临汾市近60年来气候变化特征分析

本文对临汾市气象观测站1954年~2013年的气温和降水资料,利用回归分析、小波分析、趋势分析法分析了临汾市近60年来的气候变化特征.分析结果表明:(1)近60年来,临汾年平均气温变化于10.98℃~15.18℃.临汾市年平均气温总体呈现出增长的趋势,线性倾向率为0.358℃/10 a,高于我国平均气温增长率,说明临汾市增温幅度较大,尤其是近30年来增温速率更为明显.2005年后年平均气温略呈下降的趋势.年内气温变化存在较为明显的季节差异,各季气温均呈增长趋势,夏季增温率最小,春秋两季要略大一些,冬季增温最为明显;(2)近60年来,临汾市总降水量在277.9 mm~798.6 mm之间波动,并表现出明显的降低趋势,线性倾向率约为-19.564 mm/10 a,气候变干较为明显.年内降水量变化存在明显的季节差异,春、夏、秋三个季节降水量均表现出降低的趋势.降低幅度从大到小依次是夏季、秋季和春季.其中夏季降水量减少是临汾市变干的主要原因,而冬季降水则表现出缓慢的增长趋势;(3)近60年,临汾市降水量表现出4 a~5 a和2 a的周期特征,而温度周期信号不明显.     

酒泉市肃州区近55a的气候变化特征、突变与周期分析

利用1951-2005年酒泉市肃州区气象观测站平均气温和降水量资料,运用多年趋势线、5a滑动趋势线、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验和小波分析等方法对肃州区气候变化的主要特征、突变特点和周期特征进行分析.结果表明:近55a来,肃州区年平均气温呈明显上升趋势,年降水量呈微弱减少趋势.年平均气温和年平均降水量均有明显的突变,前者突变年份在1992年,后者突变年份较多,以1995年最显著.Morlel小波及其功率谱分析表明,年平均气温和年平均降水量的变化周期具有多尺度、多层次和多分辨的特性结构.其中,年平均气温存在21a和7.14 a(P≤0.16)的优势周期,年降水量存在21a,10.87a,9.09a和6.41a(P≤0.1)的显著周期,且中长期优势周期一致,中短周期不同.     

近52年来江西省气候变化特征研究

利用江西省15个气象站1958年～2009年的逐年气温、降水数据,采用线性倾向率、滑动平均、偏最小二乘回归(PLS)、M-K检验和Morlet小波等方法,对江西省气候变化趋势、突变情况和周期特征等进行了研究.结果表明:近52年来江西省年平均气温有显著的上升趋势,上升速率为0.16℃/10 a,进入90年代后这一趋势尤为明显;降水量的线性倾向率为15.135 mm/10 a,但没有通过显著性检验,说明降水量变化不明显.突变分析中,气温发生突变的年份为2004年左右,降水没有突变点.周期分析中,气温和降水变化都包含了26 a、13 a、4 a的振荡周期,26 a左右周期在整个时间段上表现十分明显,为第一主周期.通过对比分析可知,气温与降水的出现时间有较好的一致相关性,即气温偏高的时期为少雨期,气温偏低的时期为多雨期.     

烟台地区气温与降水量的关系

利用烟台地区1960—1999年的气温和降水资料，分别统计年平均气温、年平均降水量以及春季、夏季、秋季、冬季的平均气温和平均降水量，并用Excel数据处理软件和统计学方法对获得的数据进行分析。结果表明：近40年来，年平均气温和各季平均气温均呈上升趋势，冬季变暖的幅度最大。降水量的变化较气温复杂，年降水量、夏和秋季降水量随温度上升趋于减少，并有显著性差异(a＝0．01、a＝0．01、a＝0．05)，暖干化趋势明显；春季降水量与气温相关性不明显；冬季降水量与气温满足二次回归方程P＝4．5351t^z＋10．01t＋32．426，当冬季气温偏(较)高时，降水量则随气温上升而增加，并达显著性水平(a＝0．01)。     

