石河子地区极端干湿事件变化特征

为探究气候变化下石河子地区极端干湿事件的演变特征,基于石河子地区1961—2012 年逐日气象资料,计算各气象站年和月的地表湿润指数,进行标准化后统计极端干湿事件频次,并进一步分析极端干湿事件的变化特征。结果表明,近52 年来,石河子地区极端干旱事件频次呈减少趋势,速率为-0.45 次/10 a;而极端湿润事件频次呈增加趋势,速率为0.39 次/10 a;夏半年和冬半年极端干旱事件频次均呈减少的趋势,变化速率分别为-0.20 次/10 a、-0.25 次/10 a;而夏半年和冬半年极端湿润事件频次呈增加趋势,速率分别为0.11 次/10 a 和0.12 次/10 a;突变分析表明,石河子地区年极端干旱和极端湿润事件频次分别在1986 年和1967 年发生突变;近52 年来石河子地区年极端干旱事件频次存在12~13 年左右的主周期和2~3 年的次周期,而极端湿润事件频次仅存在6~8 年的小周期。极端干旱事件的减少和极端湿润事件的增加表明气候变化下石河子地区的湿润化趋势。     

基于帕默尔指数石河子地区干湿变化特征

为探究石河子地区气候变化特征,指导石河子地区农业生产,以及预测北疆地区气候变化趋势。依据石河子地区石河子、乌拉乌苏、莫索湾、炮台4个气象观测站1961—2009年逐日气温和降水数据等资料,研究了石河子地区的干湿发生频次变化特征。结果表明：石河子地区年干旱发生频次呈下降趋势,1960s和1970s中后期全年干旱严重,1982年后旱情有所缓解;干旱发生频次突变时间为1985年。年际湿润发生频次呈上升趋势,突变时间为1967年。四季干湿发生频次与年际干湿发生频次一致,夏秋季节干旱发生频次下降趋势明显,其湿润频次上升变化同样较为明显。石河子地区年内干湿发生频次中,干旱平均发生频次为26.25次,湿润平均发生频次为7.9次,干旱发生频次远高于湿润发生频次。气候变化下,石河子地区呈明显的湿润化趋势。     

近50年湖北省多时间尺度干旱演变特征

干旱对水文循环、生态系统、工农业生产及社会生活具有重要影响。为此,基于标准化降水蒸散指数(SPEI),分析了湖北省近50年不同时间尺度干旱演变特征。结果表明：不同时间尺度干湿变化频率、持续时间、干旱强度、发生范围存在明显差异,但其年际变化特征基本一致,程度略有差异。在6个月及更长时间尺度上,20世纪60年代前期、70年代前期及80年代至90年代前期是湖北省较为湿润的时期,90年代后期以来尤其是21世纪初的10年湿期明显减少,干期明显增加;在季节尺度上,近50年湖北省春、秋季呈干旱化趋势,夏、冬季呈湿润化趋势,其中秋季干旱化趋势最为显著;1个月时间尺度干湿变化阶段性、趋势性特征最不明显。各时间尺度干旱发生强度均有加重趋势,最严重干旱事件集中发生在近20年。干旱发生范围时间序列变化与干期阶段变化的特征非常一致,其中极端干旱在近10年大范围发生的频率显著高于过去40年。     

基于CI指数石河子农垦区干湿变化特征

为了为了探究气候变化下石河子农垦区干湿演变特征,基于石河子农垦区1954—2012年的逐日平均气温、最高气温、最低气温、降水、日照时数、风速等资料,运用趋势分析法、M-K突变检验法和小波分析法探究了石河子农垦区CI指数的年际、季节、年代和月变化特征。结果表明：（1）石河子地区年均CI指数和四季（春夏秋冬）CI指数都呈增加趋势,气候倾向率分别为0.08/10 a、0.05/10 a、0.08/10 a、0.09/10 a和0.11/10 a;20世纪60—70年代研究区域干旱频发,80年代—2012年干旱发生次数相对较少;（2）春季和夏季的CI指数无明显突变,秋季、冬季和年均的CI指数发生了突变;四季的CI指数都有明显的周期性,但年均CI指数无明显的周期性。     

