半干旱草原型流域不同时间尺度降水特征分析

基于锡林浩特气象站1960-2015年逐日降水数据,运用M-K法、R/S 法和Morlet 小波法,分析了半干旱草原型流域--锡林河流域近56a不同时间尺度下降水趋势及突变特征、未来变化趋势、降水周期规律的变化情况。结果表明：近56a来锡林河流域年降水量呈下降的趋势,在1974、1980、1989年和1998年发生过4次突变,存在28a的主周期变化。夏季降水特征和年降水特征基本一致,冬季降水量呈显著上升的趋势。汛期8月份降水量呈显著下降的趋势,并在1998年左右发生突变,降水第一主周期在12a处,非汛期11和12月份降水量都呈显著上升的趋势,其中,12月份降水在2000 年左右发生显著突变,这两个月份降水的第一主周期分别是30a和9a。不同时间尺度下降水序列的Hurst指数均>0.5,说明流域降水趋势具有持续性,未来降水趋势与过去保持一致。     

近50年乌鲁木齐河流域垂直气候带的异同变化特征

依据乌鲁木齐河流域各站点近50 a的观测数据,分析垂直带内气候变化的异同特征。结果表明,年增温趋势最强的是低山带0.554℃/10 a,贡献最大是冬季温度。温度距平变化幅度除中山带为进入21世纪最大外,其他均为1990 s最大。显著增温突变年际尺度(2 a)上,低海拔带响应早于中、高山带;年代际尺度(16~23 a)上高山带最早,中山带最晚。年增湿趋势最显著是高山带20.8 mm/10 a,贡献最大是夏季降水。降水距平幅度除高山带1990 s振幅最大外,其他均为1980 s最大。降水突变特征为随着海拔高度的增加突变的响应时间依次推后。     

天山山区与南、北疆近40a来的年温度变化特征比较研究

分析天山山区近40 a来年温度变化的基本特征,并与南疆、北疆进行比较,其结果是:(1)天山山区年平均温度在冷暖变化阶段上与北疆的相似性强于南疆。(2)新疆三大区域年平均温度的最主要空间分布特征均是同步变化,但同步性的程度北疆较好,南疆及天山山区较差;而空间分布的反向变化性,南疆及天山山区较好,北疆较差。(3)三大区域年平均温度的年代际变化趋势是不同的,但均以20世纪90年代为最暖。(4)近40 a的显著线性增温趋势以年平均最低温度及年平均温度表现得空间范围最广,年平均最高温度最差;年平均温度的长期增温率以北疆最大,天山山区和南疆较小;年平均最低温度的10 a增温率变化在0.34~0.37℃之间。(5)三大区域最佳升温趋势出现的时段比较一致,增温率以北疆为最大,天山山区和南疆相同。(6)北疆与南疆年平均温度分别在1960年和1978年发生了由低向高的突变。     

河西走廊57年来气温和降水时空变化特征

采用滑动平均、线性回归等趋势分析方法以及Mann-Kendall、Pettitt 和累积距平三种突变检验方法对河西走廊地区1955-2011 年的气温和降水两个指标进行研究, 从而揭示该地区气候变化的事实及趋势。研究显示河西走廊地区的气温在过去57 年呈显著上升趋势, 升温率是IPCC第四次报告中近50 年变暖率的两倍, 达0.27℃/10a, 并且在1986 年发生增温突变;四季气温中, 冬季气温升高对年气温上升贡献最大。河西走廊年降水量在研究时段内呈显著增加趋势, 降水增率为3.95 mm/10a, 但各个流域增加趋势并不显著;雨季降水量呈不显著的增加趋势, 其年际变化与年降水量一致, 雨季降水增量对年降水量增加贡献率大;河西走廊年降水量未发生突变, 雨季降水量在1968 年发生增加突变。河西走廊温度升高, 降水量增加, 总体向暖湿化发展, 这种变化对该地区水资源脆弱性的影响需要进一步研究。     

陕西省气温降水变化特征的区域差异

以陕西省境内47个气象站点1959～2009年逐月气温、降水数据为基础,利用线性趋势法、Mann-Kendall突变检验和滑动t检验,分析陕西省近51a气温、降水变化趋势和突变特征的时空分布差异.结果表明：（1）年平均气温以陕北黄土高原区和关中平原区增温显著,且前者增暖突变最早;春季和秋季平均气温以关中平原区增温幅度最大,春季平均气温陕北黄土高原区增暖突变最早;秋季平均气温关中平原区增暖突变最晚;冬季平均气温以陕北黄土高原区增温幅度最高,陕南秦巴山地区最低,且关中平原区增暖突变最早,陕南秦巴山地区最晚.（2）年降水量变化趋势不显著,减少突变发生在陕南秦巴山区;春季平均降水量以关中平原和陕南秦巴山区减少趋势显著;夏季和秋季平均降水量变化趋势不显著,但关中地区在夏季发生增加突变,陕北黄土高原区在秋季发生减少突变.     

