基于干燥指数的洮儿河中上游地区水分适宜性的时间变化特征分析

根据洮儿河中上游地区1961-2012年的气象水文资料,计算了其干燥指数,利用干燥指数评价其水分适宜性.结果表明:近52年以来,洮儿河中上游地区的干燥指数呈下降趋势,但下降趋势不明显,多年平均干燥指数为2.36,水分较不适宜;1961-2012年干燥指数的四季变化中冬季的干燥指数最大,为18.59,水分不适宜,夏季的干燥指数最小,为1.35,水分较适宜;洮儿河中上游地区干燥指数在1983年左右发生了一次由增大到减小的突变,在1995年左右发生了一次由减小到增大的突变,各时段的水分状况均为较不适宜;干燥指数包含了多个不同的时间尺度的周期变化和演变特征,主要有4-6年、11年和29年三种尺度的周期变化规律,在未来几年内,洮儿河中上游地区干燥指数将处于偏小期,水分适宜状况好转.     

河套灌区五原绿洲50a气候年变化特征与预测研究

利用1956-2005年河套灌区五原绿洲气温和降水时间序列分析表明,研究区气温呈显著增暖趋势,而降水量波动中略有下降。对50 a来气温和降水的Morlet小波及其功率谱分析结果表明,研究区气候具有多尺度振荡的特点,年平均气温存在4.88 a、7.14 a、11.1 a和21 a左右的周期变化,而年平均降水具有显著的4.89 a和21 a左右的周期变化。气温和降水具有同步的时间序列,但其优势周期尺度不同。年平均气温和年平均降水分别存在11.1 a和4.89 a显著周期(P<0.01)。通过GM(1,1)模型模拟预测表明,未来10年气温仍然呈持续升高趋势,且增幅较大。     

胡杨叶黄期对气候变化的时空响应与区域差异

利用中国绿洲的41个胡杨分布区地面气象站点近57 a的逐日平均气温资料,运用线性趋势、Arc GIS的反距离加权(IDW)插值法、Morlet小波功率谱、Mann-Kendall检验和相关分析法等方法,分析中国绿洲胡杨叶黄期的时空特征、区域增暖响应与差异。结果表明:近57 a来,中国绿洲胡杨叶黄起止日均明显推迟、叶黄期呈延长的变化趋势,变化倾向率分别为0.72 d·(10a)^-1、1.39 d·(10a)^-1(α≥0.05)和0.66 d·(10a)^-1;胡杨叶黄起止日均呈自西南向东北逐渐提前的变化规律,其中,柴达木绿洲推迟趋势最明显,新疆南部绿洲不明显。除新疆北部外,叶黄期呈自南向北逐渐缩短的变化规律,空间差异十分明显;且分别存在2.2 a、3.0 a和5.2~5.6 a的短周期,与大气环流2~4 a和厄尔尼诺2~7 a的周期相吻合;胡杨叶黄起止日及叶黄期分别在2003年、1990年、1961年发生了突变,各绿洲区突变不尽相同;研究区胡杨叶黄起止日与叶黄期分别与前期(6-8月和7-9月)月平均气温、所在月(9-11月)平均气温呈显著相关,相关系数分别为0.703、0.697和0.715(α≥0.001)。反映了中国绿洲胡杨叶黄期对全球气候变暖的响应既敏感又有区域差异。     

南疆和田地区气候变化特征分析——以北部绿洲区为例

应用和田地区六个代表气象站1960-2008年逐月平均气温、降水量和相对湿度资料,采用线性倾向估计、Mann-kendall、累计距平、Morlet小波等方法分析了49a来和田地区气温、降水、相对湿度三要素年及四季的时空变化、突变及周期特性,结果表明:(1)自西向东呈现出气温下降、降水减少、湿度减小的分布规律;(2)气温、降水、相对湿度呈线性增暖、增多、增大的变化趋势,尤以冬季气温增暖、相对湿度增大,夏季降水增多较为明显;(3)气温、降水、相对湿度均表现出明显的年代际和年际周期变化,年际周期尺度较年代际振荡复杂且时期性明显;(4)49a来气温、降水、相对湿度均有突变发生,各要素年、季突变点及突变性有差异;(5)三要素之间,气温与降水、气温与相对湿度成反相关关系,降水与相对湿度成正相关关系。     

