近50年云南气温序列的均一性检验与订正实验

对云南1961—2010年124个地面站的年平均气温作了均一性检验,并对存在非均一台站的年、月平均气温做了订正试验.首先从与待检台站距离较近的10个台站中选择相关性最好的5个站,用相关系数的平方作为加权平均值建立参考序列,然后分别采用标准正态检验(SNHT)、Buishand-range以及Pettitt 3种方法对各台站的年平均气温进行了均一性检验.检验结果显示,有45个台站的年平均气温存在非均一性,占被检验站的36%;在此基础上,采用待检台站与参考台站线性拟合的方法对存在非均一性台站的年、月平均气温资料进行订正,使其能够更好地反映气候的真实变化;订正前后的年、月平均气温的对比分析表明,对序列的订正较为合理.     

云南降水量时空分布特征对气候变暖的响应

全球变暖对区域气候的影响研究是当今全球气候变化研究的重要内容之一.利用云南122个测站1961～2006年逐月降水量、气温观测资料及Hardley Center再分析资料,采用回归分析方法,分析了全球气候变暖背景下云南降水的时空变化特征,获得了一些有意义的结果:①近50年来云南降水量夏、秋减少,春、冬季增加,年降水减少;②云南年、四季降水有着明显年代际变化趋势;③相关分析发现,全球、北半球平均气温升高有利于云南春季、冬季降水增加,不利于夏季、秋季及年降水增加;④云南年降水量、春季降水、夏季降水及秋季降水都存在一个或多个显著性突变点,而冬季降水没有检测出突变点;⑤近50a来云南降水量变化也存在明显的区域分布特征.年降水量及秋季降水量基本为西增加东减少型,春季降水为全省一致增多型,夏季降水几乎为全省一致减少型,冬季降水滇西南减少其余大部增加.     

临汾市气象要素的均一性检验

对临汾市1976年～2008年的7个气象要素进行了均一性检验,结果表明:降水、地温、水汽压未通过正态检验;日照通过了标准正态均一性检验SNHT;气温、气压和相对湿度检测出间断点.t检验和SNHT检验的结果不完全一致.更换仪器和迁站是间断点出现的主要原因.     

重庆气温资料均一性检验和订正的初步分析

利用惩罚最大T检验并结合元数据对重庆34个台站年平均气温资料进行了均一性检验和订正,结果表明该方法能够很好地应用于重庆年平均气温资料的均一性检验;重庆年平均气温资料的非均一性在空间上普遍存在,东北部最为明显;迁站是影响其非均一性的最重要的因素,仪器变动的影响也不容忽视;相较订正前,订正后重庆年平均气温资料的整体质量和连贯性明显要好,线性趋势空间分布更为合理,消除了个别台站线性趋势明显异常的情况;最后建立了建站至2010年重庆34个台站均一的年平均气温资料序列,为准确地评估气候变化趋势和变率奠定基础.     

一种新的基于Γ分布气温序列非均一性检验方法

文章通过对安徽省内20个代表台站1961-2005年月平均气温序列均一性检验的研究,提出了一种新的基于Γ分布气温序列非均一性检验方法--Γ检验法;以合肥为例给出了数据处理和结果分析的全过程,并将该方法检验结果与常见的基于正态分布的SNHT法的检验结果进行了对比分析.结果表明该方法具有更广泛的使用范围和较高的准确性,可以检验大部分气温序列的非均一性;同时说明安徽省内大多数台站的温度资料质量基本可靠,而台站迁移则是造成气温序列非均一性的主要原因.     

QPE产品的误差评估和订正检验——以伊宁县为例

以新疆伊宁县为研究区,运用2013-2017年定量降水估测(Quantitative Precipitation Estimetion, QPE)小时产品以及区域自动站小时降水数据,通过相关分析法和多元线性回归模型对QPE数据进行误差订正,并从不同降水量级、高程以及空间分布对订正前后的QPE小时产品进行误差评估.经误差分析得出,订正前QPE小时产品大多存在低估现象,随着降水量级的增加,误差依次增大,空间误差分布四周低,且东北方向的误差要大于西南方向;利用海拔、经度、距雷达距离3个对研究区降水影响较大的要素,建立多元线性回归订正模型,订正后的QPE小时产品在不同降水量级、不同高程以及空间分布上的估测能力较订正前均有不同程度的提升.     

