1961-2010年云南省极端降水时空变化特征

基于云南省1961-2010年0.25°×0.25°的逐日气象格点数据,包括日平均温度、日最高温度、日最低温度以及日降水量,通过STARDEX Diagnostic Extremes Indices Software计算出57个极端气候指数,并选取其中的7项主要极端降水指数,运用Mann-Kenddall秩次检验方法和Arcgis 10.1进行空间制图比较分析云南省极端降水在时空上的变化特征.结果表明:云南省日降水量强度和较强降水阈值、最大5日降水量、湿日平均降水量的空间分布由南向北逐渐减少,表现出非常显著的空间差异;滇西、滇西南及滇南边沿地区日降水量强度、较强降水阈值、最大5日降水量和湿日平均降水量均达到云南省较大值,较强降水日数也较多,最长连续干日数较短,而滇西北东南部地区日降水量强度、较强降水阈值、最大5日降水量和湿日平均降水量均为云南省最低值,较强降水日数最少,最长连续干日数较长;总体来看,近50年来云南省日降水量强度在大部分地区呈不明显的下降趋势.     

嘉陵江流域极端气温和降水时空变化特征分析

基于嘉陵江流域11个气象站点1960-2016年逐日气温和降水数据,分析极端气候指数的时间变化和空间分布趋势规律.研究结果表明:夏天日数(SU)、暖夜日数(TN90p)、热夜日数(TR)、暖昼日数(TX90p)、最低气温极大值(TNx)、最高气温(TXx)呈显著增加趋势,而霜冻日数(FD)、冷夜日数(TN10p)、连续有雨日数(CWD)、中雨日数(R10)呈显著下降趋势;从空间分布变化趋势来看,气候极端指数变化趋势具有差异性,其中,SU、TN90p、TR、TX90p、TNx、TXx呈现上升趋势,TN10p、FD、CWD、R10呈现下降趋势,少数地区达到显著水平;相关性分析表明,高程与Mann-Kendall检验结果的Z统计量相关性更大,其中嘉陵江流域中TX90p、TXx、SU和TN90p极端气温指数变化受海拔影响较为显著.     

近50年黄淮海平原极端降水时空变化及其对农业的影响

气候变化下由极端降水引起的农业灾害频发,严重威胁我国的农业生产和粮食安全.以黄淮海平原63个气象站点逐日降水数据为基础,分析了1963-2012年降水事件频次和强度的时空变化、年际变化趋势的时空变化,并采用Pearson相关系数揭示极端降水对农业的影响.结果表明:(1)从空间分布来看,大雨总量、暴雨总量和大雨日数均呈现自东南向西北递减的特点,大雨强度的空间分布相对较均匀;山东省的暴雨雨量分布特征与总体不一致,自西南向东北递减.(2)从时间变化来看,大雨日数、暴雨日数和暴雨强度减少趋势均不显著,大雨强度上升趋势不显著.各指标年际变化趋势空间分布差异较大,呈增加趋势的站点少于呈减少趋势的站点.(3)从对农业的影响来看,河南省农业水灾面积与极端降水指标存在显著的正相关,降水日数的影响程度大于降水强度;冬小麦单位面积产量与全年和生育期内大雨日数和大雨总量均存在显著负相关;冬小麦单位面积产量与5-6月降水总量和降水强度呈显著正相关,与极端降水指标和连阴雨指标均呈显著负相关,不同降水指标对冬小麦产量的负效应表现为大雨>连阴雨>暴雨.     

