山东省1961～2010年降水的非均匀性特征

根据山东省121个气象站1961~2010年逐日降水观测数据,采用气候趋势系数、M-K突变检验、滑动t检验、Morlet小波分析、相关分析、合成分析等方法讨论了山东省降水集中程度的时空分布特征和变化规律。结果表明:山东省降水集中度(PCD)的变化范围在0.55~0.70之间,鲁西北、鲁中山区、半岛内陆地区为高值区;降水集中期(PCP)变化范围在37~46侯之间,地区间差异明显。PCD多年平均值为0.62,PCP在43侯前后。各站PCD的变化趋势均不显著,大部分站PCP的变化趋势不显著。PCD和PCP没有发生突变,PCD和PCP一直分别存在5 a、8 a左右振荡主周期,同时并存多个周期。多水年和少水年PCD和PCP的空间分布差异较明显,年降水量与年内PCD在全省表现出一致的正相关,与PCP相关系数空间分布差异较大,但整体也表现为正相关性。     

东疆地区汛期降水集中度和集中期的时空变化特征

利用东疆地区6个国家气象站1961—2016年汛期(5—9月)逐日降水序列资料,分析了东疆地区降水集中度(PCD)和集中期(PCP)的时空分布特征和变化规律。结果表明:近56 a来,东疆地区汛期PCD平均为0.35,呈逐年微弱减小趋势(-0.02·(10 a)~(-1)),表明汛期降水趋于均匀化;汛期PCP平均为35.0候,呈逐年推迟趋势(0.45候·(10 a)~(-1)),表明汛期降水有所推后。汛期PCD和PCP空间分布不均匀,南部平原大、北部山区小,最小值均出现在天山北麓巴里坤。汛期PCD和PCP在整个时段内都存在13 a左右的长周期变化,且前者在1996年发生突变,以下降趋势为主,表明降水集中度逐渐减弱,趋于均匀化。通过汛期降水量与汛期PCD、PCP的相关合成分析,发现少水年PCD较多水年偏大,而多水年PCP较少水年偏晚。     

近50a西北干旱区极端降水的时空变化特征

利用西北干旱区1961—2010年76个测站的逐日降水量,采用线性趋势,MannKendall(M-K)突变检验等现代统计诊断方法,研究我国西北干旱区极端降水的时空变化特征。结果表明:(1)过去50 a北疆地区和天山山区极端降水量总体上呈增加趋势,河西—阿拉善地区变化不明显;(2)除南疆地区外,北疆、天山山区、河西—阿拉善地区极端降水量分别于1982年、1990年、1987年发生显著的上升突变;(3)极端降水量空间分布的区域差异性显著,在研究区西部表现为以天山山区大值为中心,呈现北高南低的特点;研究区的东部主要是自东南向西北递减的特点;(4)极端降水频率与极端降水量的空间分布基本一致。     

基于SPEI的陕西近40年干旱时空特性分析

根据1971—2012年陕西省96个气象观测站月降水、气温数据计算出标准化降水蒸散指数SPEI(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index),运用经验正交函数分解EOF(empirical orthogonal function)、线性趋势分析及Morlet小波分析等方法,分析了近40a来陕西省干旱时空演变特征、干旱化趋势、变率及周期性特征,结果表明:(1)陕西地区具有整体干旱变化特征一致的特点,总体呈现出干旱化趋势增强的特征,其中西安地区增强最明显,关中及陕北干旱变率最大;(2)干旱呈现明显的区域分布特征,以秦岭为界将陕西省分为秦岭以南和秦岭以北两大区域,两区域干旱呈现南北相反的分布特征,突变分析表明这种相反分布特征在1994年之后加剧;(3)从周期上看,整个陕西地区干旱呈准10a震荡,且关中与陕北地区呈现干旱特征相反的震荡步调。     

江西省汛期降水集中度和集中期时空分布特征

利用1961—2021年汛期（4—6月）江西省83个气象站点的逐日降水序列资料,计算了江西省汛期候尺度降水集中度（PCD）和集中期（PCP）,运用合成分析、趋势分析方法分析了江西省汛期降水的不均匀特征。结果表明：江西省PCD的变化区间为0.12—0.43,PCP的变化区间为5月第1候至6月第5候,说明江西省汛期降水较为均匀,但近年来降水有更集中的趋势。在空间分布上,赣南南部和赣北东部降水较为集中,降水集中期自南向北逐渐推迟,主要出现在6月中下旬。从变化趋势来看,PCP在赣南南部和赣中东部为偏早趋势,赣中北部和赣北地区有偏晚的趋势,PCD的趋势并不明显。多雨年PCD大值区主要在赣中地区,最大降水出现在6月;少雨年PCD大值区在赣北中南部和赣南东部地区,最大降水出现在5月。     