基于SPI指数的惠州市干季干旱趋势分析

本研究依据 1971—2017年 10月到次年 3月惠州市气象观测站降水资料, 运用标准化降水指数(SPI)、 M-K突变检验和小波分析等指标分析了惠州市干季的干旱趋势。结果表明： 1971—2017年, 惠州市干季总降水量在 1971—2004年呈下降趋势, 而 2004—2017年呈显著的增加趋势; 干季干旱情况以正常为主, 而季节性干旱表现为以轻微干旱为主, 中等干旱次之, 并未出现严重干旱以及极端干旱的情况;干季干湿转换表现为突变现象, 1975年为湿润到干旱转变的突变年, 而 2015年为干旱到湿润转变的突变年; 惠州干季干湿震荡主周期为 15~32年和 5~15年, 近 46年 10年左右的时间尺度上存在着 7次干湿交替, 且小波系数大于 0的等值线到 2017年并未完全闭合, 表明未来几年惠州干季仍处于湿润化趋势阶段。     

近55年的日照市极端降水事件分析

为了揭示华北局部地区极端降水事件变化的区域细节,研究该区极端降水事件的变化规律,依据1955-2009年日照市的降水日值资料,对日照市的极端降水事件变化进行统计分析。结果表明：（1）近55年来,日照市平均年最大日降水量呈不显著的下降趋势,整个分析时期的最大值出现在2008年;（2）极端强降水量及其贡献率和日数呈减少趋势,突变年份在1975年。极端强降水年平均强度呈弱增加,突变不明显,但2006年以后处于上升趋势。极端强降水量的变化主要受到极端强降水日数变化的影响;（3）随年代变化暴雨日数有减少的趋势,平均一般干燥事件和严重干燥事件的总频次均呈增加趋势。分析表明,近55年来,日照市极端降水事件趋于减少,干燥事件趋于增加。但进入21世纪后,降水有向极端化发展的趋势。     

陕北黄土高原地区极端气温事件变化特征

为了分析区域气温变化对全球气候变化的响应过程,利用6个气象站点1959—2011年逐日最高、最低和平均气温数据,分析陕北黄土高原地区极端气温事件变化特征。结果表明：（1）变化趋势上,区域内极端气温暖指数（极端最高气温、生长季长度、暖夜日数和暖昼日数）呈显著增加趋势,而极端气温冷指数（霜冻日数、结冰日数、冷夜日数和冷昼日数）呈显著减少趋势,极端气温指数变化趋势与全国趋势一致;（2）空间分布上,榆林和吴起是极端气温指数最大值和最小值分布较为集中的2个站点,反映出区域北部和西部对气候变化的响应较为敏感;（3）突变特征上,极端气温冷指数（结冰日数、冷夜日数和冷昼日数）减少突变主要发生在1980s,而暖指数（极端最高气温、生长季长度、暖夜日数和暖昼日数）增加突变主要发生在1990s。     

基于SPI的大兴安岭林区气候干湿状况时空变化研究

明确气候变化背景下大兴安岭林区气候干湿状况的变化特征,可为更好的预测森林火灾、保护森林资源提供科学依据。利用黑龙江省大兴安岭林区6个气象站1974—2016年的逐日降水量资料,采用标准化降水指数(SPI),分析了该区域近43年气候干湿状况的变化规律。结果表明：近43a,黑龙江省大兴安岭林区气候总体呈湿润化趋势,但阶段性变化明显,特别是进入21世纪以来,气候干湿波动剧烈。年尺度上,仅呼玛的气候呈不明显的干旱化,其他各站的气候状况均表现为湿润化趋势;季节尺度上,呼玛夏季、塔河秋季的气候表现为不同程度的干旱化趋势,其他各站点各季节的气候均表现为不同程度的湿润趋势。且相关分析结果表明,夏季降水对年气候干湿状况的变化起到决定性的作用,为大兴安岭林区气候湿润化的主要贡献者。     

