北大西洋海表风速季节特征及长期变化趋势分析

利用来自欧洲中期天气预报中心（ECMWF——European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）的长时间序列、高精度的ERA-40海表10 m风场资料,对北大西洋海域海表风场的季节特征、长期变化趋势进行深入研究,研究发现：（1）北大西洋海域的海表风速等值线在各季均大致呈东西带状分布,且由高纬度向赤道表现出高—低—高—低的分布特征。MAM和SON期间海表风速的分布特征较为相似,大值中心分布于北半球西风带海域;DJF期间的海表风速为全年最大;JJA期间的海表风速为全年最小。加勒比海海域常年存在一风速的相对大值中心。从多年平均来看,风速存在一明显的、范围较广的大值区：西风带海域,加勒比海也存在一范围较小的大风区。（2）1958年至2001年期间,北大西洋海域的海表风速以0.0049 m.s-1.a-1的速度显著性逐年线性递增。（3）北大西洋海表风速的变化趋势表现出较大的区域性差异：呈显著性逐年线性递增的区域主要分布于30°N以下的低纬度海域,变化趋势在0.01～0.025 m.s-1.a-1左右,西班牙东北部近海的递增趋势最为强劲,达到0.035 m.s-1.a-1以上,墨西哥湾和加勒比海则呈显著性逐年线性递减,趋势为-0.015 m.s-1.a-1左右,其余海域的海表风速无显著变化趋势。（4）近44年期间,北大西洋海域的海表风速存在明显的突变现象,突变期为1972年前后。     

南海—北印度洋的大浪频率特征

为了深入分析南海—北印度洋的大浪频率,利用来自欧洲中期天气预报中心的ERA-interim海浪再分析资料,统计了南海—北印度洋海域1979-2014年每月的大浪频率,并利用线性回归方法,分别计算了大浪频率在不同月份的长期变化趋势,以及大浪频率变化趋势的主导月份。计算结果表明:阿拉伯海的年大浪频率为10%~40%,明显高于孟加拉湾和南海;南海—北印度洋一半以上区域的大浪频率显著递增,趋势为0.03%~0.33%/a;一些零星海域的大浪频率显著递减,其余海域无显著变化;每年大浪频率发生变化的主导月份,南海为1,3,9月,孟加拉湾为7,9,10月,阿拉伯海为6,7,9月。     

1957-2002年北大西洋海表风速时空分布特征及变化周期研究

利用来自ECMWF的ERA-40海表10 m风场资料,采用EOF、功率谱等分析方法,对北大西洋海域海表风场的时空分布特征、变化周期等进行分析,研究发现：（1）北大西洋海域海表风场EOF分析的第一模态呈同位相分布,由高纬至低纬表现出＂高-低-高-低＂的分布特征;第二模态在空间分布特征上,北大西洋中部海域与东西两岸表现出反位相分布;第三模态的等值线也表现出东北-西南向,东部海域和西部海域表现出反位相分布特征,（2）北大西洋海域的海表风速在近44年期间整体呈显著的逐年线性递增趋势。在1958年至1967年期间,海表风速的变化趋势较为平缓,1968-1974年期间则表现出一波较为强劲的递增趋势,在1975年至2001年期间表现出缓慢的递增趋势。（3）北大西洋海域的海表风速存在明显的2.0~2.36年、3.71年以及26年以上的长周期震荡。     

南中国海海表风速长期变化趋势

利用CCMP风场,计算了1988~2009年南中国海海表风速的变化趋势以及变化趋势的区域性差异、季节性差异。结果表明,1988~2009年,南中国海的海表风速整体上以0.038 6 m/(s·a）的速度显著性逐年线性递增;近22年期间,南中国海海表风速的变化趋势表现出较大的区域性差异,大部分海域的海表风速呈显著性逐年线性递增趋势,为0.03~0.15 m/(s·a）,呈显著性线性递减的趋势分布于台湾东部和菲律宾周边的一些零星海域,无显著性变化趋势的海域分布于南中国海12°N附近一带状海域、中南半岛东南海域一椭圆形海域;南中国海海表风速的变化趋势表现出很大的季节性差异。     

近30年石羊河流域潜在蒸散量变化特征及时空格局变化研究

根据石羊河流域10个气象站点1980—2010年近30年的逐日气象资料,应用彭曼-孟蒂斯公式计算潜在蒸散量,并在此基础上使用ArcGIS克里格插值分析生成石羊河流域潜在蒸散量的空间分布图.结果表明,石羊河流域近30年平均潜在蒸散量空间分布格局受气候、地形等各种因素的影响,自西南至东北方向逐渐递增,具有明显的差异.从时序变化上来看,1980—2010年,石羊河流域潜在蒸散量总体上趋势较为平稳,四季变化为夏季春季秋季冬季.     

