中国西北夏季干旱指数研究

根据中国西北5省（区）1960年～2004年125个台站夏季（6月～8月）无雨日数同降水量呈显著负相关的特点，定义了比较合适的干旱指数，并通过该干旱指数分析了中国西北夏季干旱的时空分布特征，结果表明：新疆西南部和青海西南部同其它地方呈反向变化及高原东部同其它地方呈反向变化特征是中国西北夏季干旱指数场的2个最主要的空间模态；中国西北夏季干旱指数场可分为以下5个次区域空间模态:高原东部型、河西走廊型、北疆型、南疆型及西北东部型；在中国西北夏季干旱指数的5个次区域空间模态中，高原东部型近45年来干旱指数表现为一致的增大趋势，南疆型45年来干旱指数表现为一致的减小趋势，而北疆型、西北东部型和河西走廊型干旱指数变化趋势以1982年为转折点，其前后呈相反变化趋势；在中国西北夏季干旱指数场的5个次区域空间模态中，近45年来主要以13年～15年和8年～11年的周期振荡为主，另外部分模态还存在4年～5年的高频振荡周期。     

黑河上游气象与水文干旱指数时空变化特征对比分析

干旱具有成因复杂、影响范围广等特点,全球气候变化等因素使得干旱发生的频率日益增加。干旱指数是定量化干旱的工具,可用来分析干旱频率、程度及其时空变化特征。本文选取标准降水指数(SPI)与水文干湿指数这两个指标分别代表气象干旱指数与水文干旱指数,利用西北干旱区黑河上游祁连、野牛沟、托勒和肃南4个气象站1968-2009年的降水数据,采用子流域划分和空间插值等方法,分月、季节和年尺度计算出各站气象干旱指数及相应年份的水文干旱指数,并对两者进行了对比分析。结果表明:标准降水指数SPI与水文干湿指数都对干旱反应灵敏,均能较准确地发现和评价干旱,且二者在年尺度上以及空间上都具有较好的一致性;但在月尺度上,因水文循环过程,水文干旱滞后于气象干旱。     

青藏高原春夏季降水气温异常的时空分布及与旱涝的关系

利用青藏高原地区35个站1961～2001年逐月降水、气温资料，采用经验正交函数展开等诊断方法，研究了春夏季节降水气温的时空分布特征、时空变化规律以及与旱涝年份之间的关系。结果表明，得到的降水、气温异常的典型配置场能较好的反映青藏高原地区降水、气温异常的时空分布特征，且春夏时间系数的极值年份与实际发生的旱涝年份有很好的对应关系。     

中国黄土高原春季干旱10a际演变特征

根据黄土高原7省区48个具有代表性的气象台站1961-2010年的气候要素资料,利用基于相对湿润度的干旱等级指数,分析了近50a黄土高原春季干旱10a际时空分布和演变特征。结果表明:1961-2010年黄土高原春季干旱发生频率呈东南向西北递增分布特征,且春季轻旱发生频率最大。以西北部为主的干旱南边界以(40~60)km/10a的速度由西北向东南扩展,近50a南边界向东南扩展推进了200~300km;干旱面积以4%/10a的速度增加,近50a干旱面积扩大到占高原面积的94%。以中部为主的黄土高原大部分区域春季干旱强度呈增强趋势,中部腹地干旱强度增强幅度最大,中部周边干旱强度增强幅度次之;东北部和西部边缘干旱强度呈减弱趋势。干旱指数存在显著的3~4a高频振荡周期。1971年为干旱强度显著加强的突变点,预计未来数年黄土高原干旱仍处在面积扩大、强度增强过程中。     

近57年赤峰地区气候变化对农业气候资源的影响

利用赤峰地区14个气象站1961年~2017年逐日气温、降水量资料,分析了气候因子时空变化特征及对农牧业生产的影响,结果表明:近57年来赤峰地区平均气温呈显著升高趋势(P0.05),升温速度0.23℃/10a;≥10℃活动积温呈显著升高趋势,57年升高了218.31℃;降水量呈微弱减少趋势,减少速率为0.16mm/a;热量资源显著增加,利于种植长生育期品种和二茬作物正常成熟,但降水量减少导致干旱发生概率变大,旱作农业遭受旱灾风险加大。     