近36年昌都市降水集中度与集中期时空变化特征

本文利用1980~2015年近36a昌都市7个台站的逐日降水资料,计算降水集中度(PCD)与集中期(PCP),采用相关分析、合成分析等统计方法研究对PCD、PCP时空特征及与年降水量关系进行分析。结果表明:昌都市PCD范围在0.53~0.76,多年平均值为0.64,PCP范围在39候(7月中旬)~45候(8月中旬),平均值为41.7侯(7月下旬);空间上,昌都市PCD由北向南,自西向东逐渐增大,PCP呈“北早南晚、西早东晚”分布;昌都市大部地方PCD与年降水量呈显著正相关,年降水越多,降水越集中,出现“先旱后涝”的可能性越大。      

近40 a石河子地区气候暖湿化特征分析

分析了40 a气温、降水及干旱指数的变化特征,结果表明:(1)近40 a石河子地区平均温度以0.3℃/10 a趋势上升,和全疆变化一致;该地区年、冬季、夏季气温总体呈上升趋势,20世纪60~70年代年、冬季、夏季气温呈降低的趋势,80~90年代气温呈增加趋势,80年代冬季升温比夏季升温明显,而90年代夏季升温比冬季明显。(2)降水总体趋势上升,降水增长率为12.5 mm/10 a,90年代平均降水比30 a均值偏多20.8%。(3)年平均干旱指数总体呈下降趋势,但趋势不明显,其减少率为-0.3/10 a。(4)石河子地区的温度、降水及干旱指数用M ann-kendall方法检验分别在不同年份发生了不同程度的突变。结果指出,石河子地区气候正在趋于暖、湿化,这对于本区绿洲的发展具有有利的一面。     

运城市降水集中度和集中期的时空特征分析

利用运城市9个气象站1960—2014年逐候降水资料,运用线性趋势、MannKendall曲线、相关系数和合成分析等方法探讨了运城市近55 a来年降水量、降水集中度(PCD)和集中期(PCP)的时空特征。结果表明:时间上,年降水量呈减少趋势,变化倾向率为-7.94 mm/10 a;PCD年际变化显著,在0.30~0.72,多年平均为0.53;PCP多年平均41.63候,最早与最晚相差13候。空间上,年降水量区域差异明显,由东南向西北递减;PCD从西南向东北递增,有2个大值和2个小值中心,PCP呈现"南早北晚"形势。PCD、PCP与年降水量、汛期降水量、月最大降水量、候最大降水量和日最大降水量之间都存在正相关,表明汛期降水量、月最大降水量、候最大降水量和日最大降水量越大的年份,PCD值就越大,降水就越集中,出现洪涝灾害的可能性就越大;降水集中期出现的越晚。     

青藏高原与中国其他地区气候突变时间的比较

基于1961～2006年中国地面观测气温和降水资料,对青藏高原地区以及中国其他6个地区地表气温、降水的变化趋势和突变时间进行了检测和比较。结果发现,(1)地表气温:1961～2006年青藏高原地区年和四季的地表气温都呈增加趋势。年平均地表气温在20世纪80年代中期开始变暖,但显著快速增暖的突变发生在90年代中期,该时间比东北、华北、西北和淮河地区晚,与长江中下游和华南地区接近,不同季节青藏高原地区与其他地区变暖突变时间的差别也各有不同,但所有季节快速变暖突变的时间都比东北地区晚,中国东部陆地地区年和冬季平均地表气温表现出北早南晚的经向差异;(2)降水:1961～2006年青藏高原地区年降水量没有检测到显著的变化趋势,冬春降水量显著增加,而夏季降水有微弱的减少,秋季降水显著减少。降水突变的信号明显比温度突变的信号弱,年降水量和春季降水都没有检测到突变的发生,降水突变方向(增或减)和突变时间在区域与区域之间以及不同季节之间都存在较大差异。由上可见,青藏高原气候的显著快速变化比中国东部长江以北地区有明显的滞后现象,尤其是冬春温度变化,这可能是由于青藏高原地区积雪增加导致的反照率增加和冰川融化吸热对青藏高原变暖的减弱作用所致。     

