气象要素对石河子地区参考作物蒸发蒸腾量的影响

为了揭示石河子地区气象要素与参考作物蒸发蒸腾量(ET_0)的关系,本文基于国家气象站石河子气象站1959-2013年的气象资料,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式计算ET_0,结合描述性统计分析、相关分析、偏相关分析和主成分因子分析研究了ET_0与气象要素间的关系。结果表明:近55年来,西北干旱区石河子地区的ET_0、年平均日照时数、降水量年际间波动剧烈,其他气象要素的年际间变化比较稳定;ET_0与年平均风速相关性较强,与年平均相对湿度、降水量呈负相关;综合指标对ET_0的作用表现为:气温因子、风速日照因子是其影响的最主要因素,降水湿度因子的影响微弱。本文研究结论可为西北干旱区水资源利用与规划提供参考依据。     

辽宁半干旱及半湿润地区参考作物腾发量时空演变规律

为了研究气候变化条件下辽宁省参考作物腾发量(ET_0)的变化特征,以辽宁省56个站点1954—2016年的气象数据为基础,采用FAO推荐的Penman-Monteith公式对该地区的ET_0进行推算;并利用干旱指数综合分带法,将辽宁省分为半干旱地区和半湿润地区;并在半干旱和半湿润地区分别选择4个气象站,对其ET_0的时空变化特征进行分析。结果表明:全省多年平均ET_0大致呈下降趋势;但该趋势不明显,倾向率仅为-0.000 1 mm·10 a;全省1954~2016年日均ET_0的多年平均值为2.382 mm,日均ET_0在(2.380±0.300)mm的范围内波动。8个站点中喀左站、朝阳站、康平站、桓仁站、沈阳站和鞍山站ET_0呈极显著下降趋势,阜新站和大连站呈显著上升趋势。对ET_0的年际变化影响较显著的气象因素是相对湿度、日照时数。     

香日德河流域近53年ET_0变化特征

为了研究香日德河流域潜在蒸散量(ET_0)变化规律及其未来发展趋势,采用流域两个气象站1961—2013年的气象数据,利用联合国粮农组织推荐的Penman-Monteith模型,计算了流域的月、年潜在蒸散量(ET_0),分析了香日德河流域ET_0变化特征。结果表明:流域年ET_0值呈现缓慢增加趋势,线性增长速率为0.43 mm/a;ET_0的年际变化表明其是一个"增加—降低—增加"的变化过程;由Mann-Kendall检验表明ET_0在21世纪初发生了一次突变;由Morlet小波分析发现,流域ET_0在24~30 a较大尺度上的周期最为明显,历经了7个"偏大—偏小"交替循环变化,主震荡周期为28 a,平均周期为18 a左右。根据主周期变化特征,可推测2014年到2020年左右潜在蒸散量将一直处于高值期。     

基于云模型的中国参考作物蒸散量时空分异特征

为了深入分析中国参考作物蒸散量(ET_0)的时空分异特征,利用中国843个气象测站1951-2014年的观测资料,采用FAO—Penman-Monteith(98)公式计算ET_0.依靠处理定性概念与定量描述不确定转换的云模型,研究了ET_0时空分布的均匀性和稳定性,并对ET_0在月、季、年及空间上的变化特性进行了分析.结果表明ET_0年际变化呈现逐年波动式的下降趋势,整个区域的ET_0以-1.72 mm/10 a的倾向率逐年下降;ET_0年际变化表现为单峰型,11月到次年3月分布较均匀、稳定,4—8月较为离散、不稳定;ET_0四季分布差异明显,夏季最大,春季次之,秋、冬季最小;秋、冬季ET_0分布较春、夏季更均匀、稳定;时间尺度越大,均匀性和稳定性越低.中国ET_0在空间上总体呈现由东北地区向西北地区递增的趋势,西南南部和华南地区相对较高.与时间分布相比,空间分布上较不均匀、不稳定,说明时间变化较为连续,空间变化较为离散.     