近50年新疆北疆地区气候变化趋势分析研究

采用Mann-Kendall趋势检验和突变检验法,基于1956～2006年新疆北疆8个地区的年均气温和年降水量数据,对北疆8个地区近50年的年均气温和年降水量序列的变化趋势和突变进行了分析.结果表明北疆8个地区的气温和降水呈现了大致相同的变化趋势,自20世纪80～ 90年代以来,北疆大部分地区气温呈现显著上升趋势,出现增温突变.同时,降水量也呈现上升趋势.其中,博州、乌鲁木齐及阿勒泰地区降水量呈现的显著增加趋势,出现突变增加;其余大部地区降水量缓慢增加,没有发生突变.近50年来,北疆气候总体呈现一个增温增湿的变化趋势.     

1958-2016年呼伦贝尔草原新巴尔虎右旗气温和降水变化特征

气候变化是影响草原区植被与环境状况的重要因素。利用呼伦贝尔草原新巴尔虎右旗1958-2016年的气温和降水数据资料,采用线性倾向估计法、累积距平分析法、M-K检验法和Morlet小波分析等方法,从不同时间序列上,对该地区近59年的气候变化趋势、极端气候以及突变现象进行分析。结果表明：年平均气温以0.354℃/10a的速率上升,上升趋势显著;四季平均气温均呈现增温趋势,其中春季增温趋势最大;1985-1986年发生了由低温到高温的突变;研究区年平均气温存在11 a的强显著周期。研究区年降水量整体以8.68 mm/10a的速率呈下降趋势,变化趋势不显著;降水集中在夏季（6-8月）,占全年降水量的72.9%,7月降水量最大,有效降水日数最多;1961-1962年和1981-1982年降水发生突变;极端降水指标中日最大降水量、连续5 d最大降水量、强降水量、极强降水量、强降水比率、连续无雨日数、零降水量日数均呈现递减趋势,仅降水强度呈递增趋势,变化趋势均不显著;Morlet小波分析表明研究区年降水量存在52 a的强显著周期。新巴尔虎右旗近59 a气候总体呈现干旱化趋势。     

三工河流域平原区蒸发量变化特征及影响因素

采用线性倾向估计、滑动平均和Mann-Kendall非参数统计检验等方法,分析了三工河流域平原区1981-2012年蒸发量变化特征及主要影响因子,并通过多元相关模型定量给出了各气象因子对蒸发量变化的贡献程度。结果表明：三工河流域平原区近32 a蒸发量呈显著下降趋势,春夏秋冬四季的蒸发量也呈显著减少的趋势。春季和夏季蒸发量的大幅减少对年蒸发量减少的贡献率较大,冬季蒸发量在1985年和1989年发生突变。影响蒸发量的因子中,降水、日照时数、相对湿度、风速和气压均呈下降趋势,其中日照时数、相对湿度和风速下降趋势显著,而气温上升趋势明显。以1981-1990年为基准期,1991-2000年风速和日照时数减少对蒸发量减少的贡献率分别为85.27%、20.70%,其它影响因素对蒸发量减少的贡献率为-5.97%;而2001-2012年风速和日照时数的减少对蒸发量减少的贡献率分别为52.32%和39.91%,其它影响因素的贡献率为7.77%。     

新疆近50a来降水量时空变化及其突变分析

基于新疆53个气象台站1960—2005年逐月降水资料,通过Mann-Kendall非参数趋势检验方法,对新疆近50 a来年降水量和12个月降水量的趋势进行了分析,并计算12个月对年降水量的贡献率,同时通过SequentialMann-Kendall方法分析了27个台站年降水量显著增加趋势发生的时间突变点。结果表明,新疆近50 a来年降水量显著增加,北疆和南疆趋势最为明显;其中冬半年(1、2、11月和12月)这4个月的降水量增加趋势显著,对新疆年降水量的贡献较大;新疆大部分台站年降水量趋势发生突变的时间点在20世纪80年代以后。     