1965-2013年黄土高原地区极端降水事件时空变化特征

基于黄土高原地区52个气象站点1965-2013年逐日降水数据,辅以一元线性趋势分析、相关分析、Mann-Kendall检验及反距离加权插值(IDW)等方法,本文分析了黄土高原地区极端降水事件时空变化特征.结果表明:1)时间上,持续性指标和强度指标中除降水强度(SDⅡ)外均呈现减小的趋势;绝对指标和相对指标中除R10 mm降水日数(R10 mm)外,其他指数均呈现增加的趋势,但均未通过0.05显著性水平检验.2)空间上,就持续性指标来看,连续无雨日数(CDD)增加趋势最大的位于区域Ⅲ,连续降水日数(CWD)和年降水总量(PRCPTOT)在区域Ⅱ的北部的增幅最大;强度指标中,1d最大降水量(RX1 day)和5d最大降水量(RX5 day)在区域Ⅱ的中部和北部增幅最大,SDⅡ增幅最大的地区主要集中在区域工和区域Ⅱ的北部地区;绝对指标中,R10 mm、R20 mm降水日数(R20 mm)和R25 mm降水日数(R25 mm)的趋势变化呈由南向北增加的趋势;相对指标中,异常降水日数(R95p)和极端降水日数(R99p)增幅最大的地区主要集中在区域Ⅱ.3)CDD与经度、纬度呈显著的负相关,年降水总量(PRCPTOT)、R10 mm和R25 mm与纬度呈显著正相关,其他极端降水指数与经纬度和海拔高度的相关性不显著.4)主成分分析的结果表明2类极端降水指数的总贡献率达到80.73％,除CDD外,其他极端降水指数与PRCPTOT均具有良好的相关性,且均通过了0.01显著性水平检验.5)Hurst指数结果表明黄土高原地区CDD、SDⅡ、R10 mm、R20 mm和R25 mm极端降水指数变化均呈反向变化特征,其他极端降水指数呈同向变化特征.     

济南市极端降水特性与雨岛效应分析

利用济南市1985、2000和2015年3期Landsat遥感影像资料,监督分类获得每期土地利用类型,分析3个时期全市及中心城区建设用地面积变化情况．基于济南市24个降水站点1972—2016年的逐日降水数据,选取PRCPTOT、R30 mm、R50 mm、SDII、Rx5day和R95p 6个极端降水指标,运用Mann-Kendall趋势检验和Sen′s坡度估计,分析济南市汛期和年际尺度极端降水时空演变特征． 结果表明:1985—2015年济南市建设用地增长迅速,全市范围扩增超5.5倍,中心城区范围扩增近2.0倍; 随着城市化进程发展,济南市中心城区及商河站降水量逐时段增加,但中心城区降水量增速随着城市化发展放缓;年际尺度与汛期尺度的极端降水指标演变特征存在一致性,分别有4、5个站点降水序列具有显著变化趋势;中心城区与商河站极端降水指标均呈上升趋势,与城市化密切相关,其中,汛期中心城区的Rx5day和R95p均以1 mm·a?1的速率不显著上升．以上事实表明,济南市可能存在一定的雨岛效应．      

1960-2014年河南极端降水特征分析

基于河南1960-2014年17个气象台站日降水实测数据,采用线性趋势与分析方法,根据选取的9个极端降水指数,分析了河南省极端降水的时间演化和空间分布,探讨了影响极端降水的因素.结果表明:(1)河南极端降水指数多年均值的空间分布整体呈现由北向南连续干日数减弱、年总降水量和大雨暴雨日数增多,自西向东平均日降水强度增强的分布规律.(2)该区极端降水指数长期演变趋势存在一定的空间差异.大部分地区降水量减少,但发生干旱和大到暴雨的日数却增加;而河南东部地区的极端降水事件呈现增强趋势,南部地区则表现为减弱趋势.(3)极端降水指数具有明显的年际和年代际时间变化规律,整体表现为20世纪80年代早期偏多、90年代偏少、21世纪后又增多的特点.河南地区极端降水变化符合我国中部和北部地区极端降水整体呈减少趋势的研究结果;引起其变化的重要原因为异常大气环流所致.而由于极端降水事件本身的特殊性和复杂性,区域内极端降水事件的物理成因和机制还需要深入研究.     

气候变暖下山东省月尺度极端降水的时空变化特征

为揭示气候变暖背景下极端降水多尺度的变化规律，基于山东省国家气象站1961—2020年逐日降水量资料，利用百分位数相对阈值法分析月尺度极端降水事件的时空变化特征。结果表明：山东省极端降水事件主要出现在夏季7、8月，年频率均在40%以上；各地年频次大致自东南向西北递减。大部分地区极端降水年频次和极端降水量增加，除秋季外各季均增加，冬季增加明显。20世纪80年代中期之后，各地极端降水普遍增多增强，年际变化明显增大；夏季和冬季极端降水强度明显增强，其中，鲁中、鲁西南、半岛等地夏季每10 a增加10～20 mm,冬季各月增加20%～50%。可见，在气候变暖背景下，山东降水不稳定性普遍增加，更需加强暴雨洪涝、暴雪等灾害风险预警与防控服务。     