北碚区降水时空分布及变化趋势分析

利用北碚区地面气象观测站1961-2010年降水观测资料,运用线性趋势、小波分析和M-K突变检验等方法对北碚区近50年来的降水的时空分布及变化的主要特征进行分析.结果表明,年降水量呈增加趋势,1970年是近50年降水量变化的显著突变点.季节降水变化最显著特点为夏季增加最明显,而秋季为减少趋势;降水的日变化特征是降水主要集中在夜间,大的降水主要出现在后半夜.小波分析得出年降水量变化存在准13～15年的年代际周期和4～6年的短周期,且近年来周期有变短趋势.从空间分布来看,全区年降水量呈现西北部最高、东北部次之,西南部最低的分布状况.年降水与当年7月份亚洲区极涡面积存在最大负相关,而与头年1月份太平洋极涡面积存在最大正相关.     

云南近40年降水量的时空分布特征

 选取云南125个气象观测站1961年1月~2002年12月42 a的逐月降水资料,采用经验正交函数(EOF)分解方法,对云南42 a降水量场的时空分布特征进行了分析研究,得出:云南降水量的空间分布类型主要表现为4种主要的定常型:①全省一致型;②南北分布型(冬春季);③东北西南型(夏季);④西北东南型(秋季).同时,南部变化梯度大于北部,西部的梯度变化大于东部.     

对CMIP5模拟北半球纬度带平均降水量的订正研究

基于气候漂移和多重线性回归的订正方法,对第5次国际耦合模式比较计划26个模式的历史时期(1956-2005年)北半球月平均降水进行了订正,对未来(2006-2060年)的月平均降水进行了订正和预估.选取英国东英格利亚大学提供的CRU降水数据集作为评估模式订正效果的参考资料.结果表明, CMIP5模式结果的集合平均在青藏高原以南、格陵兰岛南部以及南海沿岸、南美洲北部的降水模拟值偏低,而高估了索马里、阿赞德高原、亚洲中部和北部、北美洲西部和北部.相较于观测结果, CMIP5模拟的低纬度纬向平均降水被整体低估,中、高纬度带上模拟值整体偏高.订正后,历史时期降水分布、纬向平均降水量的时间序列与CRU观测结果有较好的一致性.利用上述方法对未来RCP4.5排放情景下的预估场进行订正后,沿非洲的阿赞德高原、欧洲、东南亚北部和中国长江中下游、密西西比平原,未来55 a的年平均降水量比历史时期降水量减少30 mm左右;南美洲的赤道以北、印度半岛北部、阿拉伯半岛地区的未来平均降水量同比增加50 mm.北半球未来55 a的暖季,东西伯利亚西部、蒙古高原、墨西哥南部平均降水量比历史时期明显减少,格陵兰岛东北部地区的冷季降水同比增加.     

中国西南地区近50年夏季降水的气候特征

利用中国西南地区103个气象观测站1961年1月1日-2010年12月31日的逐日降水量资料,采用旋转经验正交函数分解、突变分析、小波分析等方法对该地区近50年夏季降水的空间异常分布、演变规律、突变及周期特征进行了诊断分析.结果表明:西南地区近50年夏季降水标准化距平场可以划分为七个分区,并根据夏季降水的年代际变化特征将其归为五种类型,即明显增加型、缓慢增加型、平缓变化型、缓慢减少型和明显减少型.近50年夏季降水量在川东渝北和川西高原地区明显增加,而四川盆地则明显减少;贵北渝南和贵南桂北地区呈南北相反的缓慢增加(减少)趋势,云南地区呈东西相反的平缓减少(增加)趋势.夏季降水突变点多集中在20世纪70年代、90年代和21世纪初.且都存在一个准14年尺度的变化周期.     

1967-2016年云南高原中部城市群降水时空变化特征分析

以1967-2016年云南高原中部城市群42个站点逐日降水数据为研究对象,采用M-K突变检验、小波分析法和克里金插值法等方法对云南高原中部城市群近50年降水时空变化特征进行分析.结果表明:春、夏、秋季以及年降水量均呈下降趋势,冬季降水量则呈上升趋势;年与四季降水量存在一个或者多个突变点;冬季降水量主周期为12 a,其他三季降水量与年降水量主周期均为34 a;年降水量与夏季降水量均呈现出西部和北部降水量偏少,东部和南部降水量偏多的空间分布特征;春季降水量由东南向西北呈带状递减的空间分布特征;秋季降水量表现为自东向西和北部减少的空间分布格局;冬季降水量地域差异最大,呈现出空间分布极为不均匀与地域性极强的双重特征.     

