长白山北坡气温的垂直变化

利用HOBO Onset自动温度记录仪于2009年5月～2010年5月对长白山北坡6个海拔梯度的气温,间隔30min进行连续监测。结果显示:长白山年平均气温直减率为0.3℃/100m。平均最高气温及全年日平均气温沿着海拔梯度成二次曲线性变化,而月平均最低气温与海拔呈明显的线性负相关,极端温度沿海拔高度变化不明显。月平均日较差沿着海拔高度显著降低,中低海拔月平均日较差值较大。日平均气温≥0℃、≥5℃和≥10℃的积温沿海拔高度呈二次曲线性变化,且这些积温天数都表现为随海拔升高而降低,变化速率约为4d/100m。     

气温与降水形态关系研究-以开都河流域为例

基于开都河流域4个气象站点的日平均气温与不同降水形态数据的统计分析,结合海拔高程探讨不同降水形态下的降水频次和降水量与气温的分布规律,以及不同降水形态的降水频次与降水量发生在同一气温区间的比率变化。结果表明：流域内不同高程站点的降水频次和降水量与气温的分布关系基本呈单峰形态变化,各个站点95%的降雪频次和95%的降雨频次发生在不同的气温区间,95%的降雨量和95%的降雪量发生的气温区间分别小于95%的降雨频次和95%的降雪频次发生的气温区间。降雨形态下随着海拔的升高气温越低越容易降雨,且降雨量增多;降雪形态下随着海拔的升高气温越低越容易降雪,但是降雪量却随海拔的升高,温度越高降雪量越大。随着气温由低至高的变化,降水形态逐渐由降雪形态转变为降雨形态,并且在转变过程中4个站点具有各自不同的临界气温区间。     

基于TRMM/TMI与实测站点的降水垂直分布差异性探讨

山区降水垂直分布受多种因素的影响较复杂,由于现有水文气象站点一般都设置在高程2000m以下的中低山带,限制了对山区降水垂直分布规律的研究。考虑到TRMM卫星降水资料对天山西部山区降水有一定的探测能力,结合研究区实测水文气象站点降水数据,在考虑地形和水汽来源方向因素下探讨两种数据源在降水垂直分布过程中的差异性。通过对比发现,用TRMM卫星降水资料分析得到的降水在垂直方向上的递增或递减率普遍比实测水文气象站点降水数据小,其中TRMM卫星降水资料直减率为-1.3～33mm/100m,而实测站点在-5.03～675.63mm/100m,但局部地区也出现异常增大现象。对实测降水数据在考虑与不考虑水汽来源方向的情况下,降水在垂直方向上的递增或递减率有一定的差异,不考虑水汽方向的比考虑水汽方向的要大,不考虑水汽方向最大直减率为160.7mm/100m,而考虑水汽方向最大为675.63mm/100m。天山西部山区降水在垂直方向上的分布根据地形走势的不同有多种形式,并不是简单的随海拔高度的增加而增加,迎风坡上降水并不总是增加的,而背风坡上降水并不一定减少,不同地形下降水在垂直方向上的递增率或递减率并不是均一的,主要的影响因素是地形,还可能受到风速大小和风向的影响。     

秦岭太白山气温垂直递减率研究

山地气候是气候变化响应研究的基础,气温垂直递减率是研究山地气候的重要指标之一。综合太白山最新高海拔区域站点以及4个低海拔气象站点的气象数据,研究太白山不同时间尺度气温垂直递减率,利用克里格空间插值法获得太白山25×25m的气温空间栅格数据集,并利用气象站点的实测数据对其进行验证,最终得出采用年均温的气温递减率计算出的结果误差最小,其次是夏季,由此确定太白山地区南北坡气温垂直递减率均为-0.5℃/100m。该结果是山地气候变化研究的基础,并可为其他山地气候研究提供参考。     

