陕西省霾天气变化特征及气候成因分析

通过对比选用14时实测值法利用1981—2016年全省96站14时相对湿度和能见度数据重建全省历史霾数据序列，分析区域内霾天气的特征及相关气象要素的特征，并探讨大范围持续霾天气过程对应的环流形势，研究霾天气过程的成因。结果表明：关中地区是我省霾天气的高发区，其次是陕南的汉中盆地，陕北出现最少。全省霾日数总体呈较明显的上升趋势，2000年后增加显著。从季节变化来看全省及各区域均为冬季霾日数最多，秋季次之，夏季霾日数最少。各区域均在5～8 km能见度、60%～70%相对湿度、静小风时易出现霾天气，西安及关中全年和四季在偏东北风向时霾天气频率较大。冬季地面风速小，相对湿度较大，近地面风场辐合及逆温层的存在，造成关中大气垂直扩散能力较弱，大气污染物发生堆积、累积效应易形成关中地区持续霾天气及严重大气污染。     

瑞金机场高影响天气气候特征分析

利用参证气象站(瑞金气象观测站)1988—2017年记录的雷暴、闪电、降水、雾和霾、热带风暴及结冰资料,对瑞金机场发生频率较高的高影响天气的气候变化特征展开统计分析。结果表明:(1)夏季(6—8月)是雷暴影响瑞金机场的主要季节,其中8月发生的日数最多;1988—2013年雷暴日数整体趋势不显著,但年际变化显著,2012年雷暴日数最高,为76天,1989年雷暴日数最低,为40天;瑞金机场闪电也主要集中在夏季,冬季少有发生,高频时段出现在14:00—20:00,夏季要注意防雷防电。(2)瑞金机场对流性降水(10 mm·h~(-1))年均发生21.5天,占总降水天数的14.2%,其中一半左右发生在5、6月份,6—13时为高发时段,是强对流重点关注和预防的时期。(3)瑞金站雾或霾引起的低能见度出现的频率冬春季节较高,夏季较低,应重点关注冬春季低能见度对航运的不利影响。(4)影响瑞金机场热带气旋带来的降水以大到暴雨为主,对瑞金市极端风速的影响以5～6级为主,应给予一定的关注。(5)瑞金机场每年均有结冰发生,且初、终期复杂多变,需注意冬季跑道除冰工作。     

银川市雾霾天气的气象条件分析及概念模型建立

利用银川气象站1981-2013年逐时地面气象资料及探空资料,统计分析了不同季节影响大气扩散能力的静小风频率、逆温厚度强度、混合层高度等的差异。结果表明：雾主要出现在傍晚～夜间～第二天上午12：00之前,高峰期出现在07：00～09：00;霾主要出现在08：00～14：00,11：00前后最多,其他时间段相对较少;1981-1995年间,霾日数呈明显的下降趋势,1996年后呈明显的上升趋势,2013年达高峰。秋冬季是一年中浓雾-强浓雾及重度霾的多发季节,特别是夜间出现浓雾和强浓雾时,对应混合层高度均≤150 m,占比达100%;有霾出现时,污染潜在等级以2级为主,混合层高度在150< H≤ 350之间的占比达75%。小风条件下出现轻中度霾的概率比静风大,静风条件下出现重度霾的概率比小风大。雾霾天气时,大气稳定度以中性（D类）为主,其次是较稳定类（E类）。     

乌鲁木齐近30年低能见度气候特征

为探寻乌鲁木齐市低能见度的变化规律,分析城市发展、大气污染对能见度的影响,利用乌鲁木齐市气象站的常规气象资料和环境监测站的大气污染资料对乌鲁木齐近30年低能见度进行统计分析,结果表明:大部分低能见度出现在11月至次年3月份,占全年总次数的97%,出现频率为4.5%,其中12月份出现频率最高,为7.4%;夏半年低能见度出现频率很低,6~8月几乎没有低能见度出现;夜间20时至早晨08时是低能见度的高发时段。近30年低能见度的年出现频率随年代增加而减小的倾向度为0.52%/10 a。冬半年和夏半年低能见度出现频率随年代增加而减小的倾向度分别为0.68%/10 a和0.08%/10 a。低能见度出现时相对湿度≥85%,同时伴有24小时正变湿、负变温、负变压,冬半年平均风速<2 m/s;浓雾、低空逆温及大气污染是造成乌鲁木齐市低能见度的主要原因。本文还对城市化发展、空气污染对能见度的影响进行了正反两个方面的讨论,认为冬半年低能见度出现频率随年代增加而减小的速率远远大于夏半年的原因除气候变化外,与乌鲁木齐加大冬季大气污染治理,实施集中供热有关。     

