中国北方农牧交错带全新世环境演变的若干特征

我国北方农牧交错带是环境变化的敏感地区之一.全新世以来,根据本区的沙地形成、演化和湖泊演化对比,得知近1万a来有过四五次较大的气候波动;自3000a以来干湿频率有加强的趋势。本地带具有准2000a周期及准22、准38、准83、准102和准400a周期,为预测未来环境变化提供依据,为制定开发规划时参考。     

绍兴市近48年降水演变特征统计分析

选取绍兴国家气象观测站1961年1月至2009年2月逐月降水量作为降水分析基本资料,利用一元线性回归、小波变换和Mann-Kendall检验等统计学方法对绍兴降水季节变化和年际变化的特征进行了综合分析,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来降水变化趋势进行了预估.结果发现,绍兴市近48 a各个季节和年降水都存在多时间尺度特征,大尺度的周期变化中嵌套有小尺度的周期变化.春季降水以3～4 a年周期为主.并有准3 a周期向准4 a周期转变的趋势;夏季降水主要存在准4 a和准14 a周期变化;秋季降水主要存在准2 a和准12 a周期变化;冬季降水主要存在准4 a和准16 a周期变化:年降水主要存在准2 a和准4 a年际周期变化和准13 a年代际周期变化.绍兴春季和冬季降水突变不明显;夏季和秋季突变明显,突变点分别出现在1973年和1963年,而年降水突变不明显,不存在明显的突变期.夏季降水变化趋势和年降水趋势基本一致:夏季降水和年降水在时域上分布有很大的相似性,都具有准4 a周期变化.并全时域存在;夏季降水突变影响到全年降水的突变.根据绍兴夏季降水和年降水的主周期推测.2009年后的5～6 a绍兴年降水将相对偏多.     

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.     

近50年海表温度的多时间尺度分析

根据1951～1999年完整可靠的海表温度(SST)资料,利用墨西哥帽小波和Morlet小波变换分析近50 a SST的突变点以及多时间尺度结构.结果表明,两种小波都十分明显,并有效地揭示了近50 aSST的不同层次的奇异点及其多时间尺度精细结构.Nino各海区的海温距平(ΔTss)序列具有多层次的时间尺度结构,存在着准4 a,4～10 a和20 a左右尺度的周期变化,24 a左右的较大时间尺度和8个月以下的小时间尺度周期信号较弱.Nino各海区的SST变化表现为多层次多时间尺度的冷暖结构特征;近50 a海温总的变化趋势变暖.     

Ap，aa和Dst指数周期变化特征的EMD分析

经验模态分解（EMD）方法在处理非线性及非平稳随机信号序列时表现出很大的优势和应用潜力．利用EMD方法对地磁指数（Ap,aa及Dst）月均值进行了分解,分别得到一系列模式和一个趋势项．其中可能包含了6个月周期分量,准1a周期分量,准两年震荡（QBO）分量,准5a周期分量,准11a周期分量和22a Hale周分量等．地磁活动指数与太阳黑子数都有着显著的11a周期变化分量,比较发现Ap和aa指数准11a周期分量极值出现要比太阳黑子数R准11a周期分量极值出现平均滞后1—2a,滞后最大值发生在1970年前后; Dst指数没有特别明显的滞后特征．     

全新世几个特征时期的中国气温

总结分析了近万年以来中国气候变化的4个典型时期(大暖期、中世纪暖期、小冰期及现代暖期)的气候特征．大暖期出现于8．5～3．0kaBP,最暖在5．5～6．0Ka及7．0kaBP前后,气温比近百年平均高2°C以上．公元9世纪后半叶到13世纪末,中国东部气候偏暖,50年平均气温的一些极大值与近百年(19世纪80年代～20世纪》年代)相当或略偏高．但其中12世纪较寒冷．中国西部则除9世纪后半叶较暖外无类似东部的暖期．近千年来中国有5个冷期;在12世纪前半叶,14世纪前半叶,15世纪后半叶到16世纪前半叶,17世纪及19世纪．其中后3个冷期可以认为是中国小冰期的3个冷期．年平均气温的10年平均距平最低在-1．0°C以下,30～50年平均在-0．5"12以下．20世纪是近12个世纪中最暖的一个世纪,比近1 200年平均气温高0．5°C以上．近百年来20世纪20年代到40年代是最暖的时期,但从年平均来看1998年平均气温距平(对1961～1990年30年平均)达到1．38°C,是1880年以来最暖的一年．     

