1961-2015年新疆0cm地温的时空分布特征及突变分析

根据新疆地温观测时间最长、资料最完整的86个地面气象站1961-2015年地面0cm地温逐月资料,运用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验以及基于ArcGIS的混合插值法对0cm地温的时空变化特征进行了分析。研究表明:从时间尺度来看,近55年新疆0cm地温呈显著波动上升趋势,增温速率为0.54℃/10a,突变点为1999年。地温的突变存在明显的季节差异,春、夏、秋、冬四季0cm地温突变年份分别为2000年、1995年、1998年、2003年,增温速率冬季(1.40℃/10a)>秋季(0.59℃/10a)>春季(0.53℃/10a)>夏季(0.42℃/10a);从空间分布来看,0cm地温增温速率北疆(0.70℃/10a)>东疆(0.46℃/10a)>南疆(0.40℃/10a)。地温与气温呈现出显著正相关关系,而风速降低有利于地温的增加。因此,在全球气候变暖、风速降低的大背景下,地温将持续升高。     

内蒙古1953～2013年四季平均气温演化特征研究

利用中国气象科学数据共享服务网提供的内蒙古1953-2013年四季气温数据,综合运用M-K突变检测方法、滑动T检验方法、累积距平三种方法分别检测了四季气温的突变特征,结合最小二乘法线性拟合和R/S分析法对四季气温的变化趋势及强度进行了定量化分析,运用Morlet小波计算了四季气温的多尺度周期,利用灰色预测GM(1,1)模型预测了四季气温的未来波动特征。结果表明:春季、秋季、冬季平均气温于20世纪80年代中后期发生增温突变,夏季平均气温于20世纪90年代初发生增温突变,置信水平均达到99%,四季平均气温呈显著的增温趋势;GM(1,1)模型预测春季、夏季、冬季平均气温将在2015年前后出现高温事件,在2018年前后出现低温事件,秋季平均气温将在2016年前后出现低温事件,在2018年前后出现高温事件,对当地的农牧业生产、生态建设等具有重要参考意义。     

气候变化背景下1958—2017年陕西省0 cm地温时空变化特征

利用陕西省1958—2017年18个气象观测站逐月0 cm地温和气温数据,结合线性回归、Mann-Kendall非参数检验、空间插值等方法,分析了陕西省0 cm地温时空变化趋势。结果表明:(1)近60 a来,陕西省年及四季平均0cm地温除夏季外均呈显著增加趋势(P0.01),气候倾向率呈冬季[0.42℃·(10a)-1]春季[0.38℃·(10a)-1]年[0.27℃·(10a)-1]秋季[0.23℃·(10a)-1]夏季[0.07℃·(10a)-1]的规律。(2)陕西省年和四季平均0 cm地温均发生突变增温,主要集中在20世纪90年代后期,地温突变后较之前升温幅度为春季冬季年夏季秋季。(3)陕西省年及四季平均0 cm地温均表现为"南高北低"的空间分布特征,所有气象站点年际、春季和冬季地温及33%的站点夏季地温、83%的站点秋季地温呈现显著上升趋势(P0.05)。(4)陕西省年及四季地气温差除夏季外均呈上升趋势,其中气候倾向率呈冬季[0.17℃·(10a)-1]春季[0.1℃·(10a)-1,P0.01]年均[0.07℃·(10a)-1,P0.01]秋季[0.02℃·(10a)-1]夏季[-0.01℃·(10a)~(-1)]的规律。(5)陕西省近60 a年均温及四季气温与0 cm地温均呈显著正相关关系,其显著性呈现秋季春季年夏季冬季的特点。     

50年来辽宁省地温变化规律及播种期地温预报研究

利用辽宁省38个站1961 ～2010年50a的0cm地温、5cm地温和平均气温资料,采用数理统计、气候倾向率、累积积温距平和信噪比方法,分析了0cm地温和气温、地-气温差的年际、年代际和季节变化特征,建立了春播期5cm地温预测模型.结果表明:0cm地温与气温在年际尺度上具有较好的线性相关关系;50a来,辽宁省年均0cm地温和气温均呈增温趋势,地温增温速率(0.39℃/10a)高于气温(0.30℃/10a);0cm地温和气温的季节变化以升温为主,冬季升温速率最为明显,夏季升温速率最慢,辽宁0cm地温对气候变暖的响应比气温敏感;年均地-气温差为1.4℃ ～2.6℃,温差没有明显升高趋势;年平均气温、冬季0cm地温、0cm地-气温差在1987年、2000、2003年发生了气候突变;春播期5cm地温预测精度平均绝对误差为1.2℃～2.8℃,可用于春播期地温预报服务.     