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。     

华东雾和霾日数的变化特征及成因分析

基于华东449个气象站点1961-2007年的雾、霾、气温和露点温度数据、1980和2005年土地利用数据及2000-2007年MODIS气溶胶光学厚度数据,利用气候统计诊断、遥感和地理信息系统技术分析了华东雾、霾日数的气候变化特征及成因,结果表明:1961-2007年期间,华东雾日数在全年及四季都呈现出先增多后减少的年际变化特征,霾日数在全年及四季则呈现出逐渐增多的年际变化特征。在1961-1980年和1981-2007年期间,华东多数地区的雾日数分别呈现出增多和减少的变化趋势,霾日数则在两个时期都表现为增多趋势。华东雾日数和霾日数的变化特征与我国已有的研究结果一致,气象条件的变化、区域城市化和土地利用变化以及大气污染物排放量增加所导致的气温升高和城市热岛效应增强、空气湿度和风速降低、气溶胶光学厚度增加等是华东雾和霾出现频率变化的主要原因。     

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%。     

汕尾市雾霾天气的能见度多时间尺度特征分析

根据汕尾气象台1961～2003年共43 a的常规气象观测资料,对汕尾市雾霾天气的能见度多时间尺度特征进行了分析.结果表明,汕尾市雾霾天气能见度的时次变化都是在08时次出现最多,在08～14时次逐渐减少,在14时次出现最少;霾天气逐月变化不明显,轻雾和雾主要出现在冬春季节,以春季为多;霾在80年代后出现次数明显增多,而雾则在70年代以后出现次数多,但雾天气年代变化不明显,主要原因可能是城市污染的逐年加重,引起雾霾天气次数明显增多.     

四川省近50年降水的变化特征及影响

利用1961-2008 年四川省133 个气象站逐日降水资料,研究分析了四川省近50 年大气降水的变化特征及影响。研究发现：四川省年均暴雨日数从西到东呈现“增-减-增”的总体变化趋势：甘孜州、凉山州南部、攀枝花等地区年均暴雨日数主要呈弱增加趋势,四川盆地西部、中部呈明显减少趋势,盆地东北部地区则呈较强增加趋势;除了盆地中部、南部部分地区外,四川省其余地区的暴雨强度主要呈增强趋势,其中盆地东北部加强趋势明显。四川盆地西部、中部地区各量级雨日均主要呈减少趋势,无雨日明显增加,年降水减少明显;盆地东北部地区年均暴雨、大雨日数及强度都呈明显增加、增强趋势,此区域年降水量的增加主要是由于大雨、暴雨量的增加导致。近50 年来四川省大气降水的变化形势给不同的区域带来了不同影响：四川盆地西部和中部地区大气降水明显减少,影响到地表径流以及地下水位,导致水资源紧张;川西高原北部阿坝州降水也明显减少,在一定程度上促进了生态环境恶化;而盆地东北部、甘孜州、攀枝花和凉山州等地区暴雨日数和强度的增多、增强导致部分地区洪涝、地质灾害频发。     