西南喀斯特地区近45年来气候变化特征及趋势

基于黔、桂、滇3省（区）72个气象站点45年（1960—2004年）逐月平均气温和降水量数据,借助小波分析、人工神经网络及GIS空间分析等方法研究了我国西南喀斯特生态脆弱区近45年来在全球气候变暖的背景下,气候变化的特征和总体趋势。研究结果显示：该区气候变化具有明显的周期性特征,其中气温变化的主周期约为7年,降水量变化的主周期约为25年。该区气候变化的季节性特征和区域差异也比较明显,通过计算过去45年中四季气温和降水量的变化率并对其进行GIS空间插值分析,得到了四季气温和降水量变化的区域分异状况;通过SOFM网络分别选取分类指标对研究区近45年来气温和降水量变化的状况进行聚类分析并对聚类结果进行GIS空间插值分析,划分了研究区气温和降水量变化的类型区域。RBFN模型预测的结果得出,该区2005—2010年气温和降水量的变化均处于相对低值期。     

近48a长江源区降水时空变化特征

基于1966—2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明:①长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;②近48年长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;③长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;④长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;⑤长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

基于M-K、小波和R/S方法的豫南地区气候变化的多时间尺度分析

为揭示地处亚热带-暖温带过渡带豫南地区的气候变化规律和趋势,选取豫南地区气象站台62年的逐年气候资料,采用M-K突变检验、小波分析和R/S分析等方法分析了该区的气候变化特征.经趋势分析认为研究区近60年来年平均气温上升趋势显著,变化倾向率为0.17℃/10a;年平均降水量减少速率为9.6 mm/10a,但减少趋势不明显.通过M-K突变检验,该区年平均气温突变时间点为1994年,并且增温率主要是近20年以来的增温贡献;年平均降水量不存在显著突变时间点.经小波分析认为,研究区年平均气温、年平均降水量的震荡周期均存在多时间尺度结构,可认为由"大-中-小"三重嵌套而成;准30年是该区年平均气温最主要的震荡周期,次主要周期为准15年,年平均降水量则是以准15年为主周期,准3年和准7年共同构成其第二主周期;该区在未来15~20年间处于一个相对较冷的时期,在未来5~10年进入到较大尺度冷期背景下的暖期并且在未来10年将是一个降水量偏低的时期.R/S分析再次表明近60年来年平均气温呈现显著升高趋势以及未来一段时间将进入到降水量偏低的时期.     

全球变暖背景下榆林、西安、安康气候对比分析

利用1956—2005年榆林、西安、安康平均气温、降水量资料,采用墨西哥帽小波分析以及标准化距平分析,分析了50年来榆林、西安、安康降水和气温的总体特征和变化趋势,揭示了3个城市降水和气温变化的多时间尺度的结构以及不同时间尺度下降水和气温序列变化的周期和突变特点．根据周期变化特点对未来的降水及气温变化进行了预测,结果显示：1）榆林、西安降水总体减少,安康降水增加,榆林、西安未来几年降水在偏多的基础上有减少趋势,安康未来几年仍然偏多;2）榆林、西安气温呈显著上升趋势,安康气温波动性显著,未来年份均有下降趋势,榆林、西安两地气温的日较差减小,安康气温的日较差增大．     

天津地区降水和气温的变化趋势及多尺度交叉小波分析

由于降水量和气温的变化对水循环研究与水资源规划和利用具有重要意义,运用线性倾向估计、Mann-Kendall检验和交叉小波的方法分析了1954年—2013年天津地区主要气象站点的年降水量和年均气温.结果表明:天津站点的降水倾向率为-16.92—14.11mm/(10a),年平均气温的线性倾向率为0.181~0.309℃/(10a);天津地区气温在1954年—1982年波动变化,1982年发生突变呈上升趋势,且在1991年后上升显著;天津地区降水量和气温的周期性具有相似性,降水量和气温在1960年—1970年呈负相关关系,其共振周期高能量区主要分布在1965年前后的2a;天津地区的降水量和气温在多时间尺度上主要呈非线性关系,降水量减少而气温升高,总体呈现干旱化趋势.     

1969-2017年渭河上游气温和降水时空变化特征分析

目的 选取渭河上游22个气象站点1969-2017年的日降水量和日平均气温数据,分析渭河上游近49 a气温和降水的时空变化特征,为应对该区自然灾害制定相应的策略提供依据。方法 采用小波分析、经验正交函数分解和Mann-Kendall突变性检验等方法,分析不同时间尺度下气温和降水序列的波动变化、周期和突变点及空间变化,研究气温和降水时空变化特征。结果 1)1969-2017年渭河上游地区年均降水量无明显的变化趋势;年均、春季和秋季降水量经历了由多变少的不显著突变;夏季和冬季降水量经历了由少变多的不显著突变;年均气温呈现明显上升趋势,其中夏季和秋季气温在1994年发生显著突变,春季、冬季和年均气温在1997年发生显著突变;2)1969-2017年渭河上游年均降水量和年均气温在空间尺度上整体的变化均呈现从西北到东南递增的规律。结论 渭河上游地区近49 a年均和四季降水量波动强度大,存在不显著突变,有明显的区域差异性及周期性规律;年际气温存在突变增温现象。     

