近54年来玉溪市气候变化特征分析

利用线性趋势函数、滑动平均、Mann-Kendall突变检测分析法及方差分析外推法等,分析了玉溪市1960-2013年温度及降水的变化趋势和特征.结果表明:近54年来玉溪市气候变化呈现温度升高及降水量减少的暖干化趋势,温度增加速率为0.26℃/10a,降水减少速率为19.08 mm/10a.1994年发生增温突变,年降水量在2009年发生了由多向少的突变.干季温度增温率强于雨季,且干季降水量增加的幅度没有雨季降水量减少幅度大.21世纪以来是近54年来玉溪市温度最高且降水最少的一个阶段,尤其在2009-2013年降水持续偏少,致使玉溪市出现"四连旱".玉溪市1960-2013年期间,温度周期变化不明显,而降水量存在准18a和7~8a的周期振荡.     

饮用水处理中有机物分子量分布规律

为了对不同水源水以针对性的强化工艺提高有机物去除率,以超滤膜法分析了长江下游段水源水经常规工艺及活性炭处理出水中溶解性有机物(DOC)的分子量(MW)分布,以有各工艺单元对有机物的去除效应.结果表明:长江水源水以小分子量的有机物为主(小于10 k Dalton的有机物占64.40%);常规工艺对大分子量有机物去除率很高,尤其对MV为10 k Dalton以上的有机物去除率达67%以上,但对小分子量有机物去除率很低.常规工艺对Mw为1～10 k Dalton的有机物去除率仅为28%,而MW小于1 k Dalton的有机物反而增加了30%左右.经活性炭处理后,MW小于1 k Dalton的有机物去除率达84%;出水UV254值及SUVA值比滤后水分别下降25%和10%.     

1951年～2014年武汉市极端降水事件变化特征

基于1951年～2014年武汉市逐日降水资料,应用线性趋势法、Mann-Kendall检验和复值Morlet小波分析,研究了武汉市极端降水事件的变化特征.结果表明：极端降水事件的线性变化趋势不显著,1日最大降水量(Rx1day)的线性倾向率为－1.97 mm/10a,5日最大降水量(Rx5day)、强降水量(R95p)和大雨日数(R25)的线性倾向率分别为4.96 mm/10a、10.92 mm/10a和0.28d/10a.极端降水指数的年际波动剧烈,年代际差异显著,大致可将其划分为偏高期(1951年～1964年)、偏低期(1965年～1978年)和偏高期(1979年～2014年).Rx1day的波动幅度在整个时间序列逐渐收敛,而Rx5day、R95p和R25在偏高期波动幅度较大.Rx1day大体上经历了减少—增加—减少—稳定的变化趋势,而Rx5day、R95p和R25经历了减少—增加—减少—增加的变化趋势,R95p在1978年变化趋势显著.Rx1day、Rx5day和R95p均存在11 a左右的周期变化,此周期具有全域性及较好的连续性,R25的一主周期为17 a,其信号稳定且贯穿整个时间序列.     

昆明地区历史自然灾害与图腾研究

本工作首先从云南地方志和私人札记等历史文献中,筛选出昆明地区近600年(1312～1912)间发生的自然灾害和图腾记录历史数据做自相关分析。初步分析结果显示出昆明地区自然灾害具有连发性和周期性等演变特征。在灾害频发的明、清时期自然地包含了国内外学者关注的太阳黑子活动的Maunder极小期和11年周期。最后,又分析了昆明地区历史上曾出现过的奇特防灾、救灾图腾遗址。这为城市建设提供必需参考,并为研究城市自然灾害提供一种图腾遗物研究方法。     

