The Preliminary Study of Holocene Temperature Centennial scale Natural Variability

全球变暖是目前最为重大全球变化事件,全球变暖的未来趋势是关注的焦点之一,过去全球变化的研究,为预测未来气候变化提供了背景资料.采用中国全新世百年分辨率气温集成序列,利用傅立叶分析技术进行周期分析,并结合全新世环境记录的研究结果,以6000a、4000a、3000a、2400a、1200a、1091a、1000a、923a和706a做为自然变率的谐波准周期,对集成序列进行拟合,结果表明：拟合序列与集成气温变化趋势基本一致,能较好的拟合全新世百年尺度冷暖变率,对集成序列的方差解释量达到81%.并利用周期外延的方法预测了未来百年尺度的气温自然变率,未来500年气温将呈现下降趋势,在2300～2400AD气温较现代低1℃左右.太阳因素与全新世气候的周期性变化关系显著,但太阳驱动气候变化的模式复杂,在千-百年尺度利用太阳活动来预测未来气温具有不确定性.     

利用周期性预测未来百年中国气温变化

全球变暖是目前最为重大全球变化事件,全球变暖的未来趋势是关注的焦点之一,过去全球变化的研究,为预测未来气候变化提供了背景资料.采用中国全新世百年分辨率气温集成序列,利用傅立叶分析技术进行周期分析,并结合全新世环境记录的研究结果,以6000a、4000a、3000a、2400a、1200a、1091a、1000a、923a和706a做为自然变率的谐波准周期,对集成序列进行拟合,结果表明：拟合序列与集成气温变化趋势基本一致,能较好的拟合全新世百年尺度冷暖变率,对集成序列的方差解释量达到81%.并利用周期外延的方法预测了未来百年尺度的气温自然变率,未来500年气温将呈现下降趋势,在2300～2400AD气温较现代低1℃左右.太阳因素与全新世气候的周期性变化关系显著,但太阳驱动气候变化的模式复杂,在千-百年尺度利用太阳活动来预测未来气温具有不确定性.     

过去两千年青藏高原百年尺度温度变化的时空格局

基于青藏高原过去2000 a高分辨率的温度代用序列，通过区域对比以及集成分析方法，深入分析青藏高原过去2000 a温度变化的时空特征。结果表明：过去2000 a青藏高原温度变化可以划分为4个世纪尺度的冷暖时期，即0—600 AD和1400—1900 AD的冷期、600—1400 AD和20世纪的暖期，其中1400—1900 AD和600—1400 AD可能分别对应于欧洲的小冰期和中世纪暖期；青藏高原过去2000 a温度变化存在很强的季节性特征，年平均气温变化存在争议，但夏季温度变化较为一致；夏季温度记录表明20世纪升温并不是很显著，中世纪暖期是过去2000 a中升温最显著且最温暖的时段。目前，青藏高原过去2000 a古温度记录仍存在空白区域，转换函数的选取、气候指标的季节性差异以及定年误差等因素都可能增加温度序列的不确定性。未来，在青藏高原还需要重建更多高质量(高分辨率、有准确的年龄控制、明确的季节性以及精确的气候指示意义)的古温度记录，以更深入地揭示青藏高原温度变化的时空格局及机制。     

过去2000年中国温度变化研究的几个问题

根据最近重建的中国东部地区过去2000年冬半年温度距平序列,结合最近其他一些相关研究结果,对过去2000年中国温度变化序列的重建方法、小冰期及魏晋南北朝冷期的起迄时间与寒冷状况、中世纪暖期与隋唐暖期的温暖程度、过去2000年中国冷暖变化的幅度与速率、温度变化的千年波动周期、20世纪气候增暖是否超出过去2000年气候波动的最大范围及20世纪暖期历史相似型等几个问题进行了综合评述.     

