贵州省极端气温时空变化特征分析

随着全球变暖趋势加剧,西南地区极端天气事件频发,对国民经济发展和生态环境保护构成了严重威胁。利用1960—2016年33个气象站点的逐日气温数据集,采用线性趋势、滑动平均、空间插值、M-K突变检验等方法,对贵州极端气温时空变化特征及影响因素进行分析。结果表明：贵州极端气温暖系列指数呈上升趋势,夏日日数、暖日日数、热持续指数、热持续发生次数的年际变化倾向率分别为：0.6d/10a、2.7d/10a、0.02d/10a、0.2次/10a;冷系列指数呈下降趋势,霜冻日数、冷夜日数、冷持续指数、冷持续发生次数的年际变化倾向率分别为-1.6d/10a、-8.0d/10a、-0.5d/10a、-1.0次/10a,进入21世纪后升温速度加快。极端气温表现出非对称性现象,冷系列极端气温指数变化幅度大于暖系列指数,其中暖日日数升幅最大,冷夜日数降幅最大,且与海拔关系密切。多数极端气温指数突变发生在19世纪末到21世纪初。厄尔尼诺对暖系列指数影响较大;拉尼娜对冷系列指数影响较大,在次年其影响程度达到最高水平。     

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。     

1979-2014年中国气候舒适度空间格局及时空变化

基于ERA-Interim再分析资料,采用通用热气候指数（Universal Thermal Climate Index,UTCI）,分析1979-2014年中国气候舒适度的空间格局和时空变化特征。结果显示：①中国除青藏高原地区外,年均UTCI呈纬向分布,由北向南增加;青藏高原地区呈“环岛状”分布。夏季“无热应力”覆盖面积最大,冬季最小;②“无热应力”频率最高值（> 70%）位于云贵高原南部,最低值（< 10%）位于青藏高原地区;极端冷应力在长江以北均有出现,内蒙古地区东部和东北北部（14%~32%）,及青藏高原大部（16%~40%）最为频繁;中国中东部和新疆盆地区域均有极端热应力出现,其中塔里木盆地东部频率在4%以上;③年均UTCI的趋势在中国东北部为正,西南部为负;最大的上升和下降趋势分别位于长江三角洲（（0.6~0.8）°C/10a和青藏高原西部（-0.8~0.6）°C/10a）。夏季UTCI在全国范围一致上升,冬季相反;④“无热应力”频率的趋势在中国北部为正,南部为负;上升和下降幅度最大的区域分别为青藏高原东部与黄土高原交界附近（（0.8~1.5）个百分点/10a~1.5个百分点/10a））和云贵高原南部（1.5个百分点/10a~2.8个百分点/10a）。极端冷、热应力频率在中国大部分地区均为增加趋势。     

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。     

上海百余年来气温日间波动特征及城市化影响

基于上海市区(徐家汇)气象站1873年-2009年和上海10个郊县气象站1960年-2009年逐日气温数据,利用气候统计诊断方法分析了上海最高和最低气温在两日间(简称日间)的波动特征及城市化影响,结果表明:1873年-2009年期间,上海最高气温日间降温日数逐渐增多,升温日数逐渐减少,最低气温日间降温日数呈多-少-多-少的年际变化,日间升温日数则呈少-多-少-多的年际变化。上海最高气温日间降温和升温幅度、降温和升温≥5℃日数和最低气温日间降温幅度、降温≥5℃日数都呈现出先增加后减少的年际变化,最低气温日间升温幅度和升温≥5℃日数在20世纪30年代前变化很小,从20世纪60年代至今明显减少。上海城市化增加了最高气温的日间波动幅度,并减少了最低气温的日间波动幅度,使得最高气温日间升温≥5℃日数增加和日间降温≥5℃日数减缓减少,最低气温日间降温和日间升温≥5℃日数均减少。     

贵州省习水夏季避暑气候优势分析研究

本文利用习水县及其周边地区的日气象观测资料进行分析,通过对比年、月以及夏季气温、≥25℃、30℃、35℃高温出现的日数、日照时数、风速及相对湿度等,探讨习水县避暑型气候的优势和特征。结果表明:习水县各月平均气温、月最高气温和最低气温比重庆和泸州均低,夏季气温在舒适范围内,而同一时期泸州和重庆人体感知温度的舒适度等级达到了较热水平。1961～2017年习水县及周边地区泸州和重庆年平均气温、年最高气温和最低气温均呈现增加趋势,习水年平均气温、年最高气温和最低气温从1961～2017年均低于同一时段泸州和重庆年平均气温、年最高气温和最低气温的变化。1961～2017年习水夏季气温≥25℃、30℃、35℃的日数呈现弱增加趋势。习水夏季气温≥25℃、30℃、35℃的日数明显小于同一时期的泸州和重庆。1961～2017年相对湿度处于人体适宜湿度范围内,日照时数最大值处于重庆和泸州之间。最后,结合习水及周边地区夏季气温≥25℃、30℃、35℃的研究,说明习水夏季气温主要以舒适为主,较热和热天气出现的日数较少,说明习水地区夏季避暑气候优势较周边地区明显。     

