近60 a来内蒙古极端降水时空变化及其影响

基于内蒙古地区41个气象站点1958-2017年的逐日降水数据,采用世界气象组织等推荐的9个极端降水指数,运用线性趋势分析、克里金插值法、Mann-Kendall检验、Morlet小波分析和主成分分析等方法研究了内蒙古地区近60a来极端降水时空变化、周期规律和气象灾害效应。结果表明:内蒙古地区近60a来出现了干燥化趋势,即伴随着降水量的减少,各极端降水指数出现不同程度的下降趋势,以20世纪60年代和21世纪初下降最为明显。各极端降水指数倾向率在空间上大体呈现出从东西部向中部递减的规律,大都以集宁、呼和浩特、通辽和新巴尔虎右旗为低值中心。各极端降水指数的最大概率突变年为1995年,此后出现了不显著下降的趋势。各极端降水指数均存在3~5 a、14~17 a、20 a左右的周期变化。除连续无雨日数外,各极端降水指数与年降水量之间均存在较好的相关性。内蒙古极端降水变化导致该区旱灾与风灾增多加重,草原沙漠化加强,洪灾与低温冻害减少减轻,应有针对性地采取措施加强旱灾与风灾预防。     

近47年来京津冀地区降水的变化

利用线性回归、突变分析和小波分析方法,分析了京津冀地区1960-2006年84个地面台站降水量的变化。结果表明:47年来京津冀降水量呈下降趋势,气候倾向率为15mm/10a。除夏季外,其余季节降水量均呈增加趋势。由于华北地区夏季降水量集中了全年降水量的60%至70%,所以夏季降水量的显著减少使得年平均降水量呈下降趋势;京津冀地区夏季降水量在1996年代初减少是一突变现象,其他季节降水量无突变现象;京津冀地区年降水量和四季降水量大致存在3个主要周期的变化。     

河西走廊中部近53年降水变化及未来趋势预测

利用位于河西走廊中部的6个气象站1957-2009年的降水资料,分析近53年降水量年际年代际变化、季节变化、空间变化、各月变化.在分析降水量历史演变的基础上,利用均生函数方法建立了河西走廊中部降水量的预测模型.结果表明:近53年该地区降水量以4.75 mm/10 a的速度在递增,20世纪80-90年代前期降水量出现下降...     

1967-2018年托木尔峰国家级自然保护区降水时空变化特征

本文选取1967—2018年托木尔峰国家级自然保护区周围6个气象站点的降水数据,对其降水量、降水日数、降水强度进行线性回归分析以及可信度检验。采用Mann-Kendall突变检验法对其降水量进行突变分析,检测降水发生变化的年份。结果显示:①托木尔峰国家级自然保护区多年的降水量、降水日数、降水强度均呈波动增长的趋势。年降水量、降水日数与降水强度均通过显著性水平(α=0. 05)检验。②托木尔峰国家级自然保护区的降水季节性差异明显,降水主要集中在夏季,增湿主要集中在夏季与秋季。各季节降水量均呈波动增长趋势,通过对各个季节降水量与降水强度增加趋势的可信度检验,发现在0. 05水平下春、夏、秋季降水量增加趋势明显,冬季降水强度增加趋势明显。③通过对年降水量的突变分析发现突变年份为1997年,并通过显著性水平(α=0. 05)检验。     

近50年来渭河流域降水变化特征分析

通过对渭河流域21个气象站1951~2005年降水观测资料统计分析,并运用累积距平曲线和信噪比法对渭河流域降水时空分布及变化进行了分析。结果表明:(1)渭河流域降水随海拔高度降低由西向东呈上升趋势,每下降100 m平均增幅约为15.1 mm;(2)自20世纪60年代以来,渭河流域年均降水呈下降趋势,10年平均减幅约为2 mm;(3)经降水变化的突变分析得出近50年渭河流域降水不存在突变年,1982、2003年为渭河流域大的降水转折年。     