1960-2014年内蒙古极端天气事件趋势分析

运用1960-2014年内蒙古46个站点的日气象资料,利用Rclimax软件分析WMO发布的12种极端气温指数及其时空变化规律.结果表明:1960-2014年,内蒙古极端气温指数变化与全球变暖相同步,冰日、霜日、冷日和冷夜指数趋于减少,而夏日、热夜、暖日、暖夜和生长季长度指数区域增大.极端最高(最低)指数呈增加的趋势,而气温日较差趋势则趋于减小.空间分布上,内蒙古西部极端天气指数变化明显,显示出地表裸露的地区对气候的变化敏感.相比于1960-1985年,1986-2014年气温上升更加的强烈,在此期间,冷指数(ID0、FD0、TN10和TX10)显著下降而暖指数(SU25、TR20、TN90和TX90)显著上升.1985年前各站点极端气温指数变化趋势复杂,而1986年后大部分站点冷(暖)指数表现为下降(上升)趋势.极端指数的变化与纬度和海拔相关性较弱,但各指数与经度却存在广泛的关联.北极涛动(AO)对内蒙古的气候有着一定的影响,各站点的极端指数与AO有显著相关,冷指数表现尤其明显.     

基于DEM的天山山区气温时空模拟研究北大核心CSCD

山区气温主要由太阳辐射决定,在地球表面的分布与区域地形特征密不可分（特别是山区）。采用GIS分析技术,借助DEM和气温观测数据等,在传统气温统计模型的基础上,利用地形的坡度、坡向、地形遮蔽度等因子进行山区气温空间小尺度模拟修正,构建了分布式山区地形修正模型。结果表明,该修正模型模拟效果优于常规气温统计模型;天山山区气温分布规律和趋势与其他方法研究结果一致,温度空间分布差异以冬季最小,夏季最大;气温垂直递减率季节变化为：夏季〉春季〉秋季〉冬季,冬季在1 000-2 000 m之间存在明显逆温现象;气温随坡度的变化率表现为在0°-15°地形上较为剧烈。该修正模型为山区任一地域单元气温空间分布的较高精度计算提供了一种可行的方法,对山区气温模拟和生态水文过程等相关研究具有一定的参考价值。     

基于MODIS数据的2001—2016年内蒙古积雪分布及其变化趋势

积雪融水是干旱区重要的水资源之一,积雪分布变化的监测对区域雪冰资源的合理利用及灾害防治至关重要。基于内蒙古地区2001-2016年MOD10A2积雪数据对研究区进行分带提取,分析不同海拔高度积雪年内年际变化特征,结合气温和降水气象因素,分析其分布变化原因。研究表明:积雪面积、积雪覆盖率年内分布呈单峰形,10个海拔带的积雪期为9月到次年5月,峰值出现在冬季,积雪覆盖率增减的临界高度在952~1 114 m;不同高程带的积雪面积在春季、夏季、秋季整体上呈现出"增加-减少-增加-减少"的年际变化规律,冬季整体上表现出"减少-增加-减少"的变化规律;积雪面积受降水量和气温相互的影响,其中海拔高度可能起到间接作用。内蒙古地区春季、冬季积雪覆盖率均与冬季降水量呈显著正相关,各季节积雪覆盖率基本与温度呈负相关关系。     

祁连山北麓春季冻土深度对气温变化的响应

利用1961-2004年祁连山北麓11个站点的春季季节性冻土资料和9个站点的月平均气温资料,分析祁连山北麓冻土深度的空间和时间变化规律,并分析冻土深度对气温变化的响应特征。结果表明:祁连山北麓春季冻土以祁连站为最大值,向高纬度和高经度方向逐渐减小,武威附近为春季冻土最小值,靠近东南方向的乌鞘岭站出现次大值区域,冻土的空间分布特征与海拔高度关系密切;春季多年平均冻土深度为53.5 cm,年际最大值与最小值深度差为73.2 cm,随年际变化总体呈明显的减小趋势,其变化倾向率为11.3 cm/10 a,年代际变化呈阶梯状逐渐减小,20世纪90年代比80年代减小近20 cm;春季冻土深度减小主要受1~2月和春季平均气温升高的影响,特别是2月份气温每升高1℃,冻土深度减小7.05 cm;冻土深度大的地区,对气温变化的响应越敏感;冻土深度小的地区,对气温变化的响应相对较小。     

