1965年至2005年泾河流域极端降水事件的变化趋势分析

极端降水事件是导致黄土高原水土流失的主要原因之一,分析其变化趋势可为该区的生态建设提供重要的参考信息。选取泾河流域为研究区域,基于Mann-Kendall和小波分析等方法,分析了1965年-2005年极端降水事件的降水量、降水天数、降水强度和严重干旱次数等的变化趋势、突变、年代际变化和振荡周期等。结果表明,泾河流域极端降水事件的整体变化趋势不显著,但其发生频率和强度等都可能呈上升趋势,且存在空间差异,流域中下游呈上升趋势而流域西南部和北部呈下降趋势。各指标均呈波动变化,但基本都在1985年以后呈上升趋势,且在2000年左右发生多次上升突变;波动周期为2～3a,7～8a,13a和17a。尽管变化趋势不显著,但极端降水事件的各指标都趋于升高,表明未来极端降水事件可能对泾河流域的水土保持工作造成更加严重的威胁。     

1961-2013年东北三省极端气候事件时空格局及变化

东北三省是中国重要的商品粮基地。本文基于东北三省1961-2013年71个台站逐日气温、降水资料,选取了“欧洲地区极端事件统计和区域动力降尺度”（STARDEX）项目提出的57个极端指数中的8个核心指数,分析和揭示东北三省极端气候事件的空间格局及变化,研究结果可为降低东北三省自然灾害对农业生产的影响,以及制定应对气候风险的策略提供依据。研究结果表明：①年和四季的高温阈值、低温阈值与最长热浪天数均随时间呈现波动上升趋势,年和春、秋、冬季的霜冻日数随年际表现为下降趋势;②东北三省西南地区易发生极端高温事件,北部易发生极端低温事件。同时北部亦是年和春、秋霜冻日数的高值分布区,且高温热浪的天数相对较长（高温热浪的季节）;③年和秋季强降水阈值随时间呈现波动下降趋势,而春、夏和冬季强降水阈值呈现波动上升趋势;年和春、夏、冬季强降水比例和强降水日数亦随年际呈现波动上升趋势,秋季强降水比例和强降水日数则表现为下降趋势;年和春、秋、冬季的持续干期呈现下降趋势,夏季呈现上升趋势;④东南部是极端降水事件的高发区,夏季与春季、秋季为极端降水事件易发的季节,极端事件增多,且向西部蔓延。年与四季的持续干期的分布均呈现西长东短的特点。     

1961年～2004年东北地区四季降水的时空演变特征

利用Anusplin插值软件对东北地区146站1961年～2004年四季降水量进行空间化处理,各季区域平均MRE分别为春季14.3%、夏季14.1%;秋季18.1%;冬季25.1%。对栅格数据采用空间分析和时间序列分析相结合的方法进行四季降水时空演变特征分析,结果表明：从时间上看,春季,整个时段呈弱增多趋势,但不显著,1980年代前增加,之后减少;夏季呈减少趋势,1985以后呈显著减少趋势;秋季整个时段呈弱的减少趋势,1990年代开始显著减少,2000年以后略有增加;冬季年代际变化特征明显,呈波动增多趋势,近10年增幅较大。从空间分布上看,春季,黑龙江北部和东部部分地区、吉林东部降水显著增多,增幅为(3～9)mm/10年,辽宁中部部分地区降水显著减少,减幅为(3～7)mm/10年。夏季,东北大部地区降水以减少为主,黑龙江中部和辽东半岛地区显著减少,减幅为(20～40)mm/10年。秋季,东北大部地区降水减少,黑龙江东部局部、吉林中部和南部部分地区显著减少,减幅为(6～10)mm/10年。冬季,黑龙江大部、吉林大部降水显著增多,增幅为(1～3)mm/10年,辽宁南部和西部部分地区显著减少,减幅为(1～2)mm/10年。     

上蔡县近50年气温变化分析

利用上蔡县1961-2010年气温观测资料,分析该县近50年的气温变化特征.结果表明:上蔡县近50年来气温呈波动上升趋势,气温变化倾向率为0.076℃/10a.冬季、春季、秋季三个季节的季平均气温呈波动上升趋势,夏季季平均气温呈下降趋势,在冬季、春季、秋季这三个变暖的季节中,冬季变暖幅度最大,春季次之,秋季最小.极端最高气温和平均最高气温呈下降趋势;极端最低气温和平均最低气温呈上升趋势.近50年来,年代际气温增加幅度最大的是20世纪90年代,21世纪初气温虽然仍处于暖期,但已经出现下降趋势.     

