1970—2019年济南市极端降水事件时空变化特征

为了研究济南市极端降水事件时空变化特征,采用线性趋势、Mann-Kendall突变分析、小波分析等方法,基于济南市1970—2019年49个雨量站50 a的逐日降水资料,选用12个极端降水指数进行研究。结果表明:年降水量(PRCRTOT)呈显著增加趋势(p<0.05),增加速率为31.04 mm/10 a; 连续干旱日数(CDD)呈大幅下降趋势(p<0.05),下降速率为16.51 d/10 a,雨日日数(RD)、极端降水日数(R95)、极端降水总量(R95P)呈明显上升趋势(p<0.05),年降水强度呈下降趋势(p<0.05),其余指数呈不显著增加趋势; 研究区雨日日数、极端降水日数、极端降水总量、连续干旱日数及年降水量发生明显突变,其他指数突变不明显; 在周期变化上,多数指数存在22～27 a,17～17 a,7～10 a,4～5 a的主振荡周期; 从空间分布看,极端降水指数的空间差异明显,大雨日数、1日最大降雨量、5日最大降雨量及年降水量高值区基本集中在原济南市中心城区、东南部山区和莱芜附近,低值区集中在北部郊区。总体而言,济南市极端降水事件频发,应重视城市排水,减少内涝风险。     

川东盆地高温、暴雨特征及对气候变化的响应

为更好地掌握川东盆地极端气候特征,采用线性回归、反距离加权空间插值（IDW）等方法就近54年来气候变化背景下川东盆地的高温、暴雨等极端气候事件进行了研究。结果表明:（1）近54年川东盆地年平均气温以0.10℃/10 a的速率显著增加,年平均降水量以21.63 mm/10 a的速率显著减少,气候暖干化趋势明显。（2）川东盆地年平均高温日以0.95 d/10 a的速率增加;年平均高温日在空间分布式上具有明显地域差异,川东盆地全区年高温日均呈增加趋势。（3）川东盆地年平均暴雨日以0.03 d/10 a的速率减少;在空间分布上,万源、雅安是暴雨发生的高值中心;川东盆地的广元—阆中—遂宁一线以东地区年暴雨日呈增加趋势,广元—阆中—遂宁一线以西的大部分地区年暴雨日呈减少趋势。（4）川东盆地极端气候事件对暖干气候的响应表现为:高温日的发生频率增加了38.81%,强度加剧1.18%;暴雨日发生频率减少了0.78%,但强度增加了1.66%。     

2011-2050年贵州省极端气候指数时空变化特征

为探究未来贵州省极端气候变化发生趋势与空间格局,在利用中国天气发生器NCC/GU-WG Version 2.0模型对2011-2050年逐日降水量、日最高温和日最低温进行预测的基础上,运用ArcGIS软件和变化趋势分析法,分析了贵州省2011-2050年极端气候指数时空变化特征。结果表明:40年间,日最高温气温（TXx）、日最低气温（TNn）、暖日指数（TX90p）和持续暖期（WSDI）每10 a分别增加0.1℃,0.03℃,0.23 d和0.4 d;冷日指数（TX10p）和持续冷期（CSDI）每10 a分别下降0.1 d和0.26 d。最大日降水量（RX1day）、5日最大降水量（R5D）、强降水量（R95T）、日降水量强度（SDⅡ）和连续湿日（CDD）每10 a分别增加1.02 mm,1.31 mm,5.63 mm,0.01 mm/d和0.05 d,连续干日（CWD）每10 a下降0.11 d。极端气候指数及其变化趋势的空间格局异质性突出。气候变暖和地形是影响贵州省极端气候指数变化的主要因素。     

