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。     

大兴安岭北部阿里河樟子松年轮气候响应及冬季降水重建

对大兴安岭阿里河地区樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)树轮年表与气候要素的响应关系进行了分析研究.结果表明:年轮指数与该地区前一年12月至当年1月平均降水存在显著的正相关关系.基于树轮宽度重建了阿里河1809年以来前一年12月至当年1月平均降水量回归方程,该方程解释了47%的冬季降水变化,且该序列与黑龙江省干湿变化存在较好的一致性.对重建序列的分析表明,该地区冬季降水变化存在4个偏干阶段和4个偏湿阶段.阿里河地区过去200a冬季降水存在干湿交替时期,即19世纪初期较干旱,中期较湿润,后期至20世纪初期较干旱,而20世纪中期较湿润,后期则相对偏干.同时,阿里河地区冬季降水存在85~38,5.0~4.5和2.2a显著的变化周期.     

利用树木年轮重建小五台山地区1895年以来2-5月份的降水量

利用树轮宽度指数作为代用资料,分析了小五台山地区树木径向生长与气候要素变化的响应关系,发现小五台山地区树木径向生长受晚冬及春季降水影响显著,呈显著的正相关关系,树木生长对降水量的响应明显超过对温度的响应.在响应分析的基础上,重建了小五台山地区1895年以来2-5月份的降水量,重建方程的稳定性较好,可解释重建变量方差的48.02%.重建结果表明,小五台山地区过去100多年中经历了4个主要的偏干期:1903-1911,1927-1932,1940-1943和1992-1996年;4个主要的偏湿期:1895-1898,1912-1920,1933-1936和1948-1950年;自20世纪80年代以来,小五台山地区干旱年发生比例明显增加,由之前的13.95%增加到24.00%,而湿润年的比例则由13.95%降到12.00%;重建的降水序列存在显著的方差突变.     

近半世纪宝鸡市干旱特征及模型预测研究

根据1952-2004年西北干旱区宝鸡市降水资料,对年际、年内降水序列进行干旱统计,通过趋势、频率分析法和突变检测方法分析了宝鸡市53 a降水的变化规律及干旱变化特征;针对降水序列变化特征建立门限自回归模型,对干旱情灾害进行预测,利用实测资料进行检验研究等分析.结果表明,宝鸡市降水量自1984年后存在减少的趋势.降水序列存在阶段性震荡变化,90年代后旱情发生频率增加,2000年左右降水量序列发生突变,降水资源量略有增加,干旱情况有所缓解.     

近50年吉林省干湿指数时空分布特征分析

采用桑斯维特在气候分类法中定义的干湿指数,结合趋势系数分析、小波分析、M-K检验等统计方法,对吉林省近50年气候干湿变化状况进行了分析,结果表明:吉林省表现出4次相对的干湿交替,即20世纪60年代的偏湿润期,70年代的相对干旱期,80年代的偏湿润期,90年代中后期以后的偏干旱期;存在10～15 a和3a的变化周期,突变发生在1979- 1980年;在空间变化上表现出湿润区范围不断扩大,半湿润区显著缩小,半干旱区范围略有扩大的特点.     

淮河流域极端降水特征及不同重现期降水量估计

基于淮河流域25个气象站的逐日降水量资料,分析了极端日降水量、极端最大过程降水量和最大持续降水日数3个极端降水指标的时空变化特征,利用广义极值理论估算了重现期降水量.结果表明:在空间上,半湿润气候区有更强极端降水过程,而湿润气候区降水极端性偏小;在时间上,降水偏多的年代,极端降水量和极端降水过程更多,降水偏少的年代,极端降水指标数值偏小;重现期时间尺度存在临界点,在临界点以下,各站重现期降水量都会明显增大,超过临界点,淮河流域上游和南部重现期降水量变化很小,而中游、下游和北部重现期降水量增大明显.     

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.     

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.     

长江三角洲极端降水趋势及未来情景预估

观测资料显示,1951-2000年长江三角洲年降水和极端降水年际差异较大,但没有呈现显著线性变化趋势.利用ECHAM5/MPI-OM模式与实测降水数据比较发现,该模型能较好的模拟年降水和极端降水变化.2001-2050年,IPCC3种不同CO2排放情景下,年降水与极端降水变化并不一致,年降水都出现明显的下降趋势,但极端降水却增加显著,尤其中等排放情景下,2020s年代年降水量锐减,但极端降水迅速增加,说明未来长江三角洲洪涝和干旱发生的几率更高,极端气候造成的危害将更严重.     