中国东部海陆热力差异与华南冬季雾霾的气候学关联

根据中国东部冬季海陆热力分异和耦合作用关系,构建了纬向海陆热力差异指标。从大气环流和降水角度,揭示了局地海陆热力差异对中国东部相对湿度变化的影响。基于此,探讨了局地海陆热力差异与华南地区冬季雾霾形成、转化和趋势变化的气候学关联。结果表明：冬季海陆热力对比显著的耦合区位于华南地区和菲律宾海东部海域,形成的局地海陆热力差异具有约17 a左右的年代际变化,20世纪80年代初其由强转弱的趋势突变明显。局地海陆热力差异增强时,华南地区冬季东北风异常加强,由东中国海（渤海、黄海和东海）及日本海向华南地区的水汽输送和降水也呈现增强趋势,这有利于华南地区相对湿度的异常增加。受局地海陆热力差异调控,华南地区偏湿期和偏干期约以17 a的周期交替出现。20世纪80年代之前的偏湿期,华南地区雾日条件湿度基本保持不变,之后环境相对湿度逐渐降低,引起雾日偏少。由于华南地区本底（平均）相对湿度更利于霾的形成,在污染物排放或迁移累积增强的情形下,相对湿度的降低抑制霾向雾的转化,使得雾日持续减少,而霾日趋于增加,特别在21世纪初的偏干峰值期霾日增加速率达到最高。21世纪20年代华南地区相继进入偏干期,气候变暖导致饱和比湿加大,未来霾天气趋多趋强、持续时间长等极端特性和高危险性特点将更为突显。     

新疆地区最大连续降水事件时空变化特征

基于新疆51 个站点1960-2005 年的日降水资料,从最大连续降水事件出发,以年、夏、冬为研究时期,定义描绘最大连续降水事件的日数、降水量和降水强度的9 个极端降水指标,研究最大连续降水事件的时空概率特征。本文应用改进的Mann-Kendall 法对各指标变化趋势进行检验,采用基于F 检验的线形分析计算其变化率。研究结果表明:(1) 年和夏季最容易发生2 天的最大连续降水天数,最大连续降水事件日数越长,降水强度越低;冬季易发生1 天的最大连续降水天数,随最大连续降水事件日数的增加,降水强度增加;(2) 近年来,日数短的连续降水天数事件频率减少,而随降水日数的增加;降水量有增加趋势;因此,新疆降水有极端化的趋势;(3) 新疆有湿润化趋势,而南疆在夏季的湿润趋势比北疆明显,北疆在冬季比南疆显著。     

中南半岛植被物候与极端降水的变化特征及关联

利用MCD12Q2数据提取中南半岛的植被物候指标,采用Sen+Mann-Kendall法、灰色关联分析及R/S分析等方法,分析中南半岛地区生长季开始、生长季结束、生长季长度及极端降水指标的时空分布特征及其关联,并预测物候指标的未来变化趋势。结果表明：1) 2001—2018年中南半岛生长季开始及结束时间均表现出东部地区早于西部的空间特征,半岛生长季长度多保持在8～9个月左右;除暴雨日数指标,极端降水指标的空间分布特征与年总降水量的空间分布相似,大致呈西高东低;2）生长季始期与生长季末期以提前趋势为主,生长季长度以缩短趋势为主;年尺度降水量与强度无明显变化,但单日最大降水量、极强降水量和暴雨日数指标呈下降趋势,中雨日数、大雨日数和连续有雨日数指标均呈上升趋势,表明中南半岛极强降水事件减少,中等强度极端事件增多,降水事件的持续时间变长;3）各物候指标的主控极端降水指标类型空间分布模式相似且集中,植被物候与区域气候密切相关;4）中南半岛各物候指标未来变化趋势与过去变化趋势相反,且以延后趋势为主。     

东江流域蒸发皿蒸发量及其影响因子的变化特征分析

分析了东江流域1961-2003年蒸发皿蒸发量及其影响因子的趋势变化和突变变化,结果表明:东江流域年蒸发量减少趋势显著,一年中,春季、前汛期、后汛期的蒸发量减少趋势显著,秋季蒸发量减少,但不显著;年蒸发量的突变发生在1981年;秋香江口以下和东江三角洲的年蒸发量减少趋势显著,秋香江口以上有增加趋势,但不显著;全年和各季的蒸发皿蒸发量与日照时数、温度、风速的偏相关系数为正,与相对湿度的为负;日照时数、风速显著减少,突变分别发生在1981年和1982年;气温显著增加,突变发生在1987年;相对湿度显著减少,突变发生在1986年:蒸发皿蒸发量出现减少趋势的原因主要是日照时数的减少,其次是风速减小.     