温室气体甲烷质量浓度变化规律

利用Hilbert-Huang变换方法对青海瓦里关观测站1991-05-2010-12期间的月平均甲烷质量浓度观测值进行研究.研究结果表明:瓦里关自1991年以来甲烷质量浓度呈递增趋势,其月平均值比全球甲烷质量浓度平均值高60～110 μg/L;瓦里关甲烷质量浓度的瞬时增长率趋势与甲烷全球平均瞬时增长率趋势一致,但是,其波动范围更大,增长率在-8～23 μg/(L·a)内波动,而全球平均波动范围为-5～15μ/(L·a)；质量浓度变化存在6个本征周期,分别是4月、7月、约1a、约2a、约5a和约11 a；其中约1a的周期与离瓦里关站最近的西宁市气温变化1a周期、西宁市降水11月周期紧密相关,约11a的周期与太阳黑子活动的11a周期相关性大,说明它们是引起甲烷质量浓度变化的重要因素.     

近半个世纪以来中国季风区气温与降水变化及其时空差异

利用中国东部季风区20个测站1960-2012年气温和降水量的月值数据,采用线性趋势分析、Mann-Kendall突变检验、Morlet小波分析等方法,分析了季风区各区域年平均气温和年降水量的变化趋势、突变现象和周期特征.结果表明1960-2012年季风区各区域均有增温趋势,在20世纪90年代发生突变,东北地区发生突变要早于其他地区,北方地区的增温幅度大于南方,存在4年左右周期,8～16年的准周期,气温的高频变化周期在内陆地区表现更为明显;年降水量在53年里处于波动状态,四川盆地、华北地区和季风区西北部地区降水有减少趋势,长江流域下游降水有增加趋势,其他地区没有明显变化趋势,存在2～4年周期、8～16年左右准周期,降水的低频变化周期在近海地区表现更为明显.     

基于Z指数的延边朝鲜族自治州旱涝变化研究

利用延边朝鲜族自治州8个县市气象站1960-2009年逐月降水资料,采用Z指数方法对延边朝鲜族自治州旱涝等级和时间特征进行分析,通过小波分析研究旱涝事件周期.结果表明:延边朝鲜族自治州属于偏旱型地区,旱涝灾害频发,且易发生连续性旱涝灾害,发生旱涝灾害事件的周期为3a.从季节变化来看,延边朝鲜族自治州冬季发生干旱灾害频率最高,秋季发生洪涝灾害频率最高,且春冬发生旱涝灾害事件的周期为3a左右,夏秋发生旱涝灾害事件的周期为2a左右,但春季应预防重涝灾害出现.     

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.     

近59 a河南省汛期降水集中度与集中期时空特征分析

基于河南省15个气象站点1960-2018年的逐日降水资料,采用合成分析、Morlet小波分析及GIS等方法,对59 a来河南省汛期降水集中度(PCD)和集中期(PCP)的时空演变特征进行了分析.结果表明:(1)1960-2018年河南省汛期降水以7.79 mm/(10 a)的倾向率呈波动上升趋势,空间上呈东南向西北逐渐递减趋势,河南省南部地区汛期降水量大,变异系数大,发生洪涝灾害的可能性较大.59 a年来汛期降水存在28 a左右的主周期变化.(2)河南省汛期PCD变化范围为0.16～0.56,PCP在36～44候之间,河南省汛期最大降水出现在6月下旬至8月上旬之间,PCD和PCP分别以-0.02/(10 a)和-0.133候/(10 a)的倾向率呈波动下降趋势,表明河南省汛期降水趋向均匀分布,降水集中期趋于推迟.从空间分布来看,河南省东北部比西南部地区汛期降水更为集中,汛期降水集中期大致由西南向东北逐渐推迟.PCD和PCP均具有27～28 a左右的主周期变化.(3)河南省多水年和少水年汛期PCD和PCP差异明显,多水年由北到南在安阳—新乡—郑州—许昌—驻马店一线汛期降水较周边地区更为集中,而少水年豫东地区相对更为集中.多水年汛期最大降水由南向北逐渐推迟,少水年汛期最大降水则由中部地区向南北两侧提前.     

