基于小波变换和M-K检验的灰霾长期变化研究

采用线性倾向估计、正交分解、小波分析和突变分析等方法,对近40 a十堰市灰霾变化规律进行了分析。结果表明,十堰灰霾日数12月最多,最少为7—9月,秋冬两季占全年灰霾日总数的70%以上。年灰霾日数总体呈明显的上升趋势,气候倾向率达5.9 d/10 a。尤其是20世纪90年代后,呈急剧上升的趋势。年灰霾日数变化可分为5个阶段,其中20世纪90年代中后期和21世纪初是灰霾的两个急剧上升阶段。全年灰霾平均天数为23.3 d。灰霾日数区域分布为丹江口最多,其次为郧县,最少为房县。灰霾具有显著的年际和年代际变化特征,存在8 a的显著年际周期,灰霾突变时期出现在2002年。     

近55a宁夏酿酒葡萄晚霜冻基本特征及变化趋势

利用1961—2015年宁夏16个气象站的逐日最低气温资料,根据酿酒葡萄霜冻气候指标统计终霜日、霜冻时间,用统计和气候诊断分析方法,研究宁夏酿酒葡萄的晚霜冻的基本特征和变化趋势.结果表明,近55a宁夏酿酒葡萄的平均终霜日在4月中旬至5月上旬,按90%保证率计算,各站终霜日的界限期在4月底至5月中旬;全区酿酒葡萄晚霜冻平均时间为92d.宁夏酿酒葡萄全区平均终霜日呈提早趋势,2个区域终霜日的年际变化趋势均与全区一致;全区酿酒葡萄霜冻时间呈减少趋势,引黄灌区霜冻时间的线性倾向率与全区接近.20世纪60~80年代,全区平均终霜日偏迟,90年代及以后终霜日偏早,21世纪以来,特别是近5a,偏早趋势较为明显;全区轻、中、重霜冻时间与55a平均值相比,在20世纪70年代偏多,60和80年代基本持平,90年代及以后偏少.21世纪以来,特别是近5a,偏少较为明显.近55a全区终霜日的突变年在1984年,引黄灌区在1986年,中部干旱带在1983年;霜冻时间的突变在1984年.     

鲁西北霜冻日期变化特征及防御措施

利用地面最低温度≤0.0℃(以下用T_D≤0.0℃表示)作为霜冻指标,采用数理统计方法对德州地区近40年霜冻日期变化规律分析得出:该地区初霜冻推迟,气候变化率为0.467d/10a;终霜冻提前,气候变化率为2.06d/10a;霜冻期缩短,气候变化率为3.567d/10a.从年代际变化情况来看:20世纪70-90年代变化不太显著,2000年后变化更为明显,初霜冻推迟2天,终霜冻提前7天,霜冻期缩短11天;研究得出:上年度终霜冻推迟且造成灾害的年份,当年初冬遭受低温冻害的可能性较大.     

隰县花期霜冻特征及一次极端冻害分析

统计临汾市隰县1981～2020年梨果花期(4月份)0 cm月地温最低值霜冻强度和霜冻次数作为历史资料,利用气候倾向率、M-K、小波分析等方法对霜冻资料进行详细分析,结果表明：近40年来隰县花期霜冻日数各年代之间存在较大差异,整体上呈现出减少的趋势,其气候倾向率为-0.5d/10a;花期年最强霜冻等级以重霜冻为主,多数出现在4月上旬;1982年～2020年M-K突变检验中,花期年最强霜冻没有出现明显的间断点,显著增强的阶段主要集中在90年代,近几年呈现出波动增强的特点;小波周期中,花期年最强霜冻存在4 a～5 a、6 a～8 a、14 a～16 a、28 a～30 a等4个周期,但主周期为16a,及次周期29a,目前应主要关注7a周期;2018年4月6-7日的强冷空气位居近40年4月上旬的第五位,前期气温异常偏高、日照充足,处盛花期的玉露香与强冷空气叠加,是产生强冻害的主要原因.     

