气象要素分布函数正态性检验方法

从随机变量及正态分布的概念入手,利用中心矩、偏度系数和峰度系数,提供了一种正态性检验方法,以包头市各月平均气温为例,利用该方法,对其分布的正态性进行了检验。     

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.     

福州市1961-2001年气候变化特征分析

利用福州市1961-2001年月平均气温、降水量数据进行Mann-Kendall趋势检验、回归分析、累积距平分析和序列分析,研究福州市气候变化趋势的一般特征。结果表明,41年来福州市气温整体呈上升趋势,1990年以来增温特别明显。各个季节平均温度变化存在差异,冬季平均气温增高最为明显,其次是夏秋季,春季增温不明显。极低气温和极高气温变化比平均气温变化显著。各月总体变化显著,仅3个月接受Mann-Kendall趋势检验（α＆lt;0.1）。降水量年际变化有较大的波动。60年代降水量偏少,70年代初期和90年代降水量偏多,年内变化各月各季不一,总体呈明显增加趋势。     

近50 年河西地区降水量变化特征及时间分布均匀度变化

根据河西地区13个气象站点的月降水资料,利用线性倾向估计法和反距离加权法,研究了河西地区50a来降水的时空变化特征,在此基础上运用基尼系数对河西地区降水时间分布均匀度进行了分析。结果表明：河西地区年降水在20世纪60年代较少,进入70年代降水量有所增加,从2000年开始,降水量较80年代、90年代逐渐增多。河西地区的年降水、春季降水、夏季降水、秋季降水、冬季降水倾向率分别为-3．88mm／l0a、2．33mrrd10a、5．25ram／l0a、-3．27mm／l0a、-2．32mm／l0a,其中东、中部地区的冬季倾向率通过了显著性检验。河西地区降水均匀度年际变幅较大,60年代、70年代、80年代降水不均匀的区域主要集中在西部地区,步入90年代,降水不均匀的区域逐渐转移到了中东部地区,其中东部是降水不均匀度变化较为显著的地区,从长期趋势来看,河西地区降水量均匀度在时间上和空间上的波动依然会很大。     

嘉善县降水与厄尔尼诺和拉尼娜现象的关系

通过研究分析1971-2020年嘉善县降水与厄尔尼诺和拉尼娜事件的关系可知,当发生厄尔尼诺事件时,嘉善县降水较常年偏少的概率更高,冬、夏季降水距平变化较春季更加明显,其中秋季降水正距平变化最明显.厄尔尼诺年时,冬季降水变化具有年代际特征,2000年以前降水较常年基本上偏少,之后则偏多.当发生拉尼娜事件时,嘉善县秋冬季降水量较常年偏多的概率更高,春夏季则相反,且冬、夏、秋季降水距平变化较春季更加明显.同时,嘉善县降水偏少的概率基本上集中在40％～60％,其中拉尼娜年春季嘉善降水偏少的概率稍高.通过皮尔逊xx2拟合方法检验可知,嘉善县降水与厄尔尼诺及拉尼娜现象间的线性相关不显著,即二者相互独立.     

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。     

呼和浩特市自然生态及降水量特征分析

根据内蒙古气象局数据库20年降水资料,研究了呼和浩特市周边降水特征分析,结果表明:研究站点降雨量有着明显的空间分布,降雨量呈现出显著的年、季节、月变化;年降水量最低值年份出现在1986年～1987年和1999年,年降水量均未超过300mm,年降雨量最大值出现在1998年;夏季的降水最多,冬季最少。     

西藏山南乃东气候特征分析

文章利用乃东地区1980～2011年近31年的平均风速,相对湿度,降水量,大风日数,日照时数以及1960～2011年的月平均气温和旬平均气温,应用了气候学及统计学中小波分析等方法,分析了乃东地区气候特征及其变化规律。分析表明：乃东51年年平均气温8．8℃,最热的月份出现在6月,平均为16．1℃,最冷月出现在1月,平均为-0．17℃;乃东地区年平均气温51年变化总趋势是上升的;年平均温度存在12年周期变化趋势;乃东地区冬季较长,无夏季,冬季长度有减小的趋势,春秋连季达6月。冬季长达6个月以上的占样本数的90．4％,7个月以上的占样本数的的48％。生长季（≥0℃）长达6～7个月。乃东的年总降水量为389mm,乃东全年降水主要集中在6月到9月,其中7月最多,达114．9mm;降水量最少的月份是1月和12月,分别为0．5mm和0．1mm;春季（3～5月）的降水量为45．4mm,占全年的11．6％,夏季（6～8月）的降水量为274mm,占全年的70．4％,秋季（9～11月）的降水量为68．4mm,占全年的17．6％,冬季（12～2月）的降水量为1．7mm,仅占全年的0．4％;年总降水量存在13年的周期变化趋势。乃东多年平均年总日照时数为2934．8小时,阳光充足。乃东多年平均风速为2．3m/s。总的趋势是下降的。乃东地区多年平均相对湿度为42．2％,各月之间相对湿度变化较大。以上研究结果可作为为当地天气预报和气象服务提供参考。     