三江平原50a来气温及降水变化研究

三江平原位于我国高纬度地区,是受全球气候变化和人类活动影响最显著的地区之一。本文利用三江平原地区范围内的18个气象站点及外围6个站点的长期观测资料,运用趋势系数、气候倾向率等方法分析了该区域的气候时空变化规律。结果表明:50a年来本区气温有显著上升趋势,平均气温以0.303℃.(10a)-1幅度升高。全年各月气温均呈上升趋势,但是冬春季升温最为剧烈,达0.512℃.(10a)-1;夏秋季最弱,仅为0.153℃.(10a)-1。由于最冷月平均温度升高比最热月大,所以导致气温年较差减少。气温升高存在显著的区域差异,西南地区增温强烈,气温倾向率大于0.4℃.(10a)-1;最小的气温倾向率位于西部及南部边缘地区,小于0.2℃.(10a)-1。降水趋势性变化不显著,但是还是呈现弱的减少趋势,平均年降水量倾向率为-8.926mm.(10a)-1。一年中冬季降水增加明显,1月份尤其显著;9月份降水减少明显。     

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.     

1951-2012年科尔沁沙地气温、降水变化特征

科尔沁沙地是中国沙漠化典型区域,生态与环境问题突出,研究其驱动力之一的气候变化特征十分必要.利用1951-2012年62 a气温和降水资料,对科尔沁沙地空间和区域平均气温、降水变化特征进行了分析.结果表明:空间多年平均气温以开鲁、通辽为中心向东西方向递减,自北向南逐渐升高,且各站点均呈显著增加趋势;空间多年平均降水量以开鲁、阿鲁科尔沁旗为中心向四周逐渐增加,除库伦站降水量显著减少外,各站点降水量变化均不显著.区域平均气温上升速率为[0.319℃·(10a)-1],区域平均最高气温的上升速率[0.223℃·(10a)-1]低于区域平均最低气温[0.525℃·(10a)-1],春季气温增幅最大,冬季次之.最低气温的升高可能是导致总体气温上升的主要动力之一.区域平均降水量年际间波动较大,但总体无明显变化趋势;各季节区域平均降水量均无显著变化.年区域平均降水量与年区域平均气温、夏季区域平均降水量与夏季区域平均气温呈显著负相关,整体呈阶段性对称变化.     

黄河兰州上游地区降水、气温变化及趋势诊断

基于黄河上游38个站点近50年的资料,分析了降水、气温的时空变化特征,采用线性回归法和非参数Mann-Kendall方法,检验了兰州上游各子区间降水和典型站点气温的变化趋势。结果表明:1)20世纪90年代以来,兰州以上各区间降水量均少于多年均值,呈现出减少趋势,其中洮河流域最显著,其平均递减率为19.9mm/10a;2)各代表站年均气温呈显著上升趋势,平均升幅在0.09~0.374℃/10a之间;3)就季节而言,冬季升温最明显,其次为秋季,其平均递升率分别为0.199~0.763℃/10a和0.067~0.338℃/10a。     