西藏参考作物蒸发蒸腾量的空间分布规律

根据西藏高原区38个气象站自建站到2006年的逐日气象观测资料,采用FA056标准Penman—Monteith公式计算各站逐日参考作物蒸发蒸腾量（ET0）。利用软件Golden Software Surfer8．0空间分析功能,得到西藏高原区四季ET0均值、极值ET0均值、干湿季ET0均值和年ET0均值的等值线灰度图,重点分析了全区各种ET0均值的空间分布特征。分析结果表明：西藏高原区各种ET0均值的高、低值中心空间分布各有差异;西藏高原区各种ET0均值均具有东部和中南部高、东北部和东南缘低的空间分布规律;多年平均气温、平均风速和平均相对湿度等主要气象因子共同作用导致了西藏高原区各种ET0均值呈现三个ET0高值中心。     

长寿区50年来气候变化特征分析

利用长寿凤城观测站1959～2008年的气温、降水量资料,采用滑动平均、趋势分析等方法探讨了长寿气温和降水量的年际和年代际变化特征。     

中国天文气象条件的地域分布

利用中国气象局国家气象信息中心气象资料室整编的,中国756个基本、基准气象站以及2425个基本、基准和一般气象站,1961～2008年气候资料年值数据集和月值数据集中的云量、水汽、地面风速等气象要素,依据优良天文台址的气象条件,将全国划分为10个天文气候区,并利用夜间云量对这10个区域的优劣进行验证.结果表明:藏西南狮泉河、改则地区的天文气候条件最优;40°N纬度带附近次之;我国江南华南、四川盆地以及青藏高原东南部林芝地区的天文气候条件较差;其余地区如新疆西部、青藏高原北部和南部、横断山脉及云南西部、东北东部和北部、华北南部和黄淮流域的气候条件居中.     

淮河源浅层地温时空变化及其对全球增暖停滞的响应

利用1961—2017年淮河源地区10个气象站的逐月平均气温和逐月平均0～20 cm地温资料，采用线性回归、功率谱分析等方法，分析了近57年淮河源地区0～20 cm地温的时空变化特征及其对全球增暖停滞的响应。结果表明：(1)1961—2017年淮河源地区0～20 cm各层年平均地温均呈波动上升趋势；(2)淮河源0～20 cm年均地温均呈东部和西南部高、北部和西北部低的空间格局，西南部各层地温变化速率最大，中部地区变化速率最小；(3)淮河源各层年均地温变化均检测出2.29 a的周期信号，信阳、息县、新县、淮滨和商城周期信号较强，其余站点各层年均地温无明显的周期信号；(4)1998—2012年淮河源各层地温对全球增暖停滞的响应极为敏感。     

华北地区热带气旋降水量的气候诊断

利用1950～2002年热带气旋降水量资料,对华北地区由热带气旋引起的降水进行了分析．结果表明,华北地区热带气旋降水量的空间分布很不均匀,平均山东半岛东部最大,向西具有减少的趋势,这种趋势与热带气旋降水频数相一致,地形的影响使降水量的空间分布复杂化．对于热带气旋过程降水量的大小,地形的影响更为重要,从河北东部经西部到河南南部沿着燕山南麓和太行山东麓分布着大的过程降水中心,此外,受热带气旋影响的最西站点随年代向东偏移．热带气旋降水量季节变化表现为8月最大,10月最小;年际变化明显,具有显著的2～3年振荡周期：年代际变化表现为20世纪50,60和70年代相差很小,80年代后具有明显减少的趋势．各区域热带气旋降水量的年际和年代际变化显示,华北西部的山西和北部的内蒙减少的趋势最强．     