基于SPI的潍坊市近50年的干湿特征分析

干旱与洪涝是影响潍坊市的主要气象灾害,对工农业生产造成了严重影响,分析其演变特征和发生规律,能够为应对气候变化背景下潍坊市抗旱防涝减灾提供理论依据。笔者基于1961-2010年潍坊市9个气象观测站的逐月降水资料,采用标准化降水指数为指标,计算出潍坊市近50年逐月的SPI指数,分析了潍坊市的干湿时空分布特征。结果表明,潍坊市干湿变化具有阶段性特征,20世纪60、70年代相对较为湿润,并且由60年代初期的极端湿润向70年代末期干旱方向发展,20世纪80年代潍坊市区域持续干旱,20世纪90年代-21世纪00年代震荡波动变化趋于平缓。潍坊市干湿空间分布上具有一定的区域性,20世纪60年代中西部区域相对较为湿润,东南部区域较旱;70年代各区域干湿程度相差不大;80年代各区域普遍较旱,其中东南部干旱最重,北部最轻;20世纪90年代-21世纪00年代各区域干湿变化基本一致。由于降水的时空分布不均,造成局地的干湿分布异常现象,如1999年;各年代间干湿时间长度的空间分布也有各自特点,为抗旱防汛部门的统一部署带来难度。     

近50年山西极端冷热事件变化特征

极端天气气候事件频发,对自然生态和社会系统造成的影响越来越严重,为了进一步研究随着全球变暖,山西省极端气候事件变化趋势及其影响程度,选取山西省31个气象观测站近50年的极端气温资料,运用线性趋势、5点滑动平均、距平分析的方法,结合山西省相对极端事件来综合分析极端气温变化趋势。结果表明,在全球变暖背景下,山西省极端高温呈升高趋势,极端低温发生日数呈减少趋势。极端最高气温大于35℃和30℃日数均呈增多趋势,而极端最低气温小于0℃和-10℃日数呈减少趋势,以0℃变化趋势较为显著。通过较全面地分析山西省局地气候变化特点,得出极端高温升温明显主要是因为大于30℃增加趋势显著。     

近56年来青海高原干湿变化与植被变化关系研究

基于1961～2016年56个青海省气象观测台站数据及MODIS数据,讨论了青海省近56年来季、年的时空变化特征,结果表明：①近56 a来,青海高原多年平均地表湿润指数为0.42,湿润指数总体呈略微增加趋势,变化倾向率为0.002/10a。显著偏旱段1961～1980年、1990～2002年,显著偏涝段1981～1989年、2003～2012年。②1961～1985年柴达木盆地总体偏干,1985年～2001年,前期偏湿,中后期偏干明显,自2002年以来暖湿化趋势明显;1961～2002年期间环青海湖地区总体以偏干为主,中后期干湿交替,自2003年以来,偏湿趋势明显。东部农业区干湿交替明显,负值出现32年,正值出现24年;1961～1983年青南牧区偏干现象明显,2002年后偏湿趋势明显。③近56年来青海省春季主要以偏湿为主,偏湿年份29年,偏干年份为27年,夏季总体呈现偏干趋势,32年偏干,24年偏湿,秋季干湿交替频繁,冬季总体呈微弱的偏干趋势。 ④从青海省干湿的空间变化来看,60～70年代,青南牧区南部、德令哈、天峻、祁连、乌兰等地干旱趋势明显,东部农业区湿润趋势明显。80年代,柴达木盆地、东部农业区及治多、格尔木代管偏旱趋势明显,青南牧区南部少数地区湿润趋势明显。90年代来看,青南牧区中部及湟中、乐都、民和偏湿,而环青海湖地区、青南牧区东部及格尔木代管等地偏旱趋势明显。00年代以来,全省大部呈明显的偏湿趋势。⑤基于2000年、2015年青海省植被指数,21世纪以来青海省植被指数柴达木盆地、东部农业区、青海湖南岸及黄河的源头增加明显,与青海省干湿变化的格局有很好的响应。     