1959-2009年秦岭山地气候变化趋势研究

以秦岭山地39个气象站点1959—2009年近50a来的气温、降水资料为基础,分析研究了秦岭南北坡半个世纪气温与降水的变化趋势及特征。结果表明:(1)近50a来研究区气温总体上呈增加趋势,北坡气温倾向率为0.24℃/10a,南坡为0.15℃/10a;20世纪80年代中期以后,年均温呈极显著的增加趋势,特别是北坡地区气温倾向率高达0.74℃/10a,1993年后秦岭地区气候暖化趋势显著。(2)近50a来除夏季季均气温呈微弱的减少趋势外,研究区春、秋、冬3季均温均呈极显著的上升趋势(p<0.01),尤以冬、春两季平均气温上升更为显著;但1983—2009年27a间秦岭夏季气温呈上升趋势。(3)在50a尺度内秦岭北坡年均降水量在增加,而南坡年均降水量在减少,导致南北降水量差值减少;但近15a来秦岭南北坡年均降水量均有所增加,且北坡降水量增加速度更快(230.4mm/10a),说明秦岭北坡地区气候有暖湿化趋势。     

青海三江源同德地区1961-2000年蒸发量变化特征及原因分析

利用青海省同德县1961-2000年小型蒸发皿蒸发量资料,采用气候倾向率和Mann-Kendall非参数趋势检验法分析了同德蒸发量的变化趋势及引起蒸发量变化的因子。结果表明：同德1961-2000年40 a平均蒸发量呈显著增加趋势,气候倾向率为34.5 mm/10 a,四季蒸发量均呈增加趋势,但仅秋季蒸发量增加趋势显著。影响蒸发皿蒸发量的主要气候因子日照时数、平均气温呈现显著的上升趋势,平均相对湿度、降水量表现为下降趋势,平均风速变化微弱,平均日最低气温的升温速率（0.23℃/10 a）明显比平均日最高气温的升温速率（0.14℃/10 a）大,导致气温日较差减少（-0.10℃/10 a）。因此,同德地区平均气温、日照时数的显著上升,以及年平均相对湿度和降水量的明显下降,可能是年蒸发量显著上升的主要原因。     

新疆意大利蝗适生区的气候变化特征分析

选取新疆境内意大利蝗（Calliptamus italicus L.）适生区14个气象站1961-2013年月降水量及平均气温资料,采用线性回归和趋势分析方法,分南疆地区、天山山区和北疆地区3个气候区对近53a（1961-2013）降水量和气温变化特征进行分析.结果表明,（1）南、北疆地区年平均降水量均显著增加（P＜0.05）,南疆以夏季增加为主,北疆以冬季增加为主,天山山区年平均降水量高于南、北疆地区,但其53a来变化不显著;（2）3个区域年平均气温均极显著升高（P＜0.01）,南、北疆地区以冬季增温幅度最大,天山山区秋季增幅最大;（3）3个区域年平均最高气温均极显著升高（P＜0.01）,且均以秋季升幅最大;各区年平均最低气温均极显著升高（P＜0.01）,南北疆地区冬季增幅最大,天山山区夏季增幅最大,其最低气温增幅高于最高气温.在全球气候变暖背景下,意大利蝗适生区近53a气候总体呈暖湿趋势,气候格局的显著变化,会导致蝗虫地理分布格局及灾变规律的重大改变.     

共和盆地近50年水资源的气候变化特征

利用青海省共和盆地2个站点1961-2007年的平均气温及降水量资料,分析了共和盆地水资源的气候变化特征。结果表明:年平均气温整体呈上升趋势,平均以0.38℃/10 a速率上升,气温偏高主要是在冬季,夏季变化幅度不大,1987年气温发生了由低到高的突变。近47 a来共和盆地的年降水量呈微弱的增加趋势,变化倾向率为1.9 mm/10 a。对共和盆地而言,尽管降水和气温都呈增加趋势,但由于降水增长引起的地表水资源的增加不足以抵消气温升高带来的影响,因而将导致可利用降水资源的总体降低趋势。     