近半世纪宝鸡市干旱特征及模型预测研究

根据1952-2004年西北干旱区宝鸡市降水资料,对年际、年内降水序列进行干旱统计,通过趋势、频率分析法和突变检测方法分析了宝鸡市53 a降水的变化规律及干旱变化特征;针对降水序列变化特征建立门限自回归模型,对干旱情灾害进行预测,利用实测资料进行检验研究等分析.结果表明,宝鸡市降水量自1984年后存在减少的趋势.降水序列存在阶段性震荡变化,90年代后旱情发生频率增加,2000年左右降水量序列发生突变,降水资源量略有增加,干旱情况有所缓解.     

1960—2018年河南省降水时空变化特征及重心

河南省是中国粮食生产核心区,研究其降水时空变化特征对于防治旱涝灾害、保障粮食生产具有指导意义.基于河南省112个气象站1960—2018年降水量资料,利用Mann-Kendall法、滑动T检验、小波分析等方法对河南省站点及分区降水变化趋势、突变点和周期性进行了分析,并利用重心模型、标准差椭圆等方法分析了河南省降水重心分布特征.结果表明:1960—2018年期间,河南省的112个站点中,67.9％站点降水量呈下降趋势,32.1％呈上升趋势,全省各站点气候倾向率主要位于-28～24 mm/10 a;河南省5个分区年降水量中,仅豫东地区年降水量呈上升趋势,各分区存在不同时间尺度的变化周期,在整个研究时域内经历了2.5次左右丰-枯交替循环变化;河南省降水重心分布在许昌市许昌县和漯河市临颍县一带,近59 a降水重心有明显向东移动趋势.     

三江平原建三江垦区降水时空特征分析

降水作为描述气候变化的关键指标之一,其分布规律对研究气候变化规律、减少洪涝灾害的损失、提高降水预测能力均有着重大意义.为揭示三江平原建三江垦区降水量的变化规律,基于垦区30年(1981~2010)的月降水量,采用线性趋势分析法对年降水量和季节降水量的变化趋势进行分析,并采用MannKendall(M-K)突变检验法对年降水量时间序列和季节降水量时间序列的突变特征进行分析,最后运用克里格插值对年降水量和季节降水量的空间变异特征进行剖析.研究结果表明:(1)线性趋势分析显示,对于研究区域的年降水量,总体上呈减少的趋势,且年际变化较显著;对于各季节降水量,夏季和秋季降水量呈显著的下降趋势,而冬季降水量上升趋势显著,春季基本无趋势变化;(2)M-K突变分析显示,年降水量总体无明显突变点,但1981~1999年间年降水量有微弱的上升趋势,1999年以后年降水量下降趋势明显;而该区域年际间各季降水突变点较多,说明季节降水量年际变化显著;(3)空间分析结果显示,建三江垦区年降水量空间变化规律由西南至东北呈逐渐增加的趋势,其中秋季和冬季降水量的空间变化规律与年降水量变化具有很好的一致性,尤其是秋季降水量具有明显的空间差异特征,但春季和夏季降水量空间差异变化相对较小.     

近50年华北地区降水时空变化特征及突变分析

利用1965—2014年华北地区及其周边75个气象站点的日降水资料,采用一元线性趋势、9年滑动平均趋势、滑动t检验、Mann-Kendall检验、反距离空间插值(IDW)等方法,对华北地区四季降水的时空变化特征的研究及突变分析.结果表明:150年来,华北地区降水呈现小幅度下降趋势;春季降水量的减少率为11 mm/10 a.2春季降水量在1980年降水量显著增加,夏季和冬季的降水量没有明显变化,秋季降水量在1977年降水量显著增加.3华北地区降水空间差异性较大.春季和冬季的大部分站点的降水量都小于平均值.夏季降水量最大,空间上表现为东部多、西部少.     

