1961-2017年中国年代际桑拿天日数空间演变特征

全球变暖和快速城市化背景下极端高温热浪事件频发,尤其是以高温高湿为表征的桑拿天气,给经济发展和人民健康带来了严峻挑战。文中采用1961-2017年中国545个气象观测站点的日值最高气温和相对湿度数据,采用中国气象局中央气象台对桑拿天定义的标准,从气候态、变化趋势和波动特征三方面研究了中国桑拿天日数空间演变特征。结果表明:1)中国气候态桑拿天日数具有明显的东南高-西北低的空间分异特征,且不同年代之间差异较小。2)中国桑拿天日数以胡焕庸线为界,西北变化趋势较小,东南变化趋势增减镶嵌。东南地区不同年代桑拿天日数变化趋势具有明显的区域和次区域特征,除1960年代外,其它年代均以增加趋势为主。相比1961-1990年,1991-2017年中国环渤海地区桑拿天日数具有明显的增加趋势。3)中国桑拿天日数波动特征具有三块式空间高低分布特征,东北至西南贯通带波动最大,东南次之,西北最小。不同年代桑拿天日数波动特征变化不大,且1990年前后波动特征也无明显差异。从采用气温和湿度两个指标研究桑拿天气,有助于科学认识极端高温热浪,深化对极端气候变化的认识。     

明清时期江苏地区旱涝灾害与气候变化的关系

通过对江苏地区1368-1911年旱涝灾害资料的统计和整理,利用滑动平均、累积距平及小波分析等方法探讨分析了明清时期该地区旱涝灾害与气候变化的关系。结果表明:1368-1911年江苏地区共发生旱涝灾害362次,其中旱灾发生108次,涝灾发生254次,在旱涝灾害中以涝灾为主;明清时期江苏地区旱涝灾害具有显著的阶段性特征,旱涝灾害在年内具有显著的季节变化特征,在时间尺度上大致存在7a、11a、17a和22a 4个周期,与太阳活动周期有着密切关系;明清时期江苏地区旱涝灾害在空间分布上具有明显的区域差异,整体上呈现出西部多于东部、南部多于北部的变化特点;明清时期江苏地区旱涝灾害的发生与长江中下游地区气候变化有很好的对应关系,18世纪60年代以来,人类活动对全球气候环境的影响导致区域性旱涝灾害频繁发生。     

宁夏西海固地区气候变化响应及旱涝灾害趋势

基于1961-2010年宁夏西海固地区10个气象站点50年的气象资料,利用趋势线法、Z指数法、M-K突变检验法等方法,分析了本区近50年来气候变化对全球变暖的响应及其旱涝灾害的趋势。结果表明:1)近50a本区气候经历了冷湿-暖湿-暖干的转变。气温呈波动上升趋势(0.259℃/10a),高于西部平均变暖率(0.2℃/10a);2)近50a来本区降水呈波动下降趋势,下降速率为16.58mm/10a,平均降水量为418mm。降水季节变化特征表现为春、夏、秋三季降水呈下降趋势,秋季降水减少最为明显,冬季降水略有增加。3)旱涝灾害发生频次与气温变化具有一定的同步性。在全球气候变暖的大背景下,由于本区洪灾相对较少,未来旱灾发生频率有可能进一步增加,因此降低气候变化的负面影响,对实现本区可持续发展具有重要意义。     

清代山西地区疫灾时空分布研究

疫灾是人类的顶级灾害,历史疫灾研究能为未来疫病防控提供借鉴。文中运用疫灾计量指标和GIS空间分析方法,探讨了清代(1644-1911)山西地区的疫灾地理规律。结果表明:1)清代山西地区的疫灾频度为34.33%,疫灾相当频繁;夏秋季节是疫灾多发季节,说明高温高湿环境有利于疫病的流行;朝代鼎革的清初期和清末期疫灾相对频繁,社会稳定的清中期疫灾相对稀少,说明社会动乱也有利于疫灾的发生。2)清代山西地区的疫灾分布具有明显的"洼地效应":府级尺度上具有高低相间的南北分异特征,盆地地区为疫灾强度高值区,山岭地区为疫灾强度低值区;区域尺度上具有由南向北的梯度递减特征,晋南高于晋中,晋中高于晋北,晋北高于口外。3)清代山西地区的疫灾格局受地理格局和人口格局的双重制约;人口密度是疫灾的奠基石,人口流动是疫灾的扩散力,自然灾害是疫灾的诱发器;与其它自然灾害相比,疫灾分布变迁更能反映区域开发时序,更能体现人地关系演进。     