新疆石河子多年霜冻气候特征及预防

霜冻是一种常见的农业气象灾害,为了石河子垦区农业生产健康发展,合理调整种植结构和布局,有效利用农业气候资源。利用石河子垦区1954～2017年霜冻地面观测资料,应用线性拟合、Molet小波和Mann Kendall检验等方法统计分析了石河子垦区初霜、终霜和无霜日数的变化趋势、周期和突变特征。结果表明:石河子垦区终霜日以4.97d/10a的趋势提前,初霜日以3.48d/10a的趋势推后,无霜日数以8.76d/10a的趋势延长;无霜日数从1954年的准12年周期逐渐减少到2016年的准9年周期,并在1995年发生了突变。根据石河子垦区霜冻气候特征,合理选择农作物品种,选择合适的地形种植农作物,选用正确预防霜冻方法可以大大减少霜冻的危害。     

云南昆洛高速公路雾的气候特征及环流背景

应用1976～2005年昆洛高速公路沿线气象观测资料及近5年的高空探测资料,统计分析了昆洛高速公路沿线雾的天气气候特征,及形成雾的天气环流背景,结果发现:昆洛高速公路沿线雾日数逐年呈现波状变化,总体趋势上均呈下降趋势;70年代的1978年为最高峰值,最低值雾日总数出现在2005年,80年代、90年代初期和后期,以及21世纪前期的前两年均为上升期.随后20世纪80年代、90年代中期的5年为缓冲期;最大值和次大值出现在70年代和80年代,最小值和次小值出现在21世纪和20世纪90年代.年内雾日的分布主要集中出现在10月至次年2月的秋冬季节.有利于成雾的天气环流背景有三类,即低槽过境西北气流型,偏西气流型和夏季低压北侧偏东气流型.     

鄂西北灰霾气候突变及特征分析

利用1971年～2010年鄂西北17个气象站霾观测资料,运用线性倾向估计、正交分解、小波分析和突变分析等方法,分析了近40a来鄂西北霾的长期变化特点和演变规律.结果表明,鄂西北霾日数1月最多,最少是7～8月,冬季占全年灰霾日总数的48%以上.年灰霾日数总体呈明显的上升趋势,气候倾向率达3.8d/10a,尤其是90年代后呈急剧上升的趋势.年灰霾日数变化可分为5个阶段,其中90年代中后期和本世纪初是灰霾的两个急剧上升阶段,全年灰霾平均天数为22.2d.灰霾日数区域分布为老河口最多,其次为丹江口,最少为房县.霾具有显着的年际和年代际变化特征,存在8a的显著年际周期,灰霾突变期出现在2002年.     

近三十年福建省霜冻天气的气候变化特征

利用1981～2010年福建省67个气象监测站的逐日最低地面温度≤0℃的气候资料,对霜冻天气时空变化特征和初、终霜日及无霜期的变化特征进行统计分析.分析表明:30年来,福建省霜冻天气具有明显的地理分布特征；霜冻日数总体呈减少趋势；霜冻日12月至次年1月出现最多,以12月上旬最频繁；霜冻天气持续时间比较短.初、终霜日和无霜期的离散程度和年际变化率均较大；平均初霜日呈推迟变化趋势,平均终霜日呈提早变化趋势,平均无霜期呈延长变化趋势.     

近30年凉城县气候变化特征分析

该文主要利用凉城县气象局1989—2018年的气温、降水量以及日照时数的观测资料,对近30年凉城县的气候变化特征进行分析。结果表明:近30年凉城县的平均气温大致呈上升的变化趋势,线性倾向率为0.185℃/10a,历年平均值为6.1℃;20世纪80年代末期到20世纪90年代中期凉城县主要为偏冷期,20世纪90年代末至21世纪以来主要为偏暖期,特别是近几年气温增暖趋势明显;春季、夏季、秋季三季平均温度与年平均气温变化趋势保持一致,均呈上升趋势,但是线性倾向率有所差异,分别为0.584℃/10a、0.374℃/10a、0.003℃/10a,春季平均温度的上升幅度最为显著,夏季次之,秋季增温幅度并不明显。凉城县冬季平均温度呈下降趋势,线性倾向率为-0.22℃/10a;凉城县的降水量大致呈现出略微减少的变化趋势,线性倾向率为-8.489mm/10a;凉城县存在显著的季节性变化,夏季降水量最为集中,占年降水量的61.7%,秋季和春季次之,分别占年降水量的21.0%与15.3%,降水量最少的为冬季,仅占2.0%;日照时数总体上呈现出不断减少的变化趋势,线性倾向率为-40.754h/10a,达到了显著性水平检验。     