宜宾市近60年气温变化特征分析

以宜宾气象观测台站1951-2010年的气温观测数据为基础,利用线性趋势分析、Morlet小波分析和R/S分 析等方法,揭示近60年来宜宾市年平均气温变化趋势、年平均气温时间序列的小波变化特征及气温变化在不同时 期的震荡幅度,并利用H 指数对未来气温变化进行预测.结果表明:近60年来,宜宾市年平均气温升高的趋势较 为明显,且存在多时间尺度的周期变化特征,出现明显的冷暖交替现象,在交替变化中有3个明显的时间尺度特 征,分别是5~11a、20~31a和38~60a左右;气温的Hurst指数为0.3057,说明宜宾市年平均气温具有较强的反 持续性,未来气温可能会呈现下降趋势.     

近60年天津海岸带地区降水与气温的演变规律

天津海岸带地区生态环境较为脆弱,水资源短缺日益严重,其中春旱问题突出.因此,探讨该区年和春季降水量与气温的长期演变规律具有重要意义.基于1961—2018年降水与气温数据,根据气象行标当候(5 d)划分春季(10～22℃),利用线性趋势、小波分析和小波相干性分析该区降水量与气温的长期演变规律.结果表明:①年降水量总体呈下降趋势,降水倾向率为-10.9 mm/(10 a),而春季降水量总体上无显著变化趋势;年和春季平均气温均呈上升趋势,表明该区气候总体上呈"暖干化"趋势.②年降水量时间波动主周期为23 a,比气温和春季降水量主周期(27 a)缩短4 a;降水与气温的不同步可能导致气温高的年份春季降水少,加剧了春旱问题.③年降水量与平均气温在1995年前为负相关,3～5 a周期区间内春季降水量比气温在1985—1995年和2005—2010年落后1 a左右,年和春季降水与气温在全年和春季尺度上均为非线性的耦合关系.④春季植物生长关键期(3—4月份)降水量无显著变化,但气温却升高,这可能影响植物生长对水分潜在的需求,进而降低作物产量.     

中国地壳运动观测网络昆明基准站GPS观测时间序列研究

对昆明基准站坐标时间序列进行了深入研究,分析了时间序列的一些特征及其产生的原因.首先,对昆明基准站坐标时间序列进行了线性拟合,拟合结果显示其南向运动速度为21.2 mm/a,东向运动速度为33.4mm/a,下降速度为4.1 mm/a.之后,用FFT滤波器平滑时间序列非线性部分,发现南北向和东西向坐标时间序列没有明显的周期变化或规律性变化,高程方向坐标时间序列有幅度达40 mm左右的年周期变化,周年波峰出现在4月份左右,波谷出现在10月份左右.对极潮和大气压对昆明站坐标的影响做了一些探讨.最后,研究了昆明基准站在水平方向的加速运动现象与云南及周边地区发生的地震之间的时间关系.发现在云南及周边地区发生大的地震以前,昆明基准站水平方向的运动会出现明显的加速运动现象.这种加速运动现象可能是预测地震的一个可参考手段.     

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.     

东北地区50年气温序列特征及趋势研究

利用东北地区101个气象站的1958-2007年的年平均气温资料和小波分析方法,对50年来气温的时间序列特征及气温变化特征进行了研究,并对未来气温变化趋势进行了估计.结果表明:50年来东北地区的平均气温呈升高趋势,尤其在20世纪80年代末以后升高趋势更加显著,一次线性拟合的气温倾向率为0.33/10a.气温存在近6a和23a左右的强震荡周期,其中还存在一个相对偏弱的11a左右的震荡周期.根据气温的周期,估计东北地区近期的温度变化可能有降低趋势.     