基于SPEI干旱指数的凉山州干旱特征分析

本文采用凉山州17个国家气象站1971~2017年的气象资料,利用基于Penman-Monteith模型的标准化降水蒸散指数SPEI,分析月、季、年不同时间尺度下凉山州SPEI干旱指数的时空分布状况,并以西昌气象站为代表进行了SPEI干旱指数的突变性M-K检验。结果表明:(1)标准化降水蒸散指数能较好地反映凉山州干旱发生程度;(2)凉山州干旱的年代际变化明显,20世纪70年代、80年代和21世纪10年代总体偏旱,20世纪90年代和21世纪00年代则相对较为湿润;(3)凉山州干旱发生频率空间分布不均,中部干旱发生频率高于北部和南部地区;(4)西昌市近30年来干旱总体偏轻,最近一次干湿突变发生于1987年;⑤各季节最近一次由干转湿的突变点,冬季在1999年、春季在1996年、夏季在1994年、秋季在1991年,呈逐季提前的趋势。      

辽宁西部农作物生长季干旱风险及降水满足度研究*

[目的]掌握干旱灾害变化特征,为农业生产决策支撑,利用辽宁西部11个气象监测站1951—2017年气象观测数据,[方法]选用干湿指数作为干旱指标及其积分湿润指数方法,采用气候诊断分析方法,研究农作物生长季干旱变化特征,干旱风险程度,降水量对农作物的满意程度,并分析气象要素与干湿指数的相关性。[结果]结果表明：辽宁西部地区1951—2017年农作物生长季及各月时间尺度干湿指数呈减小趋势,干旱趋势明显,农作物生长季(5—9月)和9月成熟期干旱程度表现最为突出,从轻旱上升到中旱等级。农作物生长季降水的农作物满足度明显在下降,使干旱风险度明显升高。农作物生长季干湿指数年际变化在1995/1996年发生由高到低突变,突变后干旱程度升高0.8个等级；干旱风险度年际变化在1995/1996年发生由低到高突变,突变后干旱风险度升高14.0%；降水满足度年际变化在1998/1999年发生由高到低突变,突变后降水满足度下降17.7%。干湿指数与气温、日照时数、蒸发量、辐射呈负相关,与降水、风速、空气相对湿度呈正相关,其中干湿指数与气温、降水量、空气相对湿度有较强的相关性。[结论]辽宁西部地区干旱化日趋严重,调整农业结构势在必行。     

一种新的反映我国降水季节内非均匀性特征的方法

利用中国553个台站1961—2010年逐日降水资料,运用降水集中度PCD、新的集中程度方法Q和旱涝指数W分别讨论了中国夏季降水季节内非均匀特征和变化规律。结果表明:我国西北大部分地区降水相对集中,西北地区中部和西南地区降水较分散,东部整体降水并不集中,但黄河中下游地区降水相对集中。新疆和西藏地区西部、西北地区中部以及东南沿海等地降水集中程度逐渐趋于分散,Q在华北和东北大部分地区显示趋于集中,PCD则相反。我国黄河、长江中下游和华南沿海W值较大,易发生洪涝,西部地区W值较小,相对容易发生干旱。西藏、青海部分地区以及长江、黄河流域发生干旱或洪涝灾害较频繁,西南地区W年际变化很小。1960—1980年代W大多偏小于平均值,1981—1993年W变化幅度较大,1994年后W多偏大于平均值,全国大部分地区W值多为增大趋势。另外W有显著的2~3 a和7~8 a的震荡周期。      

