1958-2013年豫南地区极端气温变化特征及周期分析

通过对豫南地区每日气温资料的搜集和整理,运用线性倾向估计法、Mann-Kendall突变检验法、Morlet复数小波等方法对WMO发布的10种极端气温指数随时间的变化趋势、突变年份及周期性进行了分析与研究。结果表明,1958-2013年豫南地区的极端最高气温缓慢下降,极端最低气温呈显著上升趋势,夏季日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数呈现波动上升,冰冻日数、霜冻日数、冷昼日数、冷夜日数呈下降趋势。极端最高（低）气温、冰冻日数、霜冻日数、夏季日数、热夜日数、冷昼日数、冷夜日数、暖昼日数、暖夜日数都存在30a左右的周期。其中极端最低气温、冰冻日数、冷昼日数、冷夜日数、暖昼日数都存在5a及以下的周期。总体来说,1958-2013年,豫南地区极端天气热指数呈上升趋势,极端天气冷指数呈下降趋势。     

黑龙江省1967年至2007年极端气温与降水综合强度的时空特征分析

利用黑龙江省73个气象站1967年-2007年的逐日气温和降水量资料, 基于极端气候事件综合强度模型方法, 分析了黑龙江省极端气温与降水事件的时空变化特征。研究表明:①极端高温事件综合强度在年代际变化上夏与秋季总体呈增强趋势, 20世纪90年代后增强更为显著。极端低温事件综合强度在年代际变化上春与冬季总体呈明显减弱趋势, 其中冬季减弱趋势较显著;②极端降水事件综合强度在年代际变化上春秋两季呈减弱趋势, 夏冬两季呈增强趋势, 其中秋季减弱较显著, 冬季增强较显著;③极端高温事件综合强度夏秋两季影响较重区域为松嫩平原西部和三江平原地区;极端低温事件综合强度春冬两季影响较重区域为三江平原地区、牡丹江地区北部和哈尔滨地区西北部;④极端降水事件综合强度春秋两季从西到东递增, 夏季中部地区较强, 冬季中部与东部地区较强;四季综合强度影响较重区域为大兴安岭最北端的漠河县、小兴安岭地区、三江平原东部边缘局部区域和牡丹江半山区。     

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。     

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。     

新兴县近55年气温与降水气候特征分析

根据新兴县气象观测站1958-2012年平均气温、最高气温、最低气温、降水量、暴雨日数、高温日数、低温日数等资料,采用气候统计方法讨论分析近55年来新兴县气温与降水的气候特征。结果表明:新兴县1958-2012年平均气温总体呈上升趋势,其趋势系数为0.0077℃/10a。各季平均气温均呈上升趋势:冬季升高最明显,其次是秋季、夏季,春季上升最慢。高温天气7月最多:低温天气1月最多。年降水量总体呈下降趋势,夏季平均降水量最多,其次是春季、秋季,冬季最少。新兴县的降水月分布为双峰型,两个峰值分别在6月和8月。     

1962-2012年西南地区极端降水事件的时空变化特征

基于西南地区90站1962-2012年逐日降水数据,采用百分位阈值法定义极端降水事件,用MannKendall秩次相关法,反距离加权插值法对西南地区的极端降水事件进行了时空变化分析。结果表明:1日最大降水量从东部的103~118mm减少到西部的25.4~46.7mm,极端降水比率从东部的39%~43%减少到西部的23%~25%。极端降水量、极端降水强度和5日最大降水量则分别从东南的508~610mm、55~64mm/d和158~190mm递减到西北的118~220mm、17~28mm/d和53~85mm。该区1日最大降水量的变异系数最大,达39%,其次为极端降水量、极端降水强度、5日最大降水量、极端降水比率,极端降水日数最小为18%;各极端降水事件因子的值均属较强变异,说明西南地区内部极端降水事件差异性较大。近50年呈上升趋势极端降水事件中,1日最大降水量、极端降水强度和极端降水比率所占比例分别达60%、64%和61%,其中呈显著上升趋势站点所占比例分别达12%、10%和13%;极端降水日数下降趋势和显著性下降趋势站点所占比例分别为52%和4%。西南地区近50年极端降水事件总体呈上升趋势,但显著性不高;这和海温异常变化和复杂的地理环境有较大关系。     

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.     