南黄海辐射沙脊群浮游动物群落结构及季节变化

2011年5月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)和2012年2月(冬季)对南黄海辐射沙脊群进行了四个季节浮游动物调查,共鉴定浮游动物42种,夏季(30种)春季(25种)秋季(16种)冬季(14种).总平均丰度和总平均生物量分别为70.03ind·m-3和54mg·m-3,四季丰度由大到小依次为春季(144.61ind·m-3)冬季(51.76ind·m-3)秋季(46.28ind·m-3)夏季(37.47ind·m-3);生物量依次为春季(72mg·m-3)夏季(56mg·m-3)冬季(55mg·m-3)秋季(34mg·m-3).春季丰度和生物量的分布规律不明显,夏季向东北增加,秋季向东南增加,冬季整体分布较均匀.真刺唇角水蚤(Labidocera euchaeta)和中华哲水蚤(Calanus sinicus)是该海域的主要优势种,四个季节唯一的共同优势种是真刺唇角水蚤,数量大,分布广,春季中华哲水蚤对总丰度贡献最大,夏季由于水温的升高数量大幅减少,冬季又成为该海域的优势种.浮游动物多样性指数(H′)年均值为1.70,夏季(2.43)春季(1.97)秋季(1.31)冬季(1.08),该海区浮游动物整体群落结构较简单.对比发现该海域与邻近海域浮游动物种类组成和季节变化规律基本一致,但丰度和生物量较低.     

近10年南海海表风场季节特征统计

基于Fortran程序和Grads(Grid Analysis and Display System)软件,利用QN(QuikSCAT/NCEP)混合风场,统计了近10年(1999年8月~2009年7月)期间南海海表风场特征,主要统计了风速风向的季节特征,期望研究结果可以为航海、防灾减灾等提供参考。结果表明:(1)春季,风速的大值区位于南海北部,约3.5~5.0 m/s,台湾海峡能达到5.5 m/s;除泰国湾和北部湾以外的大部分海域以东北风为主,北部湾以偏东风为主,泰国湾以偏南风为主。(2)夏季,受西南季风影响,大部分海域以西南风为主;风速的大值区位于中南半岛附近海域,该海域为传统的南海大风区,约5~7 m/s。(3)秋季,为季风过渡季节,风向稍显凌乱,南海中北部已转东北风,而南部部分海域的西南风尚未完全消退,泰国湾在该季节则以西北风为主;风速的相对大值区位于南海北部和台湾周边海域,约6~9 m/s,台湾海峡基本都在9 m/s左右。(4)冬季,受冷空气影响显著,整个南海均以强势的东北风为主;风速大值区呈东北-西南走向,大部分海域的风速在8 m/s以上,台湾海峡能达到11 m/s左右。     

基于叶面积指数的荒漠草原动态监测

为监测和保护荒漠草原生态环境,以内蒙古四子王旗荒漠草原为研究区,利用MODIS LAI数据产品,对研究区2000-2016年的时间序列数据集,通过叶面积指数(LAI)的时空特征动态分析发现,植被年均LAI全年变化趋势呈正态分布,同时降水量和温度的年内变化趋势与LAI趋势相同.年际动态分析发现,2000-2016年间LAI整体上有波动且略有上升的趋势,与温度、降水等气候因子有较强的相关性,尤其是降水量对LAI起决定性作用.通过计算Slope因子,发现近十余年间,研究区约有3/4面积的Slope值大于0,偏向轻度改善的趋势,说明近十余年间研究区草场保护较好;从分布上看,研究区的叶面积指数呈现东北向西南递增的现象.     