塔吉克斯坦瓦赫什河流域干湿演变特征

基于Climate Research Unit(CRU)1970—2013年逐月潜在蒸散量和降水量数据,计算了相对湿润度指数,运用经验模态分解(EMD)和小波分析法,对塔吉克斯坦瓦赫什河流域过去44 a干湿的多尺度时空变化特征以及相对湿润度指数与降水的相关性进行了探究。结果表明:1瓦赫什河流域年、春季和冬季趋于湿润化,且上游湿润化趋势最为明显;秋季干湿演变则有明显的地域性。2年代变化上,流域1970s相对最干,自1970s—2000s相对偏湿区逐渐增大,在2000s全流域达到年代相对最湿,仅在流域的局部地区相对偏干;在2011—2013年流域相对偏干和偏湿地区面积大致相当。3年和四季相对湿润度指数表现出多时间尺度的特征。其中,年相对湿润度指数存在4 a和16 a的周期;春季相对湿润度指数存在4 a、8.5 a和26 a的周期;夏季相对湿润度指数存在10 a的周期;秋季相对湿润度指数存在10 a和22.5 a的周期;冬季相对湿润度指数存在6 a、15 a和30 a的周期。4年相对湿润度指数与年降水量呈显著正相关,在1970s年际变化较为密切,在1980s—2000s两者年际变化和年代变化都更为密切;而与潜在蒸散量呈明显负相关,且在1985年以后相关性显著。     

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50a来黄土高原地区暖冬现象的气候特征

利用黄土高原1965—2014年冬季气温观测数据,根据中国国家标准《暖冬等级》中单站、区域暖冬等级标准,综合采用反距离加权插值、Mann-Kendall突变分析与小波分析等方法,分析黄土高原近50 a冬季平均气温的变化趋势及单站暖冬、区域暖冬事件的气候变化特征。结果表明:近50 a来黄土高原冬季平均气温呈上升趋势,升幅为0.07~0.695℃·(10a)~(-1),尤其近30 a升温显著,进入相对暖期,中部地区升温最显著,西部、南部地区升温较低;黄土高原单站暖冬指数呈现上升趋势,升幅为0.07~0.70℃·(10a)~(-1),中部大部分地区暖冬指数增幅最大,南部地区次之,西部地区增幅最小;各站点暖冬频率在40%~63%,强暖冬频率在13%~53%,单站暖冬频率呈中、西部高,东南边缘地区低的特点;区域暖冬指数呈上升趋势,增长幅度为11.8%·(10a)~(-1),共发生17次区域暖冬,6次区域强暖冬,区域暖冬事件以9 a为第一主周期,4 a为第二主周期;单站暖冬、区域暖冬均主要发生在20世纪80年代中后期,尤其在90年代末至21世纪初。     

近50年来吉林西部半干旱区气候变化特征

根据吉林省西部地区6个具有代表性的气象站1961-2010年间的逐日气温、降水数据,运用趋势分析、小波分析和Mann-Kendall检验等统计方法,对吉林省西部半干旱区气候变化特征进行了分析。研究表明:近50年来,吉林西部半干旱区气温存在明显的增温趋势,以冬季气温升幅最大;降水则呈现减少趋势,夏季表现尤为明显。在不同的时间尺度上,气温、降水的变化趋势存在差异,年平均气温主要有5a左右,12a左右和30a以上的震荡周期,并在1989年发生突变;年平均降水主要有5a左右,30a左右的震荡周期,年际交替频繁。通过分析干燥度指数,吉林西部半干旱区干燥度指数主要存在6a左右、10a左右和35a左右震荡周期,并在1997-2002年之间发生突变,干燥程度总体呈现上升趋势,但上升趋势不明显,上升幅度自西向东逐渐减小。     

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。     

哈密绿洲土地利用变化对区域环境的影响

中国干旱区绿洲在过去20 a经历了快速的城市化和农田扩张,为了探究该区域不同下垫面在"荒漠-绿洲-城市"演化过程中对区域自然环境以及气象要素的影响。以典型的哈密绿洲为研究区,利用WRF模式分别耦合2000年、2015年2期土地利用数据,模拟对比分析夏季7月哈密绿洲土地利用变化前后区域自然环境要素的影响,采集的指标为2 m气温、2 m相对湿度、地表温度。研究表明:(1)哈密绿洲土地利用变化对气象要素的综合效应表现为:2 m气温升高1.2℃,相对湿度增加2%;(2)下垫面由绿洲转变为城市,2 m气温增加2.5~3℃,地温增加6~7.5℃,相对湿度减小4%~8%;(3)由荒漠变为城市,2 m气温增加1~2℃,地温增加3~6℃,相对湿度减小0~4%;(4)由荒漠变为绿洲,2 m气温降低1.5~4℃,地温降低0~7.5℃,相对湿度增加4%~16%。总体来看:在中国干旱区,城市化过程使该区域进一步变热和变干,与之相反,绿洲扩张使得区域具有变冷和变湿的趋势。     