新疆南疆地区近50年来极端气候事件分析

为探讨新疆南疆地区近50年来极端气候事件,采用1961-2008年新疆南疆地区22个气象站点的逐日降水量、最高气温和最低气温数据,计算了20个极端气候指标,采用线性拟合方法分析了该地区近50年来极端气候事件的时空变化特征。结果表明:南疆地区极端降水和极端气温事件整体上都呈显著增加趋势。其中简单降水强度指数、年湿期降水总量、月最大1日降水量、月最大5日降水量及强降水量分别以0.79、59.9、4.52、7.56和23.32mm/10a的趋势增加,连续干日以-2.39 d/10a减小;南疆地区北部(天山山脉以南的带状区域)极端降水指数增长最快,南部和东部次之,塔里木盆地也显示出了微弱的上升趋势,西部部分站点则呈现较微弱的下降趋势;日最高温度的月极小值、日最低温度的月极小值、日最高温度的月极大值、日最低温度的月极大值、暖夜指数、暖日指数、夏日数、逐日温度差等都显示出上升趋势,而霜冻日数、结冰日数、冷夜指数、冷日指数和冷期长度指数都呈下降趋势,其中,逐日温度差和冷夜指数都呈波动减小的趋势,冷日指数呈先增大后减小的趋势,暖夜和暖日指数则呈先减小后增大的趋势,冷期长度指数呈先下降再上升达到峰值而后下降的趋势。     

乌江中下游流域极端降水频数和强度浅析

利用1987—2017年乌江中下游流域思南、德江、沿河三站国家站逐日降水数据,采用95位百分位法定义极端降水事件发生阈值,运用统计学方法分析乌江中下游流域极端降水事件频数和强度的特征,基于MK非参数检验方法对极端降水事件频数和强度长期变化趋势进行检验。研究近31年乌江中下游流域三站极端降水频数和强度的特征与关系,结果表明,乌江中下游流域思南、德江、沿河近31年来发生极端降水事件阈值分别为31.5 mm、31.2 mm、33.5 mm,平均极端降水频数分别为7.6 d、8.1 d、7.5 d,平均极端降水强度分别为52.3 mm/d、53.4 mm/d、55.3 mm/d,近31年来三站发生极端降水事件的频数和强度总体有上升的趋势,日降水量大于100 mm的极端降水事件主要集中出现在6月和7月,典型极端降水事件年发生概率为45%。     

1960-2013年黄淮海平原极端降水时空变化特征

基于黄淮海平原1960-2013年51个气象站逐日降水数据,计算了4个极端降水指数,利用线性回归、小波分析和Mann-Kendall趋势分析等方法,分析了黄淮海平原极端降水的时空变化特征以及其与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的关系.研究结果表明,近54年黄淮海平原极端降水指数呈波动降低趋势,20世纪60年代表现出明显的减少趋势,90年代中后期开始呈上升趋势.除极强降水量(R99p)以外,其他3个指数在近54年的时间尺度上都存在2~3a的显著周期.在空间格局上,极端降水表现为明显减少趋势的站点主要位于河北省和山东省西北部地区,而河南省、安徽省和江苏省北部地区的站点具有增加的趋势.在20世纪80年代到90年代初,ENSO指数与极端降水指数呈显著负相关关系.研究结果可以为解决黄淮海平原水资源短缺等问题提供一定的理论依据.     

云南近50年极端气温及降水事件变化特征与区域气候变暖的关系

利用19612008年云南125个观测站的逐日观测资料,采用百分位值法定义了云南极端气温、降水事件阈值,分析了极端条件下的高温、低温和强降水的分布特征、气候变化趋势及其与区域气候变暖的关系.结果表明,云南极端高温阈值大于36℃的中心分别在低海拔的金沙江河谷、红河河谷及昭通和西双版纳的部分河谷地区.全省大部分地区极端高温频数具有明显的年代际变化特征.极端低温阈值小于-10℃的低值中心则集中位于迪庆州北部.大部分地区极端低温频数呈明显减少趋势.极端强降水阈值超过40mm的大值中心有3个,分别位于玉溪南部红河南部、普洱南部和曲靖南部.年平均气温与极端高温频数为正相关关系,与极端低温频数为显著的负相关关系,与极端强降水频数的相关关系不明显.     