三峡库区(重庆段)TRMM降水实用性分析及时空特征

以三峡库区(重庆段)为研究区,利用17个气象站点的实测降水量分别在年、季、月尺度上验证TRMM(Tropicalrainfall measurement mission)卫星降水数据的精度,并基于TRMM降水数据分析了研究区的降水时空分布特征。结果表明:①TRMM降水与站点实测数据存在显著的线性相关性,数据在该研究区具有较好的实用性。年尺度上,拟合优度R2=0.79,通过a=0.01置信度检验,相关系数R=0.89;季尺度上,各季节都通过a=0.01置信度检验,春季拟合优度相对较低(R2=0.62);月尺度上,拟合优度R2=0.71,通过a=0.01置信度检验,相关系数为0.84。②降水空间分布整体上呈由西南向东北逐渐递增的趋势,高值区分布在东北部区域,低值区分布在西南部区域,中值区分布在中部、南部以及西部的山脊边缘区域。③降水差异显著,夏季最多,冬季最少;大部分降水集中在5~8月,占全年降水的60%左右,12月到第二年2月降水仅占全年的5%左右.
     

锡林郭勒地区风蚀气候侵蚀力时空变化规律研究

利用锡林郭勒地区15个气象观测站1971-2015年的气象资料,选择联合国粮农组织提出的风蚀气候因子指数计算公式,计算出锡林郭勒地区风蚀气候因子指数值,以此阐述风蚀气候侵蚀力的时空变化特征.研究表明:(1)锡林郭勒地区风蚀气候因子指数表现出先增大后减小的趋势,即最小值出现在1月,随着月份的增加,风蚀气候因子指数逐渐升高,在4月达到最高,随后又呈下降趋势;风蚀气候因子指数四季排序为:春季秋季夏季冬季;且除冬季外,春季、夏季、秋季风蚀气候因子指数的年际变化特征与全年的相同,均呈下降趋势;在年代际变化上,除冬季外,全年和春季、夏季、秋季风蚀气候因子指数均呈整体下降趋势;(2)从锡林郭勒地区风蚀气候因子指数空间分布上看,全年风蚀气候因子指数呈现出由西南向东北逐渐递减的分布特点,且最大值出现在朱日和,为151.95,超过风蚀气候侵蚀"极重"级(C≥100)的分级标准;四季风蚀气候因子指数的空间分布特点与全年的相同.同时,在全年尺度上,可将研究区划分为3种类型:轻度风蚀区、中度风蚀区和重度风蚀区.研究结果可为锡林郭勒地区土壤风蚀治理提供基础数据支撑.     

RCP4.5情景下贵州省潜在蒸散量及地表湿润度变化预估

基于贵州省19个气象站点逐日和逐月观测数据以及2016—2100年气候预估数据,利用修正的Thornthwaite法,分析RCP4.5情景下2016—2100年贵州省潜在蒸散量变化趋势,进而研究地表湿润度变化趋势.结果表明:RCP4.5情景下未来85 a间,全年和四季的潜在蒸散量均呈现增加趋势,增长幅度为:夏季﹥春季﹥秋季﹥冬季.除春季外,全年、夏季、秋季和冬季的地表湿润度指数均呈下降趋势.全年和四季的地表湿润度变化分别存在1个和2个时间尺度周期振荡,55 a是全年、夏季、秋季和冬季地表湿润度变化的第1主周期,56 a是春季地表湿润度变化的第1主周期.     

三峡库区(重庆段)TRMM降水实用性分析及时空特征

以三峡库区(重庆段)为研究区,利用17个气象站点的实测降水量分别在年、季、月尺度上验证TRMM(Tropical rainfall measurement mission)卫星降水数据的精度,并基于TRMM降水数据分析了研究区的降水时空分布特征。结果表明:①TRMM降水与站点实测数据存在显著的线性相关性,数据在该研究区具有较好的实用性。年尺度上,拟合优度R2=0.79,通过a=0.01置信度检验,相关系数R=0.89;季尺度上,各季节都通过a=0.01置信度检验,春季拟合优度相对较低(R2=0.62);月尺度上,拟合优度R2=0.71,通过a=0.01置信度检验,相关系数为0.84。②降水空间分布整体上呈由西南向东北逐渐递增的趋势,高值区分布在东北部区域,低值区分布在西南部区域,中值区分布在中部、南部以及西部的山脊边缘区域。③降水差异显著,夏季最多,冬季最少;大部分降水集中在5~8月,占全年降水的60%左右,12月到第二年2月降水仅占全年的5%左右。     