溪洛渡水电站工程冬季施工的气温条件分析

根据永善县气象局42 a逐日气象观测资料,分析了影响溪洛渡水电站冬季施工的低温条件与冬季施工时段变化规律.分析表明:溪洛渡水电站坝区冬季气候较为温和,只有12月上旬到2月下旬平均气温低于10℃,1月中旬平均气温为6.5℃,是全年的最低值;冬季施工时段累年平均起日为12月26日,止日为2月1日,时段长度为38 d,但有着很大的年际差异,最长可达90 d(1985年),最短的仅有10 d(1972年);冬季施工时段起日以每10 a 1.1 d的趋势推后,冬季施工时段止日以每10 a 3.3 d的趋势提前,而冬季施工时段长度以每10 a 4.4d的趋势变短;10月到4月日平均气温低于5℃的日数分别为0.0,0.1,2.6,7.4,4.6,0.3,0.0 d,全年有15.0 d,日最低气温低于0℃的日数分别为0.0,0.0,0.4,1.2,0.4,0.0,0.0 d,全年有2.1 d;12月,1月和2月是低温日数较多的月份,平均为2.6,7.4和4.6 d.由于低温日数与冬季施工时段存在着十分明显的年际变化特点与规律,这对江水截流期选择、溪洛渡水电站冬季施工准备和冬季冰冻天气气候条件预测具有参考意义.     

南京市77种常见木本植物花期特征分析

利用1980—2012年南京市近80种常见木本植物花期物候资料,分析了南京市主要木本植物始花、盛花、末花及花期演变规律。结果发现:①对南京市常见植物花序进行分析,开花最早的植物有迎春、绿萼梅、杏梅等,多年平均开花日在3月1日,开花最晚的植物蜡梅平均开花日期为12月20日,而桂花和栾树分别在9月28日和8月27日左右始开花; 忍冬科接骨木、虎耳草科阴绣球、茜草科水杨梅等花期最长,达30 d以上; ② 近30年来南京市木本植物始花和末花发生时间总体上有提前的趋势,具体表现为花期大约每10 a提前5 d左右,而南京椴更是每10 a提前8 d,且近10年来花期提前趋势更为明显。     

西藏山南地区近30年来大风天气特征分析

文章根据西藏山南地区近30年(1981～2014年)6个有人气象观测站的大风资料,对山南地区的大风日数时空分布特征进行分析,并运用线性回归方法对大风日数和年代变化进行建模,得出其拟合关系。探讨了大风天气的季节变化特征和年际变化特征,并对山南地区大风天气的成因进行了分析。结论为:1山南地区的大风日数空间分布不均匀,其中位于西部的浪卡子站和和南部的隆子站大风日数最多,平均每年出现52d,而位于沿江一线的站点大风日数偏少,平均每年出现10～20d;2浪卡子和隆子两个代表站的大风分布具有明显的季节变化特征,其中冬季和春季是两个站点最容易出现大风天气的时段,而夏、秋两季大风天气较为少见;3两个代表站点的大风日数随着年代的推进均呈现减小趋势,其中隆子站比浪卡子站大风日数减小得更快,减少率分别为1.7d/a和0.8d/a;4西藏山南地区大风天气的成因主要包括:低空急流、温度平流和地形因素。由于山南地区冬、夏两季正处在500h Pa天气图上的两支急流之间,动量的下传有利于大风天气的维持,而高纬冷空气和南支槽前的暖湿气流活动频繁,又加强了该区域气压梯度和温度梯度,使风力加大。     

