利用树木年轮重建小五台山地区1895年以来2-5月份的降水量

利用树轮宽度指数作为代用资料,分析了小五台山地区树木径向生长与气候要素变化的响应关系,发现小五台山地区树木径向生长受晚冬及春季降水影响显著,呈显著的正相关关系,树木生长对降水量的响应明显超过对温度的响应.在响应分析的基础上,重建了小五台山地区1895年以来2-5月份的降水量,重建方程的稳定性较好,可解释重建变量方差的48.02%.重建结果表明,小五台山地区过去100多年中经历了4个主要的偏干期:1903-1911,1927-1932,1940-1943和1992-1996年;4个主要的偏湿期:1895-1898,1912-1920,1933-1936和1948-1950年;自20世纪80年代以来,小五台山地区干旱年发生比例明显增加,由之前的13.95%增加到24.00%,而湿润年的比例则由13.95%降到12.00%;重建的降水序列存在显著的方差突变.     

基于树轮宽度重建漠河近百年1月份降水量

通过对大兴安岭地区漠河县樟子松(Pinus sylvestris var. Mongolica)树轮宽度分析,建立了漠河樟子松树轮宽度标准化年表与差值年表,通过分析标准化年表与该地区气温、降水、帕尔默干旱系数PDSI等气候因子之间的关系,发现树轮径向生长主要受降水控制,其中与1月份降水量相关性较好(r=0. 636,P 0. 000,n=57)。利用线性回归方程重建了1920—2016年1月份降水量,重建序列方差解释量达39. 6%(R_(adj)~2=38. 5%)。经"逐一剔除法"检验重建方程稳定可靠,重建方程为P_1=11. 733·STDt-6. 089。分析重建序列发现近97年1月份存在2个较湿阶段与4个较干阶段,20世纪后30年增加趋势显著。周期性分析表明近97年1月份降水量存在48a,16a,9. 7a,5~7a,2. 2~2. 5a等准周期,或与PDO等大尺度气候波动关系密切。     

树轮记录的青藏高原南部过去526年降水变化特征

利用位于南木林的大果圆柏树轮宽度资料,分析了树轮宽度对气候要素的响应关系,研究结果发现制约树木径向生长的主要因子是年总降水.基于一元线性回归模型建立的转换方程(方差解释量为45.94%),重建了南木林1485-2010年的年总降水(上一年7月至当年6月).重建结果表明:南木林降水存在明显的年代际的气候变化韵律,相对于平均值偏湿的持续时段发生在公元1490-1510,1530-1550,1620-1640,1680-1720,1740-1750,1840-1850,1880-1910,1960-1990年,相对于平均值偏干的持续时段发生在公元1520,1560-1610,1650-1670,1730,1760-1830,1860-1970,1920-1950,1990年以后.与林周地区及高原南部区域降水序列对比发现,过去500年内青藏高原南部地区经历了相同的干湿变化过程,在年代际尺度上变化一致,可能受到相同的气候驱动因子控制.     

广西秋冬季降水特征分析

利用1961年1月至2006 年2月广西89个气象观测站的逐日降水数据,计算各观测站45a来的秋冬季降水时间序列,运用小波分析和Mann-Kendell非参数化统计检验方法, 分析广西秋冬季降水的时空异常分布和变化特征.结果表明,广西秋季降水南多北少,近20a来降水量总体上趋于减少;冬季降水则东多西少,20世纪70年代初期开始出现趋于增多的突变,近15a来这种变化比较显著.广西秋冬季降水时间序列存在着较为明显的年代际和年际两个振荡周期.广西秋冬季降水的地域性差异较大,西部地区秋季降水逐渐减少的趋势较为明显,桂南秋季出现异常干旱的情况比较频繁,桂东北、桂西南的冬季降水明显增多.     

近六十年全球旱地温度和降水的变化特征

旱区是全球陆地的特殊组成部分,其生态环境极为脆弱且生态的自我调节和恢复能较差,对全球变暖的响应十分敏感,是气候变化研究领域中不可忽略的重要部分。因此,研究全球旱地温度和降水变化有着重要意义。本文基于1948—2008年的CPC温度和降水资料,以及GLDAS的湿度、辐射和风速资料,结合曲线拟合、Mann-Kendall检验和小波分析等方法分析了全球旱地的温度和降水的分布及变化趋势。结果表明,全球范围内,总的增温范围比降温范围大,说明全球整体变化趋势是增暖的,且半干旱和湿润偏干区对温度的变化响应较极端干旱和干旱区更为显著。四种旱地类型的温度变化均不存在显著突变,而半干旱区和湿润偏干区降水量的负值突变更加显著;极端干旱区和干旱区的降水突变发生在60年代中期前后,而半干旱区和湿润偏干区的降水突变发生在80年代初期。不同旱地类型的温度变化周期和降水变化周期存在差异,四种旱地类型的温度变化都存在30年和20年的周期,但湿润偏干区的20周期较弱;极端干旱和干旱区的降水量的变化周期为30年,另外两种周期较短。     