黄土高原西缘3万年以来古气候变化——磁化率代用气候曲线的多尺度分析

黄土高原西缘红咀寺剖面气候代用曲线的小波多尺度分析（Multiresolution analysis），交好的表达了不同周期（时间尺度）的古气候演化特点。分析结果表明：在30-10KaBP 的次冰盛期内，（1）约有56个百年尺度的气候波动，15个千年尺度的气候循环，3个冰阶-间冰阶周期；（2）在小波分解后的千年级尺度气候曲线上，暖事件更为突出，有3个突出的峰（Denekamp,?(),(BΦL)）;（3）新仙女木事件仅反映在百年尺度的气候曲线上，在较长周期的饿曲线上不明显；（4）在百年尺度的气候曲线中，末次冰盛期气候波动频繁，其中18-28KaBP 是频率波动的最大阶段，但随着周期尺度的加大，气候的波动频率逐渐趋于均匀。     

南极洲伊利莎白公主地区250 a来积累率和气温变化研究

利用中国首次南极内陆冰盖考察获得的50m雪芯资料,恢复南极洲伊利莎白公主地区250a来的积累率和气温变化情况.结果表明,250a来,伊利莎白公主地区的积累率和气温大致可以1860年为界分为两段,1860年以前气温和积累率都呈现明显上升趋势,而1860年以后气温明显降低且变率增大,积累率变化不明显.同时,从250a的时间尺度考察近半个世纪以来气温和积累率的结果表明,虽然目前两者都呈现上升的趋势,但都不是历史上的最高值,即百年来全球性升温趋势在本地区并无体现.     

长江中下游地区20世纪60年代以来气温变化的标度特征

标度特征广泛存在于气候系统中,是气候系统内部各组分在不同时空尺度上相互作用的结果．本文基于长江中下游59个气象站点近43年来的日均温资料,分析气温变化的主要特点,采用多重分形消除趋势波动分析（MF—DFA）方法,研究其日均温序列、日均温增幅及增向序列的标度特征,并探讨其气温变化的多重分形特征．其中,增幅序列主要反映气候系统的非线性机制,增向序列则反映气候系统的线性机制．结果表明,长江中下游地区目前正处于近40多年来气温最高的阶段．该地区的日均温序列、线性过程以及非线性过程均具有多尺度的标度行为,在不同尺度上具有不同的标度特征,并且3个序列都在10d左右存在一个交叉点．此外,长江中下游日均温变化具有自相似的多重分形特征,小波动的影响在日均温变化中占优势,这也是日均温序列具有长程相关性的重要原因之一．     

全球气候要暖多久

在首届中国气候大会上，与会的气象专家们达成了这样一个共识：地球的气候系统正经历一次以全球气候变暖为主要特征的显著变化，这是近万年来地球上出现的第3次暖期。从观测到的数据分析，地球的气候一直是呈波动式变化的．冷暖交替出现，目前正处于暖期。近一万年来，地球上气温的波动幅度在2摄氏度到3摄氏度之间，这样一共经历了3次暖期。     

气候变化对亚热带—暖温带过渡区信阳冬小麦生育期的影响

选择地处中国亚热带和暖温带生态地理分界线(秦岭—淮河)的信阳地区,利用1992-2012年信阳冬小麦从播种到各生长发育期大于0℃活动积温数据和1951-2013年气温、降水量月值数据,主要运用Morlet小波分析方法,分析信阳地区冬小麦在出苗、分蘖、返青、拔节、抽穗、乳熟六个生长发育阶段的活动积温和气温序列的多时间尺度变化规律.信阳地区近60a的增温速率达到0.18℃/10a,平均气温变暖幅度约为1.1℃,上世纪90年代中期开始增温较为显著;信阳地区近60a的降水量变化较为平稳,没有明显的增减趋势,降水变率为20%;这些特征与中国及全球同期的变化特征较为相似.信阳地区近60a冬小麦各生育阶段大于0℃活动积温时间序列和气温时间序列都存在着明显的多尺度震荡周期,存在着复杂的多重时间尺度的嵌套结构;各生育阶段积温时间序列存在着2a为周期的高频震荡和4~6a为周期的低频震荡,这些尺度的震荡周期信号强弱不等.研究对提高气候敏感区冬小麦产量、降低病虫害风险及应对旱涝等极端气象灾害有一定的现实意义.     