算子的积分表示与范数在端点集上的可达性

给出了紧凸集上的连续的仿射算子或线性算子的积分表示定理,并证明了连续仿射算子的范数在紧凸集的端点集上可达．从而推广了Choquet定理并加深了对端点集的边界特性的刻画．     

我国极端温度事件的定义和趋势分析

 利用1961-2005年45 a中国日平均温度的站点资料和累积频率的统计方法,确定了以90%（10%）累积频率为标准的日、旬、月和季四种不同时间尺度的极端高（低）温事件的阈值。分析表明,日尺度阈值（简称“日阈值”）用于检测极端高（低）温事件最为合理。但在日阈值的季节变化中包含系统性的天气扰动,因此需对其进行低通滤波,滤去8日以下的波动,最终可得到较为合理的检测极端温度事件的日阈值。对用日阈值检测出的全国极端温度事件,定义频数（日平均温度等于或超过高阈值的次数）和平均强度（极端温度事件的日平均温度总和与频数的比值）两个参数进行分析,发现频数的线性趋势表现为：高温事件（大于等于高阈值）中,内蒙古和新疆北部均为大趋势区,而西南地区为小趋势区,低温事件（小于等于低阈值）则相反,趋势显著的地区为高温事件中的东北、华北和青藏高原一带。平均强度的线性趋势表现为：高温事件中,我国东北地区为负趋势的大值区,云南西北部和海南省大部分地区为正趋势的大值区。低温事件则相反,趋势显著区则为高、低温事件中25°N的以南地区。     

滇西北地区濒危植物的多样性、地理格局及其形成机制

滇西北地区是全球濒危植物多样性的热点分布地区之一。此研究以大尺度的濒危物种分布信息为基础,结合数理统计和GIS空间分析的方法,探讨了滇西北地区濒危植物的多样性、地理分布格局及其形成机制。结果表明,滇西北地区拥有濒危植物64种,分属于60属42科;滇西北地区濒危植物的多样性从南到北呈明显递增的趋势（R2=0．17,P〈0．01）;从空间分布宽度来看,81．3％的濒危植物分布范围狭窄,仅在1～2个县（市）域出现。多元逐步回归分析表明,分布范围狭窄的特有植物的多样性可能是解释研究区域内濒危植物多样性分布格局的主导因素（R2=0．58,p〈0．01）。这意味着滇西北地区濒危植物的形成机制可能与其狭窄生境有关。     

1961-2013年东北区域极端气温的变化特征

为研究东北地区极端气温变化规律,利用1961-2013年最高、最低气温资料,采用线性趋势分析方法,从时间变化、空间分布、发展趋势、指数强度方面对极端气温指数绝对及相对变化的影响等角度分析了我国东北区域极端气温事件的变化规律。结果表明：东北区域冷指数减小,暖指数增大,指数强度越大,其绝对变化越小而相对变化越大;高强度极端气温对温度变化的贡献大于低强度极端气温;高强度极端气温指数变化率增加幅度大于低强度指数,冬季各指数变化率最大;结冰日数、冷昼日数和暖昼日数变化率在东北区域的南北两侧较大;研究时段内,夏季日数、炎热夜数、暖昼日数和暖夜日数增加的幅度不断增大;霜冻日数、结冰日数、冷昼日数和冷夜日数减少的变化率先增大后减小。     

Spatiotemporal distribution and decadal change of the monthly temperature predictability limit in China

Based on the nonlinear Lyapunov exponent and nonlinear error growth dynamics, the spatiotemporal distribution and decadal change of the monthly temperature predictability limit （MTPL） in China is quantitatively analyzed. Data used are daily temperature of 518 stations from 1960 to 2011 in China. The results are summarized as follows： （1） The spatial distribution of MTPL varies regionally. MTPL is higher in most areas of Northeast China, southwest Yunnan Province, and the eastern part of Northwest China. MTPL is lower in the middle and lower reaches of the Yangtze River and Huang-huai Basin. （2） The spatial distribution of MTPL varies distinctly with seasons. MTPL is higher in boreal summer than in boreal winter. （3） MTPL has had distinct decadal changes in China, with increase since the 1970s and decrease since 2000. Especially in the northeast part of the country, MTPL has significantly increased since 1986. Decadal change of MTPL in Northwest China, Northeast China and the Huang-huai Basin may have a close relationship with the persistence of temperature anomaly. Since the beginning of the 21st century, MTPL has decreased slowly in most of the country, except for the south. The research provides a scientific foundation to understand the mechanism of monthly temperature anomalies and an important reference for improvement of monthly temperature prediction.     