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。     

黄河上游玛曲地区浅层地温对气候变暖的响应

利用1971-2010年黄河上游玛曲地区5-10月浅层地温观测资料,采用气候倾向率等现代统计诊断方法,对玛曲地区近40 a来浅层地温的变化趋势、气候突变特征进行了分析。结果表明：黄河上游玛曲地区各月平均浅层地温以0.20~0.71 ℃·（10a）^-1的速率上升,其中20 cm平均地温增温的趋势最显著,5 cm平均地温增幅最小,浅层地温升温的趋势随深度的增加而更为显著。在2000年之前,浅层地温以负距平变化为主,2000年之后为正距平。20世纪70年代浅层地温最低,2001-2010年达到最高。1971-2010年夏季玛曲地区5、10、15、20 cm浅层平均地温均发生了升高突变。夏季浅层平均地温与同期的平均气温呈显著的正相关,其中20 cm平均地温与同期平均气温的相关性最为显著,相关系数达到0.922,且两者在变化趋势上有着很强的一致性。夏季浅层平均地温与冬季降水量存在一定的正相关,其变化对冬季降水量产生了一定的影响。     

1961-2009年辽宁省气温、降水变化特征及突变分析

利用辽宁省28个均一化气象站点1961-2009年逐日平均气温、最高气温、最低气温及降水量资料,采用趋势分析和Mann-Kendall检验方法,分析了辽宁省近49年的气温和降水变化特征及突变特征。结果表明:辽宁省年平均气温、年平均最高气温和年平均最低气温均呈升高趋势,升温速率分别为0.32℃/10a、0.26℃/10a和0.46℃/10a,年平均最低气温的升温最为显著,增温速率是年平均最高气温增温速率的1倍多。四个季节的升温速率冬季最大,春季次之,秋季略低于春季,夏季最不明显。年平均气温1989年发生了突变,年平均最高气温1992年发生了突变,年平均最低气温1985年发生了突变。年降水量整体上有减少的趋势,但变化并不显著。四季降水量呈冬春季增加、夏秋季减少的趋势。年降水量发生了三次突变,1967年由偏多转为偏少,1983年降水量开始大幅度增加,1996再次由多变少。     

河西走廊东部沙尘暴特征及地面气象因素影响机制

利用1961—2015年河西走廊东部民勤、凉州和永昌逐小时沙尘暴资料以及代表站民勤逐日气温、地温、降水、最大冻土深度、积雪日数、积雪深度、平均风速、平均大风日数和近10 a逐小时气温、地温和风速资料,运用常规的气候统计方法,对河西走廊东部沙尘暴特征进行研究,并采用相关系数(Pearson)法进一步分析沙尘暴的影响因素。结果表明:河西走廊东部沙尘暴频次下午到傍晚出现最多,凌晨最少,沙尘暴频次春季上午开始增多,秋、冬季中午开始增多,夏季下午开始增多。河西走廊东部持续60～180 min沙尘暴频次最多,夏季持续1～30 min频次最多,长持续时间的沙尘暴上午开始增多,而短时间的沙尘暴基本出现在下午到晚上。沙尘暴频次月、季变化4月和春季出现最多,9月和秋季最少;近55 a沙尘暴频次呈减少趋势,主要是由大风日数减少、风速减小,地温、气温升高、降水增多、下垫面生态环境改善等因素造成。     

气候变暖背景下青海省春季干旱时空变化

基于1961-2018年35个气象台站观测资料,分析了青海省农牧区无雨日数、干旱次数时空演变特征,结果表明:①1961-2018年青海省春季平均气温呈升高趋势、降水呈增多趋势,无雨日数空间差异明显,其中,东部农业区、牧业区无雨日数总体无明显变化趋势。②近57 a,东部农业区轻旱、中旱、特旱发生次数均无明显趋势性变化,仅重旱略有增加,进入21世纪以来,东部农业区轻旱、重旱发生次数呈增加趋势,农业区各等级干旱次数呈南多北少的空间分布。③近57 a,青海省主要牧业区出现干旱总次数及不同等级干旱次数均呈减少趋势。其中,轻旱减少最为明显,而牧业区各等级干旱次数呈北多南少的分布。④青海省春季出现灾损的旱灾次数呈减少趋势,减少率为2.4次·(10a)^-1。其中,东部农业区出现灾损的旱灾次数最多。⑤近57 a青海省牧业区干旱发生次数在1981年前后存在明显的突变现象,而东部农业区无明显的突变现象。     