湖泊沉积物记录的过去两千年青藏高原南部干湿变化及其驱动机制

基于青藏高原南部过去2000a高分辨率的降水/湿度重建序列,通过区域对比以及集成分析方法,探讨了青藏高原南部过去2000a气候干湿变化的时空特征,并对典型时段中世纪暖期(AD 600-1400年)和小冰期(AD 1400-1900年)高原南部气候变化的特征和机制进行了着重探讨.结果显示:整体而言,过去2000a青藏高原南部气候变化显著,表现出AD 1-600年由湿转干、AD 600-1400年干旱以及AD 1400年后湿润的特征;对比分析表明,青藏高原南部在中世纪暖期和小冰期"暖干"/"冷湿"的特征,与高原东南部以及西北部地区相似,而与高原东部地区相反;过去2000a青藏高原南部气候干湿变化可能与印度季风和西风强度变化、西风在青藏高原上的季节性移动以及蒸散发强度变化有关.     

过去2000 a中国东部干湿分异的百年际变化

分析了101～1900AD间中国东部每200a的干湿分异及其变化状况,讨论了它们与冷暖变化的对应关系.结果显示:2～11世纪,我国东部干湿分异为东西分异,西(西北)干东(东南)湿;12～15世纪,东西分异与南北分异并存,但仍以东西分异为主;而16～19世纪则为南北分异,北干南湿.冷暖变化与区域干湿变化的对应关系是:在暖的时期,干湿分界线偏西,最西达大同-太原-西安-汉中一线;在相对较冷的时期,干湿分界线摆向东南,达济南-菏泽-南阳一线,摆动最大幅度达5个经度以上;而在最冷的两个时段,东西分界线被南北分界线所取代.冷的时期,华北地区偏干,长江中下游及其以南地区偏湿;暖的时期,华北地区湿润,华东地区,特别是长江下游及其以南地区偏干.     

1971—2018年金华地区冬季降水特征研究

为了探究金华地区冬季降水特征和极端降水情况,利用1971—2018年金华地区的实测地面降水资料,运用线性倾向估计、滑动平均、百分位阈值和小波分析等方法,对金华地区48年冬季降水变化进行了研究分析.结果表明:1)48年间,金华地区冬季降水量总体呈上升趋势,降水天数呈下降趋势,说明单次降水的强度增大,极端降水在2000年后出现的频次增加;2)冬季不同月份的降水特征不同,2月份降水量最多,降水天数最多,降水强度最大,12月份干湿变化大,容易出现气象和农业灾害;3)冬季降水量存在4 a,12 a和28 a左右的周期震荡,变化最明显,冬季降水天数周期震荡总体不明显,但单个月份的周期震荡较强烈,1月份的降水天数存在较明显的24 a震荡周期.研究成果可为金华地区的冬季降水机制研究和防灾减灾工作提供一定的参考.     

基于SPEI的太行山东西侧干湿演化特征

干旱是制约太行山区经济社会发展的重要因素,深入了解太行山干湿变化规律对提供早期预警和缓解干旱至关重要.基于1961-2018年太行山区96个气象站实测数据,使用降水及潜在蒸散数据计算标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index),采用ANUSPLIN插值、线性趋势法、Morlet小波及R/S分析等方法探究太行山东西侧干湿变化.结果表明：时间上,太行山1961-2018年间整体呈干旱化趋势;东侧年、春、秋及西侧年、春呈现显著干旱化趋势;东、西侧极端干旱及中等干旱事件发生月数为增加趋势,轻度干旱及湿润事件发生月数呈弱减少趋势.空间上,东侧秋季北部地区、冬季南部地区及西侧西南部年、春、秋干旱化趋势最显著;东侧北部轻度干旱、南部中等干旱及西侧北部轻度干旱、西南部中等干旱事件发生月数增加趋势明显,西侧干旱化趋势较东侧更明显.R/S分析表明,太行山东侧春季、秋季和西侧春季在未来3～5 a有可能呈现湿润化趋势.     