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。     

武义县气候舒适度变化及未来趋势分析

基于1981-2017年武义县逐日气温、相对湿度、风速、日照的观测资料,计算了温湿指数、风效指数、着衣指数、人体舒适度气象指数四个气候舒适度相关的综合性指标。结果表明:(1)武义县气候舒适度全年较适宜。夏、冬季舒适等级低,舒适日数较少;春、秋季舒适等级高,舒适日数较多。(2)过去的37 a中,气候往更加适宜方向发展,舒适日数逐渐增多。(3)每年气候舒适时段为3月18日～6月16日(共91 d)与9月5日～11月21日(共78d);最舒适时段为4月7日～5月31日(共48 d)与9月25日～11月10日(共46 d)。(4) R/S分析揭示出武义县未来的舒适度指数值(日数)仍将继续当前的趋势朝舒适偏暖(增多)方向发展。     

1963-2012年青藏高原东缘极端气温变化特征及趋势

利用1963-2012年青藏高原东缘23个站点逐日最高气温、最低气温及日平均气温资料,选取11个极端气温指数,采用线性倾向估计、曼-肯德尔（Mann-Kendall）突变检验及小波分析法对该区域近50a极端气温的时空变化趋势进行分析,结果发现：①年内日最高气温、年内日最低气温、夏日日数、暖昼日数、暖夜日数及生物生长季的变化均为上升趋势,结冰日数、霜冻日数、冷昼日数、冷夜日数及气温日较差的变化均为下降趋势;②三个区域的极端气温指数空间差异明显,且极端高低温、冷暖指数及昼夜指数的变化趋势呈现一定的不对称性;③各个极端气温指数在不同的年份发生了突变,且存在13a左右的震荡周期。     

中国温带地区不同界限温度下农业热量资源的时空演变

受全球气候变暖影响,农业生产面临较大风险,研究农业热量资源的时空演变对农业生态环境、作物布局和种植制度等具有重要意义。本研究利用中国温带地区及外延200km范围内840个气象站点1960—2015年逐日气温资料,采用气象插值软件ANUSPLIN空间插值,基于偏差法计算了格点尺度稳定通过不同界限温度(≥0℃、5℃、10℃、15℃和20℃)的起止日期、持续日数和积温,综合分析了气候变化背景下农业热量资源的时空格局及不同时段一年两熟制、冬小麦和春玉米可种植区的变化。结果表明:温带地区均呈现出初日提前、终日推迟、持续日数和积温增加的趋势,≥15℃的热量资源变幅最大;不同界限温度初日自南向北推迟,终日提前、持续日数和积温逐渐减小。起止日期和积温年代距平从1990年开始正负转变,1960—1980年与2000年以后差异显著;寒温带持续日数和积温低值区域减少、中温带和暖温带高值范围增大。时段Ⅱ(1990—2015年)温带地区一年两熟制、冬小麦和春玉米可种植区相比时段Ⅰ(1960—1989年)存在不同程度北扩。     

1951-2012年科尔沁沙地气温在突变前后的时空对比

为促进科尔沁沙地生态环境保护、农牧业发展、水资源合理开发利用等的顺利开展,本文利用1951-2012年科尔沁沙地气温资料,分析了该区气温突变特征及突变前后时空演变情况,结果表明：①时间上,年（季）最低气温首先发生突变（1981-1987年）,平均气温次之（1981-1994年）,最高气温最晚（1985-1999年）;冬、春、秋、夏季依次发生突变;②年最低气温突变后比突变前、冬季气温比夏季气温变化更剧烈;年、春（秋）季气温变化剧烈程度按最低、平均、最高气温依次减弱,冬季与之相反;③突变前春季最低气温升温速率为0.50℃/10a、突变后秋季最高气温升温速率为0.75℃/10a,二者对升温贡献最大;④突变前后多年均值增量最大为冬季最低气温（1.86℃）,气候倾向率增量最大为秋季最高气温（0.72℃/10a）;年内季节多年均值增量变化顺序与其增温速率增量变化相反;⑤空间上,年气温各要素突变后倾向率变化范围均较突变前增大,年最低气温突变后显著升温面积比突变前增大6.79%;突变后,除科左中旗地区平均气温外,自东向西沿新开河到西辽河以北地区升温速率大于以南地区升温速率。     