浇灌方式对盘装佛甲草养护耗水量及基质温度的影响

用盘装佛甲草设计制作8个浇灌试样,在福建省厦门市的夏季典型气候下,对比实测不同浇灌方式对试样水分蒸发量、浇灌耗水量及基质温度的影响.结论表明:在盘装佛甲草每日间歇裸浇1次的情况下,浇灌时间点对其日水分蒸发量影响不大,但对其逐时水分蒸发量有时序影响;在吸液材料持续浇灌情况下,吸液材料和吸液方式对盘装佛甲草的日水分蒸发量和逐时水分蒸发量均影响不大;与每日裸浇1次的间歇浇灌相比,在夏季连续高温下,利用吸液材料持续灌溉至少可节约用水18%且可显著降低基质温度均值和振幅值.此外,在持续高温条件下,盘装佛甲草3 d不浇灌,其日水分蒸发量将显著降低,6 d不浇灌,其日水分蒸发量将接近于零.     

近40年云南省极端降水时空变化特征分析

为了研究云南省降水及极端降水变化趋势,基于1979—2019年云南省气象站点日降水数据及十种极端降水指标,采用M-K突变检验、小波分析及Hurst分析等方法,对近40年内降水及极端降水的变化趋势及空间格局进行探讨。结果表明：1979—2019年云南省年降水整体呈下降趋势,降水总量下降最大倾向率达到-24.52mm/10a,存在24年、9年及其他变化尺度,干旱半干旱区突变显著性最强。在空间变化趋势中,强降水量在湿润区出现快速下降,倾向率达到-5.161mm/10a。其他极端降水事件频率、强度及极值出现不同程度下降;Hurst指数均小于0.5,显示未来各地区间极端降水频率、强度指数变化趋势将会减弱;降水总量能够较好的指示其他极端降水指标变化,相关性达到0.8,降水强度其次,相关系数达到0.7,且均通过0.01显著性检验。研究结果能够为科学研究极端降水趋势变化机制提供依据。     

陕甘宁三河源区1971-2017年极端降水时空变化分析

为了揭示陕甘宁三河源区极端降水时空分布及其变化规律,利用1971—2017年逐日降水、气温数据,辅以气候趋势系数、小波相干分析等方法分析三河源地区极端降水时空变化特征,并探究极端降水指数与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)的关联关系。结果表明:1971—2017年,陕甘宁三河源地区极端降水有明显增多的趋势;在空间分布上受地理位置和地形的影响,总体呈现“南高北低”的分布格局,空间差异显著。研究区内极端降水指数变化增减不一,大部地区极端降水量增多,弱降水日数减少,强降水日数增多,降水强度增大,降水趋于极端化。极端降水指数与多元ENSO指数(MEI)呈显著负相关关系,存在3~5 a及9~12 a时间尺度的显著共振周期。     

Some evidence of drying trend over northern China from 1951 to 2004

The surface wetness index, Palmer drought sererity index and the retrieval of soil moisture over China were calculated using monthly precipitation and monthly mean surface air temperature. Based on the contrast analysis of the variation of the above three indices and precipitation, the dry/wet spatio-temporal pattern of northern China in the last 54 years was revealed, and the evidence of drying trend over northern China was analyzed, especially. The results show the following four facts: (1) The drying trend is the main characteristic of the eastern part of Northwest China and the central part of North China since the 1980s and it was enhanced in the last 15 years mainly due to the precipitation decrease and the temperature increase; (2) During the last 54 years, there was only one dry/wet shift at the interdecadal scale occurring in the eastern part of Northwest China and the central part of North China in the late 1970s, which was related to 1977/1978 global abrupt change, whereas there were three shifts in Northeast China, one was in the mid 1990s and the other two were in 1965 and 1983, respectively; (3) Unlike the variation trend of other subregions of northern China, the western part of Northwest China is currently located in a relatively wetting period, which is weak-ened due to the temperature increase; (4) The extreme drought frequency is obviously increasing in the eastern part of Northwest China, the central part of North China and Northeast China since the 1980s, which is closely related to the precipitation decrease and temperature increase in these subregions.