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。     

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。     

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。     

祁连地区极端气温事件气候变化特征研究

选用祁连地区托勒、野牛沟和祁连3个气象观测站1961～2016年逐日气温(最高、最低、平均)资料,采用WMO推荐的极端气候指标定义计算了8种极端气温指数,并分析其主要气候特征。结果表明:祁连地区极端最高气温、最低气温、暖夜日数和暖昼日数呈上升趋势,霜冻日数、结冰日数、冷夜日数和冷昼日数呈下降趋势。除最高气温和冷夜日数没有检测到突变点外,最低气温在1995年发生突变,霜冻和结冰日数分别在1990年和2000年发生突变,暖夜和暖昼日数分别在1994年和1998年发生突变,冷昼日数从1997年发生突变。在近56a的时间尺度上各极端气温指数均存在多个较明显的周期。祁连地区极端气温指数与年平均气温具有很高的相关性,即极端气温对气候变暖具有很好的响应。各极端气温指数均存在明显的Hurst现象,即其未来总体变化趋势将与过去变化趋势保持一致。     

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。     

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。     

锡林郭勒盟极端气候事件对气候变化的响应研究

利用锡林郭勒盟1958年~2013年的9个气象站点数据分析了气候和极端气候事件的变化特征及其极端气候事件对气温和降水的响应,结果表明:极端气候事件对气候变化有很大的贡献。极端降水对降水的年际响应关系明显好于极端气温对气温的响应关系。其中极端最低气温对平均气温的贡献大于极端最高气温的贡献,降水强度对降水量的响应也明显好于日最大降水量的响应,而且极端气候对气温和降水的响应都存在明显地域差异。     

21世纪中国极端气温指数变化情况预估

利用政府间气候变化委员会资料中心的模式预测结果(IPCC-AR4),分析了在高(SRES A2)、中(SRES A1B)、低(SRES B1)3种不同的排放情景下中国未来21 世纪极端气温变化特征。研究结果表明:随着全球变暖,中国区域极端气温指数的变化是一致的增加(减少)趋势。其中霜冻日数和温度年较差呈减少趋势,生长季指数、热浪指数和暖夜指数是增加趋势。在高排放(A2)情景下,中国地区各极端气温指数增加(减少)趋势最明显,低排放(B1)情景下极端气温指数变化趋势最小。在2075年前,极端气温指数在A1B情景下的变化幅度要大于A2情景下的变化,2075年之后,却与之相反。在各极端气温指数中,热浪指数(HWDI)和暖夜指数(TN90)上升趋势最为明显,其次是霜冻日数(FD)和生长季指数, 气温年较差(ETR)变化最小。在空间分布的特征上,极端气温指数基本上保持一致的增加或减少的变化趋势(温度年较差除外),变化基本上是由北向南变化率逐渐增大,其中西北的极端指数变化率高于东北,只有暖夜指数的变化情况有所不同,在西南和华南地区出现了变化的大值区。     

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.     

河西地区1960年至2011年不同级别降水日数和极端降水事件的变化特征

选取河西地区13个气象站点1960年-2011年逐年日降水资料,计算河西地区极端降水阈值,分析了河西地区极端降水的时空变化特征,并对未来变化特征进行了预测.结果表明:①各量级的降水日变化不尽相同,其中以小雪日的增加和微雨日的减少最为显著;②各极端降水指数均呈增加趋势,在20世纪60年代增加幅度大;③在0.05的置信度下,极端降水指数在1966年发生突变现象,突变之后极端降水指数向增多趋势转变;④极端降水指数在不同的时间序列存在长短不同的周期振荡,同时在不同时间尺度上所反映的极端降水指数的偏多和偏少结构不一样;⑤在空间分布上,极端降水指数的变化趋势存在较大的区域性差异,由河西西北向东南呈增加趋势,表明极端降水的分布是与所处的气候带有关的,季风可能是引起其变化的主要原因;⑥Hurst指数表明未来降水日数与过去趋势一致,但以小雪日(增加)和微雨日(减少)的持续强度最显著;极端降水指数中,R95极端降水量和最大5天连续降水量未来变化趋势和过去一致,但持续强度不大,R99极端降水量和最大1天降水量未来变化趋势不明显.     

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。     

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。     

年际-年代际尺度中国气候区类型变化与影响因素研究

气候类型作为一个地理学概念包含了综合性的气候信息,同时研究气候类型变化也是研究气候变化的重要方式。本文使用气候类型面积变化这一地理学指标来探讨中国1961-2010年年际和年代际气候变化特征,气候型的划分基于国际通用的柯本气候分类法,计算了东亚夏季风指数(EASMI)、南亚夏季风指数(SASMI)、夏季西风指数(SWI)、东亚冬季风指数(EAWMI)等指数,分析这些气候要素的强弱对各气候型面积变化的影响。研究结果显示:1中国大陆主要气候型为草原气候(Bs)、沙漠气候(Bw)、常湿温暖气候(Cf)、冬干温暖气候(Cw)、冬干冷温气候(Dw)和苔原气候(ET);2气候变化最为敏感的区域主要分布在天山以北地区,青藏高原西部,400mm等降水量线附近以及梅雨边缘区,年代际尺度的气候类型变化表现为整个中国出现变暖趋势,除南方地区外都出现变干趋势,年际尺度的各气候类型面积变化表现出明显的升温趋势,而未表现出明显的降水变化趋势;3东亚夏季风(EASM)主要影响沙漠气候(Bw)、常湿温暖气候(Cf)、夏干温暖气候(Cs),南亚夏季风(SASM)主要影响沙漠气候(Bw)、常湿冷温气候(Df)、夏干温暖气候(Cs),夏季西风(SW)主要影响苔原气候(ET)、常湿冷温气候(Df),东亚冬季风(EAWM)主要影响冬干冷温气候(Dw)、草原气候(Bs)、热带疏林草原气候(Aw)、夏干温暖气候(Cs),而其中对中国大陆气候影响区域最广,影响程度最明显的是东亚冬季风。     

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。     

Understanding human influence on climate change in China

China''s climate has been warming since the 1950s, with surface air temperature increasing at a rate higher than the global average. Changes in climate have exerted substantial impacts on water resources, agriculture, ecosystems and human health. Attributing past changes to causes provides a scientific foundation for national and international climate policies. Here, we review recent progress in attributing the observed climate changes over past decades in China. Anthropogenic forcings, dominated by greenhouse gas emissions, are the main drivers for observed increases in mean and extreme temperatures. Evidence of the effect of anthropogenic forcings on precipitation is emerging. Human influence has increased the probability of extreme heat events, and has likely changed the occurrence probabilities for some heavy precipitation events. The way a specific attribution question is posed and the conditions under which the question is addressed present persistent challenges for appropriately communicating attribution results to non-specialists.