黔中岩溶山区近50年降水时空变化——以黔中水利枢纽工程区为例

为了研究黔中岩溶山区多年降水变化规律,选取黔中水利枢纽工程区为例,依据研究区内25个雨量站点1967—2016年逐月降水资料。通过线性回归分析、累计距平法、Mann-Kendall检验法和ArcGIS空间插值等方法,采用年和季节尺度研究该地区的降水空间分布和变化趋势。结果表明:1)50年来,该地区年降水表现为增加-减少交替的特征;春秋为下降趋势;冬夏为上升趋势;2)M-K检验显示,多年年降水呈现下降趋势,在1983年发生降水突变;春夏秋冬四季变化不剧烈,春秋季不存在突变年份,夏季降水出现突变的在1990年和2008年,冬季在1970年出现降水突变;3)全年和季节降水空间分布不均匀,年、夏秋季为哑铃状分布:中部多两侧少的降水特征;春季和冬季为东多西少。可见对黔中水利枢纽的降水量的研究,以期深入了解岩溶山区复杂地形条件下特征和规律。研究结果可为该地区的降水研究、水资源的可持续开发利用、水资源配置等提供参考。     

1951～2006年新疆地区气候变化特征及其与水资源的关系

利用北疆5个气象站、南疆7个气象站1951～2006年月平均气温及月降水总量资料,用高桥浩一郎公式计算了新疆区域月平均蒸发量及可利用降水量,并在此基础上分析了1951～2006年新疆地区气候变化及水资源变化趋势,以及气候变化对水资源的影响.结果表明:(a)新疆地区气温从20世纪50年代以来基本上都是呈上升趋势,90年代以来的气温明显高于平均值,为正距平;60年代中期至80年代末期,降水比平均值偏少,90年代以后,降水持续增加;(b)新疆地区可利用降水量20世纪50年代中期至80年代初期呈持续下降趋势,80年代初期至今呈增加趋势,90年代初期至今为高值期;(c)新疆地区降水与可利用降水量之间存在明显正相关.在此基础上建立了新疆地区降水变化对可利用降水量影响的统计评估模型.     

楚雄州5月降水时空分布及其与热带太平洋海温的关系

利用楚雄州10个测站1960～2007年5月降水量观测资料以及NCEP提供的同期逐月海温资料,分析了楚雄州5月降水的时空变化特征,并研究了其与热带太平洋海温的响应关系.结果发现:楚雄州的5月降水量存在明显的年际及年代际变化特征,并且各个站点的变化趋势十分一致.对楚雄州5月降水的小波分析发现,楚雄州5月降水与热带太平洋的ENSO信号关系密切,存在3～7 a的变化周期.超前相关分析进一步发现,热带太平洋对楚雄州5月降水影响的关键区分布呈现稳定的La Nin珘a型.通过随机实验的方法,利用Nin珘o 3.4区海温异常指数,建立了楚雄州5月降水的预报方程,并进行了独立样本检验,其中独立样本检验的距平同号率也达到了72%.可见,热带太平洋Nino3.4区SSTA的变化对楚雄州5月降水预报具有一定预报意义.     

近50a葫芦河流域气候变化特征

根据静宁、秦安两站的水文气象资料,分析了葫芦河流域近50a气候变化特征.采用Mann-Kendall法分析,结果显示近50a气温总体呈上升趋势,降水量呈下降走向.利用Meyer小波及Morlet小波分别分析并相互检验校正葫芦河流域年均气温及年降水量的主要变化周期,其中:年平均气温普遍存在30a以上,22,12~14,10a左右的中长周期以及4～7,2～3a的短周期,而年降水量存在30a以上,20,12~14,10a左右的中长周期以及6～8,2～4a的短周期.近50a葫芦河流域河川径流的变化主要受当地降水波动的影响.     

新疆降水的时空分布特征

选取新疆9个市2000—2018年的逐月降水量数据,分别运用线性回归法、比值订正法对新疆19年降水的时空分布特征及季节变化趋势进行分析。结果表明,新疆降水量的时空分布存在明显的差异;高值出现在7月(190.33 mm),最小值出现在2月(89.75mm),季节差异非常明显,降水主要集中在夏季;新疆各地间的年降水量差异极为显著,最大值与最小值分别在和田和吐鲁番。利用线性回归法和比值订正法推算出的最大年降水量均出现在乌鲁木齐。