基于标准化降水指数(SPI)的宝鸡地区干旱趋势变化及周期研究

目的研究基于标准化降水指数(SPI)的宝鸡干旱变化、突变以及周期等特点。方法利用宝鸡地区3个标准站1961-2016年的逐月降水数据,选用SPI作为干旱监测指标,辅以小波分析、滑动T检验、Yamamoto检验等方法进行分析。结果 1961-2016年宝鸡地区SPI在波动中呈下降趋势,变化倾向率为0.095/10a。夏季最为湿润,春季和秋季有下降倾向,倾向率分别为-0.06/10a和-0.062/10a,冬季最干旱。1961-2016年宝鸡地区干旱变化存在多个震荡周期,其中15a为第一主周期,6a为第二主周期。宝鸡地区干旱突变年份主要为20世纪70年代末到80年代初以及2000年左右。结论宝鸡地区1961-2016年气候变化呈现干旱倾向,春、秋两季的干旱气候主导了地区干旱趋势,且未来几年仍有干旱趋势。     

近50年吉林省干湿指数时空分布特征分析

采用桑斯维特在气候分类法中定义的干湿指数,结合趋势系数分析、小波分析、M-K检验等统计方法,对吉林省近50年气候干湿变化状况进行了分析,结果表明:吉林省表现出4次相对的干湿交替,即20世纪60年代的偏湿润期,70年代的相对干旱期,80年代的偏湿润期,90年代中后期以后的偏干旱期;存在10～15 a和3a的变化周期,突变发生在1979- 1980年;在空间变化上表现出湿润区范围不断扩大,半湿润区显著缩小,半干旱区范围略有扩大的特点.     

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.     

基于SPEI的华北平原近55年干旱时空特征分析

基于华北平原53个站点1960—2014年逐日气象数据,利用标准化降水蒸散指数(SPEI)、Mann-Kendall趋势分析、小波分析等方法,对华北平原的干旱年际变化趋势、干旱频次变化特征、干湿周期变化、干旱四季变化趋势、干旱频率等进行分析,从而揭示出华北平原干旱的时空特征变化.结果表明:近55年华北平原及表现出干旱化趋势.干湿变化存在3年、5年以及10年的振荡周期,且未来几年干旱趋势为偏旱.四季干旱趋势变化具有明显差异性,秋旱范围最广,具有较明显干旱化趋势.春旱频率分布呈北多南少,东多西少的特点;夏旱频率以河北省西部和河南省最高;秋旱高频区较夏季少,频率大都在32%~34%间;冬季干旱频率在河南省北部、山东半岛以及河北省西部较高.     

基于CMIP5多模式集合预估贵州省干旱时空变化

为了科学合理地预估干旱变化对水资源管理系统造成的影响,以贵州省为研究对象,标准化降水蒸散指数(SPEI)为监测指标,结合国际耦合模式比较计划第5阶段(coupled model intercom-parison project 5,CMIP5)多模式集合数据资料,综合分析了2020—2100年贵州省干旱变化趋势及时空演变特征.结果表明:贵州省的干湿状况在时间尺度上呈交替状态,秋季和冬季干旱化趋势明显,黔中地区在各季节均有干旱化状态;不同季节的SPEI存在不稳定的周期变化特征,振荡周期大致可分为4 a和15 a;整体上,贵州省干旱强度呈减少趋势,但未来秋季和冬季全域性干旱达30 a以上,且干旱发生频率在20.0％以上,说明未来贵州省秋、冬季干旱覆盖范围将进一步扩大.     

祁连山东部地区高分辨率气候记录研究

利用采自祁连山东部的祁连圆柏树芯样本 ,建立标准化年表 ,并将标准年表的树轮指数与采样点附近的天祝乌鞘岭气象站的温度和降水进行响应函数和相关函数分析 .结果表明 ,树轮标准年表序列与当地 3～ 4月份降水成显著正相关 ,相关系数达 0 .5 2 5 ,不同检验分析方法均说明 ,祁连圆柏树轮宽度年表可以用来重建这一地区近 2 80年来的春季降水变化 .重建的近 2 80年来研究区少雨春季与毗邻的河西走廊干旱区旱灾的历史记录相吻合 ;研究还发现 ,祁连山东部地区春季降水对近 10 0年来全球变暖出现明显的相反响应 ,春季降水有明显的减少趋势 .奇异谱和功率谱分析表明 ,近 30 0年来研究区春季降水主要有准 19a和 15 a两个显著周期     