近57年锡林浩特市气温与降水量变化的小波分析

使用Morlet小波分析法,对1953～2009年锡林浩特市平均气温和平均降水量的变化特征进行分析.结果表明:不同时间尺度平均气温所反映的冷暖结果存在一定差异,在57a尺度上,平均气温主要存在50a、35a、20a和15a左右的震荡周期,在30a尺度上,平均气温主要存在23a、13a和10a左右的震荡周期;不同时间尺度平均降水量所反映的降水多少存在一定差异,在57年尺度上,平均降水量主要存在50a、40a、30a和15a左右的震荡周期,在30a尺度上,平均降水量主要存在20a和5a左右的震荡周期;水热组合表现出湿热-干热-湿热-干热-湿热-干热交替出现的规律,植被的分布情况为多-少-多-少-多-少,平均气温在波动中升高,平均降水量在波动中减少,在21世纪初期表现最明显;干燥度随时间的变化呈波动减小趋势,大致出现了2种变化形式,多以中等干旱为主,严重干旱主要发生在20世纪80年代以后,21世纪初期表现得最为明显.     

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．     

中国月降水分布类型的若干统计特征

采用主优势型展开等方法对我国100个站1951～1985年共420个月的逐月降水资料序列进行分析.结果表明:我国降水的主优势型(空间驻波型)有7种.对各主优势型对应的时间系数的功率谱分析结果表明有6个周期带:2～4个月、5～7个月、9～11个月、准2a、3.5a左右,11a 左右.     

地磁位谐波振幅的南北非对称性

 利用第10代国际参考地磁场模型(IGRF)的资料,研究了地磁位的谐波振幅的纬度分布及其时间变化.结果表明,地磁位偶极子成分的谐波振幅北半球大于南半球,谐波振幅随时间减小,北半球的减小比南半球快,振幅变化率高纬度地区周期小,低纬度地区周期长,平均有60 a左右的周期.非偶极子成分的谐波振幅南半球大于北半球,谐波振幅随时间增大,北半球比南半球增加快,振幅变化率南半球比北半球变化强烈,没有明显的周期规律.地磁位的谐波振幅变化有明显的纬度依赖性,在南北半球的分布及其时间变化与地球赤道非对称.     

近52年来江西省气候变化特征研究

利用江西省15个气象站1958年～2009年的逐年气温、降水数据,采用线性倾向率、滑动平均、偏最小二乘回归(PLS)、M-K检验和Morlet小波等方法,对江西省气候变化趋势、突变情况和周期特征等进行了研究.结果表明:近52年来江西省年平均气温有显著的上升趋势,上升速率为0.16℃/10 a,进入90年代后这一趋势尤为明显;降水量的线性倾向率为15.135 mm/10 a,但没有通过显著性检验,说明降水量变化不明显.突变分析中,气温发生突变的年份为2004年左右,降水没有突变点.周期分析中,气温和降水变化都包含了26 a、13 a、4 a的振荡周期,26 a左右周期在整个时间段上表现十分明显,为第一主周期.通过对比分析可知,气温与降水的出现时间有较好的一致相关性,即气温偏高的时期为少雨期,气温偏低的时期为多雨期.     

酒泉市肃州区近55a的气候变化特征、突变与周期分析

利用1951-2005年酒泉市肃州区气象观测站平均气温和降水量资料,运用多年趋势线、5a滑动趋势线、Mann-Kendall突变检验、滑动t检验和小波分析等方法对肃州区气候变化的主要特征、突变特点和周期特征进行分析.结果表明:近55a来,肃州区年平均气温呈明显上升趋势,年降水量呈微弱减少趋势.年平均气温和年平均降水量均有明显的突变,前者突变年份在1992年,后者突变年份较多,以1995年最显著.Morlel小波及其功率谱分析表明,年平均气温和年平均降水量的变化周期具有多尺度、多层次和多分辨的特性结构.其中,年平均气温存在21a和7.14 a(P≤0.16)的优势周期,年降水量存在21a,10.87a,9.09a和6.41a(P≤0.1)的显著周期,且中长期优势周期一致,中短周期不同.