基于SPI的1961－2020年昌吉地区作物生长季气象干旱时空特征研究

基于昌吉地区7个气象站1961－2020年降水量资料，计算昌吉地区作物生长季标准化降水指数（SPI-7）。运用趋势分析法、M-K突变检验法和小波分析法探究了昌吉地区作物生长季SPI-7指数的年际和年代变化特征；在此基础上分析了作物生长季干旱的站次比和干旱强度的年际变化,并结合该区实际发生的旱灾对SPI进行了验证。结果表明：1961—2020年昌吉地区作物生长季标准化降水指数以0.08/10 a的速率呈微弱的正趋势（变湿），在年代变化趋势中呈现出变干-变湿-变干的变化波动, 1981年标准化降水指数由低到高突变；干旱强度呈增加趋势，干旱发生的区域面积有轻微减少的趋势；干旱强度在全区范围内主要为轻旱和中旱等级，并表现为全域性干旱和区域性干旱；空间分布上看干旱率最高区域在东部地区，轻旱主要集中在东部，中旱、重旱和特旱集中在西部地区，干旱强度大的区域大致分布在西部地区；在周期性变化方面，SPI指数存在着6年、9年、16年周期震荡；历史旱灾与SPI指数干旱评价结果吻合率较高，SPI指数在昌吉地区作物生长季的干旱监测与分析中具有较好的实用性。     

近49年来河北省干旱时空变化特征研究

基于河北省及邻近地区73个气象站1961—2009年逐季、年降水资料,应用降水Z指数、经验正交函数分解、小波分析等方法分析了河北省干旱的时空变化特征.结果表明:近49年来河北省年、各季的干旱空间分布特征,最常见的是全省一致的干旱(雨涝)型,其次是南涝(旱)北旱(涝)的南北相反分布型;小波分析方法得出年、各季干旱的出现不仅存在明显的年代际尺度变化,而且年际变化也显著;河北省年干旱指数呈下降趋势,1979年后,年干旱指数发生突变,该区域进入干旱期.     

1961-2010年青藏高原气候变化特征分析

利用1961-2010年青藏高原及其周边地区158个气象站温度(包括平均温度、最低和最高温度)、降水和风速资料,对青藏高原的气候变化特征进行了分析。结果表明:(1) 1961-2010年青藏高原主体正在变暖变湿,但是高原东侧部分地区正在变暖变干,同时高原整体风速都在减小。(2)升温主要是夜间的最低温度贡献的。不同地区升温速率有差异,中部地区高于东部地区;平均温度和最高温度分别在1994年和1997年发生突变,突变后升温速率明显加快;三种温度都存在准8年周期震荡,其他短周期及更长周期震荡表现不一致。(3)降水量空间分布上表现为从东南向西北逐级减少,并且出现过多次突变,突变时间分别为1965年、1977年和1995年,突变前后降水的变化速率明显不同,降水存在准4年和准10年周期震荡。风速存在18～20年周期震荡。(4)青藏高原平均温度、最低温度及最高温度EOF分解的第一载荷向量均表现出全区一致的正值,中心区位于94°E-97°E一带,说明青藏高原腹地是平均温度、最低温度及最高温度变化最敏感的地区。(5)平均温度、最低温度及最高温度EOF分解的第二载荷向量大体表现出高原主体与东部以及北部边缘地带变化趋势相反,即高原主体升温(降温)时,东部及北部边缘地带是降温(升温)的。     

汉江流域秋汛期典型旱涝年与前期海温的关系研究

利用汉江流域16个气象观测台站1961—2010年秋汛期(9—10月)逐候降水资料,计算了降水集中度(PCD)和集中期(PCP),并建立了相应的序列,结合秋汛期降水距平百分率,确定汉江流域秋汛期典型旱涝年。同时,利用美国国家环境预测中心及国家大气研究中心(NCEP/NCAR)提供的同期海温和500 hPa高度场资料,采用合成和相关分析方法,探讨了典型旱涝年与前期海温的关系。结果表明,印度洋、赤道中太平洋、北太平洋为3个海温关键区,当这3个海区海温发生异常时,影响汉江流域秋雨的主要系统(印缅槽、贝湖槽、东西伯利亚高压和乌拉尔山高压)也相应发生变化,从而导致PCD和降雨量异常,引发汉江流域洪涝或干旱灾害。在一定程度上,可将前期海温异常作为判断汉江流域秋汛期降水量多少及PCD强弱的前兆信号。     