近121 a来土库曼斯坦气温变化特征

利用土库曼斯坦7个代表性气象站的1891-2011年逐月平均气温资料,采用线性回归、滑动平均、Mann-Kendall突变检验和Morlet小波分析等方法,研究了土库曼斯坦近121 a来气温变化总体趋势和特征。结果表明：近121 a以来,土库曼斯坦年、四季平均气温均呈上升趋势且多次出现冷暖波动过程,20世纪80年代以后增温尤为明显,其中,秋季增温最为明显;20世纪90年代温度发生由降转升的突变,突变点为1994年,通过了99%显著水平;土库曼斯坦年均气温主要存在55、35和18 a的振荡周期,55 a在时间尺度上的震荡是全时域的,而18 a尺度上的震荡在20世纪30年代以前和80年代以后震荡较强。     

祁连山讨赖河流域1957—2012年极端气候变化

全球气候变化背景下,极端气候事件发生的频率逐年增大,由此引发的气象灾害事件也随之增加。鉴此,本文利用祁连山讨赖河流域1957—2012年的气象观测资料,对该流域23个极端气候指数的时空变化特征做了研究。结果表明：（1）极端气温升高趋势明显,夜间和白天极端低温日数显著减少,极端气温昼指数显著增大;气温日较差变化幅度很小,霜冻日数显著减少,生长季长度明显加长,冰冻日数2000年后增加;夜指数增大幅度大于昼指数,秋、冬季极端气温升高幅度大于春、夏季。（2）极端降水指数增大趋势明显,雨日降水总量、连续五日降水总量和中雨天数均展现出增大态势,反映出连续降水事件的增加;极端降水量事件增大显著,但雨日降水强度变化不大;除最多连续无降水日数外,极端降水日数指数展现出增大趋势;降水日数夏、秋季节分配趋向均匀化;降水量的增加主要是单次降水时间持续加长和中雨日数增加的贡献;高海拔区极端降水事件发生的频次较大。     

粮食安全视角下中国历史气候变化影响与响应的过程与机理

基于现代全球变化研究中关于脆弱性和粮食安全的概念,把历史时期的粮食安全分解为粮食生产安全、粮食供给安全、粮食消费安全3个层次,以气候变化直接影响粮食生产水平为起点,分析气候变化-农(牧)业收成-食物的人均供给量-饥民-社会稳定性的驱动-响应链中的关键过程,指出气候变化影响的驱动-响应关系不能归结为简单的因果关系,诸如耕地、人口、政策、外来势力都会对气候变化的影响起着放大或抑制的作用。     

Assessing Climate Change in the Contiguous United States Using a Modified Thornthwaite Climate Classification Scheme

Climate change across the contiguous United States is investigated using a modified version of Thornthwaite's climate classification scheme. This approach allows both moisture and thermal conditions to be examined simultaneously for a better assessment of multivariate climate change. Changes in area of different climate types over time is determined using the climate year approach and the spatial nature of climate change is examined by computing climate types based on averages from three thirty-year periods over the twentieth century. Over the study period from 1895 to 2005, statistically significant changes in areal coverage of different climate types have occurred. In the eastern half of the country, climate divisions have become wetter and changed to moister climate categories. The most prominent change has occurred in the Deep South, where the climate has changed to both a lower thermal category and a wetter moisture category. Much of the country has experienced positive temperature trends, but only climate divisions in the Southwest and Upper Midwest show changes to higher thermal categories.     

Vulnerability of pastoral farming in Hawke's Bay to future climate change: Development of a pre‐screening (bottom‐up) methodology

Although future climate change will significantly affect New Zealand's climate, how regional climates will be changed remains highly uncertain. As a consequence, pre‐screening sensitivity analysis is recommended for climate‐sensitive activities. A ‘bottom‐up’ approach intended to serve this purpose in the context of non‐irrigated pasture is developed and demonstrated in the Hawke's Bay context. This is achieved using a simple daily water balance model to simulate near‐surface hydrological processes and empirical relationships between transpiration and pasture dry matter production. The Hawke's Bay case study indicates that the methodology has merit and is worthwhile pursuing nationally (with refinements).     