塔里木盆地南缘风速变化特征分析

采用趋势分析、相关分析、Morlet小波函数和M-K突变检验等方法,分析位于塔里木盆地南缘的8个气象站点平均风速的变化趋势、变化周期、突变情况和变化机制.研究结果表明:1961-2013年间塔里木盆地南缘各气象站点的平均风速为1.61～2.50m·s~(-1),风速的年际差异较小;各站点的风速递减速率为0.01～0.29m·s~(-1)·(10a)~(-1),存在明显差异,平均速率和西北地区整体变化速率一致,但仍具有区域特殊性,不同于西北地区整体变化过程和北疆的变化过程;各研究点风速变化波动周期在4a、15～18a较为一致,但在其他研究中发现的8～10a的波动周期在本研究区不同研究点之间差异较大;喀什、民丰平均风速突变时间为1974年,皮山、和田为1973年,且末、于田分别为1984年和1981年,莎车、若羌没有突变点,说明突变情况差异较大.     

韩江流域参考作物蒸散量时空变化及其影响因素

基于韩江流域12个气象站点1961—2013年的逐日气象数据,应用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET0),并利用Mann-Kendall检验、Kring插值、Pearson相关分析和敏感性系数等方法分析了韩江流域ET0的时空变化特征及其影响因素. 结果表明:(1)近53年来,韩江流域多年平均ET0为1 121.96 mm,整体呈下降趋势,速率为0.39 mm/a,在1967年左右发生突变. 全流域ET0的年内变化较为明显,夏季的贡献最大,占到全年的37%;年均ET0以广东最多,江西最少. (2)空间上,韩江流域ET0呈现“自东南向西北逐渐递减”、“三高一低”的分布格局,即韩江上游梅江源头地区、韩江三角洲以及梅潭河流域为明显的高值区,而汀江上游地区的值相对较低;四季ET0的空间分布与年高低值的分布格局基本一致. (3)韩江流域ET0对相对湿度呈负敏感性,对平均气温、日照时数和平均风速呈正敏感性,对相对湿度最为敏感,其次是平均温度,对日照时数和平均风速的敏感性相对较小. (4)风速的下降是该流域ET0减少的主要原因,其次是相对湿度. 本文为山区流域水循环研究奠定了一定的基础,可为区域水资源评价与管理提供参考依据.     

皖北平原近60 a冬小麦需水量及缺水量特征研究

冬小麦需水量和缺水量变化分析是地区农业合理用水、制定科学灌溉方案的数据基础。选取典型农业区皖北平原为例,采用修正FAO-56 PM公式及分段单值平均系数法对皖北平原1959—2018年冬小麦需水量和缺水量进行计算,并通过M-K检验法分析近60 a来皖北地区冬小麦需水量和缺水量的趋势变化及突变现象。结果表明:(1)近60 a皖北地区年需水量呈现一定的波动起伏,需水量以2 mm/10 a的趋势下降,年需水量平均值为315.5 mm,需水量阈值为227.8～391.4 mm。皖北地区需水量空间差异不明显,呈自北向南逐渐减少,其中砀山县年均最大需水量为323.66 mm,阜阳市年均最小需水量为300.144mm,在1975年之后,皖北地区缺水量突变明显。(2)皖北地区冬小麦缺水量以2 mm/10 a的趋势小幅度下降,下降的幅度较小,且空间差异较小总体呈自北向南逐渐减少,其中砀山县年均最大缺水量为273.4 mm,阜阳市的年均最小缺水量为244.16mm。(3)皖北地区多年平均缺水量为261.65 mm,年缺水量变化幅度为182.6～333.8 mm,突变点集中在1975—2018年,冬小麦的缺水量出现在生长中期。     