黄土高原近50年降水量时空变化特征分析

为了揭示黄土高原近年来降水量的时间变化和空间分布特征,以黄土高原区域及周边72个气象基准站1961—2012年52 a逐日降水资料为基础,通过泰森多边形法将各雨量站的降水量展布到整个区域,采用M-K趋势检验法分析年降水的年际、年内时空变化特征。结果显示:(1)黄土高原年降水量时间变化呈缓慢下降趋势,UFK曲线小于0且没有超出置信线。空间上整体呈下降趋势,出现阳泉、榆社站两个显著减少中心,β值分别为-3.3 mm·10a-1和-2.1 mm·10a-1。(2)黄土高原春季多年平均降水量整体呈不明显下降趋势,1961—1963年与1966—1987年降水量呈减少趋势,1963—1966年与1987—2012年呈增加趋势。空间上西部、北部地区大部分呈增加趋势,五台山增加幅度最大,β值为2 mm·10a-1。(3)夏季多年平均降水量呈明显下降趋势,2008年左右为突变点,2008年以后降水量下降显著。空间上整体呈下降趋势,较明显的减少中心有环县、延安、西峰镇、平凉和临汾,β值分别为-0.9、-0.9、-0.8、-0.8 mm·10a-1和-0.8 mm·10a-1。(4)秋季多年平均降水下降趋势显著,空间变化与夏季类似,减少中心依然是环县、延安、西峰镇、平凉和临汾,β值均为-0.8 mm·10a-1。(5)冬季多年平均降水量整体呈明显上升趋势,空间上降水变化呈缓慢上升趋势,最大上升中心华山,β值仅为0.95 mm·10a-1。     

新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州大气降水时空变化特征

利用新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州气象观测基本(准)站1960—2011年的降水观测资料,采用线性回归分析、趋势分析、突变检验和小波分析等方法,对降水量变化特征进行分析。结果表明:近52 a克孜勒苏柯尔克孜自治州年降水量均呈现一致的增加趋势。就年际变化而言,平原区阿图什站的降水量自20世纪末增加较为明显;山区乌恰站和阿合奇站降水量呈现快速增加趋势,在进入90年代后各地多极端天气气候事件;阿图什和乌恰站的降水变率较大,阿克陶和阿合奇站降水变率较小,各个观测站四季降水变率均在0.3以下,表明降水稳定;平原站年降水量序列在20世纪80年代末和21世纪初发生了2次明显的突变,突变时间点分别为1987年和2000年,山区站年降水量序列在20世纪90年代初发生了由少到多的突变,突变时间点为1994年;小波分析结果显示:克孜勒苏柯尔克孜自治州平原地区降水存在着3 a、7 a和8 a左右的振荡周期,而山区存在着8 a和4 a左右的振荡周期。     

近40 a内蒙古冬旱时空演变特征

冬季干旱是制约内蒙古冬季畜牧业生产的主要干扰因子之一,定量表征其时空变化特征和发展规律对防灾减灾、保障农牧业健康发展具有重要意义。利用1980—2021年冬季（10月—翌年3月）ERA5-Land再分析气象数据,计算1个月和6个月时间尺度的标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）,采用趋势分析、时空热点分析等方法,分析内蒙古全区和五种主要植被类型区冬季干旱演变特征。结果表明：（1）近40 a内蒙古冬季整体SPEI呈现下降趋势,干旱化现象在不同植被和月份中表现不一,也有少数植被和月份趋于湿润化。（2）内蒙古地区冬季干旱的时空热点变化模式主要表现为：振荡的热点、振荡的冷点和未检测到模式。具体从季节和月时间尺度来看,冬旱热点主要集中在内蒙古中部和西部的大部分地区,以及东部的兴安盟和通辽市,即这些区域冬旱现象呈现加剧的趋势。（3）在干旱频率与频数统计方面,轻度冬旱事件发生频率最高,而荒漠草原和隔壁荒漠地区是发生冬旱事件最为频繁和严重的区域。     