近50年东江流域极端降水事件变化特征

基于东江流域1960年-2009年逐日降水数据资料,运用Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和Morlet小波分析法,分析了近50年来东江流域极端降水事件的时空变化特征.结果表明,东江流域极端降水指数的多年平均值及变化趋势的空间分布存在明显区域差异.极端降水指数增幅较大的区域位于流域下游,以增城为中心的地区升幅尤为明显,流域上、中游地区变化幅度相对较小.近50年来,整个东江流域极端降水指数未表现出明显的变化趋势,除连续湿日数外,其他极端降水指数仅呈现出弱的上升趋势.东江流域的极端降水与年降水量密切相关.流域极端降水指数的突变特征并不一致,5日最大降水量、强降水日数、连续干日数及连续湿日数分别在1984年-1985年、1973年、2005年和1978年前后发生突变.近50年东江流域极端降水事件变化,普遍存在着22～23年左右的主周期和7～8年左右的次周期.     

新津极端气候事件变化趋势分析

本文利用新津1971-2000年近30年的逐日平均气温资料,分析该地区年极端气温（高、低温）的变化趋势以及夏季极端高温和冬季极端低温的变化特点,得出以下结论：新津30年的年平均温度为上升趋势,但不明显,且没有突变发生。年极端低温日数为减少趋势,没有明显的突变现象,高温日数为增多趋势,自1973年开始有一次突变现象。冬季极端低温为升温趋势,而极端低温日数为减少趋势,两者都没有突变。夏季极端高温为升温趋势发展,但不明显,高温日数为增多趋势,夏季极端高温没有明显的突变,而夏季极端高温日数在80年代的日数减少趋势很明显,为一突变现象,具体开始时间为1971年。     

1960-2011年云南省极端气温事件的时空分布及趋势预测

基于云南省1960-2011年最低气温和最高气温的日数据,选取了31个气象站点,依据世界气象组织（WMO）确定的“气候变化检测和指标”,从中选取8个极端气温指数,采用反距离加权插值法、Mann-Kendall突变检验法、周期方差分析外推法、叠加趋势模型,来研究云南省极端气温事件的时空变化特征、突变检验、周期变化及对未来一个周期内变化趋势的预测。结果表明：冷昼日数、冷夜日数、冷持续日数、霜冻日数均表现为下降的变化趋势,暖昼日数、暖夜日数、暖持续日数、夏季日数均表现为上升的变化趋势,各指数空间分布各异,总体上表明云南省极端气温事件呈上升趋势。各指数发生突变的时间和周期不同,预测结果呈波动变化且与原趋势一致。     

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。     

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。     

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。     

基于CI指数的河北省近50 年干旱时空分布特征

基于河北省1961年-2010年64个气象站逐日气温和降水资料,采用综合气象干旱指数（CI）计算近50年逐日CI值,分析了河北省气象干旱发生的时空分布特征。结果表明：河北省近50年降水量以16.5mm/10年的速度递减,近10年中有7年降水量不足历年均值;各级干旱年均出现日数均为南多北少,其中冀南平原地区最多,张家口北部最少;四季中春旱最重,夏旱最轻,除夏旱为东北低、西南高外,其他时段均为北低南高的特点;近20年中有16年出现重、特旱覆盖率为100%,夏季出现大范围重、特旱的年份最多、冬季最少;秋季大范围干旱增长趋势较其他季节明显。     

天山开都河流域积雪、径流变化及影响因子分析

本文分析了开都河流域源流区积雪变化与气象要素及径流的变化趋势,讨论了气象-积雪-径流三者之间的关系。结果表明：开都河流域2000—2016年间积雪覆盖率呈微弱上升趋势（0.1%/10a）,其中,最大积雪覆盖率增加速率约为0.33%/a,而最小积雪覆盖率则呈减小趋势（-0.017%/a）;在年内表现为春、夏季节积雪面积减少,而秋、冬两季增加;在过去的45年间（1972—2016年）,融雪期在春季提前了约10.35天,而秋季延迟了约7.56天;温度对春季积雪变化影响较大,而降水则对冬季积雪变化影响较大。河川径流与径流峰值均呈增加趋势,年径流增幅约2.26亿m³/10a,其中夏季径流对气温（ε =1.41）和降水（ε =0.5）变化敏感,而春季对积雪面积的变化响应敏感（ε =0.59）。开都河流域山区温度升高和降水增加对径流的影响明显。     

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。