石羊河流域主要气象要素及径流变化趋势分析

在对石羊河流域1956年~2003年诸月与年平均气温、降水及径流资料进行Mann-Kendall非参数统计检验的基础上,运用R/S法分析了流域的年平均气温、降水、径流时间序列的持续性,估算了各项指标的Hurst指数,以定量估计未来气候及径流的变化趋势,并采用随机重排法对估算结果进行了稳定性检验。结果表明:石羊河流域1956年~2003年各月及年平均气温绝大多数都以增温为主;武威和永昌两个站点的年平均降水表现为显著增加,其他站点各月没有显著趋势;古浪河和杂木河年平均径流量减少的趋势显著,其他支流径流量减少趋势不明显;干流各月及年平均径流量减少的趋势十分显著。各站点Hurst指数结果表明,石羊河流域未来的气温、降水、径流变化趋势都表现为较强的持续性,与过去近48年的变化趋势基本保持一致。     

环青海湖地区气候变化及其环境效应

通过对环青海湖地区近44年平均气温、降水、蒸发量、风速及大风日数等气候要素的定量化统计分析,以及环青海湖地区草地、青海湖变迁、沙漠化等具指示性意义的生态要素指标进行研究,揭示了气候变化对该区域生态与环境的影响效应。结果表明：①近44年中,年、季的平均气温均表现出显著增温趋势,年平均气温增幅为0．262℃／10年;年降水量在20世纪60年代和70年代分别偏少3、8％和5．2％,80年代以1．37mm/10年趋势增加。90年代与21世纪初接近平均值;春、夏和冬季及年蒸发量呈减小趋势,年蒸发量以66．53mm/10年倾向率减小;月平均风速以0．01（m／s）／10年倾向率减小,大风日数以4．5d／10年倾向率减少;②该区域牧草生物量与降水量呈正相关,由于气温显著升高,且季节性降水变率大,不仅影响牧草的生育期,且造成牧草地上生物量的波动;③青海湖水域面积的自然摆动与年平均气温以及秋、冬季气温呈显著负相关,而与地表蒸发量却呈正相关,在20世纪60年代和70年代升温不显著时,水域面积与春季降水呈正相关,90年代显著升温以后,气温对青海湖水域面积的影响占主导作用;④环青海湖地区暖干化气候趋势是沙漠化发展迅速的主导因素。     

1960年至2007年汾河流域气温年际和季节性变化特征分析

运用线性倾向分析、滑动平均法、Mann-Kendall法等数理分析方法,对山西省汾河流域19个气象站1960年-2007年的逐月气温资料进行了分析。研究表明:自1960年以来,汾河流域年平均气温、平均最高和最低气温均呈波动变化趋势,并有升高趋势,递增率分别为0.32℃/10a、0.13℃/10a和0.50℃/10a。同时,气温年较差呈减小趋势,近48年的气温年较差递减率为0.37℃/10a。此外,年平均气温、平均最高和最低气温发生趋暖突变的时间分别是1993年、1996年、1981年,且近15年是流域年平均气温发生上升的主要时段。气候趋暖还表现出在冬季气温的递增速率最大的特点。流域南北年均气温变化的区域差异并不是很明显,但就各区域的季节变化而言,春冬两季的年均气温变化则表现出明显的区域差异。     

2016年夏季-2017年春季全国气候趋势展望

2016年5月,超强厄尔尼诺（El Niño）事件已经结束。预计,2016年夏季,我国主雨带位于长江中下游地区。尽管长江流域降水量偏多,但发生类似1998年夏季全流域性大洪水的可能性不大。2016年冬季至2017年春季,赤道中东太平洋可能处于拉尼娜（La Niña）状态,有利于2016/2017年冬季我国大部分地区气温偏低,2017年春季我国北方地区沙尘天气正常略偏多。     

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。     

长江上游降水变化及其对径流的影响

利用长江上游地区60个国家基本、基准站1960年-2009年的月降水量资料和干流区屏山、寸滩和宜昌3个水文控制站同期径流资料,分区域对长江上游地区的降水量、径流量变化趋势以及降水量和径流量的相关性进行了分析.主要结论如下:①年降水量呈上升和下降趋势的气象站点空间分布相对集中,分别分布在屏山站以上流域和屏山站以下流域;屏山站以下流域和整个长江上游地区年降水量近50年呈现下降趋势,屏山站以下流域秋季降水量的显著减少是长江上游年降水量减少的主要原因;②整个长江上游月降水量趋势从1月-7月以上升趋势为主逐渐转变到8月-12月以下降趋势为主,且月降水量变化趋势空间分布有从3月份至9份月由屏山站以下流域开始逐渐向长江源头过渡的趋势,到9月份整个长江上游基本呈减少趋势;③与降水量变化趋势基本一致,屏山站以下流域寸滩和宜昌站年径流下降趋势显著的主要原因是5月-11月径流的减少,且秋季下降显著,而屏山站春、夏、冬和年径流呈上升趋势,且春季和冬季上升趋势很显著;④整个上游地区面雨量与径流量具有很好的相关性,同期面雨量与径流量在月、季和年尺度上相关性都较显著.屏山以上流域隔月相关比同期相关性强.     