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SPEI的云南省夏玉米生长季干旱时空特征分析

基于云南省29个典型气象站1953年-2011年的气象资料和16个州(市)1979年-2011年的玉米生产资料,分析云南省夏玉米生长季4个时间尺度的干旱风险时空变化特征,计算其标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI),并验证了其与玉米减产率的正相关性.结果表明,SPEI能够较好地反映云南省历史干旱变化的时空特征和夏玉米的产量变化情况:①随着时间尺度的增加,SPEI值变化幅度减小,干旱频率降低、持续时间增长.3个月尺度的SPEI-3和6个月尺度的SPEI-6可体现干湿季节变化,12个月尺度的SPEI-12更能反映干旱年际变化情况;②从云南夏玉米不同生长期的干旱频率看,播种期＞花丝期＞成熟期;③从干旱频率空间分布特征看,总体上是滇东北＞滇中＞滇西南;④从年代际变化特征看,云南省玉米全生育期干旱呈加重趋势,以昆明市为例,玉米全生育期干旱指数Sep-SPEI-6最小值出现在2010年;⑤从统计分析结果看,云南省16个州(市)SPEI与玉米减产率均呈正相关关系,其中年均SPEI-3、年均SPEI-6、玉米全生育期干旱指数Sep-SPEI-6与玉米减产率相关性较大,表明了玉米生长季的干温情况对玉米产量的影响较大.     

伊犁河谷草地植被NDVI变化及其降水敏感性特征

作为西北干旱区的重要绿洲,伊犁河谷草地动态监测及其对降水的敏感性研究,对该区域草地应对气候变化带来的影响和实现可持续发展具有重要意义。基于2000-2010年的MODIS NDVI数据,采用像元尺度的线性回归方法,分析了伊犁河谷草地NDVI的时空变化特征,结合同期遥感降水数据产品,采用相关系数法和降水敏感性指数定量刻画不同类型草地NDVI的降水敏感性及其时空特征。结果表明,2000-2010年伊犁河谷草地植被整体呈显著的退化趋势,NDVI值下降速度为1.5%/10a,其中高寒草地和山地草甸的NDVI下降趋势显著,而改善区主要为温性草原、温性荒漠草原和温性荒漠。随着草地改善程度增加,草地覆被变化的降水敏感性越强,表明降水是草地改善的主因。草地植被的降水敏感性与草地类型、降水的空间分异和年际特征有关。较为稀疏、生产力较低的草地类型(温性草原、温性荒漠和温性荒漠草原)的降水敏感性较强。降水敏感性与河谷降水时空分布有关,主要体现为越干旱的地方草地覆盖对降水的敏感性越高;年际特征上表现为越干旱的年份,草地覆被对降水的敏感性越高。     

青海东部地区短时强降水特征及环境参数阈值分析

依据2016年～2020年青海东部地区15个国家气象站降水等资料及相对应探空资料,研究东部地区短时强降水时空分布情况及探空物理量的预报阈值.结果表明:(1)东部地区平均每年发生短时强降水4.2站次,年变化呈双峰式,其中一半以上发生在8月,且多发于午后;门源和大通是东部地区发生短时强降水最多的两个站.(2)发生短时强降水...     

山南市近40a干旱特征及成因分析

文章运用山南市近40a(1981-2018)6个有人自动气象观测站的降水资料,采用线性回归方法对山南市春季、夏季最长连续无雨日数和年、季变化进行建模,得出其拟合关系,并分析山南市干旱时空演变特征。探讨了山南市近40年来干旱年际变化特征和季节变化特征,并对山南市干旱成灾原因进行了分析。近40年来山南市降水量总体呈增加趋势,增加率为4.5mm/10a;山南市近40年来各农区(泽当、浪卡子、隆子)春季最长连续无雨天数呈现增多趋势,夏季各农区(泽当、浪卡子、隆子)最长连续无雨日数呈现不明显的增加趋势;山南市春季干旱空间由北向南逐渐减少,干旱高频中心位于沿江一线大部地区。夏季干旱具有从西北向东南减少的特征,浪卡子大部、贡嘎至桑日一带为干旱出现的高频区;出现干旱的原因有三种1.降水偏少2.绿色植被少3."拉尼娜"现象。     