兰州地区近540年旱涝灾害研究

采用1470～2000年旱涝史料,选取兰州、榆中和永登气象资料,将旱涝等级资料延续到2009年建立兰州地区近540年旱涝等级序列,对旱涝灾害发生的规律性、周期性、阶段性和形成原因进行了分析。结果表明:近540年兰州地区共发生旱灾145次,涝灾90次;根据旱涝灾害发生频次可将近540年划分为前期和后期,前期是旱涝灾害低频期,后期是高频期;近540年兰州地区旱涝趋势以旱和偏旱为主,且出现三个以旱为主的上升阶段和四个以涝为主的下降阶段阶段性特点,旱涝存在3～4a周期、25～26a周期和81～82a周期,其中81～82a周期对应太阳活动的80～120a周期;文中初步将公元1581～1588年、公元1634～1641年和公元1926～1930年发生的旱灾确定为干旱气候事件。     

晋陕峡谷区气候变化与旱涝灾害响应研究

依据晋陕峡谷区15个气象站点1961-2012年的气温和降水资料,应用趋势分析法、Mann-kendall检验、Z指数法等对该地气候变化和旱涝趋势进行分析.结果表明:1)近52a来,晋陕峡谷区气候暖干化趋势明显,年平均气温呈波动上升趋向(0.278℃/10a),气温空间分布差异明显.2)降水呈现波动递减趋势(12.54mm/10a),降水空间分布呈纬向变化规律.3)气温突变后,涝灾比重迅速下降,“正常”年份和旱灾的比重均有所增加.     

全球气候变暖对京津冀地区极端天气气候事件的影响及防灾减灾对策

在综合分析全球气候变暖对极端天气气候事件影响的基础上,详细分析了京津冀地区气候变化对全球气候变暖的响应。研究表明：近百年来该区气温与全球气候变暖呈明显的正响应,而降水则表现为明显的负响应。全球气候变暖对该区极端天气气候事件的可能影响主要表现为：气温上升明显,高温热害天气增多;物候季节提前或反常、极端气候灾害频发;极端降...     

华北段农牧交错带气候变化特征及其响应

依据华北段农牧交错带1961-2010年气象资料,利用标准化降水指数(SPI)、Mann-Kendall检验等方法对研究区的气候变化特征进行了分析。结果显示:1)近50a来,华北段农牧交错带以1987年为界划分为两个时期,此前为冷期,此后为暖期。其年平均气温线性增温速率为0.35℃/10a,冬季增温最显著,其次为春季、秋季、夏季。气温在1993年发生突变。2)年降水量呈下降趋势,倾向率为-6.51mm/10a,夏季降水的减少对其贡献率最大。3)气温突变后,极端旱涝灾害事件减少,中旱灾害频率在增加,气候变化整体呈现暖干趋势。     

1951-2014年内蒙古自治区极端气温事件时空变化特征

文中以1951-2014年内蒙古自治区34个站点日最高气温和日最低气温数据为研究对象,运用线性倾向估计、距平、累积距平、Mann-Kendall突变检验和空间分析等方法,分析内蒙古极端气温事件时间和空间变化特征。结果显示:(1)近64年,霜冻、结冰、冷昼日数具有显著降低趋势,其变化速率分别为:3.3d/10a、1.5d/10a、1.6d/10a;暖昼日数具有显著增加趋势,变化速率为1.7d/10a。(2)约以1980s中期为界,霜冻、结冰、冷昼日数距平和累计距平分为两段:前期大多数为正距平,累计距平具有升高趋势;后期变化特征与前期相反。约以1990s中期为界,暖昼日数距平和累计距平变化特征与霜冻日数相反。意味着极端低温事件指标(霜冻、结冰和冷昼日数)响应全球变暖时间早于极端高温事件指标(暖昼日数)。(3)结冰、冷昼和暖昼日数分别在1988年、1992年和1991年发生突变。(4)空间上,霜冻和结冰日数分布随纬度和海拔升高逐渐增多,体现地域分异规律。(5)冷昼和暖昼日数较大值主要集中于内蒙古自治区中间地带。(6)全区各地霜冻、结冰和冷昼日数均具有减少趋势,暖昼日数具有增加趋势,与时间序列变化趋势一致。其中,人类活动程度较高地区,霜冻和结冰日数减少最显著,故人类活动对气温变化具有一定影响。     

近50a锡林河流域极端天气事件及其与气候变化的联系

利用锡林河流域气象站1964-2013年逐日最高气温、最低气温、日平均气温以及日降水量资料,运用线性倾向估计法、Danile检验法、Mann-Kendall突变检验法对选定的8种极端天气指数进行分析与研究,并分析了极端天气事件与气候变化的相关关系。结果表明:近50a锡林河流域TXID、TNID都呈上升趋势,分别达到0.70℃/10a和-0.78℃/10a。其他极端气温指标(ID、FD、SU)和极端降水指标(R95P、RXID、R95T)为下降趋势。极端气温指数变化趋势比较明显,而极端降水指数下降趋势并不显著。从时间转折上看,极端天气的各项指标均有突变发生,且突变年主要发生在20世纪80年代中后期。极端天气事件的出现频率与锡林河流域区域气候变暖之间具有很高的相关性。     