1951-2008年中国主要城市风效指数的时空变化趋势

利用中国气象局提供的全国主要省会城市1951-2008年的逐日地面气象资料,分别计算历时58年的平均气温和风效指数(K)等,运用线性回归、Spearman秩相关和变化速率等分析气温和风效指数(K)的年代、季节以及空间分布的变化趋势。结果表明:1)1951-2008年全国主要省会城市的年平均气温呈上升趋势,变化速率为0.3℃/10a。2)历时58年,年平均风效指数(K)也呈上升趋势,变化速率为10.8/10a。3)不同季节风效指数(K)的波动范围不同,其中冬季变化幅度最大,夏季最小。其空间分布在四季当中总体呈现南高北低的态势。     

新疆岳普湖绿洲近39年来气候变化特征

利用岳普湖县气象站1971-2009年气温、降水、日照和风速等观测资料,分析岳普湖绿洲近39年来气候变化特征。结果显示：近39年来岳普湖绿洲气候趋于变暖,气温平均上升倾向率为0.21℃/10 a,年内除夏季气温呈降低趋势外,春、秋、冬季气温均呈上升态势。近39年来,岳普湖绿洲降水量总体呈减少趋势,降水量平均减少倾向率为...     

1971-2010年东北三省平均地面风速变化

利用1971-2010年逐月观测资料,分析东北三省年、季节和月平均地面风速变化的时空特征。结果表明：① 东北三省年平均地面风速变化呈显著递减趋势,变化速率为-0.23 m·s^-1·(10 a）^-1,1971-2000年（前30 a）、1981-2010年（近30 a）和1991-2010年（近20 a）平均地面风速变化均呈显著递减趋势,线性变化速率分别达-0.25 m·s^-1·（10 a）^-1、-0.20 m·s^-1_·（10 a）^-1和-0.17 m·s^-1_`（10 a）^-1,均通过了0.001显著性检验;② 近40 a东北三省各季和逐月平均地面风速变化趋势呈显著递减趋势,均通过了0.001显著性检验;春季递减速率最大,冬、秋季次之,夏季最小;③ 近40 a东北三省地面年平均风速的趋势变化除个别站点外,其他均呈现出比较一致的显著递减趋势,但最近20 a呈显著递减趋势的站点数在减少,递增趋势的站点数增多。     

黄土高原风蚀和风水蚀复合区的风蚀气候侵蚀力变化

利用黄土高原风蚀和风水蚀复合区30个气象站1961-2010年的观测资料,根据联合国粮农组织给出的风蚀气候因子指数（C值）的计算公式和线性趋势法、Pettitt变点检测、Morlet小波分析等方法,研究风速的空间分布、时空变化、突变特征和周期特性及其对C值的影响。结果表明：① 该区多年平均风速为2.2 m•s^-1,内蒙古和宁夏境内的部分地区风速较大,陕北、晋西北、陇东和青海部分地区较小。近50 a来风速整体呈显著减小趋势,1970s风速最大,2000s最小。② 年尺度83%的站点风速发生了突变,区域整体突变发生于1982年,四季风速突变时间与年尺度基本一致。③ 近50 a风速存在3次交替变化,1961-1977年和1995-2010年偏大,而1977-1995年偏小,季节尺度上也发现了类似的现象,未来一段时间内该地区风速仍然偏小。④ 该区多年平均C值的空间分布格局和时空变化趋势与风速较为一致,整体也呈现出显著减小趋势。⑤ C值与相对湿度和降水量呈负相关关系,与潜在蒸发量、干旱指数和风速呈正相关关系。风力增强（风速增加）和干旱加剧对于风蚀起到促进作用;温度上升及其造成的蒸发量增大也有助于风蚀的形成。     