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54年来晋陕蒙地区降水变化特征

以晋陕蒙地区60个气象站点1960—2013年逐日降水观测资料为基础,分析了晋陕蒙地区近54年来年均降水量和极端降水量的时空变化。研究发现,近54年来,晋陕蒙3个省(区):(1)年均降水量都在波动中呈缓慢的减少趋势,减少趋势均不显著,晋陕蒙三省(区)减少趋势分别为14.014、10.706 mm·10a-1和0.76 mm·10a-1;空间上内蒙古年均降水量呈现出明显的东西差异,由东部400~500 mm向西减少到200 mm以下,山西年均降水量由东南向西北递减,晋东南在500~800 mm,而晋西北在400~500 mm,陕西年均降水量表现为南多北少的特点,陕南地区大于800 mm,陕北下降到400~500 mm。(2)从变化趋势上来看,从东南向西北,降水出现由减少到增多的变化趋势,原来降水多的地区趋于减少,降水少的区域趋于增多,晋陕蒙地区内部降水量差异趋于减小。内蒙古东部减幅为0~1 mm·a-1,而西部增幅为0~1 mm·a-1。山西省南部最大减幅1~3 mm·a-1,而在晋东北减幅在3 mm·a-1以上。陕北和陕南地区减幅较小为0~1 mm·a-1,陕西中部大部分地区减幅较大为1~3 mm·a-1。(3)200 mm和400 mm降水等值线呈明显年代际波动,1970年代和1990年代偏西偏北,1980年代和2000年代偏东偏南。近年来夏季风影响范围缩小,内蒙古降水趋于减少,晋陕南部略有增加。(4)年均极端降水量呈不显著增加趋势,变化幅度大部分在0~1 mm·a-1,此时段内极端降水量未发生突变,极端降水量的增加,使本地区降水处于不稳定状态;极端降水强度方面,山西和陕西的极端降水强度明显大于内蒙古,山西和陕西极端降水强度由南向北依次递减,陕西南部大于50 mm·a-1,而北部降低到30~40 mm·a-1,山西省大部分地区在40~50mm·a-1,只有在北部为30~40 mm·a-1,内蒙古极端降水强度由东向西逐步减少,东部为30~40 mm·a-1,西部在20 mm·a-1以下,极端降水强度的变化趋势内部差异不大;极端降水日数呈弱增长,增长水平不显著,此时段内极端降水日数没有出现剧烈变化。     

近3 a内蒙古地区臭氧浓度时空变化及其影响因素

为科学认识内蒙古地区臭氧(O₃)污染特征及其影响因素,对内蒙古地区12个盟市2015—2017年国控环境监测站点和国家气象台站数据进行了分析。结果表明：2017年较2015年O₃浓度和污染形势整体上呈加重趋势,5—8月O₃浓度最高,污染最为严重,且在7月达到O₃浓度峰值。空间变化上,内蒙古中西部地区O₃污染浓度较高,东部地区O₃污染浓度较低,与内蒙古的经济发展水平表现出一定的同步性。颗粒物、前体物和气象因素等都是影响O₃浓度的重要因子,其中,PM_2.5、CO、NO₂均与O₃浓度呈显著负相关,O₃浓度随相对湿度的升高逐渐下降。     

近54 a中国西北地区气温和降水的时空变化特征

利用中国西北地区1961—2014年191个台站的逐月气温和降水资料,通过线性倾向估计、滑动平均、累积距平、IDW（反距离空间插值）等方法,研究了西北地区气温和降水的时空变化特征。结果表明：近54 a西北地区平均气温呈波动上升趋势,其中冬季的增温速率最大,极端最高、最低气温均呈上升趋势。降水量也呈上升趋势,尤其是近几年上升速度较快。降水主要集中在夏季,进入21世纪后冬季降水增加。多年平均气温较高区域集中在南疆地区、祁连山东南部,其中升温较明显区域集中在准噶尔盆地和天山地区西南部分地区。降水量表现出东多西少的特征,降水量较多区域集中在祁连山东南部,降水量较少区域集中在南疆地区,其中降水增加较明显区域集中在北疆地区、塔里木盆地的西部地区。从西北地区近54 a气温和降水的时空变化可以看出,西北地区有向暖湿转变的趋势。     

甘肃省近43年降水资源变化对农业的影响

选取甘肃省63个地面测站降水量资料,利用对比分析方法,研究了甘肃省降水资源变化特征及其对农业的影响.结果表明:年降水量,越冬作物生育期、春小麦生育期和秋作物生育期的降水量1987-2003年与1961-1986年相比,时空分布发生了明显变化,河西中东部为增多趋势,河东为减少趋势,分界线与黄河走向基本一致;河东年降水量减少的幅度和速率比河西增加的幅度和速率都大,河东气候向暖干化发展的趋势加快;旱作区降水量减少,极端干旱事件频繁发生,可利用降水资源更加紧缺,对农业可持续发展的负面影响明显增大.     