近63年中国东部冬季气温异常的时空分布特征

利用中国东部地区115站1951-2013年冬季气温以及美国国家大气科学研究中心和环境预报中心再分析资料,采用经验正交展开和旋转经验正交展开方法,分析中国东部地区近63 a冬季气温变化特征,并基于气候划分的区域分析了其与大气环流异常的关系.结果表明中国东部冬季气温变化在总体一致型的基础上还存在东北一西南反向变化的类型.近63 a冬季气温在1984年前后发生了显著变化,东部冬季气温突变略早于全国,近30 a来中国东部冬季气温明显偏高.中国东部地区冬季气温异常可以分为华南-东南区、东北区、华中区和河套区。西伯利亚高压、东亚大槽和西风急流与中国东部地区冬季气温变化有着显著的相关关系.     

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.     

柴达木盆地与青海省东北部地区43年气温变化的对比分析

利用柴达木盆地6个站和青海省东北部9个站43年的器测气温序列资料，应用线性回归分析方法，揭示两个亚区43年来气候变化的基本事实和规律，分析结果表明：①两个亚区年与四季温度序列，都具有各自不同的冷暖阶段、变化周期和极端冷暖年份；②两个亚区年与四李平均温度序列，具有明显的增温趋势，其中冬季增温率大，年与四季增温率小，10年增温趋势各不相同；柴达木盆地平均增温率为0．367℃／10a，青海东北部地区平均增温率为0．293℃／10a，进入20世纪90年代以后两个地区更加明显；③青海省东北部，80年代以前，升温速率慢而降温速率快；80年代以后，升温速率快而降温速率慢，其特征在冬季和夏季尤为明显。     

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。     

廊坊地区极大风速时空变化特征及影响因素分析

以1981—2020年廊坊地区逐日大风气象观测资料为基础，采用阵风系数方法获取1981—2020年极大风速序列，对廊坊地区极大风速变化特征和影响因素进行分析.结果表明：廊坊地区年平均极大风速为21.67 m/s,近40 a,廊坊地区年平均极大风速呈波动下降趋势，年平均极大风速显著减小，廊坊地区月平均极大风速整体呈春季高、冬季和夏季次之、秋季最低的变化特征；从空间分布看，不同重现期的极大风速和近40 a极大风速极值分布均呈南部高、中北部次高、中西部最低的分布特征，但近5 a,极大风速高值则主要出现在廊坊市区、霸州市、香河县等中部地区；廊坊地区极大风速的变化与气温具有负相关关系，气候变暖可以认为是极大风速减小的影响因素.     

中国西汉至清代北方农牧民族战争及其与温度变化的关联

本文重建了中国西汉到清代(206BC—1911AD)北方游牧民族与农耕民族的战争变化序列,进而分析了民族战争与气候变化之间的关系.结果显示:1)双方共发生战争832次,平均每10a发生3.9次;根据战争频次可划分为西汉低发、东汉高发期,三国魏晋南北朝、隋唐五代低发期,宋元明清高发期3个阶段;在百年尺度和30a尺度的气候变化上,气候暖期多对应战争高发,冷期多对应战争低发.2)农牧战争中,有71.3%的战争为游牧民族发动,但最终61.1%的战争为农耕民族获胜;相比于暖期,冷期农耕民族主动发动战争的比例增加,但胜利的比例降低.3)气候变化作为战争事件背景,对战争有间接影响.冷期时,农耕、游牧双方实力均有减弱,形成退让态势,战争频次相对较少;暖期游牧民族多次发动战争,可能是由人口膨胀导致的生活资料匮乏、游牧民族强盛时社会结构性需求扩大引起的,同时暖期的气候环境为游牧民族南下提供了良好的物质基础,战争掠夺所带来的低成本高收益也诱使游牧民族引发与农耕民族的战争.     