近60年西安市极端气温事件变化特征分析

分析西安市近60年极端温度事件的变化特征以及极端温度指数与气温的关系。选取1951—2010年西安市逐日平均气温、日最高气温以及日最低气温资料,采用世界气象组织(WMO)公布的极端温度指数,利用Mann-Kendall(M-K)方法进行极端气温事件分析。认为近60年来,西安年平均气温、年平均最低气温、年平均最高气温呈上升趋势,20世纪90年代增温尤为明显;3种气温的变化趋势除夏季平均最高气温呈下降趋势外,各季节均为上升趋势;年平均气温与极端气温指数之间存在明显的相关性;暖夜日数和暖昼日数呈上升趋势,而霜冻日数、冷夜指数和冷昼日数呈下降趋势,冷夜指数减小、暖夜指数增大的幅度远大于冷昼日数减少的幅度,夜间气温的上升对增暖的贡献更大;极端气温指数的变化存在明显的年际变化特征,并伴有突变发生,西安市气温升高主要发生在20世纪90年代初期。     

临汾市近30年终霜冻变化规律及特征分析

选取临汾市17个气象站1981—2010年近30 a的3—5月份0 cm日最低温度≤0℃的值,以此来确定春霜冻期和终霜冻日.采用线性倾向法,分析临汾市东西南北中5区近30 a春霜冻的年际变化规律;应用MK间断点分析法对霜冻结束日期序列进行突变检验.对临汾市近30年5个区域的霜冻日期进行连续小波变换,得到小波变换系数的实部等值线图及小波方差图.结果表明:(1)临汾市北部(-2.1 d/10 a)、西部(-5.2 d/10a)、中部(-2.4 d/10 a)终霜冻日有明显提前的趋势,南部(-0.7 d/10 a)有缓慢提前的趋势,而东部(0.4 d/10 a)有缓慢推后的趋势;终霜冻强度气候倾向率在-0.1~0.3 d/10 a之间,各区域有变化,但不明显.(2)临汾市东部、中部和南部,突变年份均在2007年.西部突变出现在1990年,北部突变出现在1997年.突变后表现为东南早,西北晚.(3)各区域皆存在7 a的主周期,次周期除临汾市中部地区为8 a外,其它地区的次周期皆为11 a.以上规律结论的得出为临汾霜冻预报提供了理论根据,对指导当地的农业生产具有重要的意义.     

1951—2015年信阳极端温度事件变化及其对全球变暖的响应

利用1951—2015年信阳市日最高和日最低气温资料,根据事件发生概率密度函数大于90%(或小于10%)的标,准定义了信阳市逐年的冷夜日数、暖夜日数、暖昼日数和冷昼日数.在此基础上,运用统计学方法分析了过去65年信阳市极端温度事件的变化特征及其对气候变化的敏感程度.结果表明:(1)1951—2015年信阳市年平均气温呈显著增暖趋势,变暖速率为2.0℃/100a;(2)过去65年信阳市冷夜日数以4.4d/10a的速率呈显著减少趋势(p<0.001),暖夜日数则以8.3d/10a速率显著增加(p<0.001),且其增加速率大于冷夜日数减少速率;暖昼日数以1981年为界呈先减少后增加的变化趋势,1951-1981年减少趋势为-11.6d/10a,1982-2015年增加趋势为13.7d/10a;过去65年冷昼日数年际变化不明显但年代震荡强烈;(3)信阳市极端温度事件对气候变化的响应程度呈不对称性.年均温每升高1℃,相当于冷夜日数和冷昼日数分别减少18.7d和12.5d,暖夜和暖昼日数分别增加26.9d和18.3d.在相同的气候背景下,暖夜日数对气候变化最为敏感,而冷昼日数对气候变化的敏感度最低.     

热气候指数评价1981-2014年南京夏季舒适度

根据南京市1981-2014年6-9月的逐日气象资料,采用多节点热生理评估模型——UTCI模型,对南京市夏季舒适度进行了研究。结果表明：南京近34a来UTCI值和高温不舒适日数均呈缓慢增长趋势,增长速率分别为0.16℃/10a和0.08d/10a。高温不舒适日主要集中在7月和8月,超过总数的90%,特别进入21世纪后7月下旬和8月上旬高频率年份增多。近16a南京高温不舒适日数首尾持续时间呈减少趋势,且相对稳定,约为50d/a。与温湿指数和经典三要素模型对比,UTCI模型下的高温不舒适日数与高温日数有较好的一致性。UTCI考虑多重气候因素和服装要素,评价结果更接近于人体真实热状态且更具参考价值。     