黑龙江省夏季降雨量及暴雨时空分布特征研究

利用黑龙江省80个气象站夏季(6-8月)逐日降水资料,分析近55年(1961-2015年)黑龙江省夏季降雨量和暴雨的变化特征,为粮食生产提供科学依据。[方法]从夏季降雨量、降雨量变化趋势、暴雨次数、暴雨变化趋势等方面,利用趋势系数等统计方法和GIS空间插值技术,分析黑龙江省夏季降雨量和暴雨的时空分布特征。[结果]结果表明黑龙江省夏季降雨量在中部的小兴安岭和张广才岭西部地区最高,在360mm以上,东部三江平原和西部松嫩平原地区最低,在300-320mm之间。夏季降雨量在松嫩平原和大兴安岭地区呈增加趋势,小兴安岭和三江平原地区呈减少趋势。全省夏季平均降雨量呈减少趋势,平均每10年减少2mm,20世纪70年代平均降雨量最低,80年代最高。小兴安岭西南部和张广才岭西部地区平均暴雨日数最多,其次为三江平原和松嫩平原地区,大兴安岭地区最少。暴雨发生站次呈明显升高趋势,每10年增加2.3站次,20世纪70年代暴雨发生站次最少,2010年以后最多。最大日降雨量基本上从西南向东北部递减,西南部地区绝大部分地区最大日降雨量都在120mm以上,东北部地区都在120mm以下。     

上海市青浦区1968—2018年蓝莓主要生育期气候变化特征

采用青浦国家气象站1968—2018年气象资料,选取标准化降水蒸散指数(SPEI),对青浦区蓝莓花期、果期和成熟期不同等级旱涝发生频率和变化特征进行分析。结果表明：（1）青浦区多年平均气温为16.2℃,气温上升明显,降水量存在明显的波动变化。蓝莓不同生育期气温均呈上升趋势,降水量仅在果期有减少趋势,其余生育期均增加。（2）青浦区旱涝的年际变化明显。20世纪80年代、90年代和21世纪10年代总体较为湿润,20世纪70年代和21世纪00年代相对偏旱。不同季节的旱涝变化也呈现出阶段性特点,20世纪70年代各季有一定的干湿交替状态;20世纪80年代,春冬仍呈干湿交替,夏秋总体较为湿润;20世纪90年代至21世纪00年代,春夏秋由湿润化向干旱化转变,冬季则由干旱化向湿润化发展;20世纪10年代,夏秋冬三季呈湿润化趋势,春季多干湿交替。（3）蓝莓3个主要生育期花期、果期和成熟期发生的干旱频率分别为27.5%、25.5%和21.6%,湿润频率分别为29.4%、27.5%和27.5%。研究认为,青浦区蓝莓花期和果期有干旱化发展趋势,成熟期则向湿润化发展,整体上湿润发生频率多于干旱发生频率。     

松嫩平原过去40年农业气候变化特征分析

利用1961-2000年的逐月气候资料,分析了松嫩平原农业气候因子的变化特征与趋势。结果表明,在全球变暖的大气候背景下,过去40年中松嫩平原地区年平均气温显著升高,增温速率在0.4℃/10a以上,进入20世纪80年代以后,年平均气温上升趋势更加明显。各个季节及作物生长季平均气温与时间序列的回归趋势均达到显著水平,冬季增温速率最大。年平均最高气温和冬季平均最高气温增加显著。年平均最低气温、四季平均最低气温和作物生长季最低气温增加均较显著,冬季和春季平均最低气温增加速率较大。对降水量的分析结果表明,除1961-1980年作物生长季降水呈明显减少趋势外,年总降水量和各季节降水量变化趋势不明显,在过去40年中并无明显的增加或减少趋势。此项研究结果可以为松嫩平原农作物布局、种植结构调整等农业生产管理决策提供借鉴。     