不同水平分辨率区域气候模式对青藏高原气候特征模拟

青藏高原地区气候特殊、地形复杂,气象观测站点稀少,对其区域气候和水循环过程的观测和模拟存在很大的困难。本文基于RegCM模式和WRF模式,探究不同水平分辨率10 km、25 km、50 km下区域气候模式对该地区1989—2008年气候时空分布规律的模拟能力。研究结果表明：在10 km水平分辨率下,RegCM模式模拟多年平均气温绝对误差为0.33℃,WRF模式模拟绝对误差为1.77℃,比25 km和50 km水平分辨率下绝对误差减少1.60～2.12℃,且四季气温模拟值与实测值的相关性有所提高;随着水平分辨率的提高,WRF模式对青藏高原东南部和南部的降水量高估有所改善,RegCM模式模拟值逐渐接近实测值（模拟年降水量相对误差由169%降至75%）且对高原北部降水量的模拟有所改善,但整体上模式对降雨的高估依然存在;两个模式随水平分辨率的提高对地形起伏最大的雅鲁藏布江源区降水量的误差减少最为明显。本研究可为揭示气候变化下青藏高原水文响应机理奠定基础。     

黄土高原农田土壤湿度演变及其与气候变化的响应关系

利用黄土高原及其周边区域91个气象站1961—2010年间年、月气象数据和4个农业气象观测站19 a(1981—1999年)的土壤湿度和20 a(1992—2011年)的土壤相对湿度资料,分析了该地区代表站点农田土壤湿度和主要气象要素的年、月变化以及土壤湿度对气候变化的响应。研究主要利用了线性趋势和相关分析等方法。结果表明:(1)黄土高原近50 a来的降水呈减少趋势,气温呈上升趋势。多年平均年降水量(气温)的地理分布特点是南多(高)北少(低),东多(高)西少(低),由东南向西北递减,受到海拔高度和地形的影响,半干旱区和半湿润区有整体南移的趋势。(2)不同年份气候、环境等条件变化使得西峰、长治、延安、绥德4个站点10~50 cm土壤湿度存在年际间差异。(3)土壤湿度与气温之间存在负反馈关系,与降水之间存在正反馈关系。温度和降水条件的变化是导致黄土高原土壤湿度变化的主要原因。(4)以西峰为例,分析了黄土高原地区水热变化对土壤湿度的影响。就表层土壤而言,各季土壤湿度与本季和前一季度乃至前一年气温均为负相关关系,与降水量呈正相关。就较深层土壤而言,土壤湿度与降水和气温的相关关系因季节而异。从月尺度上看,土壤湿度与气温普遍存在负相关关系,而与降水之间总体响应不明显,但在某些月份两者存在显著相关性。     

甘肃黄土高原不同海拔气候变化对马铃薯生育脆弱性的影响

利用黄土高原不同海拔高度马铃薯生长发育定位观测资料和对应平行气象观测资料,分析气候变化对马铃薯生长发育敏感性的影响,以及马铃薯生育脆弱性变化特征.结果表明,研究区域降水量年际变化呈下降趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率在马铃薯生长季5-10月绝对值最大,表现为高海拔区大于低海拔区的特征.气温年际变化呈上升趋势,气温变化曲线线性拟合倾向率表现为高海拔区小于低海拔区的特征.作物生长季干燥指数呈显著上升趋势,干燥指数变化曲线线性拟合倾向率也表现为高海拔区小于低海拔区的特征,20世纪90年代后干燥指数明显上升,气候趋于暖干化.影响马铃薯生长发育的主导气象因子是气温,气候变暖,气温增高,导致马铃薯生育前期的营养生长阶段缩短,而生殖生长阶段延长,全生育期延长.块茎膨大期气温增高导致马铃薯生育脆弱性增加,马铃薯对气温变化的敏感性和气温增高导致马铃薯生育脆弱性均随海拔增高而降低.开花期降水减少导致马铃薯生长发育及产量形成的脆弱性增加,此时段以干旱为主的气象灾害频率的增加使马铃薯生育脆弱性增加,马铃薯对降水量变化的敏感性和降水量减少导致马铃薯生育脆弱性却随海拔增高而降低.     