1959～2012年夏季珠三角地区高温热浪的时空 分布特征及其城市热岛效应的影响分析

本文采用珠三角地区9个观测站点1959-2012年夏季(6-8月)逐日02h、08h、14h、20h的温度资料研究珠三角地区夏季高温热浪天气日数和强度的时空分布特征,以及暖夜日数的历年变化趋势,并分析了2000-2012年夏季广州市城市热岛效应对高温热浪天气的影响。研究表明：1)珠三角地区高温热浪日数及强度的时空分布特征相似,空间分布上呈从北向南递减趋势,时间分布上20世纪60年代到80年代呈减少趋势,80年代开始呈增加趋势,21世纪之后大幅增加,并在2007年达到峰值;2)珠三角地区暖夜日数呈增加趋势,且高值区分布与高温热浪日数和强度的分布相似,均发生在90年代末以后;3)1980-2012年夏季广州站各项要素的增加速度均为最快,说明城市热岛效应对广州市区的高温热浪(暖夜)的强度和持续时间均有增强作用;4)2000-2012年夏季广州市6次高温热浪过程中,城区的暖夜日数占总日数的78.6%,郊区的暖夜日数占总日数的14.2%,说明城市热岛效应对城区高温热浪期间夜间温度的影响比白天更为突出。     

钦州市近56a降水变化特征分析

利用钦州气象站1954～2009年的降水观测资料,采用滑动平均、趋势分析、累积距平法等方法,分析钦州市近56 a来降水量的年际和年代际变化特征及趋势.结果表明:①降水量年代际变化特点为1950年代中期到1970年代为少雨期,其中1954～1960年代是降水量最少的时期,1980年代至2001～2009年代为多雨期.各季降水量除秋季外均呈增加趋势,以夏季增加最明显;近56 a以来,钦州市降水量呈上升趋势,但趋势变化不明显.②近56 a以来,钦州市暴雨日数有缓慢增加趋势,但不明显.暴雨主要集中在汛期,汛期暴雨日数占全年总次数的91%,其中又以7月份最多,占全年总次数的24%.     

近45年霜冻指标变化对我国酿酒葡萄产区的影响

在对近45a全国504个气象站点气象资料进行分析整理的基础上,用ArcGIS软件作图,分析了气候变化引起的无霜期、初霜日、终霜日以及极限低温变化对我国酿酒葡萄栽培的影响,并对50a后我国的无霜期分布进行了预测。结果表明,近45a特别是在20世纪80年代以后,我国的无霜期显著变长,终霜日提前,初霜日推迟,终霜日变化大于初霜日变化,埋土防寒线明显向北推移;霜冻指标变化明显受到我国阶梯形地貌的影响,在同一阶梯内霜冻指标变化影响面积大,但是在阶梯抬升地区变化更为显著;对50a后的无霜期预测表明,50a后我国北部除少数地区以外,都能够种植酿酒葡萄。     

1979—2018年冬季京津冀区域大风日环流型的聚类分析

利用1979—2018年冬季(12月—次年2月)地面台站的逐日风速和ERA-Interim再分析资料,分析了冬季京津冀区域性大风的变化及其天气环流型. 结果显示,在1979—2018年期间,共计出现区域性大风事件285 d,近40 a大风天气出现的频次以?0.96 d·(10 a)?1(P<0.05)趋势减少. 层次聚类结果显示,导致区域性大风的主要天气环流型有2类:一类环流型事件为110 d,突出特征是欧亚大陆中高纬地区500 hPa位势高度场异常,沿西北–东南方向呈“负-正-负-正-负”分布,合成分析表明其异常信号从上游地区出现、东移、消失于西北太平洋地区,可持续近15 d;另一类环流型事件有175 d,对应的欧亚大陆地区环流异常自西向东呈“正-负-正-负-正”分布,异常信号可持续近18 d. 合成显示,京津冀地区2类天气环流型在对流层中低层均为低压异常,同时近地面有异常强的偏北风和低温. 1979年以来,这2类天气环流型的频次都在显著减少,前者的线性趋势是?0.72 d·(10 a)?1 (P<0.01),后者趋势是?0.23 d·(10 a)?1 (P<0.5),这说明第一类天气型频次的减少可能是近40 a京津冀地区大风事件下降的主要原因.