云南省近44年日照时数时空变化及其影响因素分析

利用云南省28个气象站1969—2012年逐月日照时数、风速、气温和降水资料,采用气候倾向率、趋势线法和Kriging空间插值法,分析了该省日照时数时空变化及其影响因素.结果表明:① 近44年,云南年日照时数整体呈波动减少趋势,减少速率为14.95 h/10a;②年日照时数空间分布大体表现为一高两低:以华坪为单峰中心的西南高值区,以屏边为中心的东部边缘低值区,和以贡山为中心的西北低值区,即自南向北呈纬向增大型分布;③年日照时数空间变化差异明显,以大理—景东—元江—江城为界,以西呈明显增加趋势,以东的滇西北—滇中—滇东南地区呈减少趋势,即自西向东呈经向减少型分布;④四季日照时数变化趋势与年日照变化趋势基本一致(减少),但秋季较为特殊,呈上升趋势(4.15 h/10a);⑤四季日照时数空间变化特征主要表现为,滇西南和滇东北南部地区增多,其他各地减少;⑥云南省年日照时数与平均风速、气温和降水量均有一定的相关性.其中,降水量对年日照时数的影响最为密切,风速与日照时数变化的相关性最弱.     

基于MCI的河南干旱时空变化特征分析

利用1971～2018年河南110个气象站点逐日逐日气温和降水量等资料,根据《气象干旱等级》干旱标准,计算得到各站点近48年逐日气象干旱综合指数（MCI）。基于MCI指数分析了历年平均干旱日数、各等级干旱年平均干旱日数、各季节平均干旱日数和干旱站次比的年变化、季节变化特征。结果表明：近48年来河南年平均干旱日数整体趋势自南向北逐渐增加,轻旱、中旱等级干旱年平均日数呈北多南少趋势,春季、夏季和冬季平均干旱日数呈北多南少趋势;近48年来干旱站次比的变化范围较大,区域性干旱在该地区出现的频率最高,河南干旱发生的范围有加大的趋势,除冬季外其它三个季节干旱发生的范围有逐渐加大的趋势。     

巴尔喀什湖流域气候变化特征分析

根据巴尔喀什湖流域5个气象站20世纪的逐月气温和降水资料,利用滑动平均法和差积曲线法,分析流域20世纪的气候变化特征及其与巴尔喀什湖自身水文特征的联系,并从能量转换角度进行解释.结果表明:空间上,年均气温从南向北、从东向西逐渐降低,年际变化从南向北变大;年降水量从四周向中心腹地逐渐减小,年际变化从北向南变大.时间上,年均气温总体上升且大致具有10~23 a的周期性;年降水量整体上表现为增长,20世纪90年代初期略有减少.年内月均气温的最低和最高值分别出现在1月和7月,且低温月份气温上升趋势较高温月份明显;降水量的年内分布呈双峰型.20世纪50年代中期至70年代中期,整个流域的气候要素变化较大.     

基于遥感测量的海岸线变化与分析

采用较高分辨率的卫星影像,对影像的空间数据进行挖掘,解译出不同时期的海岸线;在盐城沿海选择12个断面,定量地获取海岸线信息,计算海岸的淤蚀形态和速率变化;分析典型岸段人类活动对海岸线变化的影响.分析结果表明:在人类活动影响下研究区域海岸线形态平直化程度加剧,2007—2009年海岸线平直情况突出,长度缩短近40km;2009—2010年海岸线平直化有所减缓.盐城海岸线年平均淤长速率在44~100m.射阳河口北部海岸线变化很小,南部淤长比较明显(其中水龙港—川东港口海岸年淤长速率达到278m).     