气候变化对植物多样性的影响研究综述

植物多样性是生态系统结构和功能的基础,气候变化已对其产生了深刻的影响,甚至于严重威胁。植物多样性的减少或丧失必然会影响生态系统结构和功能的稳定性,导致严重的生态、经济和社会后果。植物多样性对气候变化的响应受控于气温和水分的动态平衡。本文系统总结了气候变暖和降水格局变化对植物多样性的影响,分析了气候变化对不同生态系统、群落类型、尺度范围（全球尺度、区域尺度、局地尺度）内植物多样性的影响,并归纳了差异的主要影响因素。最后对未来的研究方向做了展望。     

RCPs情景下未来青海高原气候变化趋势预估

利用 CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5)耦合模式结果对 RCPs(Representative Concentration Pathways)情景下的青海高原气温、降水变化趋势及极端气候事件2011-2100年演变特征进行了预估。结果表明:在21世纪,青海高原年平均气温显著升高,RCP2.6、RCP4.5 和 RCP8.5排放情景下增温速率分别为0.06 ℃/10a、0.24 ℃/10a和0.61 ℃/10a。年降水量将明显增加,幅度1.4～7.0 mm/10a。青海高原21世纪与气温、降水有关的事件都有趋于极端化的趋势,极端冷指标下降,极端暖指标均明显上升。极端降水频次增加,强度加重,且变化幅度与排放强度成正比。     

A temporal analysis of seasonal start dates across 25 urban environments in the eastern United States

This research examines changes to seasonal start dates (1948–2015) across urban locations in the eastern United States. For 25 cities, percentile-specific thresholds of temperature (T_a) and apparent temperature (AT) were used to define seasonal start dates. Seasonal changes were evaluated across four time periods: 0300, 0900, 1500, and 2100 UTC. Incorporating spatial and temporal variability into seasonal delineation, this research critiques the ways in which seasons are defined and builds on existing research regarding seasonal climate change. Both T_a and AT results generally indicate earlier starts to the summer and spring seasons, while the starts to winter and autumn seasons have been delayed. On average, a forward shift of 11 days was found for summer. Larger changes were found for AT thresholds when compared to air temperature alone. Temporally, the largest and most significant changes were found for the 0300 and 2100 observations. The observed changes to seasons have significant impact on a range of processes, including phenology and human health, and may be appropriate to consider further in future climatology studies.     

艾比湖流域沙尘气候变化趋势及其突变研究

通过艾比湖流域5个气象站建站~2001年的观测资料,对艾比湖流域沙尘气候的变化趋势进行了分析。结果表明,气候发生了明显的变化,主要表现在气温升高,降水增多,但分布不均,沙尘暴、扬沙和大风日数稳定减少,但浮尘日数显著上升,风速分布发生了变化,大风日数的迅速减少还引起蒸发能力的减弱。艾比湖干枯的湖底盐漠面积与该流域沙尘总日数之间存在密切关系,艾比湖水域的伸缩而引发的荒漠化环境变化是造成该流域沙尘天气的主要因素。对艾比湖流域沙尘气候的突变检验结果表明,大风、沙尘暴、扬沙日数的减少和浮尘日数的上升是一种突变现象,这种突变与整个西北气候的变化和艾比湖流域沙漠化条件的变化存在一定的关系。     

气候变化对工业经济系统的影响研究进展（英文）

全球气候变化导致全球海洋酸化、冰雪融化、气温持续升高、极端天气发生频率增多,进而对社会经济系统产生深远影响。随着气候变化的加剧,抵抗气候风险能力较强的工业领域也遭受了严重的损失。目前,工业领域的脆弱性不断加深,工业经济损失的绝对量也在不断增长,定量评估工业经济损失是制定应对气候变化政策的重要依据,通过梳理当前的研究进展,可以为工业经济的评估提供思路和方法。因此,本文对工业领域受气候变化影响的正负面效应进行概述,发现不同工业部门受到气候变化的影响略有不同,部分区域的采矿业对气温升高的响应为正向,但风暴、干旱以及降雨会破坏采矿业的正常生产经营活动;制造业大多是室内作业,抵抗极端气候的能力相对较强,部分产业反应机制复杂;建筑业的损失多集中在间接损失,通过电力成本提高等反馈;电力、热力及水的生产和供应业在遭受极端气候时会出现传输供应损失,且作为碳排放最大的行业,其减排成本短期内会影响该部门的经济增长。工业部门为了应对气候变化付出了较大的适应和减缓成本,因此通过模型量化评估工业经济的损失,有利于制定合理的政策,保证工业经济平稳有序的增长。     

Foreword to the special issue: climate change impacts, adaptation and vulnerability in the Arctic

The Arctic climate is changing, carrying wide-ranging implications for indigenous and non-indigenous inhabitants, businesses, industry and government across the circumpolar region. The latest scientific assessments indicate that change is happening faster than previously thought, and that the Arctic will continue to experience dramatic climate change in the future. This special edition of Polar Research brings together nine papers on climate change impacts, adaptation and vulnerability in the Arctic, providing important insights on the nature of the risks and opportunities posed by climate change in the circumpolar region, highlighting opportunities for policy response and providing insights on how to conduct effective climate change research with Arctic communities.