渭河流域近52年日照时数和风速时空变化特征

利用渭河流域1959—2010年23个气象站的风速和日照时数观测数据,通过线性拟合、Mann-Kendall突变检验等方法分析了该地区近52 a日照时数和风速的年、季、月的时空变化以及突变特征。结果表明:近52 a来渭河流域大部分地区日照时数表现为减少趋势,平均每10 a减少10.13 h,1973年前后发生突变;空间分布上以关中平原减少最为突出,季节上以夏季和冬季的减少趋势最显著;流域年平均风速也呈明显减少趋势,平均每10 a减少0.05 m/s,1981年左右发生突变,4个季节的风速变化都是以关中平原和黄土高原丘陵沟壑区减少趋势最为显著;风速的年内变化表现为偏双峰型,4月最大,形成年内的第一峰值,最低值出现在每年的10月,第二峰值出现在每年的11月。     

乌鲁木齐市近43年风速气候特征分析

利用乌鲁木齐市1961-2003年逐日平均风速资料,分析了乌鲁木齐市近43年风速的基本气候特征、变化趋势和年际、年代际变化等。其主要结果是:乌鲁木齐市年平均风速为2.47m.s-1。一年四季中夏季的平均风速最大为3.08m.s-1,冬季最小为1.52m.s-1,春季和秋季则分别为2.94m.s-1和2.31m.s-1。近43年乌鲁木齐市春季、夏季、秋季、以及年风速呈下降趋势,而冬季呈上升趋势。Morlet小波分析表明乌鲁木齐市风速变化具有准6、8年的年际尺度和准13、21年的年代际尺度周期变化,其中准13年周期振荡最为强烈。乌鲁木齐市风速变化是不同尺度周期振荡综合作用的结果。     

辽宁省彰武县1953-2010年气候变化特征分析

利用趋势分析、滑动平均和Mann-Kendall检验等统计方法对彰武县1953-2010年历年日平均气温、平均最低(高)气温、降水量、日照时数、风速等资料进行分析,结果显示:(1)58年来年及四季平均气温均呈上升趋势,尤以春季增温最明显;不同年代际中2000年代是最暖的时期。(2)月平均最高气温无变化,而月平均最低气温上升较明显。(3)年及夏、秋、冬季降水量呈减少趋势,而春季呈增加趋势;不同年代际中2000年代是降水量最少的10年。(4)年及四季日照时数呈减少(增大)趋势,而年平均风速呈增大趋势。气候变化对当地生态环境的改善、农业经济发展以及风能资源的利用都有影响,应引起我们的重视。     

华北段农牧交错带气候变化特征及其响应

依据华北段农牧交错带1961-2010年气象资料,利用标准化降水指数(SPI)、Mann-Kendall检验等方法对研究区的气候变化特征进行了分析。结果显示:1)近50a来,华北段农牧交错带以1987年为界划分为两个时期,此前为冷期,此后为暖期。其年平均气温线性增温速率为0.35℃/10a,冬季增温最显著,其次为春季、秋季、夏季。气温在1993年发生突变。2)年降水量呈下降趋势,倾向率为-6.51mm/10a,夏季降水的减少对其贡献率最大。3)气温突变后,极端旱涝灾害事件减少,中旱灾害频率在增加,气候变化整体呈现暖干趋势。     

青海湖流域湿地小气候特征

利用青海湖流域小泊湖湿地和瓦颜山湿地的气象观测资料,分析了湿地小气候特征。结果表明:青海湖流域是太阳辐射较强的区域,反射辐射最大值出现在4月,总辐射、大气长波辐射、地面长波辐射、净辐射和土壤热通量均表现为夏季高、冬季低。瓦颜山湿地年平均地表反照率为0.26,夏季平均地表反照率为0.2,低于隆宝湿地、西大滩和五道梁。瓦颜山和小泊湖站比湿最大值出现在夏季,最小值出现在冬季,降水主要集中在5-9月,占全年降水量的90%以上。2站气温和5 cm地温最高值出现在8月,最低值出现在1月,受湖陆热力性质差异的影响,小泊湖站全年白天盛行西风和偏西风,夜晚盛行东风;瓦颜山站则受地形影响,全年盛行西南风。     

新疆艾比湖湖面面积变化分析

利用遥感资料和文献,研究艾比湖湖面面积的年际和月际变化。利用最小二乘法求参数,进行线性回归,寻求湖面变化和降水因子的相关性,得出降水量和湖面面积的相关系数为0.706 43,经显著性检验,并用大量的数据及事实分析了湖面面积和其他自然因素及人类活动因子的相关性。根据以上研究可以大致预测艾比湖湖面的变化趋势,为决策层制定防治对策提供科学依据。