近40 a西昌卫星发射中心雨季降水周期及突变特征分析

采用西昌卫星发射中心单站的月平均降水资料、Morlet小波分析和Mann-Kendall方法分析了西昌发射场区1974—2013年的降水周期及突变特征。结果表明:降水量在雨季、8和9月呈现出显著的9~16的年代际周期,但其年际周期偏弱。此外,雨季、6和7月存在突变现象,但8和9月并不存在突变现象。     

三江源地区干旱指数时空演变及成因分析

基于1966—2017年三江源区11个气象台站的逐日气象资料,运用彭曼公式(Penman Monteith)计算潜在蒸散量(ET0)并进一步分析干旱指数(aridity index,AI)对于气候因子的敏感性.结果表明:三江源地区1966—2017年干旱指数总体呈明显下降趋势(0.1/10 a),年均值为1.76,属于半干旱区;研究区5年的干旱指数距平值于1990年后为负值,表明该区域气候于1990年后趋于湿润化,Mann-Kendall突变检验结果表明干旱指数分别在1988年和1992年发生突变;根据干旱指数的空间分布特征,将三江源区划分为东南湿润区、中部半湿润区和北部干旱区,其余大部分地区属于半干旱区和半湿润区;干旱指数对日照时数和相对湿度响应较为敏感,敏感系数分别为9.3和6.4,但对平均温度极为不敏感.相对贡献分析结果表明,三江源地区的干旱指数主要受相对湿度和平均风速的控制.     

盘龙河流域近45年气温和降水变化特征分析

应用线性趋势法、方差分析和M-K检验法就盘龙河流域1961-2005年的气温和降水进行了变化趋势、年际和年代际变化及突变特征分析.结果表明:该流域近45 a来年均温呈上升趋势,与其他季节相比,冬季增温趋势显著,幅度最大,气温倾向率为0.232℃/10 a;年降水量与季节降水量变化趋势不明显,降水量倾向率均未通过95%的信度检验;气温和降水量年际和年代际变化显著;气候突变时段多集中于20世纪60至70年代和90年代以后,主要表现为上世纪60至70年代的降温突变和降水量增加突变,90年代以后以增温突变和降水量减少突变为主.     

中国西北干旱区极端气温的时空变化特征

利用1961-2010年西北干旱区107个气象台站观测资料,基于气候学统计方法,分析西北干旱区50年来极端最高、最低气温的时空变化特征和规律.研究表明:西北干旱区极端最高、最低气温呈非对称性增长,极端最低气温增暖趋势明显高于极端最高气温,从而导致极差呈减小趋势,天山山区尤其显著.西北干旱区极端最高气温暖中心分布于准噶尔盆地和塔里木盆地;极端最低气温在空间分布上表现出一定的近纬向分布特征,温度梯度变化显著.20世纪末期至今,西北干旱区极端最高、最低气温均呈现明显的增暖趋势;极端最高气温在1997,2000年出现异常偏暖现象;极端最低气温1967年出现异常偏冷现象,比多年均值偏低3.9?C.     

近50年浙江沿海地区降水变化特征分析

基于1971—2020年浙江沿海地区38个气象站点的逐日降水资料，运用线性倾向估计、滑动平均、Mann-Kendall检验等方法，对该地区近50年的降水变化特征进行了系统分析.结果表明：浙江沿海地区的降水量、极端降水强度及极端降水天数均呈现上升趋势；北部、中部沿海地区的降水量的年代际变化特征均呈现“少→多→少→多”的变化过程，而南部沿海地区则呈现“少→多”的变化过程；突变性检验的地区差异明显，北部沿海地区年降水量的突变现象出现在2013年，中部沿海地区出现在1973年和2012年，而南部沿海地区在20世纪70—80年代存在多个突变点；研究区的极端降水格局主要受热带气旋等因素的影响.该结果可以为浙江沿海地区的防灾减灾、海岸资源管理等提供科学依据和决策参考.     

标准化降水指数在新疆极端干旱事件中的应用

利用1961-2008年新疆49个气象观测站逐月降水量计算相应标准化降水指数(SP I),利用RPCA模态分析的方法研究新疆极端干旱的气候特征.结果表明:1961-2008年新疆极端干旱面积率总体处于减小趋势;20世纪80年代以前极端干旱面积率较大,基本在20%以上;80年代后在10%左右;2000年后极端干旱面积率有增加的趋势;M-K突变检验表明,极端干旱突变出现在20世纪70年代中期.新疆北部是极端干旱发生频率最高的区域,利用主成分旋转法可将新疆极端干旱分为3个区域:北疆区(代表站为石河子观测站)、南疆区(代表站为柯坪观测站)和东疆区(代表站为七角井观测站).依据极端干旱年的定义,1961-2008年新疆极端干旱年份分别是1962-1965,1967-1968,1973-1979,1982,1984-1985,1991,1995和1997年,其中强极端干旱年分别是1962,1974-1975和1997年,相应年份极端干旱的站数远远超过该时段平均值.     