西双版纳地区雾的气候学特征及其影响因素

采用Man-Kendell趋势分析、突变分析及灰色关联分析方法,分析1961—2016年间西双版纳地区雾、气温、降水等气象观测资料,以认识西双版纳地区雾的气候学特征及其与气温和降水之间的相互影响和相互作用。结果显示,西双版纳地区的雾主要发生在旱季期间的清晨,年雾日数和年雾时长呈显著减少趋势,与区域降水不显著减少的趋势一致,与气温显著升高的趋势相反。西双版纳地区年降水量突变时间不显著,年雾日数和年雾时长的突变时间早于年均温突变时间,说明雾对西双版纳区域环境变化的响应较气温和降水更敏感,是指示区域环境变化的重要气象因子之一。西双版纳地区气温、降水和雾事件密切联系并相互影响：年均温、年降水量对年雾时长的影响低于年雾时长对二者的影响,年雾日数相对更容易受到气温和降水量变化的影响;年雾日数、年雾时长对年降水量的影响小于二者对年均温的影响,气温相对更容易受到雾事件的影响。降水减少和气温升高不利于雾的形成,可能是西双版纳地区年雾日数和年雾时长减少的原因。     

1970—2020年黄土高原水蚀风蚀交错区极端降水时空变化研究及驱动因素分析

黄土高原水蚀风蚀交错区作为中国北方典型的生态脆弱区,因其独特地形和气候条件,极端降雨事件对其环境和生态系统的影响更加突出。选取水蚀风蚀交错区28个气象站点,结合RClimDex模型计算11个极端降水指数,采用线性相关分析法、Mann-Kendall趋势检验法和小波交叉法,分析了1970—2020年黄土高原水蚀风蚀交错区极端降水事件时空分布特征,探讨了极端降水事件的驱动因素。结果表明：（1）1970—2020年水蚀风蚀交错区持续干燥日数（CDD）呈下降趋势,其余10个指数呈上升趋势,反映出近50 a研究区极端降水事件的频率、量级和强度不断增加。交错区年降水量增加和极端降水事件增加具有密切关系,且极端降水事件增加主要是由中雨日数（R10）和大雨日数（R20）引起。（2）1970—2020年极端降水事件在全区整体为增加趋势,交错区中部和西南部极端降水事件显著发生,陕西段极端降水量和强度呈显著增加趋势且极端化程度更显著。（3）湿日总降水量（PRCPTOT）、暴雨日数（R25）、5 d最大降水量（R5d）3个极端降水指数,与影响因子厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）、东亚夏季风（EASM）和太阳黑子...     

贵州西部雷暴日数的时空分布特征

利用1960-2004年贵州西部10个测站的逐日雷暴观测资料,采用线性倾向估计、滑动t检验法等统计方法,对贵州西部雷暴天气的分布情况、年际变化及雷暴发生日数的气候变化特征等进行了分析,结果表明:贵州西部各地年雷暴日数差异明显,雷暴天气西南部最多,西部次之,东部最少;贵州西部一年四季均有雷暴天气出现,雷暴的出现有着明显的季节性变化,主要集中在夏季,冬季出现的概率非常低;全年各月均有出现的可能,但各地雷暴天气主要出现在每年的5-9月,其中8月最多,7月次之,12月最少;雷暴天气60、70年代持续偏多,进入80年代后,雷暴日数持续偏少,从总的气候趋势看,雷暴天气总日数呈波动下降趋势;年总雷暴日数在1984年出现突变现象,表现为日数的急剧减少.     