黄河下游历史时期环境变化的烧失量记录

基于精确14C测年,对黄河下游地区湖泊沉积物岩芯的烧失量进行了分析,结合历史文献资料重建了该区域的气候环境演变历史.研究表明,黄河下游地区沉积物烧失量指示了数次冷暖干湿的大环境变化:2400-1600aBP期间,气候较为温暖,后期转冷;1600-1000aBP期间,气候波动较为复杂,间或有冷暖交替现象;1000aBP至今,气候以暖湿为主,中期有较大波动.     

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.     

Historical Sea Level Fluctuations in China(

在分析海面波动对潮灾强弱影响机制的基础上,对近2000年来我国沿海地区2000多条潮灾史料进行了统计分析.从潮灾相对强度变化曲线来看,近2000年来,唐代前期和中期以及两宋时期为两个明显的潮灾高潮期,14世纪、16世纪、18世纪为三个不明显相对高潮期.潮灾强度变化与历代海塘修筑频率变化有较好的一致性,应是海面变化的反映.进一步分析表明,“中世纪温暖期”和其后的“小冰期”中气候冷暖波动的主要峰谷点与同期潮灾强度曲线峰谷点有较好的对应关系,而塘工频率曲线的峰谷点则有滞后现象.这一研究结果显示了历史时期在百年尺度上气温、海面、潮灾、塘工四者之间的有机联系——温暖期对应于相对高海面期、潮灾高潮期以及稍后的海塘修筑高潮期.     

近50年蒙古高原东部克鲁伦河流域气候变化分析

利用克鲁伦河流域典型区域1958—2005年的气温和降水资料,采用气候统计诊断分析方法,分析了气温和降水的年际和四季的变化特征。结果表明,近50年间,研究区气温呈显著的升高趋势,降水量波动性较大,总体上呈缓慢的增加趋势,变幅不明显,属于气候自然波动的范围;短时间尺度上,1998—2005年降水量呈下降特征。气温和降水量二者5年滑动平均值和20年滑动平均值的变化均呈增加趋势,但5年滑动平均值增加幅度较大,20年滑动平均值的变化则是一个平缓上升的过程,说明在短的时间尺度内气候变化更加明显。包括温度与降水在内的主要气候特征值的趋势性变化,加剧了蒙古高原东部地区干旱化的程度,因此有效防治土地荒漠化迫在眉睫。     

英国CRU高分辨率格点资料揭示的近百年来青藏高原气温变化

利用英国East Anglia大学CRU高分辨率地面温度格点资料和EOF, REOF及线性趋势等方法,分析了青藏高原地面温度的时空分布特征及近百年来的变化趋势.结果表明:空间一致性是高原气温空间结构的主要特征,除此之外,高原气温在空间分布上还存在东西、南北反相结构.利用方差最大化旋转可将高原气温变化分为高原中部区、西部区、北部区、南部区及东部区.近百年来高原气温处于上升通道,气候倾向率约为0.07?C/10 a,经历了四次冷暖交替的时期:1901?1930年为冷期;1931?1950年为暖期,气温显著升高;1950年开始一直到1980年前后,高原气温总体变化比较平稳;而从1980年至今,高原的气温都处于快速上升的通道.高原气温的变化主要以准60年周期为主,同时还有30年准周期振荡,存在多个突变点.高原各个区域近百年来气温都处于上升状态,青藏高原中部区气候倾向率达0.065?C/10 a,西部区上升趋势最显著,气候倾向率达0.128?C/10 a,北部区为0.108?/10 a,南部区为0.015?/10 a,东部区为0.022?C/10 a,且大部分区域都通过α=0.01的信度检验.各区域有不同的温度变化特征,中部区和北部区相似,而东部区正负交替比较频繁.