1961-2013年山西省极端气候事件时空演变特征

利用中国气象局整编的山西18个台站1961-2013年的逐日气温、降水数据,采用极端事件定义方法和Mann-kendall突变检验等方法,计算与植被生长的水热条件与寒旱灾害直接相关的极端气候事件指数,分析1961-2013年山西省极端温度和降水气候事件的时空演变特征。结果表明,研究区极端温度事件的发生频率与持续时间在前30年呈平稳态势,20世纪90年代后变化迅速。表征极端低温事件的霜日日数(FD0)、冷昼日数(TX10P)、冷夜日数(TN10P)、冷持续指数(CSDI) 等指数均呈现下降趋势,而表征极端高温事件的夏日指数(SU25)、作物生长期(GSL)、暖昼日数(TX90P)、暖夜日数(TN90P)、热持续指数(WSDI)则均呈上升趋势。极端降水指数除普通日降水强度(SDII)和持续干燥指数(CDD)外均呈下降趋势,表明该地降水总量略有减少,但降水强度和持续干燥指数却有所增加。与极端高温事件发生频率的加剧出现在90年代初不同,表征强降水事件发生频率和强度的极端降水指标的显著变化发生在70年代。在空间尺度上,与温度相关的极端气温指数呈现出由南向北递减的分布规律,冷、暖系列指数表明晋南地区最高,晋北地区最低。与降水量相关的极端降水指数也呈南高北低的规律,最近一个时段的强降水事件有所增加。     

1961-2012年云南省极端气温时空演变规律研究

利用云南省122个气象观测站1961-2012年逐月极值气温资料,采用线性趋势分析等方法分析1961-2012年云南省四季和年极端气温的变化趋势特征。结果表明:低纬高原地区年平均最高(最低)气温及四季最高(最低)气温的空间分布呈现北低南高的形式,整体上从滇西北向南随纬度的降低而增加,表现出明显的地区差异,最高(最低)气温的高值区域主要分布在河谷地区、云南南部地区,最高气温和最低气温的分布特征不仅受复杂地形的影响,而且还与观测站的海拔高度有关。最高(最低)气温低值区域主要分布在滇西北、滇东北;云南年平均最高气温与夏、秋、冬季最高气温的变化趋势基本相似,春季最高(最低)气温的变化具有明显的区域特征。除局部地区有降温外,升温趋势是最大的特点,升温最快的区域在滇西北。云南最高气温和最低气温的变化均呈明显的增温趋势,而最低气温的变化速度比最高气温的升温幅度快,说明云南的冷事件在减少,暖事件在增多。最高气温和最低气温的突变时间分别发生在2001年和1993年,最高气温的极大值出现在2010年,而最低气温的最大值也发生在2010年。不同气候类型代表站极端气温具有年代际和年际变化周期;极端气温发生的突变时间不同,而部分代表站的极端气温并未发生突变。     

近50年西藏色林错流域气温和降水的变化趋势

利用西藏色林错流域气象观测站1961～2008年逐月平均气温、降水量等资料,分析了近50牟流域气温、降水的年际和年代际变化特征和异常年份,结果表明：近50年流域年平均气温以0．40℃／10a的速率显著升高,冬季增温最突出。平均最高气温除夏季变化趋势不大外,其它各季以0．21～0．35℃／10a的速度显著升高;年平均最低气温以0．56℃／10a的速度显著升高,明显高于最高气温的井幅。流域年降水量以20．4mm／10a的速率呈显著的增加趋势,四季降水量表现为增加趋势,为0．8～10．4mm／10a,以夏季增幅最大。20世纪60年代至90年代,除夏季外,其它3季和年平均气温都表现为逐年代增加趋势。年、季平均最高气温的年代际变化特征不明显。60年代流域降水表现为偏少的年代际变化特征;70年代夏季降水偏多,其它季节偏少;80年代夏、秋两季降水正常,冬、春季偏多;90年代,夏季偏少,秋、冬季偏多;进入21世纪前8年,秋季降水偏少,其它三季降水偏多,年降水量增幅明显。     