大同市气象干旱变化趋势分析

基于1955-2009年大同市年、月降水资料,利用降水距平百分率作为气象干旱指标,分析了大同气象干旱发生年、季特征时间演变及对农业的影响。研究表明,近55年来大同市年降水量以8.6 mm/10年速度递减;共出现了20个旱年,出现频率为36%,平均每2.8年出现1个旱年;大同四季干旱发生频率依次为春季32.7%、冬季30.9%、秋季25.4%、夏季21.8%;冬季重旱年最多,其次是夏季,春季、秋季重旱年较少。秋季向湿润化发展趋势不明显;春、夏、冬季干旱均有增强趋势,造成了大同干旱化增强的总趋势。以农作物关键期（4-9月）降水量分析,从1980年开始大同由总体偏涝转为偏旱。年、季干旱出现频率同样表明,20世纪80年代干旱出现频率明显增强,到90年代达到极值。结合农业旱灾资料,进一步分析气象干旱对农业的影响,并提出了抗旱对策和建议,旨在对当地防旱减灾起到积极的指导作用。     

陕西省降水特征及其对旱涝灾害的影响

为了简单分析陕西省降水特征及旱涝灾害的影响,依据陕西省18个气象站点近53年的降水资料,计算出各个站点Z指数及区域旱涝指数,然后通过线性倾向率、M-K突变检验、反距离加权插值法等方法,分析陕西省1961—2013年降水量的时空变化及旱涝频率的分布状态。结果表明:陕西省降水量整体呈降低趋势,并以"减少—增加—减少—增加"的模式发展;随着四季的变化,秋季降水以-58.71 mm/10 a的速率递减,夏季降水增幅最大达35.44 mm/10 a;由于受到自身地理位置及距海远近等因素,使降水量呈现出陕南、关中、陕北依次减少的空间分布状态。经Z指数统计所得,陕西省发生洪涝频率大于干旱频率,但强度弱于干旱;春夏秋冬四季均发生干旱,由各自频数显示冬季旱情最严重;陕西省涝情频率总体呈南多北少的形态,旱情总体分布不均匀且与降水量的空间分布相比二者恰恰相反,通过此次研究为陕西省旱涝灾害提供有效预防措施奠定了基础。     

基于InVEST模型的土地利用变化对生境质量的影响研究──以松嫩平原为例

以半湿润半干旱的松嫩平原为例,利用InVEST模型对松嫩平原生境质量进行评估,同时,分析了松嫩平原土地利用变化对生境质量的影响。研究结果表明:1995—2015年,松嫩平原耕地和未利用地面积增长,其他用地面积减少,另外,草地、建设用地和未利用地向其他地类的转变剧烈;1995—2015年,耕地是松嫩平原的优势景观,景观破碎化程度升高;松嫩平原生境质量整体在0.6以下,大部分地区生境质量处于中、低等级,东部生境质量处于良、优等级,生境质量优于松嫩平原其他地区。对策建议:需优化耕地、未利用地和建设用地等景观格局,此外,经济增长必须与生境质量提升同步。     

朔州市干旱特征及其对农作物产量的影响

旨在量化表征晋北半干旱地区的干旱强度及其时空特征以及对农作物产量的影响,基于朔州市6个气象站点1972—2017年的实测气象资料,分析该地区的降水、气温的变化趋势,利用标准化降水蒸散指数(SPEI)定量分析了朔州市不同时间尺度的干旱频率及强度的时空特征。结果表明：朔州市年均降水量变化趋势不显著,季节平均降水量规律中,春、秋、冬季的平均降水量呈现增加趋势,夏季平均降水量为减少趋势,其中仅有秋季平均降水量增加的趋势显著。平均气温方面,年均温呈现极为显著的上升趋势,春季平均气温增加的显著性最强。朔州市干旱频率在1992—2001年代表现最高,该年代也是极端干旱的高频率期。朔州市短时间尺度（3个月）的SPEI值(SPEI-3)在10年尺度上的干旱最长持续时间达8个月,发生在1992—2001年间。SPEI-12在10年尺度上呈现：在1982—1991年间的干旱最长持续时间达7个月。干旱特征影响了朔州市的农作物产量,朔州市干旱特征与农作物平均产量存在二次函数关系。研究结果可为该地区雨养农业的发展提供参考。