部分地区呈现不变或增加趋势,显著面积比例为25.95%,严重退化面积比例为1.04%。(3)基于年尺度的EVI与降水、蒸散量呈正相关,与温度负相关,基于月尺度的EVI与气温、蒸散量呈显著正相关,蒸散量与EVI的相关性好于降水、温度单一因子,而降雨量对EVI变化存在一个阈值。(4)从生长季考虑,从春季到夏季各大生态区蒸散量与EVI均为正相关并且逐渐加强,秋季除Ⅲ中部盆地外其它自然区均为负相关。     

晋北地区降水量时空变化及突变分析

利用晋北地区18个台站1960—2008年的月降水资料,对其降水量的时空变化特征进行了分析。结果表明:年、夏季和秋季降水量总体上呈下降趋势;春季和冬季降水呈增加趋势。从空间分布特征来看,年和四季降水量由北向南逐渐增多。年降水量的线性趋势系数大部分台站表现为负值;而春季各站均为正值;夏季仅繁峙为正值;秋季西南部为负值,东北部为正值;冬季18个台站正负均等。采用M-K突变曲线、滑动t检验法、累积距平法三种气候突变检验方法对晋北地区降水的统计检验结果均表明,年降水在1979年发生了由多到少的一个跃变;春季在1964年附近和1991年发生由多到少的转折;夏季1996年是由多到少的一个明显转折点。     

山西省春季降水异常时空特征研究

采用主成分分析(EOF)、旋转主成分分析(REOF)、小波分析方法,对山西省1960~2004年春季降水标准化距平场进行分区,并对春季降水异常的空间分布特征、时间变化规律进行分析。结果表明:山西省春季降水的主要空间异常型表现为全省一致的多雨或少雨型,这是山西省春季降水异常的主要特征。降水异常区域大致可划分为3个区,即北部区、中部区、南部区。各异常区春季降水都存在10 a以上长周期和3~10 a短周期振荡,但其显著周期及其年代变化差异较大。     

晋北地区夏季降水异常的时空分布及其环流特征分析

利用美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料以及晋北地区18个台站1960-2008年夏季降水资料,通过M-K突变曲线、滑动t检验、累积距平3种气候突变检验方法对晋北地区夏季降水的统计检验结果均表明,夏季降水在1996年发生了由多到少的转折。线性趋势法分析晋北地区夏季降水表明:夏季降水呈负的线性趋势,说明自1960年以来晋北地区夏季降水一直处在减少的趋势,干旱较为明显,尤其是广灵、平鲁、灵丘干旱趋势更为严重。对晋北夏季多雨、少雨年的大气环流异常特征进行了合成分析,结果表明:欧亚中高纬位势高度异常直接影响着晋北地区夏季降水的异常,多(少)雨年夏季500hPa位势高度呈现出"负(正)-正(负)-负(正)"的分布特征,中高纬地区以经(纬)向环流为主,冷空气活动频繁(偏弱),晋北地区处在槽(脊)的东南部,有利于降水偏多(少)。对流层低层流场多雨年西太平洋有暖湿气流向北输送,直达蒙古到东北一带与西伯利亚分裂下来的弱冷空气在华北地区相遇,有利于晋北地区夏季降水偏多。少雨年水汽条件差,不利于降水。     

近45年山西省降水变化特征

利用山西省108个地面气象站1961-2005年降水量资料,研究了近45年来山西省降水变化.结果表明:东亚季风对处于季风边缘带山西省年降水量空间分布的影响十分明显,进一步分析夏季降水,发现了更为精细的山西省季风边缘带;1964年和1965年仍然是山西省降水量最多和最少的年份;年降水量的下降趋势十分显著,下降最显著的地区出现在阳泉以西的喇叭型中部区域内;20世纪70年代末发生了降水突变,北太平洋海温导致东亚季风的年代际变化是山西降水突变的可能原因;降水存在准3年、准6～7年的年际和准11年、准16年的年代际周期振荡.     

山西黄土高原近50年来气候暖干化研究

根据山西省4个具有代表性的气象站点自建站以来到2005年的降水量与气温资料,应用线性回归与趋势分析方法,研究了山西黄土高原近50年来的气候变化。研究得出:山西省近50年来气候总体上具有暖干化的特征,年平均气温呈波动上升趋势,其增长率为0.032℃/a,高于全球近百年的平均值(0.005℃/a),也明显高于陕甘宁地区近50年来的平均值(0.0194℃/a);最冷月(1月)比最热月(7月)增温速率高;年平均气温以70年代中期为界,将山西省气候分为冷、暖两个时期,前为冷期,后为暖期;年平均降水量呈波动减少趋势,其减少率为1.635mm/a;年平均降水量同样以70年代中期为界,之前为相对丰水期,之后为相对枯水期。     

山西夏季降水与四种东亚夏季风指数的关联

利用山西省1961-2006年夏季降水量资料和四种东亚夏季风指数,采用相关分析和距平分析法,对比分析了山西夏季降水与四种东亚季风指数的关联性。结果表明:山西夏季降水与四种东亚夏季风指数的相关性有好有坏,与郭其蕴GI和王斌WI指数的相关性均比与黄刚HI指数和李建平LI指数表现的好,但夏季降水与GI指数为正相关而与WI指数为负相关,其中高相关区分布在南部和中部;GI和WI指数距平符号对山西夏季降水异常有较好表征意义,尤其在干旱年份,而HI和LI指数几乎没有表征能力;GI和WI高指数年和低指数年降水差异明显,在南部和中部尤为显著,而HI和LI指数差异较小,且空间分布上有正有负。