1979—2017年北极陆地气候变化趋势

北极地区是受全球变暖影响最为显著的地区之一。北极升温速率超过全球平均速率的2倍,这一“极地放大现象”和海冰的快速消融不仅造成当地环境的剧烈变化,还深刻影响着中纬度的天气和气候系统。深入理解气候长期趋势的季节和地理分布特征,有助于应对北极气候变化及其影响,并为未来开发北极资源服务。考虑到北极地区观测台站稀疏带来的不确定性,本文利用多套格点化的观测分析和ERA-Interim再分析资料,结合线性趋势分析,研究了1979—2017年60°N以北陆地地表温度、降水、气温日较差、年较差及相关极端气候指标的变化趋势。结果显示：①各资料中气温变化的一致性很高,但对于降水在2008年之后的变化,不同资料差异较大,可能是金融危机下可用台站数量急剧下降造成的。②ERA-Interim再分析资料能够很好地再现北极陆地温度和降水的整体增加趋势,变化速率分别约（0.57±0.07） ℃/10 a和（0.10±0.05） mm/d/100 a。春、秋、冬季升温趋势强,而夏季升温趋势较弱。北冰洋沿岸地区升温速率最大,局地可超过1.0 ℃/10 a。③降水的增加趋势在秋季最大。西伯利亚降水的增加与局地升温有很好的对应关系,其中秋季西伯利亚东部平均和极端降水的增加趋势可达热力学约束的8 %/K。④夏季气温日较差没有显著的变化趋势,春季阿拉斯加和加拿大北部地区的气温日较差呈显著增大趋势,其他区域则以减小趋势为主。气温年较差在北欧、阿拉斯加和加拿大北部呈减小趋势,在西伯利亚西部和东部呈增加趋势。无论冬夏,温度最小值的升高趋势比最大值更显著;冬季温度最小值的升高趋势比夏季更显著。研究表明,地表升温是北极陆地局地降水增加的重要驱动因素,不同区域降水变化的差异则可能与环流变化有关;观测台站数量的减少对降水趋势的监测有显著影响;ERA-Interim可作为北极地区观测分析资料的重要补充,特别在台站稀疏地区和台站数量减少的时段,ERA-Interim可提供一致和可信的气候变化信息。     

近四十年西藏气温,降水的变化分析

通过对西藏地区历年气温、降水的变化分析,发现全区大部气温呈逐年上升趋势;夏季增温较冬季明显,气温异常主要出现在春夏两季,９０年代出现异常偏暖机率增多。降水主要集中夏半年,干湿季分明。降水的变化波动较大,各区域变化并不一致,呈现出较大的区域性。     

1960-2014年东北地区大雨和暴雨事件的变化特征

本文基于东北地区87个气象站点1960-2014年逐日降水资料,运用趋势分析法、IDW空间插值法、Morlet小波分析及斯尔皮曼相关分析等方法,分析了近55a东北地区降水事件的时空变化特征。结果表明：近55a,东北地区年降水日数和强度存在明显的年代际变化,年降水日数总体呈极显著减少趋势,自东南向西北呈多-少-多的分布格局,年降水强度呈不明显的增加趋势,由南向北不断减小。大雨和暴雨降水日数均呈减少趋势,在空间上自东南向西北逐渐递减,且随着降水等级的提高,高值中心逐步向辽东南地区移动;强降水强度由南向北逐渐递减,大雨强度在各地差异不大,暴雨强度的差异较为明显。大雨和暴雨不是东北地区的主要降水方式,但对年降水量的贡献较大;降水量与强降水事件之间存在着显著的正相关关系,其中大雨降水量和日数的减少对研究区降水量的响应最显著,贡献率最大。大雨和暴雨日数变化的主周期分别为22a、5a,降水强度主周期均为28a。该研究有利于全面认识东北地区极端降雨天气,对区域农业发展等具有重要意义。     

1960-2012年甘肃黄土高原干旱时空变化特征分析

基于甘肃黄土高原区12个测站1960-2012年的气象资料,利用标准化降水蒸散指数对该区近53a四季干旱的时空变化特征进行了分析。结果表明：甘肃黄土高原区近53a的四季均呈干旱化趋势,以秋季最为突出,春季次之。经过Mann-Kendall趋势分析法检验,秋旱最显著的地方是兰州、靖远及环县;春旱最明显的地方是崆峒、庆阳和西峰;冬季有变湿的趋向,但未通过显著性水平。空间分布上,甘肃黄土高原区腹部比边缘区发生干旱的频率高,山地比谷地发生干旱的频率高。陇中地区夏旱频发,陇东地区冬旱频繁。干旱变幅最大的地方是研究区西北的乌鞘岭和东北的子午岭。近53a研究区干旱事件发生频次呈增长趋势,近10a来尤为显著。中度干旱发生频次的增长速度比极端干旱事件增长的快,但没有极端干旱事件显著。     