东亚干旱、半干旱区范围与边界层高度变化的关系分析

采用1979-2014年ERA-Interim再分析资料,对东亚干旱、半干旱区边界层高度(BLH)的时空变化特征进行了系统分析,初步探讨了BLH变化在干旱、半干旱区范围变化中的反馈作用.结果表明,BLH整体呈经向扁平分布,以塔克拉玛干沙漠为高值中心,其西部和北部边界层高度变化梯度较大、向东变化则较平缓,干旱、半干旱区的分界线与边界层高度的分布存在较好的一致性.36 a数据分析可知,边界层高度呈增大的趋势,分析年代际尺度变化发现,从20世纪末到21世纪初,边界层高度在高值中心及其北部呈先增后减的趋势,其西部、中部和东部的边界层高度呈减、增、减的年代际变化趋势,干旱、半干旱区分界线也有对应的变化趋势.边界层高度增加,分界线向外扩张;边界层高度减小,分界线向内缩减,干旱、半干旱区的范围也相应地扩大和缩小,进一步表明东亚干旱、半干旱区范围的变化与边界层高度的变化有着较好的对应关系.边界层高度的变化对干旱、半干旱区范围变化存在着反馈作用.边界层高度升高,增加了水分蒸发,使得大气中的水汽含量增多,空气变得湿润,在一定程度上缓解了气候变干的趋势,阻止干旱、半干旱区范围的持续扩大.     

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.     

我国极端降水过程频数时空变化的季节差异

利用我国586个气象测站的逐日降水资料,在对每个站点极端降水过程阈值进行科学界定的基础上,揭示了近45年我国年和各季极端降水过程频数的线性变化趋势及其年际、年代际变化特征.结果表明：我国年和季节极端降水过程频数主要为趋势性变化,不同地区不同季节趋势性变化差异显著,极端降水量在降水总量的趋势变化中占主导地位 长江中下游、西北地区北部和西南地区西部年极端降水过程频数呈现趋势性增加,而我国华北等地区呈现趋势性减少,并且主要反映的是夏季的特征 年和季节极端降水过程频数具有明显不同的年际和年代际变化特征 我国各季极端降水过程时空变化异常型明显不同,但与极端日降水的时空变化是一致的.     

1969-2017年渭河上游气温和降水时空变化特征分析

目的 选取渭河上游22个气象站点1969-2017年的日降水量和日平均气温数据,分析渭河上游近49 a气温和降水的时空变化特征,为应对该区自然灾害制定相应的策略提供依据。方法 采用小波分析、经验正交函数分解和Mann-Kendall突变性检验等方法,分析不同时间尺度下气温和降水序列的波动变化、周期和突变点及空间变化,研究气温和降水时空变化特征。结果 1)1969-2017年渭河上游地区年均降水量无明显的变化趋势;年均、春季和秋季降水量经历了由多变少的不显著突变;夏季和冬季降水量经历了由少变多的不显著突变;年均气温呈现明显上升趋势,其中夏季和秋季气温在1994年发生显著突变,春季、冬季和年均气温在1997年发生显著突变;2)1969-2017年渭河上游年均降水量和年均气温在空间尺度上整体的变化均呈现从西北到东南递增的规律。结论 渭河上游地区近49 a年均和四季降水量波动强度大,存在不显著突变,有明显的区域差异性及周期性规律;年际气温存在突变增温现象。     

全球变暖背景下青岛市不同强度降水特征及趋势分析

基于带"结"并考虑序列自相关的改进Mann-kendall检验方法,对1961～2013年的青岛降水对全球变暖的响应及趋势特征进行了分析。研究发现,青岛年均降水量为709mm,夏季降水占到57.37%,降水主要集中在中雨、大雨和暴雨,共占到全年降水量的73.14%;夜间全年降水比白天多近100mm,并且降水差异主要集中于高强度降水,夏季和冬季表现尤为显著。全年降水总体有不显著的下降和集中化趋势,但具体指标及四季变化有升有降。不同强度降水指标的年度变化趋势中,除去大雨降水量表现出不显著的增加趋势,其余直接降水指标均呈下降或无明显变化趋势,与之相对的白天干旱指数则呈极显著增加趋势。