1936—2018年环北极典型流域气温与降水时空变化

降水是环北极地区水资源的主要来源。定量分析气温与降水时空变化是深入理解环北极地区陆地水循环过程的基础。本文选取鄂毕河、叶尼塞河、勒拿河流域为对象,利用167个俄罗斯国家气象站点1936—2018年的气温与降水观测数据,结合线性趋势分析和Mann-Kendall突变点检验,揭示环北极典型流域气温与降水的时空变化特征。结果表明：①鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河流域多年平均气温为0.06 ℃、-2.98 ℃、-7.41 ℃,年均增温速率分别为0.27 ℃/10 a,0.22 ℃/10 a,0.15 ℃/10 a。年内极端最低温（TNn）上升尤为明显,约为年均增温速率的1.3倍,春、冬季增温速率大于夏、秋两季;②鄂毕河、叶尼塞河和勒拿河流域多年平均降水量为496 mm、428 mm、369 mm;年降水量显著增加,其中叶尼塞河流域增速较慢（3.36 mm/10 a）,而鄂毕河（13.02 mm/10 a）和勒拿河（9.59 mm/10 a）流域增速较快,降水增加集中在春、秋、冬三季;③在空间上,增温较快的区域集中在西伯利亚高原和山地,最大增温速率达0.60 ℃/10 a,而平原地区普遍偏低;降水的空间差异大,西伯利亚南部高海拔地区（>1100 m）年降水量达1000 mm左右,北部低海拔地区普遍为300~ 600 mm。上述观测数据指示,环北极流域正在变暖变湿,且空间差异大,可能与“北极放大”及流域下垫面条件有关。     

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。     

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。     

九寨沟、黄龙风景区的降水特征及其变化

利用九寨沟、黄龙地区附近代表站的降水资料及NCEP/NCAR 1959年～2002年共44年月平均再分析资料采用小波分析、合成分析等方法对九寨沟、黄龙地区降水以及水汽输送特征进行了研究。结果表明，九寨沟、黄龙地区的年降水总量为693.7 mm,降水主要集中在5月～9月，干湿季明显，7月份降水最多。44年来本区年降水量呈减少趋势。降水的减少主要发生在夏季，尤其是7月。九寨沟、黄龙地区的水汽输送有着明显的季节变化，这种差异和季风环流演变有密切的关系。冬、春季本区的水汽主要来源于中纬度偏西风水汽输送，夏、秋季节主要来源于孟加拉湾和南海、西太平洋地区。夏季风的异常变化引起的南来水汽向北输送的减弱，是造成九寨沟、黄龙地区降水减少的重要原因之一。九寨沟、黄龙地区多雨年和少雨年来自西太平洋、东海的水汽输送特征有显著差异，多（少）雨年来自西太平洋、东海地区的水汽输送显著偏多（少）。     

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。     

海河流域不同等级降水时空变化特征及其影响

利用1961-2012年海河流域35个气象台站的逐日降水资料,采用连续复小波(Morlet)、正交函数分解法(EOF)、线性回归分析法、滑动t检验及空间差值法等,研究不同等级降水的时空变化特征及其影响。研究结果表明:(1)海河流域年降水量存在5a、15a、25a左右的周期变化;降水变化场表现出全区一致多雨或少雨、南-北向降水分布相反、东南-西北向降水分布相反的空间分布特征;(2)海河流域夏季对年降水量、年降水日数和年平均降水强度的贡献最大,各时间尺度降水日数均以小雨为主,各级别降水强度也均呈夏、秋、春、冬季依次递减。其中,年暴雨量和暴雨强度、夏季暴雨量和暴雨日数均呈明显减小趋势,夏季大雨量和大雨日数也有明显减少趋势;(3)永定河系对全流域降水量和降水强度的贡献最小,各子流域降水日数也均以小雨为主。其中,永定、子牙、大清河系的暴雨量和永定、大清、北三河系的暴雨强度均呈明显减少趋势,北三河系的大雨量和大雨日数减少趋势明显,子牙河系的中雨量、中雨日数和中雨强度均呈明显减少趋势;(4)海河流域降水的时空变化会引起地表径流减少和地下水位下降,导致海河流域水资源短缺现象恶化。