环青海湖地区夏半年极端降水时空特征及其对大气环流因子的响应

研究利用环青海湖地区8个气象站点1961—2018年逐日降水数据，分析了该地区夏半年降水量和极端降水指标的时空演变和大气环流特征，为准确理解水资源变化提供了重要的研究基础。结果表明：近60年环青海湖地区夏半年降水量呈显著增加趋势；极端降水事件各项指标（夏半年极端降水量、夏半年极端降水日数、夏半年极端降水强度、夏半年1日最大极端降水量、夏半年极端降水事件频率）呈上升趋势，尤其2005年以来各项极端降水指标上升趋势特别明显。21世纪初期是环青海湖地区的降水突变期，夏半年降水量和极端降水事件多项指标均在这一时期发生了突变。通过对极端降水指标与环流变化的关系研究发现，南极涛动指数(AAO)、西太平洋副高强度指数(WPSH)与极端降水指标显著正相关。在2006年前后南极涛动指数(AAO)和西太平洋副高指数(WPSH)发生比较明显的转折性变化，最终导致环青海湖地区夏半年极端降水各项指标在2006前后出现比较明显的突变。环青海湖地区夏半年降水量和极端降水量均存在6年的短周期和16年左右的长周期。环青海湖地区夏半年极端降水量和半年极端降水日数的均表现为西部较东部显著的空间变化特征。     

基于SPI指数近57年肇庆市干旱特征分析

选取肇庆市6个国家基本气象站1962—2018年逐月降水资料,基于标准化降水指数SPI,利用线性回归、M-K突变检验、Morlet连续复小波分析和EOF分解等方法对肇庆市近57年干旱时空变化特征进行分析。结果表明:(1)1962—2018年肇庆市SPI12呈震荡上升趋势,但线性趋势不显著;序列存在6、11、18年的周期,其中以18年为第1主周期;干旱主要发生在春、秋两季,春季干旱趋于加强;夏季干旱呈波浪变化趋势;秋、冬季干旱变化不明显。(2)干旱呈自西北向东南逐渐增强的分布特征。怀集县SPI12呈下降趋势且旱涝变化相对其他地区较敏感,其余地区SPI12值均为上升趋势,干旱趋于缓解。     

基于SPI的青海省春季干旱时空演变特征及环流诊断

利用青海省非常年干旱区39个气象站1981—2017年春季逐月气温、降水资料,采用标准化降水指数(SPI),探讨青海省不同功能区春季干旱频率、干旱站次比的时空演变特征,并着重分析影响青海省不同功能区春季旱涝分布的环流异常特征。结果表明:春季青海省干旱发生频率在18.9%～40.5%之间,干旱站次比以4.9%·(10 a)~(-1)的速率下降,各功能区均呈现增湿特征,增湿幅度最大的地区为青南牧区,其标准化降水指数(SPI)线性倾向率为0.23·(10 a)~(-1)。春季影响青海省南、北部地区旱涝分布的500 hPa环流系统配置总体一致(偏涝年欧亚中高纬呈"正、负、正"分布形势,中国大部地区形成西低东高的配置,偏旱年相反),但中高纬度极涡强弱对北部地区旱涝分布影响较明显,中低纬度西亚槽对南部地区旱涝形势的影响较大。春季SPI与前冬(前一年12月至当年2月)的副热带西风急流位置存在明显负相关,前冬中东急流指数与SPI的相关性较东亚急流更显著(中东急流指数、东亚急流与SPI相关系数分别为-0.514和-0.332),前冬副热带西风急流位置若较常年偏南,则次年青海省发生春旱的可能性很大。     

内蒙古地区极端降水事件分布特征

基于内蒙古地区94个气象站1961—2007年逐日降水量资料,利用累积频率法,分析了极端降水事件变化特征。结果表明:(1)近50年内蒙古地区极端降水事件和极端强降水事件发生的强度和出现的频次均呈现出增多趋势,尤其在1977年降水发生突变之后,增加趋势更为明显。(2)近50年内蒙古地区最长连续无降水日数和最长连续降水日数持续时间缩短,表明连续性干旱和降水的持续性减弱,尤其是进入本世纪后,最长连续无降水日数陡升和最长连续降水日数陡降,气候湿润程度下降,加之全球气候变暖,使内蒙古地区进入本世纪后暖而干的气候特征更为明显,这对农牧业生产和生态环境保护极为不利。(3)内蒙古地区近50年小雨和暴雨日数的减少,降水强度的加大,使全区降水不稳定性增加,降水有极端化发展趋势,尤其是在1987年气温发生突变之后,降水强度变化更大。