基于CI指数的陕西干旱时空变化特征分析

利用1961-2010年陕西省72个气象站逐日气温和降水资料,采用综合气象干旱指数法,统计分析了近50年陕西省气象干旱发生的时空分布特征。结果表明：陕西省年及四季干旱发生频次和干旱日数总体上呈北高（多）南低（少）分布特征。四季中夏旱频率最高,强度最强,春季其次。各等级干旱日数中轻旱日数最多,中、重和特旱日数依次减少。陕北北部长城沿线及关中中东部既是干旱高发区,也是干旱重发区;近50年陕西区域干旱强度和干旱日数均存在较明显的增加趋势,主要表现为春秋两个季节的变化,而夏季和冬季的变化趋势不明显;近50年陕西共发生32起持续性干旱事件,以春夏连旱为主;20世纪90年代中后期至2002年持续性干旱事件发生的频率高,强度强,反映出陕西区域极端干旱事件对全球气候变化有明显的响应。     

山东省近54年的气候变化特征及旱涝灾害响应分析

根据山东省33个气象站点1960—2013年的气温和降水资料,运用趋势线法、Mann—Kendall突变检验、Z指数法、马尔可夫模型等方法分析了山东省的气候时空变化及旱涝灾害响应特征。结果表明:(1)山东省的气温总体处于上升趋势,春、夏、秋、冬季都有增温趋势,冬季最为明显。20世纪90年代以来升温显著,气温突变点是1991年,1991年前为冷期,后为暖期。在空间上,年均温呈现出从东向西递增的变化规律,气温倾向率空间变化相反。(2)山东省的降水量总体呈现减少趋势。夏季降雨量减少幅度最大,春冬季有增湿现象。在空间上,年降水量呈现出从东南向西北递减的趋势,降水倾向率空间变化相反。(3)气温突变后,极端旱涝事件减少,正常和偏旱事件增加,山东省的状况由以涝灾为主转变为以正常和旱灾为主。旱灾在空间上由东南向西北加重,涝灾相反。运用马尔可夫模型预测,近时期2014—2022年,山东省的旱涝状况以正常状态概率最大,在较远的未来年份预测中,正常状态概率也大于旱灾和涝灾状态概率。     

1960-2009年甘肃省极端气温的变化

利用1960-2009年甘肃省26个气象站的气温资料,采用线性倾向估计法、反距离加权法、Mann-Kendall突变检测法,分析甘肃省50 a来极端气温事件的时空间变化。结果表明：甘肃省极端气温的年代变化趋势基本一致;年际变化极端高温呈增加(上升)趋势,极端低温呈减少（下降）趋势;在空间分布上大部分地区极端高温呈增加(上升)趋势,极端低温呈减少（下降）趋势,但空间差异明显。另外,甘肃省近50 a来极端气温指数发生了明显的突变（通过0.05的置信度检验）。     

高寒湿地生态系统水分利用效率研究

高寒湿地生态系统水分利用效率的研究,有助于明晰高寒地区碳水耦合程度和优化水资源管理。基于涡度相关系统,研究分析了2015年和2016年生长季青海湖高寒湿地生态系统水分利用效率的变化特征和主要环境因子对其的影响。结果表明:生态系统各月水分利用效率日变化都呈先减小后增大的趋势,且生长季中期大于前期和后期的水分利用效率。生态系统水分利用效率季节变化呈生长季中期高,初期和后期低。2015年和2016年总体水分利用效率分别为5.42 g·kg~(-1)和4.65 g·kg~(-1)。与环境因子的分析表明,生态系统水分利用效率与温度、叶面积指数、月降水量和土壤体积含水量相关性显著,而与光合有效辐射和饱和水汽压差的相关性较差。     

近51年河西走廊西部极端强降水事件变化研究

利用河西走廊西部8个气象站1960～2010年的逐日有效降水(日降水量≥0.1mm)资料,研究了河西走廊西部近51a极端降水事件变化的时空分布特征及变化趋势。结果表明:在河西走廊西部只要出现中～大雨或以上降水就算极端强降水;在空间分布上,河西走廊西部极端强降水阈值自西南向东北逐渐减小,极端降水总量分布与该区域年降水量的空间分布相似,极端降水指数倾向率空间分布很不均匀;在时间分布上近51年来河西走廊西部年极端降水总量和年极端降水强度均呈显著增加的趋势,极端降水频数增加趋势不明显,极端降水指数在3～5a和10～13a周期上反映明显,在60年代极端降水指数均发生了突变。     