厄尔尼诺/拉尼娜事件对山西省南部地区气候的影响

根据1961年以来的气温和降水资料,结合小波分析和发生的厄尔尼诺/拉尼娜事件,分析了1961年以来山西省南部地区气温和降水的变化趋势、周期以及厄尔尼诺/拉尼娜(El Nino/Southern Oscillation,ENSO)事件对山西省南部地区气温、降水量以及旱涝灾害的影响。研究结果表明,1961年以来山西省南部年平均气温总体呈波动式上升,上升速率为0.34℃/10a,而年平均降水量总体呈下降趋势,下降速率为23.4mm/10a。小波周期分析显示,山西省南部气温变化的周期约为3,8,20和25a,降水量变化的周期约为3和7a。厄尔尼诺年山西省南部年平均气温升高,降水量显著减少,而拉尼娜年气温下降,降水量略有增加。该区在厄尔尼诺年易发生旱灾,而拉尼娜年易发生涝灾,且旱涝灾害多分别发生在连续性的厄尔尼诺年和拉尼娜年。     

气候变化背景下武功地区降水特征

为了研究降水与气候变化之间的关系,借助武功地区1955—2015年逐月降水量和气温实测资料,采用线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、Morlet小波分析等方法,对武功地区近61年来气候变化背景下的降水特征进行了研究。结果表明:武功地区年降水量总体上呈-15.56 mm/10 a的减少趋势,其中春、夏季降水量下降显著,秋、冬季则较为平缓;年和季节降水量的典型突变时间节点在1983年附近,表明了年降水量和季节降水量变化趋势的一致性,也印证了20世纪90年代关中平原西部降水趋势发生了突变;武功地区气候偏冷期主要在1955—1994年,气温降低使得年降水量呈39.46 mm/10 a的减少趋势;气候偏暖期主要在1995—2015年,气温升高使得年降水量呈98.63 mm/10 a的增加趋势;气候冷暖变化通过影响蒸发量、蒸腾量和水汽输送速度,来影响武功地区年降水量;降水量增多有利于解决当地水资源短缺问题,同时也增加了极端天气和洪涝灾害发生的几率。     

华北地区极端气候事件的时空变化规律分析

利用华北地区84个气象台站近50a(1961-2009年)资料,采用国际上通用的极端天气气候事件指数定义法计算华北地区极端气温和降水指数,并对极端气候指数时空变化规律进行分析。结果表明,华北地区年极端气温(最高、最低)呈明显上升趋势(P<0.05),且极端最低气温的上升幅度高于极端高温。1986年之后年极端最高气温的上升幅度相对较高,冷夜指数的减少趋势明显减弱,暖夜指数上升趋势增强(P<0.05)。空间分布上,极端暖事件(年极端最高气温、暖日指数)变化趋势的大值区位于内蒙古西部和山西大部,极端冷事件(年极端最低气温、冷夜指数)上升趋势最显著的为京津冀及山西东北部(P<0.05)。华北地区极端降水量、降水次数和降水强度均呈下降趋势。1986年之后极端降水次数、极端降水强度的减少趋势更加显著,冬季暴雪量、降雪次数和降雪强度均呈明显上升趋势(P<0.05)。极端降水量变化速率各地不同,其中华北南部(河北、山西等地)极端降水量呈减少趋势,京津地区存在极端降水减少的大值中心。极端降水次数由东向西呈逐渐增加趋势,山西中部上升趋势最显著,日最大降水量上升的高值中心位于内蒙古西部和山西北部,而下降的高值中心位于河北南部。     

秦岭气候分界指标时空变化特征及指示意义

秦岭不仅是中国南北方地理—生态过渡带,也是中国重要的自然、经济和农业区划界线。在当前秦岭气候增暖背景下,再识别气候分界指标时空变化规律,对科学进行自然区划实践具有重要指导意义。为了明确这一气候特征,基于秦岭山地1970—2020年126个气象站点降水、气温观测资料,选取年降水量、1月和7月均温指标,采用薄盘样条插值、趋势分析方法,对研究区年降水量、1月和7月均温时空特征进行分析,进而选择秦岭太白山、伏牛山剖面探讨气候分界指标高度的趋势变化。结果表明:(1)薄盘样条插值可获得精度较高的年降水量和1月均温序列,相关系数为0.712～0.919; 误差分析表明,7月均温插值较观测值偏差为2～3℃,得到秦岭山地7月均温校正系数为0.893,经校正插值结果显著改善(误差缩小3～6倍);(2)时空趋势上,近51 a秦岭山地东部“暖干化”、西部“暖湿化”,秦岭北部、西部增暖显著(p<0.05);(3)年降水量800 mm高度变化呈“东西反向”,1月0℃和7月25℃高度变化呈“东西同向”,西部平均速率大于东部,如年降水量800 mm高度(西部:-166 m/10 a,东部:49 m/10 a)和1月0℃高度(西部:70 m/10 a,东部:37 m/10 a);(4)1970—2020年秦岭气候分界指标位置高度沿山地呈上升或下降变化,但在2010s(2010—2019年)时段,气候分界指标位置高度北坡为800～1 400 m、南坡为800～1 300 m均未越过秦岭主脊,秦岭山地气候分界作用仍具有稳定性。     