过去40年中国气候与物候的变化研究

根据中国近40年的日气候观测资料与物候观测资料,分析了近40年中国气温、降水与自然物候的变化趋势及其区域差异.结果表明:(1)近40年来,从全国平均状况看,较为明显的升温阶段出现在1980年以后.其中升温率最大的时期为非生长期,最小的时期为生长期.从区域变化差异看:东部大部分地区、青藏高原的东南部和新疆的部分地区生长期温度在1980年以后都有不同幅度的上升,其中升幅最大的地区出现在华北;降温区则出现在秦岭以南的广大地区(包括西南地区东部、长江中游)以及新疆的部分地区.(2)生长期期间,全国平均降水在近40年中存在明显的准年代波动,却没有明显的增加或减少趋势.但1980年以后,生长期期间降水趋势变化的区域差异却较为明显:新疆、东北及长江中下游的部分地区降水增加,而除此之外的全国大多数地区则以降水减少占绝对优势;其中华北地区的降水减少最为明显.(3)20世纪80年代以后,中国的东北、华北、西北、长江下游地区与云南南部春季物候期提前,西南地区东部、长江中游地区春季物候期推迟;这一变化趋势与中国生长期期间的温度变化趋势相对应.     

中国西南山地流域人口空间分布影响因素探究——以贵州乌江流域为例

人口空间分布影响因素是人口科学重要的研究内容,探究人口空间影响因素有利于指导人口政策合理制定。文章选取贵州乌江流域人口、经济、自然环境等相关指标,采用地理加权回归等方法探究流域人口空间分布影响因素。得出以下结论:①贵州乌江流域面积、经济、地形(海拔)、教育对人口空间分布呈现促进作用,产业(第一产业占比)、财政对人口空间分布呈现抑制作用。②贵州乌江流域人口空间分布正影响回归系数中:面积影响呈现赫章—贵定递减,地形(海拔)影响呈现西南—东北递增,经济影响呈现西南—东北递减,教育影响呈现福泉—赫章递减。③贵州乌江流域人口空间分布负影响回归系数中:产业影响呈现西南—东北递减,财政影响呈现福泉—赫章递增。     

台湾岛周边海域的波候观测

为了更好地掌握我国台湾岛周边的海浪特征,利用来自台湾岛的海浪观测数据,采用气候统计方法,分析该海域的波候(海浪气候态)特征,主要包括波高和波浪平均周期的季节特征、强浪向、大浪频率、阵风系数。结果表明:台湾岛周边的有效波高(SWH)在冬季最大,秋季次之,夏季最低,台东近海的SWH、平均周期常年大于台湾海峡;台湾周边的强浪向常年以偏北向为主,夏季的最大波高为全年最大,冬春两季偏低,冬季台湾海峡的最大波高大于台东近海,春、夏、秋季则相反;东沙岛、台东外洋的大浪频率明显高于其余站点,马祖、澎湖次之,其余站点整体较低;花莲和龙洞各代表月的阵风系数为1.4~1.5,鹅銮鼻常年在1.3左右,澎湖为1.2~1.4。     

巴基斯坦瓜达尔港风能资源的 历史变化趋势及预测

利用欧洲中期天气预报中心的ERA-Interim海表10 m风场资料,计算巴基斯坦瓜达尔港的风能资源近36年(1979—2014年)期间的历史变化趋势,并利用线性回归和BP神经网络两种方法,对该港的风能资源进行长期年度预测,得到以下结果。1)瓜达尔港夏季的风能资源比冬季丰富,且夏季的稳定性明显好于冬季。2)近36年期间,风能密度、有效风速频率和100 W/m~2以上能级频率分别以-0.78 W/(m~2·a),-0.21%/a和-0.22%/a的速度逐年显著递减,且该趋势主要体现在夏季,冬季无显著变化趋势;风能资源的稳定性(变异系数、月变化指数和季节变化指数)无显著变化趋势。3)从预测值来看,瓜达尔港的风能资源在2015年与多年平均状态持平,2016年则趋于更丰富;2015—2016年,风能资源的稳定性比多年平均状态略差。研究结果可以为"21世纪海上丝绸之路"建设以及中国海域的岛礁和港口建设提供依据和参考。     