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。     

基于GIS的山东省旅游气候舒适度精细化评估

基于地理信息系统平台（ArcGIS）,采用山东省1983-2012年气象站的气象常规观测资料结合数字高程模型（DEM）,参照人体舒适度指数等级标准,对山东省各地区实际地形下分辨率为1km×1km的旅游舒适度进行精细化估算与评价。结果显示：①山东旅游气候舒适度指数分布秋冬主要受纬度效应和地形共同影响,春夏主要受海陆分布和地形共同影响;②各季代表月的分析结果表明春秋季全省绝大多数地区气候舒适,非常适宜旅游活动;冬季大部分地区舒适度等级为-1级,仍较为适宜旅游;夏季气候较适宜旅游的区域主要分布在海拔较高的山地和山东半岛局部沿海地区;③绝大部分地区的旅游气候舒适期为8~9个月,气候舒适期较长的地区分布于山东半岛南部沿海、鲁中山区部分地区。     

中国避暑旅游基地适宜性综合评价研究

随着全球气候变暖、城市热岛效应的逐渐加剧,避暑旅游已是当前夏季人们最迫切的旅游需求。本文以目前中国避暑旅游资源为基础,研究和探讨了避暑旅游基地建设的空间适宜性分布。研究采用UTCI通用热气候指数模型和GIS空间分析法对多元数据进行建模处理,加权求得避暑旅游基地综合舒适度指数,并对舒适度等级进行分析评价,目的是构建以国家A级景区为核心区,周边服务产业为半径的一批产业要素链齐全、旅游环境舒适,国内外具有较高影响力的综合性避暑旅游基地。研究表明：①中国避暑旅游气候舒适度总体分布主要集中在青藏高原周边地带和辽东半岛以及山东半岛的滨海地带和部分西南地区;②具体分布以中国辽东半岛和山东半岛的滨海地区为避暑旅游基地第一大集中分布区;西南山地高原以贵阳、昆明等为核心点及周边依托区为避暑旅游基地的第二大集中分布区;东北山地平原以沈阳、吉林等周边地区可视为避暑旅游基地第三大集中区;西北中部地区以西宁,兰州为主要中心轴向南北两端发展的辐射地区为避暑旅游基地的第四大集中分布区。     

近40年来烟台地区气温与降水量变化的关系研究

利用烟台地区1960～1999年的气象资料,分析了近40年来该区气温与降水量之间的关系.结果表明,从20世纪60年代至90年代,气温呈上升趋势,而全年、夏季、秋季降水量则随温度上升而减少,二者之间表现出显著线性相关.春季降水量与气温相关性不明显,二者不达显著水平.冬季降水量与冬季平均气温之间相关性显著,降水量随温度升高而增加,可用二次多项式回归方程量化表示.这样,该区气温状况如何,为预测未来降水趋势提供了信息,对合理利用本地气候资源具有实际意义.     

2001-2013年开都河流域上游积雪时空分布特征及其对气象因子的响应

积雪融水是干旱区水资源的重要来源之一,深入地了解积雪面积变化的规律和趋势,有助于准确预测、合理规划干旱区水资源。本研究以新疆开都河流域上游为研究区,利用MOD10A2积雪数据对研究区积雪进行了分带提取,通过线性回归分析和Mann-Kendall秩次相关法对2001-2013年不同季节不同分带积雪日数、积雪面积变化进行了趋势分析和显著性检验。结合降水、气温等气象因素,分析了积雪面积对气象因素变化的响应程度。结果表明：①研究区整体积雪日数平均变化趋势并不明显,B带（海拔2000~2900m）以增加趋势为主,A带（海拔1098~2000m）、C带（海拔2900~3800m）及D带（海拔3800~4794m）以减少趋势为主;②D带积雪面积变化呈双峰曲线,其他各分带及整个区域积雪面积变化以单峰为主,最大值出现在冬季,最小值则出现在夏季;③B带秋季积雪面积显著增加（P<0.01）,其他分带积雪面积有减小趋势但并不显著,积雪分布有向B带集中的趋势;④研究区气温、降水分别在春、冬季节与积雪面积相关性显著（P<0.01）,对应的变化速率亦明显高于其他季节,这可能导致未来春季径流及春季洪水频率增加。     

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。     

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。