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.     

近60年营口地区气温变化多时间尺度分析

根据近60年的逐日气温资料,采用线性拟合、小波变换、Mann-Kendall突变检验和R/S分析等方法分析了营口地区的气温变化。结果表明：近60年营口地区年平均气温呈上升趋势,气温倾向率为0.32℃/10a;四季平均气温上升速度存在差异,倾向率分别为0.42℃/10a、0.17℃/10a、0.23℃/10a、0.47℃/10a。年平均气温存在准2a、4a、6～7a和16a左右的显著变化周期,其中4a和16a左右周期振荡能量强大,时域中4a年际尺度变化表现在1980年以后,而16a年代际尺度振荡主要表现在1970年以前。显著偏暖年出现在1998年和2007 年,1976年为冷夏,2007年出现暖冬。年平均气温在20世纪80年代末发生突变。预计未来一段时期营口地区气温变化依然保持增暖趋势,春季和冬季的增温尤其显著。     

我国东北地区主要城市气温和降水量序列的多尺度分析

根据1961~2010年东北地区35个主要城市站的逐日气温及降水资料,采用线性拟合、小波变换、经验正交函数分解、Mann-Kendall突变检验和R/S分析等方法,分析了我国东北地区主要城市的气温和降水的变化。结果表明:近50年东北主要城市年平均气温呈上升趋势,其中20世纪80年代后期至90年代初增温幅度最大;城市气温变化存在明显的16a尺度年代际变化周期和(7~8)a、4 a和准2 a尺度的年际变化周期,其中4a尺度的低频振荡能量最强;城市化进程对气温变化影响显著。东北地区主要城市的年降水量减少趋势明显,其中20世纪60年代中期至80年代初降水减少幅度最大;年总降水变化存在准2 a、4 a和(9~10)a尺度的年际变化周期,其中4 a和(9~10)a振荡能量最强;夏季出现特涝的概率大于特旱,大涝的几率小于大旱;同时7月份是东北局部特大洪涝或干旱的多发时段。     

北极巴罗地区小冰期以来的冷暖事件

北极阿拉斯加巴罗(Barrow)地区(70°20′N,156°40′W)湖泊钻孔花粉记录,~(210)Pb 和~(137)Cs 测定以及多项环境代用指标测试(有机质含量、总 C 和总 N 含量、CaCO_3),揭示了小冰期以来 Barrow 地区曾发生3次暖期(公元1540～1600年,公元1660～1730年和公元1880～1992年)和3次冷期(公元1440～1520年,公元1610～1650年和公元1750～1850年)。这些冷暖事件与格陵兰世纪营和青藏高原古里雅冰芯记录对比发现,虽然在高频变化上,不同地区存在着差异,但重大冷暖事件都曾出现。     

吉林省森林火灾发生规律的研究

根据我省近半个世纪森林火灾资料的周期分析，结果表明：①年度火灾次数存在17a为一周期；春季火灾次数有17a．7a，19a，2a四种周期；秋季火灾次数存在6a，11a．4a，15a四种周期．②1983年以来我省森林火灾逐年减少，用灰色理论的GM（1，1）时间响应函数来描述和预测是可行的．精度要求比较好．③1990年以来我省森林火灾出现历史最低值，这主要是加大了防火设施设备的建设和资金的投入，使森林防火技术措施有了进一步的完善．     

全新世寒冷事件与气候变化的千年周期

在统计10000aBP以来我国每百年中寒冷事件记录的频率的基础上,分析了寒冷事件的时间分布特点和频率序列的功率谱.结果表明,10000aBP以来的冷暖变化在500,1000和1300a的周期是明显的.其中,两个相邻寒冷事件的平均时间间隔与500a周期相对应,间隔一个事件的两个寒冷事件之间的平均时间间隔与1000a周期相对应.而包括一长(400～800a)一短(100～200a)两个寒冷时段的一个气候旋回与1300a左右的周期相对应.为千年周期的存在提供了进一步的证据.     

陕西省1961年～2011年气温和降水变化趋势及突变分析

利用陕西省20个气象站台1961年～2011年的月降水量和月平均气温数据,采用线性趋势法、Mann-Kendall法、累积距平法和Morlet小波分析等研究方法,对陕西省近51年来的气候变化趋势和突变现象进行研究分析.结果显示：近51 a来,陕西省年均温呈现出显著上升的趋势,其气候倾向率为0.203℃/10a,在1988年～1989年左右发生了由低温到高温的气温突变;其年均温的增长率呈现出南北高、中间低的趋势,增温幅度表现为南北强、中间弱的特点.陕西省年降水量呈现出波动下降的趋势,其变化速率为－13.491 mm/10a,在1985年年降水量发生了由多到少的突变;年降水量的下降速率呈现出由南往北逐渐增加的趋势.Morlet小波分析表明,陕西省年均温存在24a左右的强显著周期,此外还有9 a和4 a的小尺度变化周期;年降水量存在24 a左右的强显著周期,还有8 a和3 a的小尺度的变化周期.通过以上分析,近51 a陕西省总体气候呈现明显的暖干化趋势.     

气候变迁与中国战争史之间的关系综述

气候是政治命运的影响因素之一,在中国近5000a的历史中,气候共经历了4次寒冷期和数次暖期中的短暂冷期．气候的突变,特别是气候变冷给农业社会带来巨大的打击,从而成为战争爆发的导火索．通过对气候变迁以及中国战争史的叠加研究,发现战争的发生和气候变迁存在着很大的关联．     

九仙山暴雨日数的时空变化特征

利用九仙山气象站1956-2004年的降水数据资料,采用线性回归分析、morlet小波和Mann-Kendall检验方法对九仙山暴雨日数进行综合分析。结果表明：近50年来,九仙山暴雨日数总体呈下降趋势,且明显存在17a左右和2～4a的周期变化。     

农牧交错带降水与温度的功率谱分析--以科尔沁沙地为例

在介绍了功率谱的概念及其计算方法的基础上，用功率谱的间接计算方法计算了农牧交错带内科尔沁沙地8个气象观测点从1961—2000年降水量和温度的功率谱．结果表明：在步长为年的尺度下，40a的数据序列长度还不足以反映降水和温度的周期性规律．在步长为旬的尺度下，降水量的变化总体上有较明显的8～10a，4．4～4．7a的周期性规律，其中尤以9a，4．4a的周期最为显著，并且存在2．3a，2．5a，6～7a的次明显周期；温度的变化总体上有较明显的9a，4．4a，3a和2．2a的周期规律，尤以9a，4．4a的周期最为显著．降水以及温度变化的周期性变化规律对进一步理解科尔沁沙地的生态环境演化具有重要的借鉴意义．     

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(QB0)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.