青藏铁路沿线青海段七月大降水特征分析

本文通过对青藏铁路青海段沿线各站1981～2008年28a间7月降水资料统计,对铁路沿线台站中雨以上降水概率、最大日降水量分布特征、沿线大降水时空分布及沿线台站气压变化与降水的关系进行了分析,对进一步提高青藏铁路沿线大降水的预报准确率,具有一定的参考和指导作用。     

初步采用CI指标分析西藏近50年干旱气候变化特征

利用西藏18个气象站1961～2009年逐日气温、降水实测气象资料,采用气象干旱综合指（CI）对西藏近50年汛期（5～9月）的干旱特征进行了统计分析。结果表明：近50年来西藏各地汛期干旱出现的频率为45.8%～97.9%,定日频率最高,嘉黎最小,沿江一线主要农区均在70%以上;干旱持续时间多年平均在23～50d之间,其中泽当最长,其次是班戈,嘉黎最短;干旱过程强度多年平均为-67～-26,沿江一线较强在-55以下,嘉黎最弱。历年汛期89%以上站点发生轻旱以上等级的干旱年份有18a,且多集中在20世纪60年代、80年代和90年代,其中20世纪80年代5a出现干旱,占27%。西藏各地轻旱、中旱发生频率较高,多年平均大于10d,最高达24d,而严重干旱发生较少,尤其是嘉黎不易发生干旱。近50年来干旱覆盖范围的线性变化趋势不明显。     

祁连山区日照时数的空间差异、突变与多尺度分析

基于祁连山区8个气象站点1958年-2006年逐月日照时数资料,利用线性趋势线、ArcGIS中的Inverse Distance Weighted插值、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析等方法,对祁连山区日照时数的时空变化特征、突变特点和变化周期进行分析。结果表明:近50a来,祁连山区年平均日照时数呈增加趋势,冬季日照时数呈减少趋势,春、夏、秋季呈增加趋势,且以春季增幅最大;日照时数增幅大小具有显著的中西段大、东南段小的地域差异;增加突变显著,突变时间存在空间差异性。日照时数的周期(p≤0.1)具有多尺度、多层次和多分辨的特性结构,且表现出由中段21a中尺度周期向西、向东逐渐变为4～7a短周期的地域特征。     

青海省短时强降水(强暴雨)特征分析

本文利用青海省48个自动气象站2004～2006年6～9月逐时降水资料,分析了青海短时强降水(强暴雨)的降水性质、持续时间、降水范围以及时空分布特征。结果表明:青海短时强降水(强暴雨)范围小、持续时间短、局地性强并伴有雷暴和冰雹等强对流天气,系统性天气造成的短时强降水较少;短时强降水的分布明显受到地形影响,降水次数自西北向东南呈阶梯性递增趋势,在东南部有一高值中心,在青海湖以东、青海南部地区各有一个次高值中心;青海的大到暴雨天气过程主要以短时强降水(强暴雨)为主;短时强降水(强暴雨)在盛夏的7-8月出现最多,且多发生在傍晚前后。     

青海高原强对流天气时空分布特征

利用2004年～2018年5～9月青海地区50站A资料和地面灾情报告资料,分五个区(青南地区、环青海湖地区、东部农业区、柴达木盆地、祁连山区)统计青海高原强对流个例,分析强对流天气时空分布特征。结果表明:(1)空间分布特征:短时强降水东部多于西部、南部多于北部、自西北向东南逐渐增多;冰雹青南地区多于北部地区,唐古拉山区是青海冰雹高发区,但直径较小,主要为弱冰雹;雷暴大风青南地区多于北部地区,唐古拉山区是青海雷暴大风高发区,五道梁是极值中心。(2)时间变化特征:短时强降水近年有多发趋势,集中在7～8月,70.9%的站次均发生在16:00～24:00;冰雹近年来呈现逐渐减少趋势,极值出现在6月,91.4%的站次均发生在12:00～19:00。雷暴大风具有三峰型,主要活动在5～6月,89.1%的站次均发生在13:00～19:00。(3)对比华北和华南地区,青海高原冰雹、雷暴大风总体呈现减少趋势,不同于华北和华南地区,青海降雹峰值出现在6月,呈现单峰型。     