两种计算方案下新疆近50 a增温速率的比较

利用新疆近50 a（1961-2010年）的89个测站平均气温数据，采用统计气象站点观测值方法和GIS空间化方法计算区域增温速率，并按海拔高度划分区域进行对比分析。结果表明：① 1951-2009 年,中国陆地表面年平均气温变暖速率为0.23 ℃•(10a)-1,中国西北地区增温速率为0.22 ℃•(10a)-1,新疆区域使用空间化后栅格点统计的增温速率为0.27 ℃•(10a)-1，而气象站直接统计的值为0.32 ℃•(10a)-1，相比之下空间化后增温速率更接近全国值。② 从近50 a新疆年平均气温变化趋势来看，使用空间化后，栅格点统计的年平均气温数据普遍低于气象站统计的气温数据。主要原因是气象站点的空间分布不合理，海拔1 500 m以上的区域占全疆面积的40.7%，而气象站点只占15.7%。③ 采用GIS手段，首先对数据进行空间化，再统计区域增温速率，要比直接统计气象站观测数据计算的增温速率更合理，这是因为空间化后的气温数据更多考虑了无人区域，而新疆地广人稀的特点，使得非气象站点数据对增温速率的贡献加大。     

中国干旱区气温变化对全球变暖的区域响应

选取中国干旱区77个气象站点1961-2007年的均一化气温资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall检验和Morlet小波分析等方法,研究了干旱区气温变化对全球变暖的区域响应。分析表明:①我国干旱区气温变化对全球变暖响应显著且具有鲜明的区域特色。1961-2007年,我国干旱区年平均气温呈明显上升趋势,约上升了1.8℃,平均气温升温速率为0.39℃/10a,增暖幅度与波动幅度高于同期全球以及中国区域平均。②我国干旱区气温变化季节与区域差异显著。各季平均气温均呈上升趋势,其中秋、冬两季增温明显,冬季气温线性变化率最大,为夏季增温的两倍有余。年均温与各季升温幅度区域差异较大,其中北疆、阿拉善高原升温幅度最大,南疆与河西走廊升温相对较慢。③年均温与各季气温的年距平序列突变主要发生在20世纪80年代中期以后。研究区各站点普遍存在着16～17年的年代际变化和6～7年的年际变化。综合我国干旱区年均温距平序列及其突变时间和振荡周期,可推断出干旱区气温将会持续以较高的变暖速率上升,至少最近10年这种趋势不会改变。④我国干旱区水热相互反馈作用错综复杂,气候变暖如何影响干旱区水热相互反馈作用机制,这将是进一步研究的重点。     

祁连山区气候变化与流域径流特征研究

用气候学、水文学及统计学方法,分析了国家级祁连山森林生态站长期定位监测数据,气温、降水对流域径流的影响关系,据此研究了该流域水热条件下流域径流,分析得出试验流域多年平均降水量为354.3mm,年平均气温为1.6℃,年平均出山径流为118.2mm,径流系数为0.33;随着季节温度的升高,径流量呈增加之势,反之亦然;随季节降水量的增加,径流量同时也呈增加的趋势。研究表明了温度、降水与流域出山径流量密切相关,为不同季节气候变化对流域径流的影响提供科学依据。     

近54 a来甘肃省河东地区气候时空变化特征

用甘肃省河东及其周围地区近54 a来26个观测站气温、降水量资料,分析气温和降水的时空变化特征及其突变情况。结果表明：近54 a来甘肃河东地区气温呈明显的上升趋势,年平均气温倾向率为0.26 ℃/10 a,特别是20世纪90年代以来气温明显升高;空间分布上,年平均气温变化总体上呈增加趋势,以陇东高原中北部和陇中高原北部地区升温幅度最为明显;季节上气温均呈升高趋势,其中以冬季气温升高最为显著。近54 a来全区年平均降水量呈减少趋势,平均每10 a减少12.01 mm,其东南部地区减少的幅度高于西北部。此外,甘肃河东地区气温在1997年发生了由冷到暖的突变,而降水量突变不明显。进而讨论了气温升高和降水减少对该地区农业生产的影响。     

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。