千年尺度上冷暖变化的自相似特征研究

从历史文献和自然证据两方面的信息证明,中国历史时期的冷暖变化在千年尺度上具有自相似特征,其落后自相关在1350a左右的长度上最为显著,此1350a重现周期包括了4个长度在百年以上的冷暖期:持续200～250a的暖期、150～200a的冷期、300～350a的暖期、550～600a的冷期,每个冷暖期中包含若干个相对冷暖事件.相对于550～600a的冷期,另3个阶段可合并为总体上以温暖为主的阶段,这两大冷暖阶段之间以大幅度的快速升温或降温的方式实现状态的转换.根据冷暖变化的1350a的重现周期推断,20世纪暖期属持续时间长度为200多年的暖期,在位相上与570's～770's的隋唐暖期相同,其变化过程与570's～770's暖期十分相近,但升温速率更快一些,特别是1980's～1990's年的温度明显高于1500's～1990's的温度距平与150's～650's的温度距平的回归曲线,这可能反映了人类活动对20世纪增暖的影响.     

高分辨率湖泊-三角洲相沉积记录的18世纪中叶以来鄱阳湖地区气候演化特征

该文基于鄱阳湖地区高分辨率(0.7 a/1.5 cm)湖泊-三角洲沉积记录的地球化学特征,重建了该区域18世纪中叶以来的气候演化序列.分析表明:鄱阳湖地区河湖相小于20 μm的沉积物硅铝率(n(SiO₂)/n(Al₂O₃))、铷锶比(Rb/Sr)敏感地响应了区域气温变化,指示区域气候自18世纪中叶以来经历了暖-冷-暖3个阶段,其中的偏冷阶段由1790—1820年、1853—1905年的2个强冷时段和1820—1853年的弱冷时段组成,在长江中下游地区和华南地区的记录中普遍反映了这种气候演化阶段; 20世纪以来该区域气候逐渐变暖.功率谱分析显示:区域气温存在85 a、33 a、11 a和2～5 a的震荡周期,这与太阳辐射、太阳黑子活动和ENSO的周期一致; 该区域气候1790—1820年和1853—1905年的强冷时段对应了太阳辐射的低值期和火山活动的活跃期,这表明长江中下游地区的气候演化受火山活动、太阳辐射强度、太阳黑子活动及低纬海气作用的共同影响.     

云南近百年春季气温变化层次结构和突变特征以及低温冷害天气(Ⅰ)

以自适应多分辨分析方法和Ｍａｒ连续小波分析方法对云南近百年春季气温变化规律和低温冷害天气特征进行了分析．结果表明：云南近百年春季气温变化主要经历了５个较大时间尺度的演变,它们分别是１９１５年以前的偏冷期、１９１６～１９５８年的偏暖期、１９５９～１９８０年的相对偏冷期、１９８１～１９８７年的偏冷期和１９８８年以后的偏暖期,对应于这５个较大时间尺度的层次演变,冷暖交替的突变点分别发生在１９１６年、１９５９年、１９８１和１９８８年;在较大时间尺度上,春季低温冷害天气最容易出现在偏冷期和冷暖交替突变点附近．     

太阳活动对黄帝陵500年侧柏年轮变化的可能影响

用小波功率谱方法分析了处于公元1470～1974年间的黄帝陵侧柏年轮指数及长序列的太阳黑子相对数的变化,讨论了它们的变化特征.结果表明黄帝陵侧柏年轮变化具有约2～7,11,93和150a的周期.太阳黑子相对数变化的分析中采用了两个数据序列,对1700～1974年的年均值序列的分析,得到其变化周期约为11,50,93a;对利用地磁资料重建的10a间隔的长7000年的太阳黑子序列,对其1465～1975年间资料的分析得到变化周期约为50,90和160a周期.分析认为,除树木年轮中2～7a的周期被一般认为与ENSO有关外,其中11a的变化周期与太阳活动的Schwabe周期有关,90和150a的长周期变化可能与太阳活动的Gleissberg周期和Suess周期有关.它们之间相关的原因可能来自太阳活动对气候的影响,并进一步影响树木的生长.