基于标准化降水指数的云南省近55年旱涝演变特征

21世纪以来极端气候事件频发,其中旱涝灾害对人类影响最为明显。本文以云南省为例,选用标准化降水指数SPI(Standard Precipitation Index)为干旱指标,计算了1958-2012年近55a的29个气象站点5种不同时间尺度上的SPI值,在此基础上分析不同年及季节的旱涝站次比和旱涝强度的变化特征。结果表明:干旱强度在各时间尺度上均呈不同程度增加趋势,春季、秋季、冬季干旱强度及影响范围均呈现增加趋势,夏季干旱的强度和影响范围总体上呈略微下降趋势。雨涝强度在时间尺度上呈下降趋势;夏季雨涝强度和雨涝影响范围呈现略微上升趋势,其他季节均呈现出下降趋势。在当前气候变化背景下,云南省干旱整体上反映对农业生产不利影响加重的态势。研究表明标准化降水指数能够在较长时间系列尺度上很好地反映研究区年际及季节性旱涝变化特征。     

1957年至2007年淮北平原气候变率及气候基本态特征

运用1957年-2007年淮北平原23个气象站的逐月气温和降水资料,从平均值和变率等方面分析了淮北平原近51a的气候变化。结果表明:①近51a来淮北平原春、秋、冬季及年气温增温趋势显著,尤其是春、冬季;降水呈不显著的增长趋势。气温和降水由低基本态向高基本态过渡,目前均处于高气候基本态下;②无论是气温还是降水,其变率随时间而变,目前均处于大气候变率时段,要注意高气候基本态和大气候变率结合易导致的高温、洪涝等极端气候事件;③20世纪60年代、70年代异常低温(寒冬)和异常高温(酷暑)出现频率高;80年代呈"凉夏"特点,极端气温事件较少;90年代以来持续"暖冬",异常高温(酷暑)有所增加。20世纪60年代、70年代和90年代以来降水极端事件发生频率较高,但前者以少雨(干旱)为主,后者以多雨(洪涝)为主。     

中国华东及其周边地区NDVI对气温和降水的季节响应

地表植被与大气的相互作用过程是地球科学领域的研究重点和热点。本文基于SPOTVGT-NDVI数据和气象站点的气温和降水资料,采用时滞相关分析法,研究了1998年-2011年我国华东及其周边地区四季NDVI对气温和降水的时空响应特征。结果表明,在整个研究区,气温对NDVI的影响大于降水,NDVI与气温在夏季和秋季相关性较高,与降水在秋季和春季相关性较高,冬季NDVI与气温和降水相关性都最低。NDVI对气温响应的滞后期在春季和秋季较短,对降水响应的滞后期在冬季较短,夏季NDVI对气温和降水响应的滞后期都较长。在冬季、春季和秋季,NDVI对气温和降水最大相关系数的空间分布在研究区的南北部差异不明显,在夏季则具有较明显的南北差异。NDVI对气温变化响应的滞后期在春季、夏季和秋季具有较明显的南北差异,对降水变化响应的滞后期除在夏季具有一定的南北差异外,在其他季节空间分布规律性不显著。     

浙江降水量场时空分布变化的特征

应用EOF方法对浙江省38个气象观测站43年（1961．1～2003．12）的月、季降水量距平场的时空分布变化进行统计分析，结果表明：浙江省降水量场的空间分布主要有南北分布型和东西分布型，春、冬季节以南北分布为主，夏、秋季节以东西分布为主。冬季降水场的空间分布尺度比夏季大；夏季降水场空间分布的年际变化比冬季大。秋季降水场空间分布变化的显著周期为9～14年，冬季降水场空间分布变化的显著周期为3．5～4．7年，而春季和夏季降水场空间分布则无显著周期存在。     

太平洋海温与嘉兴夏季降水年代际变化关系

用1953-2003年的51a嘉兴地区降水资料及同期NCAR的5°×5°海温(10°S～50°N,120°E～80°W)再分析资料作相关,结果得出太平洋海温与嘉兴夏季降水在20世纪70年代末发生了一次同期的年代际跃变。不同海区的海温异常对嘉兴夏季降水都有一定影响。在年代际尺度上,降水与西太平洋暖池区、赤道东太平洋的海温有明显的正相关,与西风漂流区及其以南的中太平洋海温则呈现反相关。在丰水期与枯水期,西风漂流区的海温春夏秋冬无论哪个季节都存在与降水反向的显著距平,该区海温是影响嘉兴夏季降水的一个强信号。而降水多寡不同时段,西太平洋暖池的海温在前冬和当年春季有较明显的距平,其他季节则无显著变化,降水变化滞后1～2个季度。赤道中东太平洋则在春夏季会有一个较大幅度的海温距平,夏季降水与之呈现同期或滞后一个季度相关。可见作该地区长期预报时,不同时段应着重关注不同海区的海温状况。