近62年新疆哈密市气候变化特征分析

利用哈密气象站1953~2014年的逐年、逐月、季度平均气温和降水资料,采用线性回归、趋势分析和Mann-Kendall检验等方法分析了哈密市最近62年的气候变化特征.结果表明:哈密市近62年来气温呈上升趋势,年平均气温上升率为0.14℃/(10a),低于全国和新疆平均水平,1996年为增温突变点,突变后平均气温较之前上升了0.68℃;春、秋和冬季平均气温呈升高趋势,而夏季平均气温呈下降趋势;降水总体呈上升趋势,年降水量上升率为2.94mm/(10a),1986年为降水突变点,突变后年平均降水量较之前增加36.1%,1987年以来哈密市气候向暖湿化方向发展,但2010~2014年降水增加趋势略有减弱;四季降水分配不均,均呈增多趋势,秋季平均降水上升率最大,冬季最小,气候变暖引起的区域气流活动增强以及西风环流的作用可能是该区降水增多的原因.     

近48年长江源区降水时空变化特征分析

基于1966～2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明：(1) 长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;(2) 近48年来长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;(3) 长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;(4) 长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;(5) 长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

基于GEV干旱指数的贵州春旱时空变化及预测模型探析

利用贵州省81站1963—2015年3—5月降水量和1962—2014年逐月144项环流特征量,基于广义极值分布GEV(Generalized Extreme Value,缩写GEV)干旱指数,采用Mann-kendall(MK)、Morlet小波等方法对贵州春旱时空变化进行分析.分析表明:降水的位置参数较好地表现出贵州春季降水由西部向东部递增的空间分布特征,尺度参数也较好地体现贵州春季降水较少的西北部和较多的东部区域分布特征,降水年际变化大,形状参数反映了贵州春季降水服从Weibull分布;GEV干旱指数及其等级划分能较好地表征贵州春旱实况,且在持续性干旱过程中尽量应用季尺度GEV干旱指数;贵州春旱具有4~6 a、8~10 a和24~28 a的振荡周期;贵州重春旱发生频率介于6%~15%之间,重春旱年份主要有1979、1986、1987、1988、1991年和2011年.同时,统计分析表明前期南方涛动、西太平洋副高西伸脊点和印缅槽等指数与贵州春旱趋势有一定的相关性,并在此基础上以1963—2007年作为样本建立贵州春旱预测模型,预测模型经2008—2015年为期8年的独立试报,预测效果令人满意.     

1956—2011年金沙江下游梯级水电开发区降水变化特征分析

基于金沙江下游梯级水电开发区10个气象站1956—2011年的逐月降水资料，运用线性倾向估计法、Morlet小波分析法和R/S分析法对多年降水和季节降水变化及其趋势、周期和持续性特征进行分析。结果表明:研究区1956—2011年降水量呈波动式下降趋势，降水倾向率为-1.338 mm/a；季节降水中除春季呈微小上升趋势外，夏、秋和冬季均呈下降趋势，且空间差异明显；夏、秋季的降水量占全年的81.1%，尤以夏季为主导，占57.4%；年降水存在1~2 a、4 a 、8 a 、14 a和31 a的周期变化规律，其中8 a的周期尤为明显，通过90%置信水平检验；研究区降水序列总体上存在明显的Hurst现象，具有持续性特征，未来降水仍会维持减少趋势。     

1980—2022年白龙江流域气候变化特征研究

基于1980—2022年白龙江流域的气温、降水,运用线性分析、小波分析、M-K突变检验分析,研究该流域的气候时空变化特征,研究表明：（1）1980—2022年白龙江流域的气温与降水的整体均为上升趋势,气候呈暖湿化,且上游气候呈暖湿化比中下游明显。（2）气温周期变化存在2个较为明显的峰值,分别为23 a、27 a,27 a为第一主周期;降水周期变化存在4个较为明显的峰值,分别为4 a、10 a、15 a、26 a,26 a为第一主周期。（3）1980—1996年气温变化趋势呈上升-下降-上升的波动变化趋势,1997—2022年呈显著上升趋势;1980—1993年降水变化趋势呈波动状,1994—2017年呈减少趋势。     