近55年新疆昭苏县气候变化特征及成因分析

利用昭苏县气象站1956-2010年期间的逐年、月、季平均气温和降水资料,采用线性回归、趋势分析、滑动平均等方法分析了昭苏县最近55年的气候变化特征,并运用非参数检验法(M-K法)对气温降水年变化趋势进行突变检验。结果表明:昭苏县近55年来气温一直呈上升趋势,增温率为0.319℃/10a,明显高于全国和全球;突变检验表明,1989年为增温突变点,突变后的年平均气温为3.4℃,较突变前上升了1.3℃。降水量总体呈增加趋势,21世纪以来增加现象显著;突变检验表明,降水在1969-1975年和2005年以来有增加的趋势,1969和1998为降水突变点,说明21世纪以来昭苏县气候向暖湿化趋势发展。     

1957—2015年叶尔羌河流域气候变化特征及其径流响应

根据流域内气象、水文站点的长期观测数据,利用线性趋势、相关系数、累积距平、Mann-kendall(M-K)突变检验等方法分析不同区域的干、湿季气候变化特征,并假定不同的气候情景组合,分析径流对气候变化的响应程度。结果表明:(1)1957-2015年4个单元气温和降水量呈增加趋势;除上游外,相对湿度、平均风速和大风日数呈减小趋势,流域径流量呈增加趋势。(2)气温在1996年发生突变;降水量未出现明显突变点;相对湿度在2005年左右发生突变;除下游外,平均风速在1983年发生突变;径流量于1993年发生突变,突变后径流量增加了9.08×10^8m^3。(3)相关性分析显示,流域径流量与湿季平均气温、平均最低(最高)气温呈极显著正相关,与湿季平均风速、大风日数和相对湿度呈负相关,除上游径流与干季降水量呈正相关外,其他区域与降水量呈负相关。(4)敏感性分析表明,当降水量不变,气温升高1℃,径流量增加9.06%;当气温不变,降水量增加10%,径流量减小1.67%,这主要与径流组成有关。流域77.4%的径流量来自雪冰融水补给,当降水量增加时,气温降低,减少了冰川积雪的融化,因而流域径流与气温呈正相关,与降水量呈负相关,且对气温变化更敏感。     

近60年河西走廊绿洲农作区近地面水汽变化特征分析

根据河西走廊地面气象观测时间最长的敦煌、瓜州、玉门、酒泉、高台、张掖、山丹、武威、民勤9个站的水汽压观测资料,运用线性回归、小波和Mann-Kendall方法对绿洲农作区近地面水汽变化特征进行趋势、周期及突变分析。结果表明：近60 a河西走廊绿洲农作区近地面水汽均呈波动上升趋势,线性递增率为0．123 hPa·10a-1。夏、秋两季上升幅度最大,线性递增率分别为0．192 hPa·10a-1和0．198 hPa·10a-1,春季递增率仅为0．056 hPa·10a-1属最小;年水汽变化存在3 a主周期和30 a较长主周期,还有10 a较弱周期。春、夏季水汽变化有5 a主周期和20～30 a左右的较长周期尺度;秋季水汽变化有5 a主周期,还存在30～40 a长周期;冬季水汽变化存在5 a周期,随着时序延长,周期也在延长,2000年以后有15 a周期。年水汽含量在1985年出现突变;春季水汽含量在1980年出现突变;夏季水汽含量在1986年出现突变;秋季水汽含量1994年出现突变;冬季水汽含量在1983年出现突变。水汽含量对气候变暖响应明显,年、季水汽压与平均气温之间相关显著,年平均、春、夏、秋、冬季相关系数分别为0．592、0．192、0．551、0．532、0285。说明河西走廊年、夏、秋、冬季近地面水汽变化与河西走廊平均气温有显著正相关。     

近56年来西安市气温突变与致灾效应

根据1951-2006年西安逐月平均气温和逐月降水资料,采用一元线性趋势估计和5年滑动平均法分析了近56年来西安市年均温和季均温的变化趋势;采用滑动t检验法分析了气温突变的时间;并研究了西安市气温突变前后旱涝灾害的变化。结果表明:近56年来西安气温呈明显的上升趋势;该市在1994年附近气温发生明显的突变,由低于气候平均值变为高于气候平均值,其后气温持续偏高;西安市气温显著突变的时间与西北地区、长江中下游一致,早于华南和青藏高原地区,晚于东北、华北和淮河地区,更晚于全国;近56年来西安年平均气温倾向率与西北地区接近,低于东北,高于其它5个地区,及全国和全球;气温突变后,西安市旱涝灾害的比例都有所上升,但是旱灾的增幅更大,更明显。     