1960-2012年中国天山山区极端气温的变化特征

根据1960—2012年天山山区海拔1 500 m以上的8个气象站点逐日最高、最低气温资料,利用线性倾向估计法、Morlet小波分析、主成分分析法和相关分析等方法研究了该地区9个极端气温指标的时间变化趋势和空间分布规律。结果表明:（1）冷昼日数、冷夜日数、冰冻日数、霜冻日数、冷持续日数分别以-0.70,-2.36,-1.00,-5.14,-1.12 d/10 a的趋势减小,而暖昼日数、暖夜日数、生物生长季分别以0.87,2.70,4.03 d/10 a的趋势增加,气温日较差的年际倾向率为-0.34 d/10 a;（2）暖昼（夜）日数的变暖幅度大于冷昼（夜）日数;（3）从空间分布来看,极端气温增加或减少的趋势表现出明显空间差异;（4）天山山区近53 a来各极端气温指数都在一定的时间序列中存在不同的周期变化,周期变化明显;（5）因子分析的结果表明,除了气温日较差外,各极端气温指数之间均呈现出很好的相关性。     

秦巴山地气候变化特征与旱涝区域响应

[目的]气候变化对自然环境和人类活动产生重要影响,厘清全球变化背景下极端气候灾害发生的频次和强度对于维护人民生命财产安全具有重要意义。[方法]根据1970—2017年秦巴山地内102个气象站点的逐日数据,运用线性回归、Mann-Kendall非参数检验、反距离权重法(IDW)、Z指数法和Morlet小波变换等方法,分析近48年秦巴山地气候变化特征及西部大起伏高山区、秦岭大起伏高中山区、大巴山大起伏中山区和豫西汉中中山谷地4个地貌单元上的区域旱涝灾害响应研究。[结果]近48年来秦巴山地气温以0.3℃/10 a增加,降水以0.87 mm/10 a的速率增加,全区气候朝暖湿化趋势发展。研究时段内,不同地形区气温都呈上升趋势,但增加速率不同,大巴山大起伏中山区增速最大(0.7℃/10 a)、豫西汉中中山谷地最低(0.2℃/10 a),从降水量及变化趋势来看,大巴山大起伏中山区降水量明显高于其他地形区,变化倾向率最大(13.45 mm/10 a),西部大起伏高山区变化倾向率最低为0.06 mm/10 a。秦巴山地旱涝灾害发生的程度年际差异明显,且1970—2017年有加剧的趋势,4个区域旱涝灾害...     

1960-2015年秦岭地区极端降水的时空变化特征

极端降水是气候变化的重要研究内容之一。在全球气候变化背景下,探究秦岭地区的极端降水变化,对于明确区域极端气候差异及探究其机理具有重要的意义。基于秦岭地区1960-2015年29个气象站点降水数据以及秦岭25 m×25 m分辨率的DEM数据集,选取6个极端降水指数,运用最小二乘回归法、Man-Kendall突变检验法、5年滑动趋势法和克里金插值法研究了56年来秦岭地区极端降水的时空变化特征。结果表明:（1）秦岭地区极端降水分布存在明显空间差异性,西北部是年均连续无雨日数高值区,中西部为连续降水日数高值区;强降水日数、强降水量、5日最大降水量和降水强度等指数呈"南高北低"的分布格局,位于秦岭最南端的紫阳县是各个极端降水指数极大值区。（2）56年来,秦岭地区极端降水的持续性整体呈减少趋势;强度呈增加趋势。秦岭山地降水时间短、强度大,尤其是在秦岭南部地区,应加强防备,以免引起洪水灾害造成的重大破坏。     