近50年内蒙古自治区粮食产量波动影响因素分析

本文在近50年内蒙古自治区粮食产量和气象数据的基础上,对内蒙古地区粮食单产波动及其影响因素作了分析,结果表明:全区粮食产量按平均每年3.58％的速率递增。天气条件对产量的影响变化剧烈且连续性差;技术因素影响呈平稳上升趋势;其他因素影响略显波型波动。三种因素对产量影响的平均年际变化幅度分别为每公顷±749.8,±60.5和±187.7kg。在对气象产量作预报时不宜采用常用的趋势产量和其他因素产量的时间外延预报方法作预报,而应视当地具体的气候因子特征采用回归分析等方法作预报。本文选取了内蒙古中、东部两个代表不同气候条件的地区进行了气象产量模拟。     

近50 a内蒙古冬季冷暖事件变化和大气环流异常分析

采用三分位方法,对内蒙古100个站1961-2010年冬季（11月至次年2月）和季内各月平均气温序列进行分析,确定了单站冷暖事件阈值,并将单站冷暖事件分为弱和强两个等级。以此为基础,采用相对比例,确定内蒙古全区和东、西部区域冷暖事件的界定方法及等级划分标准。结果表明：前期（1961-1987年）内蒙古只有强冷事件而未出现全区性强暖事件,后期（1988-2010年）则以强暖事件为主,但2000年以来强冷事件时有发生。针对内蒙古强冷暖事件,分析了同期北半球对流层大气环流的分布特征,结果表明：在强冷事件期间,北半球对流层中上部,乌拉尔山阻高和鄂霍次克海阻高异常,并伸向极区,使得亚洲区极涡明显偏南、偏强,地面西伯利亚高压异常强大;在强暖事件期间,乌拉尔山阻高和鄂霍次克海阻高偏弱,亚洲区极涡明显偏弱并向西向北收缩,地面西伯利亚高压明显偏弱。     

近15 a秦岭林区水源涵养量变化特征

秦岭是陕西省乃至全国最主要的水源涵养区之一,也是"南水北调"中线工程的重要水源涵养区。研究秦岭地区水源涵养能力的空间分布,以及随时间的时空演化规律,对于寻找影响水源涵养能力变化的自然因素与人为因素都具有重要意义。在地表能量平衡原理和水均衡原理的基础上,利用2000—2014年降雨量和蒸发量数据对秦岭地区的水源涵养量进行定量评估,探讨近15 a来秦岭水源涵养量的时空演化特征,结果表明:在降雨量和陆地蒸散等多种因素的共同作用下,秦岭地区年水源涵养量在8.22~441.4 mm之间波动,整体呈现出波动增加的趋势,其中2011年最大,为441.4 mm,2002年最小,仅为8.22 mm;年水源涵养量安康市最高,宝鸡市最低;近15 a来,秦岭地区水源涵养能力的结构有所改善,0 mm和0~300 mm所占比例呈下降趋势,占总面积的比例由84.48%下降至76.95%;300~600 mm和600 mm所占比例呈现出波动上升的趋势,占总面积比例由15.52%上升至23.01%。秦岭地区年水源涵养量线性变化趋势以增加为主,增加的面积占总面积近9成,其中微弱增加占主导;增加最显著的地区主要集中在汉江中段。该研究结果可以为秦岭地区水资源保护提供科学的参考。     

近40 a内蒙古正蓝旗气候变化特征

气候变化特征对于当地适应气候变化政策及制定相应的管理对策具有重要意义,利用内蒙古锡林郭勒盟正蓝旗1970-2009年气温和降水资料,结合回归分析对该旗气候变化的主要特征进行了分析。结果表明：内蒙古正蓝旗气温呈明显的上升趋势,变化倾向率为0.57 ℃·（10a)^-1,40 a平均气温为2.26 ℃,其中21世纪初前10 a上升幅度最大,其年代平均气温攀升至峰值,达到3.07 ℃;降水量也呈上升趋势,其变化倾向率为4.85 mm·（10a）^-1,40 a平均降水量为352.31 mm,其中20世纪90年代降水量最高,达到398.74 mm,而21世纪初前10 a降水量迅速下降,成为近40 a降水量最低点,低于多年平均降水量19.62 mm。总体而言,正蓝旗20世纪70年代趋于相对干冷,80年代则由相对干冷向暖湿发展的过渡期,而90年代正蓝旗呈相对明显的暖湿化趋势,21世纪前10 a降水量减少和气温继续升高,出现暖干化趋势。     

内蒙古近45a蒸发量气候变化特征分析

利用内蒙古境内35个气象站1960~2004年逐日蒸发皿蒸发量资料,研究了大兴安岭森林区、草甸草原区、典型草原区、荒漠化草原区、草原化荒漠区和典型荒漠区6种不同生态类型区域蒸发量的气候变化,揭示了不同生态类型区蒸发量的特征值及蒸发量年内、年际变化规律,推断得出内蒙古不同生态类型区域今后蒸发量的气候变化趋势。