塔城地区干旱时空分布及变化特征

利用干旱Z指数对塔城地区1961~2005年旱涝等级进行划分,分析了塔城地区干旱时空分布及变化特征,得出以下结论:1)EOF第1、2特征向量分别反映了塔城地区干旱的一致变化及南北两气候区干旱气候的不同特点;2)20世纪60年代干旱指数围绕平均值小幅振荡,70年代为旱期,80年代前半期偏旱,后半期偏涝,振幅增大,90年代以后干旱有所缓解,但极端旱涝事件发生频率和强度增大;3)近45 a气象干旱的影响范围呈不显著减少的趋势;4)干旱Z指数序列存在着18 a、7~8 a、6 a、4 a、2-3 a的振荡周期;5)ENSO事件与塔城地区次年夏季降水存在着遥相关关系。     

ENSO事件对河西走廊气候与气候灾害的影响

通过对河西走廊敦煌、酒泉、张掖、武威4个城市58 a来气温和降水资料的搜集和整理,分析该区域气温和降水的变化、ENSO事件对该区气候以及旱涝灾害的影响。结果表明：1952年以来,该区年均气温总体呈波动上升趋势,气温增长率约0.3 ℃/10 a;年均降水量略有增加,增长率约2.3 mm/10 a。在58 a内该区发生旱涝灾害的频率为50%。小波分析显示,该区域轻度旱涝灾害周期为4~5 a,中度旱涝灾害周期为13~14 a,大的旱涝灾害周期为18~19 a,重的旱涝灾害周期为26~27 a。ENSO事件对该区平均气温的影响比平均降水量的影响明显,厄尔尼诺年气温明显升高,降水量略有增加;拉尼娜年气温明显降低,但年均降水量增加了10.5 mm。ENSO事件与该区旱涝灾害关系显著,该区域的旱灾和涝灾主要发生在ENSO事件年或前后年,并且旱涝灾害多发生在连续性的ENSO事件年。     

近55 a内蒙古极端降水指数时空变化特征

基于内蒙古100个气象站点1960-2014年日降水数据,选取气候变化监测与指数专家组(ETCCDI)推荐的9个极端降水指数,采用Sen’s斜率法和Mann-Kendall非参数统计检验方法以及空间地统计方法,研究了极端降水指数时空演变特征。结果表明:研究区区域平均的全部极端降水指数均呈不同程度的下降趋势,且年际波动显著;分区的年际趋势有所差异,即东部地区潮湿日数(NW)呈增加趋势,其余极端降水指数均呈减少趋势,其中持续干燥指数(CDD)呈显著下降趋势(P<0.05);中部地区所有极端降水指数均呈减少趋势,其中年总降水量(PRCPTOT)减少趋势较明显;西部地区持续湿润指数(CWD)、强降水量(R95)、单日最大降水量(Rx1day)、5日最大降水量(Rx5day)呈减少趋势,其余指数均呈增加趋势。从极端降水指数变化趋势的空间分布特征来看,区域差异显著,总体上呈下降趋势的站点主要分布于内蒙古东部和中部地区,而呈上升趋势的站点主要分布于内蒙古东北部和西部地区。     

近45年青海省降水时空变化特征及突变分析

采用青海省39个气象台站自建站至2009年的降水资料,运用空间插值技术、Mann-Kendall方法、滑动t检验、Yamamoto和偏值分析方法分析了青海省降水时空变化特征。结果表明:(1)青海省降水存在自东向西逐渐减少特征,从空间分布上可分为东北部、西北部和南部3个区域。(2)近45年来青海省降水总体上呈弱增长趋势,但逐年值围绕多年平均值的波动较大,降水量少于平均值的年份相对较多。西北部与东北部在80年代后期降水呈波动增加,直到90年代才出现降水的减少,而南部地区则在80年代中期降水就开始减少,并持续到90年代结束,表明90年代青海省处在一个降水偏低期。(3)青海省在研究时间段内出现微弱的降水突变信号,各分区突变时间具有显著差异,其中西北部地区的突变始于1985年左右,南部出现在1980年左右,东北部则出现在2003年左右。     

陕南汉江上游历史洪水灾害与气候变化

根据陕南汉江上游历史时期以来的洪水灾害史料和水文站记录,统计分析了189BC-2008AD近2200年间的洪水发生频率,并对此时间段内气候变化进行分析。结果表明:清后期到现代,是汉江上游洪水发生频率最高的时期,洪水发生频率为18.94次/50a;其次是明末至清前中期和唐末期,洪水发生频率分别为6.5次/50a和6次/50a;再次是西汉初、北宋中期至南宋前中期、明代,是3次/50a左右的频率。洪灾的出现往往与气候的异常波动有密切关系,历史时期,汉江上游的洪水在气候冷暖交替变化时期较为频繁,气候平稳期出现频率较低。