柴达木盆地沙尘暴天气影响因素

以柴达木盆地9个地面气象站点1961-2016年的逐日观测资料，分析该地区沙尘暴发生频率与气象因子和地表因子的关系，对比沙尘暴发生日与未发生日的气象因子和地表因子的差异。结果表明：①柴达木盆地沙尘暴日数与风速、大风日数有显著正相关关系，是影响最大的气象因子；气温与沙尘暴日数存在正相关性，但各地区有差异；相对湿度和降水对沙尘暴日数有明显的抑制作用；日照时数与沙尘暴日数存在弱的正相关关系。②植被对沙尘暴有抑制作用，但对柴达木盆地北部沙尘暴日数的抑制作用不显著；冻土深度对沙尘暴的影响存在滞后效应，滞后时间为2-3月。③沙尘暴发生时日最低气温偏高，相对湿度偏大，降水偏多，风速明显偏大，日照时数偏小，气温（地温）差偏小；日照时数小是沙尘暴发生的必要不充分条件。     

1960-2017年渭河流域极端气温变化及其对区域增暖的响应

基于逐日最高和最低气温,计算1960-2017年渭河流域16项极端气温指数,发现近58 a 渭河流域极端冷指数（冰冻日数、霜冻日数、冷夜日数、冷昼日数和冷持续指数）呈下降趋势,极端暖指数（夏日日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数、作物生长期和热持续指数）呈上升趋势,特别是20世纪80年代后上升速率明显加快。流域半干旱区对气候变暖的响应更敏感,主要体现在白天温度增高以及冰冻和霜冻日数减少,而半湿润区主要为夜间增暖。相比1960-2003年,2004-2017年流域平均温度升高1.75℃,暖夜/暖昼日数增加10.99/6.79 d,而霜冻/冷夜日数减少8.71/2.35 d。分析发现地形条件是影响流域极端气温空间差异的重要因素。在流域半干旱区,冷夜和冷昼日数的快速减少,有利于农作物的生长。而在相对湿度较大的半湿润区,随着夏季连续高温天气增多,高温热浪事件的危害更大。     

城市化对北京市极端气候的影响研究

利用北京地区20个气象站点35年（1980—2014年）的逐日降水、气温资料和社会经济、人口、土地覆被以及夜间灯光遥感的栅格数据,通过聚类分析和层次分析相结合的方法将站点分类,对北京市城市化进程中的极端气候变化趋势和城市化影响的响应进行了分析。结果表明：北京市整体的极端冷事件呈减少趋势,极端暖事件呈增加趋势,极端降水事件没有明显变化趋势;城市化对极端温度事件有着显著的影响,相对于乡村站点来说,城市化使得极端冷事件减少的更快,极端暖事件增加的更快,造成城市的气温日较差明显变小;城市化对极端降水的影响虽不显著,但在乡村站点年降水量总量和降水日数减小的趋势下,城市化造成城市降水总量和降水日数均多于乡村,减缓了连续无降水日数的增长趋势,同时城市的极端降水有向更加极端的情景发展。     

1961- 2005 年中国霾日气候特征及变化分析

利用1961-2005 年中国霾日统计资料, 对中国霾的时空气候分布特征、变化趋势进行了详细分析, 并探讨了霾变化的可能原因及其与太阳总辐射、日照时数变化的关系。结果表明: 近45 年来, 中国年和四季霾日的空间分布特征均呈现东多西少的空间分布态势, 东部地区集中在三个多发区, 分别为长江中下游、华北和华南; 季节变化, 除东北地区、青藏高原、西北西部四季霾日均很少且变化不明显外, 其余大部分地区均呈现为冬季多, 夏季少, 春秋 季居中的特点。近45 年, 全国平均年霾日数呈现明显的增加趋势, 2004 年为最高值。我国东部大部地区主要呈现增加趋势, 尤其霾多发地区, 如长江中下游、珠江流域及河南西部等 地, 霾日增加幅度大, 趋势显著, 人类活动造成的大气污染物增加及天气气候变化是这些地区霾日呈现增加趋势的可能原因, 我国西部地区和东北大部地区则以减少趋势为主。华北、长江中下游地区、华南地区霾日变化趋势与日照时数变化趋势相反, 霾的增加是造成太阳总 辐射减少的主要原因之一。东北地区、西北地区、西南地区、青藏高原霾日变化和日照时数变化均呈现不明显的减少趋势, 但由于这些地区霾日发生少, 其变化不会对日照时数和太阳总辐射变化造成很大的影响。