陕北黄土高原区地质灾害与降水关系

利用1960-2006年陕北黄土高原区发生的地质灾害及对应的年、月、逐日降水资料,采用数理统计方法分析二者关系,确定该区域地质灾害气象预报思路。结果表明:陕北黄土高原区地质灾害年发生次数和年降水量不成正比;地质灾害主要发生在降水量集中的7～9月,特别是和前10 d的累积降水量有明显的相关性。暴雨、大雨诱发的地质灾害主要是在当日或次日发生,中雨诱发的地质灾害在降水后10 d内各日均可出现。陕北黄土高原区地质灾害属于多日降水诱发型,一般需要3 d以上的降水日。过程雨量大于50 mm时滑坡次数明显增多,过程雨量大于10mm,就可出现较多崩塌。陕北黄土高原区铜川、耀县的临界雨量较大,子长、子洲、米脂、绥德、延安、延川、延长、安塞、吴旗、志丹的临界雨量较小。     

西峰区降水特征及变化规律

利用1960—2010年的逐月降水资料分析了西峰区降水的变化趋势以及突变情况,采用M-K检验法和滑动t检验法分析了西峰区降水量的突变情况。结果表明:降水量总体上呈下降趋势,下降趋势主要由秋季降水量减少引起;年降水、春季降水以及秋季降水分别在1984、1993、1976年发生了一个由多到少的突变,冬季降水在1970年和2000年发生由少到多的转变,汛期降水分别在1986年和1988年出现了由多到少和由少到多的突变。     

石羊河流域地表0cm温度的长期变化

利用1961-2007年石羊河流域当地气象站的逐月平均地面0 cm温度资料,研究近47年石羊河流域年平均地表温度的变化趋势、气候突变和异常年份等.结果表明:47年来,流域地温总体呈上升趋势,20世纪60-70年代地温呈降低趋势,80年代中期开始升温,90年代和2001-2005年初地温呈明显上升趋势;流域地温下游上升速...     

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。     

天水地区冬春地温变化与冬小麦生长和产量的相关分析

为分析地温变化对冬小麦生长发育和产量的影响,采用天水地区1982—2010年的冬小麦观测资料和同期冬春两季地温资料,分析了冬春地温在近28 a来的变化特征,研究了冬春地温变化对冬小麦返青后各发育期开始和持续时间的影响,以及冬春地温对冬小麦中后期生长状况、产量构成要素和地段实产的影响。结果表明:(1)天水地区近28 a来冬春两季地温均出现增温现象,春季地温增幅高于冬季地温增幅;(2)冬春两季地温与冬小麦返青后各发育期开始时间均为负相关,春季地温与全生育期持续时间为显著的负相关;(3)春季地温与冬小麦孕穗期株高呈显著负相关,与籽粒与茎秆比、成穗率呈显著正相关。冬春地温与冬小麦生长和产量间存在明显的关系,春季地温的影响比冬季地温更明显。春季地温的影响具有显著性和持续性,而冬季地温的影响具有阶段性和滞后性的特点。     

近50年来渭河干流中段径流变化特征研究

利用渭河干流咸阳站1960—2009年径流及降水数据,采用Kendall秩相关系数、R/S分析法、M-K突变检验法等数理统计方法,分析了渭河干流中游四季径流变化趋势及突变特征,得出结果：(1) 渭河干流中游四季径流均呈极显著递减趋势,尤其是秋季径流减少最为明显,并且未来流量变化与现在保持相同的态势,即有持续递减的特征;(2) 渭河干流中游段年均流量的集中期主要分布在8月中旬左右,年降水量集中期主要分布在7月底左右,径流从降水开始经过停蓄、漫流、河槽集流,然后汇流至下游河道大概需要32 d左右的时间,径流对降水的滞后期在不断延长,50年来渭河干流中游径流系数呈下降趋势;(3) 采用M-K突变检验法和滑动t检验法得出年均流量的突变时间点 为1987年,春季与秋季突变时间一致,夏季突变时间与年均突变时间较为接近。     

气候变化对山西省冬小麦种植的影响

以1961-2005年地面气象观测资料和冬小麦生长发育资料为基础,分析了山西省气候要素及关键界限温度等变化趋势和特征。结果表明:山西省年平均气温增温明显,最冷月平均气温稳定上升,其倾向率为0.42℃/10 a;冬、春两季增温明显,其中冬季气温上升尤为显著;年平均气温和极端最低气温等值线北移较明显;降水量总的趋势在减少,秋、夏两季节降水量下降趋势以及阶段性都较明显,冬、春季总降水趋势不太明显,但阶段性起伏比较大;年平均日照时数也呈下降趋势。≥0℃积温、降水量和日照时数较1960年代在区域分布上东南部地区则较正常,其余地区呈增加、减少趋势。经M-K检验可知,自上世纪70年代末、90年代初开始温度升高、降水减少趋势开始明显,并在1998年通过U0.05显著性检验,从1990年代开始的气候暖干旱化趋势明显。气候变化使冬小麦播种和越冬期推迟,从返青开始各发育期均有提前,冬小麦种植北界较1960年代北移约15km左右。