1957年至2010年瓦房店气温的长期变化趋势及突变形势

利用瓦房店的观测资料,分析了该地区气温的长期变化趋势和突变形势,结果表明：（1）近50余年来,瓦房店的气温以0.0186℃/a的速度显著性递增。在1957年至1969年期间表现出缓慢的递减趋势,1969年为近半个世纪以来的最低点,1970年至1984年期间的变化趋势较为平缓,1985年至2007年期间呈缓慢的递增趋势,2007年至今则表现出递减趋势。（2）近50余年来,瓦房店冬季的气温以0.0428℃/a的速度显著性递增;夏季的气温表现出缓慢的递减趋势,但变化趋势并不显著。（3）瓦房店的气温存在明显的突变,突变期为1992年。（4）瓦房店冬季的气温突变期为20世纪70年代后期和80年代前期;夏季突变期为1969年。     

近半个世纪来东莞降水的气候变化特征

对东莞近半个世纪来的春季、夏季、秋季、冬季、前汛期、后汛期、夏半年和全年各个季节的降水序列统计特征量计算、谱分析、趋势分析和突变分析.结果表明①东莞降水年内分布为双峰型,并具有明显的干季和湿季的季风降水特征,汛期降水量占全年的82%,东莞年降水为负偏低峰分布,夏季、秋季、冬季的降水为正偏高峰分布,春季、前汛期、后汛期降水为正偏低峰分布;②多数季节降水变化周期性不明显,冬季和汛期分别存在4.71和6.29 a的振荡周期,后汛期和连月降水具有明显的准两年的周期;③全年、后汛期和汛期降水具有较明显的的超长期变化下降趋势,其它各季节降水没有明显的超长期变化趋势;④东莞降水没有发生明显的突变.     

1971—2014 年广西河池市区气候变化特征分析

利用河池气象站气温、降水量、日照时数观测数据，文章分析了44 年来河池市区气候变化的趋势和特征，并对未来的变化趋势作了预测. 44 年来河池市区气候变化的趋势主要有：年、夏季和秋季均温上升趋势显著，春、冬季均温呈上升趋势；年降水量和春、夏、秋季降水量呈减少趋势，冬季降水量呈增加趋势；年、夏季、冬季日照时数呈减少趋势，春、秋季日照时数呈增加趋势. 气候变化存在周期性特征：年、春季、夏季、秋季和冬季气温均存在23 年的变化主周期，年、春季、夏季、秋季和冬季降水量变化主周期分别为23 年、21 年、21 年、26 年和23 年，年、春季、夏季、秋季和冬季日照时数存在22～23 年的变化主周期. 过去44 年期间，气候变化的突变特征是：年、春季、夏季、秋季和冬季气温均发生显著的突变增加；年和夏季降水量未发生明显突变，春、秋、冬季降水量发生显著的突变减少；年、夏季、秋季和冬季日照时数未发生明显突变，春季日照时数发生显著的突变增加. 通过R/S 分析，对未来的气候变化趋势作出预测：年、春季、夏季、秋季和冬季气温和降水量未来变化趋势与过去44 年变化趋势一致；年、春季、夏季和秋季日照时数未来变化趋势与过去44 年变化趋势一致，而冬季则相反.     

基于最优拟合函数的SPI指数的松嫩平原干旱特征分析

松嫩平原是我国重要的商品粮生产基地,利用松嫩平原21个气象站点1961—2015年逐月降水数据,选用基于最优拟合函数的标准化降水指数作为干旱指标,分别从干旱频率、干旱历时、干旱站次比等角度,分析松嫩平原干旱的时空变化特征. 从季节来看,松嫩平原冬季出现了显著的湿润趋势（P=0.002）,春季次之(P=0.039),两季的干旱频率分别为26%和29.7%,且均有重旱现象发生;夏季和秋季呈干旱化趋势,干旱频率均为22.2%,但没有重旱现象发生.从年尺度上看,松嫩平原54 a间发生持续时间为7个月及以上的干旱事件共7次,远高于其他连旱事件的次数,但总体表现为湿润化趋势. 从空间来看,在年、季尺度上干旱频率整体从西南向东北递增,冬季的高频干旱区主要分布于泰来、明水和扶余及其周边地区,呈零星分布;春季和夏季主要集中于松嫩平原东北部,其中春季的高频干旱区面积大于夏季的高频干旱区面积;秋季主要集中于松嫩平原西北部和中部,主要分布于富裕、齐齐哈尔和安达等地.尽管松嫩平原的干旱严重程度有所下降,但54 a间有39次出现了全域性干旱,并且干旱的影响区域呈扩大趋势.该结论能为松嫩平原的抗旱减灾及保障粮食安全提供一定的科学理论指导.