中国太阳辐射时空变化及不同时间尺度Ångström-Prescott模型校正参数适用性比较

逐日太阳辐射是作物模型的关键输入变量,被广泛用于计算太阳辐射的Ångström-Prescott模型（A-P公式）校正工作主要建立在月尺度数据上,开展不同区域日尺度及更大时间尺度校正及参数适用性研究有助于提高太阳辐射计算和作物模型模拟准确性,指导区域农业生产。本文基于中国九大农业区划和104个辐射站点的1981—2016年逐日太阳辐射实测资料,分析了中国年太阳辐射时空分布特征;在此基础上,分别在日尺度和月尺度校正A-P公式,并对其校正参数（a_s和b_s）的适用性进行检验评价。结果表明：①中国年太阳辐射在1990年前后经历了由“变暗”到“变亮”的转变,总体呈增加趋势（7.32±30.31 MJ/m²/a）,空间上呈西高东低的分布特征;②日尺度A-P公式校正拟合效果优于月尺度,且月尺度的校正参数存在明显的空间异质性;参数a_s的空间分布存在地带性,呈东南低西北高的特征,而b_s与海拔正相关;③日尺度和月尺度校正参数可互换,但在年尺度上线性A-P公式不再适用。本文对提高太阳辐射计算精度和指导区域农业生产具有一定的参考价值。     

青海湖北岸刚察地区近半个世纪降水变化特征分析

本文利用青海湖北岸刚察气象站1961～2008年逐月降水资料,分析了近半个世纪刚察年、季降水量及各等级降水日数的年际和年代际变化特征。结果发现：刚察年降水量有明显的波动,近19a（1990～2008年）表现为极显著的增加趋势,平均每10a增加58.6mm;夏季和冬季降水增加的趋势比较明显,平均每10a分别增加8.3mm和0.6mm;除≥0.1mm的降水日数呈减少趋势外,其他各等级降水日数均呈增加趋势;1961～2008年刚察大部分年份都属于偏湿和正常年份;从20世纪60年代至本世纪初,刚察经历了一个由干到湿的变化过程,整体降水呈增多趋势,气候向湿润化方向发展。     

东北地区夏季气温的空间分布及时间变化特征

本文利用中国东北地区23个气象观测站2011-2015年夏季(每年的6、7、8月)共十五个月的气温距平资料进行EOF分解,分析东北地区夏季气温的时空分布特征,结果表明:夏季距平EOF分解的第一模态空间向量场分布型基本为带状分布,大致呈西南-东北走向,特征向量值全区一致为正;第二模态空间向量场分布型基本为带状分布,大致呈南北走向,特征向量值南北反向。夏季气温变化全区总体一致,表现为南北跷跷板式的第二类空间分布特征。     

“蒸发悖论”在北方农牧交错带的探讨

依据北方农牧交错带46个气象站1961-2012年的逐日气象数据,分析了不同时间尺度下,全区及东北、华北、西北3个子区气温、降水和潜在蒸散量的变化特征,探讨了潜在蒸散量下降的原因,重点验证了研究区是否存在"蒸发悖论"现象。结果表明:①近52a,北方农牧交错带全区气温于1986年发生突变,潜在蒸散量除西北段外,其余均随气温的升高呈下降趋势,整体存在"蒸发悖论"现象;②不同时空尺度,表现出不同的"蒸发悖论"规律:1961-1986年,全区及各子区均存在"蒸发悖论"现象,近26a,仅东北段和华北段存在。春、冬、夏季前26a及秋季后26a存在;③近52a,全区及子区年降水量均呈现下降趋势,夏、秋季降水与潜在蒸散量呈逆向分布的站点分别为37%、63%;④各气象因子中风速的显著上升是影响全区年、季潜在蒸散量下降的主导因素。     

日喀则地区沙尘暴天气变化分析

文章利用日喀则地区6个气象站1981-2010年观测的沙尘暴数据,采用统计方法分析了日喀则地区沙尘暴的时空分布特征,结果表明：近30a日喀则地区沙尘暴日数,大风日数具有逐渐减少趋势;日喀则地区西部为沙尘暴多发区,沙尘暴活动主要集中于冬、春两季,冬季为最多,春季次之,秋季最少。沙尘暴的发生与降水、大风相关密切。