基于标准化降水蒸散指数的宁夏中部干旱带干旱趋势分析

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),选取1960～2012年宁夏中部干旱带的海原、同心、麻黄山、兴仁、盐池五个气象站的降水和平均气温资料作为代表,计算各站SPEI序列,研究宁夏中部干旱带在不同时间尺度、不同季节尺度下的干湿演变趋势、干旱发生强度和频次变化以及干旱发生范围变化。结果表明:①SPEI中起决定性作用的因素是降水;②SPEI值的变化对不同时间尺度的敏感性不同,时间尺度越小,干湿变化趋势越明显,甚至是正负波动振荡;③宁夏中部干旱带干湿变化明显,不同季节均呈湿润化趋势,且以轻度干旱和中度干旱为主,干旱发生范围和干旱发生强度总体呈缩小趋势。     

依据陕西秦岭镇安树木年轮重建3～4月份气温序列

根据秦岭南坡冷杉(Abies Chensiensis)树轮宽度,重建了过去251 a镇安地区3～4月平均气温序列.重建序列的方差解释量达48.58%,其与该地区1741～1980年旱涝指数显著负相关,10 a滑动平均后,r=-0.286(N2=229,α=0.0001),1900年以后更高达-0.718(N3=75,α=0.0001),表明3～4月平均气温可视为当年出现旱涝灾情的预警信号.即:气温较低时,当年容易出现旱情;气温较高时,易出现涝.功率谱分析表明重建序列含有准18.46,2.76,2.73,2.70,2.67,2.64和2.26 a的周期.同时3～4月平均气温与赤道太平洋1～4月海面平均温度(SST14)遥相关(r=0.205,N4=120,α=0.024).     

青藏高原东北缘古降水重建与人类活动

青藏高原东北缘的自然环境对全球变化响应敏感,重建全新世中晚期的降水对过去全球变化研究具有意义.本文利用现代表土孢粉、化石孢粉和现代气候数据,采用GIS和现代类比法,重建了全新世中晚期百年分辨率的降水序列,并探讨了其与人类活动的关系.重建结果表明:6.3~5kaBP为典型湿润期,降水充沛,并在6.09kaBP达到最大值465mm,比现代降水量高约210mm;5~3.9kaBP为亚湿润期,平均降水量比现代高约65mm,但整体降水量在波动中下降;3.9~2.9kaBP为波动期,降水量急剧下降,较前一阶段减少约79mm;2.9kaBP以来降水量较为稳定,平均降水量与现代相当;其中有6个干湿事件,湿事件为6kaBP、4.1kaBP、1.6kaBP,干事件为4.9kaBP、3.8kaBP、2.8kaBP.降水量变化与植被覆盖和史前文化变迁关系密切.     

利用树轮宽度重建西藏中部地区植被指数变化

利用西藏中部大果圆柏的树轮宽度资料,建立了宽度年表.分析了树轮宽度指数、归一化植被指数和当雄月气象要素三者间的关系.结果表明树木的径向生长和区域归一化植被指数对气候要素的响应关系一致,与上年7-8月和当年5-6月的降水量显著正相关,与当年5-6月的温度显著负相关.由于共同受气候因素的制约,树轮差值年表与西藏中部地区7-8月平均归一化植被指数的相关系数达到0.714,二者之间的线性转换方程的方差解释量达到了51.5%,逐一剔除检验证明了方程稳定可信.1565-2006年的归一化植被指数重建序列的分析表明,近20a来的归一化植被指数是整个序列最高的时段,与西藏拉萨、林芝等地的植被指数上升的趋势一致.西藏器测降水量资料和基于树轮重建的西藏中南部降水量序列均反映了近20a来降水量增加的事实.在近20a归一化植被指数升高、植被状况好转的同时,其变异系数随之增加.极端事件出现的频率增加,导致该区域畜牧业发展的风险增大.     

基于树轮火疤重建大兴安岭盘古兴安落叶松林近200年火灾历史

利用树木年轮年代学方法,以大兴安岭北部塔河林业局盘古林场13个兴安落叶松(Larix gmelinii)树轮火疤圆盘为基础,通过交叉定年重建了该地区235 a的火灾历史.对火灾数据的分析表明:盘古地区兴安落叶松林的平均火灾间隔期为31.6a,火灾轮回期为45.4a.林火以早材火为主,占该地区火灾总数的95％;晚材火和休眠火所占比例较小,仅为5％.对盘古地区火灾发生与气候因素的关系进行的分析表明:帕默尔干旱指数(Palmer droughtseverity index,PDSI)与火灾发生当年的叠加点事件分析(superposed epoch analysis,SEA)达到在95％的显著水平,即气候越干旱,盘古地区火灾发生的可能性越大.火灾前几年相对湿润的气候条件也为林火发生提供了必要条件,而且连续的干旱可能导致森林大火的发生.此外,长时间尺度的国家政策或人为干扰对火灾发生也有影响.