1956～2006年玛纳斯河流域棉花生长季气候变化分析

利用Man-Kendall法、墨西哥帽小波分析法,研究了玛纳斯河流域1956～2006年棉花生长季平均气温、降水量和日照时数的变化趋势和周期规律。结果表明:玛纳斯河流域棉花生长季气候变化的总体趋势向暖湿的方向发展,日照时数略有减少,其中平均气温变化的倾向率为0.36℃/10年,增温的幅度达到了极显著水平;不同时期气候变化的趋势差别很大,20世纪50、60年代平均气温的波动比较大,70年代以后气温表现出明显的上升趋势,并在1975～2006年的31年间达到0.05显著水平;棉花生长季气候变化的周期分析结果表明,棉花生长季气温、降水和日照时数均存在25～30年时间尺度的高低或多少交替,表现出明显的周期特性,并且变化周期均以30年左右的长周期为主。     

近57年来El Nino/La Nina事件对鄂尔多斯高原东缘气候的影响

根据1955年~2011年期间发生的El Nino/La Nina事件和鄂尔多斯高原东缘3个站点(兴县,绥德和榆林)的气象资料,利用统计分析的方法研究了1955年以来该区的降水量、温度、旱涝灾害与El Nino/La Nina事件之间的关系,揭示了El Nino/La Nina事件对鄂尔多斯高原东缘气候的影响.结果表明,鄂尔多斯高原东缘近57年降水量呈减少趋势而气温呈升高的趋势;厄尔尼诺年降水量比正常年平均降水量少87.6 mm,年平均气温比正常年高0.2℃;拉尼娜年降水量比正常年均降水量少22.3 mm,年平均气温比正常年低0.1℃,且其年降水量递减率和增温率略高于全国.厄尔尼诺事件对鄂尔多斯高原东缘降水量减少的影响和气温上升的影响要大于拉尼娜事件对鄂尔多斯高原东缘的影响.由小波分析可知,鄂尔多斯高原东缘降水变化在30 a尺度内存在2 a、8 a、20 a、27 a的变化周期,而气温变化在30 a尺度内存在3 a、5 a、7 a、29 a的变化周期.El Nino/La Nina事件对该区的旱涝灾害影响显著,旱灾年份出现厄尔尼诺的概率为63%,出现拉尼娜的概率为25%,厄尔尼诺年易于发生旱灾.     

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51年海河流域气候变化特征分析

在全球变暖的背景下,海河流域作为我国重要工农业生产地,气候正在发生重大变化.利用1960年-2010年海河流域30个气象站点的气温和降水资料,将每个站点的气温和降水量展布到全流域,采用线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和小波分析等方法分析海河流域气候的变化特征.结果表明：海河流域气温呈明显上升趋势,其中西部和东部明显高于南部和北部,年平均气温在1988年发生突变,气温变化存在7a和10～15a2个周期;整个流域的降水量呈下降趋势,其中北部的内蒙古地区和河南的北部地区降水减少趋势最为明显,降水量在1997年发生突变,降水变化存在5～7 a和10～15 a 2个周期.     

1957—2011年陕西省降水特征分析及趋势判断

采用距平分析法、极差分析法和小波分析法,结合GIS空间分析技术,详细分析了1957—2011年陕西省降水空间格局特征、年际变化特征、降水持续性特征和周期性特征,并根据持续性特征和主周期对陕西省未来降水趋势做出判断。研究结果表明:1陕西省年降水量空间分布随着纬度增高而减少,总体趋势表现为从东南向西北逐渐递减,南北差异悬殊。400 mm和800 mm等降水量线均有总体南移的趋向,这与近几十年来陕西省降水量持续减少有密切关系。2降水量年际变化震荡剧烈、稳定性差,年降水量线性倾向率为-9.7 mm/10a,年降水量和各个季节降水量变化均呈波动态势,春季和秋季波动剧烈,下降趋势明显。3季节和年降水量Hurst值都大于0.5,表明降水量未来变化将与过去的变化趋势一致,但不同地区和时间尺度的持续性有所不同。4降水量在不同时间尺度上存在明显的震荡周期,34或24年为其主周期。5陕西省未来2~3年仍处于多水期,但2015年以后将会进入少水期,这种状况最长会持续11年之久。因此,未来陕西省暖干化趋势将凸显。