基于TVDI的横断山区干旱时空演变特征及影响因子研究

以横断山区为研究区,通过对比2001—2019年基于 MODIS获取增强型植被指数（EVI）和归一化差分植被指数（NDVI）反演的温度植被干旱指数（TVDI_N、TVDI_E）及潜在蒸散量（PET）和实际蒸散量（ET）反演的作物缺水指数（CWSI）,与土壤含水量进行相关性分析,选择适用于横断山区干旱监测指标,采用Mann-Kendall 检验等统计方法研究干旱的时空变化特征,并分析干旱在不同土地类型、海拔和气象要素影响下的空间演变特征．研究结果表明:1）基于EVI反演的TVDI_E与土壤含水量相关性最高,更适合于监测横断山区的干旱情况．2）TVDI_E监测结果表明横断山区近19 年来干旱变化情况整体呈下降趋势,空间分布呈现南高北低的变化趋势,严重干旱主要集中分布在攀枝花市附近及湿热地带;北部则集中于三江流域（澜沧江、怒江、金沙江）附近及红原草原地区;干旱程度最严重的阶段是夏季,由春季逐渐向夏季过渡期阶段干旱面积明显增加．3）随海拔的增加,耕地分布多集中于海拔<3 000 m的地区,林地分布海拔为1 000~5 000 m的地区,草地主要生长于海拔>5 000 m的地区;19年来耕地、林地和草地中TVDI_E总体呈减弱趋势,但处在高原过渡带及干热河谷周围的植被的干旱呈增加趋势．在生长季缺水期时,南部地区的植被、高原过渡带林地和北部高原的草地受干旱影响严重．4）TVDI_E与日照时间的正相关性最高,与相对湿度的负相关性最高．气象因子对春初和秋末的TVDI_E复合作用最强,大部分区域呈现显著正相关．      

Regional differences in the timing of recent air warming during the past four decades in China

Global surface temperature has dramatically increased in the past decades. It is critical to evaluate such a change using appropriate approaches. The previous studies for assessment of the change usually used overall trends of temperature series (i.e. slopes of simple linear regression of temperature versus year based on a least-square analysis) for entire study period. Temperature trends, however, differ among different periods, i.e. there are often breakpoints in the temperature series. Therefore, the overall linear trend of a temperature series may conceal some of the temporal characteristics of the temperature change. To precisely characterize the temporal and spatial patterns of air temperature change in China, we analyze the annual mean temperature series between the year of 1961–2004 for 536 meteorological stations across China, using piecewise linear regression approach. We found remarkable breakpoints in the annual mean temperature during the study period across the country. The annual mean temperature started to increase in 1984 at a rate of 0.058°C/a at the country level. The year when warming started appeared to be gradually later from the north to the south: temperature increased since the 1970s in the north (north of 40°N), and did not rise until the 1980s in most areas of the south (south of 40°N), with warming starting in 1983 in the Tibetan Plateau. The trends in annual mean temperatures showed a large spatial heterogeneity across China: a relatively small rising with a rate of 0.025–0.05°C/a in the Sichuan Basin, Central China and South China; the greatest increase in some parts of northwest China (i.e. Xinjiang) with up to a rate of 0.1°C/a; and rising at a rate of >0.05°C/a for most regions of the country. The feedbacks of cold waves and snow may be responsible for such regional differences in the timing and rates of warming in China.     

Geothermal field and its relation with coalbed methane distribution of the Qinshui Basin

The average geothermal gradient in the Qin-shui Basin, Shanxi Province, North China, estimated from temperature logging data of 20 boreholes is 28.2±1.03℃/km. The thermal conductivities of 39 rock samples are measured and 20 heat flow values are obtained. The estimated heat flow ranges from 44.75 mW7m2 to 101.81 mW/m2, with a mean of 62.69±15.20 mW/m2. The thermal history reconstruction from the inversion of vitrinite data, using Ther-model for Windows 2004, reveals that the average paleo-heat flow at the time of maximum burial in late Jurassic to early Cretaceous is 158.41 mW/m2 for the north part, 119.57 mW/m2 for the central part and 169.43 mW/m2for the south part of the basin respectively. The reconstruction of the buried history of the strata indicates that the age for the end of sedimentation and the beginning of erosion for the basin is 108-156 Ma, and that the eroded thickness of the strata is 2603 m in the north, 2291 m in the central, and 2528.9 m in the south of the basin respectively. The "higher in the north and the south, lower in the central" distribution pattern of the paleo-heat flow coincides with the distribution of the coal-bed methane spatially and temporally, which shows that the coal-bed methane is controlled by the paleo-geotem-perature field in the basin.