1964-2017年秦岭山地降水时空变化特征及其南北差异

为了明确秦岭山地降水时空变化的特征,为秦岭生态环境保护提供气候依据,基于秦岭地区1964-2017年32个气象站的逐月降水数据资料并采用AUSPLIN插值法将其转为区域面上数据,结合小波分析、趋势分析等方法,研究了不同时空尺度下秦岭山地1964-2017年降水变化特征及其南北差异性。结果表明:(1)近54年秦岭全区年均降水量呈减少趋势,速率为-11.95 mm/10 a,降水变化存在明显的周期性及显著的空间差异,降水主要集中在中南部。(2)季尺度上,近54年秦岭山地的降水变化存在显著的季节差异,空间上尤以春季在高海拔区的减少趋势最为显著。(3)秦岭山地降水变化存在着明显的南北差异,近54年北坡年均降水呈减少趋势,平均速率为-7.1 mm/10 a,南坡则呈增加趋势,速率为35.1 mm/10 a;气温突变前,北坡降水变化趋势不明显而南坡以增加趋势为主;气温突变后,南北坡均以增加为主,而北坡全区均呈增加趋势。54 a来,秦岭以南地区降水强度大,夏冬两季容易导致干旱、极端降水等自然灾害,进而对生命财产安全造成威胁,应增强旱涝灾害的预防。     

1990-2011年南天山地区冰川面积变化对气候的响应

利用Landsat TM/ETM⁺影像资料,通过遥感图像计算机自动解译和目视解译方法得到南天山地区1990年、2000年、2011年三期冰川边界,并应用GIS技术系统研究了南天山地区冰川近21 a来的面积变化及其对气候的响应关系。结果表明:1990—2011年期间,南天山地区冰川面积变化了-13.2%。大规模冰川分解使得小规模冰川的总面积和条数均有所增加,朝西向的冰川退缩速率最大,为-15.9%。与1990—2000年时段对比发现,近10 a来,海拔大于3 800 m的冰川退缩速率加快。通过地面气象资料的分析发现,南天山地区的气温和降水均表现出增加趋势,海拔最高的巴音布鲁克站线性升温率为0.25℃/10 a,降水增幅为1.2 mm/a。与西风区其它现有研究对比,发现南天山地区冰川的强烈退缩可能主要受到气温升高的影响,降水的增加对其影响不大。此外,地形条件和冰川规模等都是影响冰川波动的重要因素。     

近56年安徽省极端气温变化及其与气候指数的关系

为了研究安徽地区对全球变暖的响应,基于1960-2016年安徽省78个气象站的月值极端气温数据,采用数理统计和GIS空间分析方法,研究多时间尺度下的极端气温时空变化特征,并探讨了极端气温与气候指数的相互关系。结果表明:(1)近56 a安徽省年极端最高、最低气温总体上均呈现上升趋势,极端最低气温的增温幅度(0.37℃/10 a)大于极端最高气温(0.12℃/10 a);(2)年极端最高气温的突变时间为2001年,比极端最低气温(1986年)晚了15 a。年极端最高、最低气温的Hurst指数都大于0.5,存在显著的Hurst现象,持续以往的升温趋势;(3)极端气温区域平均值总体呈上升趋势,但在不同地区气温变化的幅度和趋势存在一定差异;(4)极端气温与3个气候指数存在着多时间尺度的相关性,极端最高气温与ENSO,PDO,AO分别存在2.5~6 a,3~6 a,7.5~11 a的共振周期。极端最低气温与ENSO,PDO,AO分别在3~6 a,4.5~5.5 a,1~3.5 a的时间尺度上有着强凝聚性共振周期。总之,研究期间安徽省极端最低温度的上升对整个区域的变暖趋势起着重要作用,极端温度与3个气候指标具有多时间尺度遥相关现象。