广西贺州市近半个世纪气温变化的多尺度分析

采用Morlet连续小波变换和和最大熵谱方法．分析了贺州市1957～2004年气温的多时间尺度变化特征。结果显示：（1）贺州市近48年气温在20年时间尺度上，经历了暖-冷-暖3个阶段，70～80年代表现为较长的低温期：（2）从不同的时间尺度分析都表明贺州近年来处于偏暖期；（3）小波变换系数穿零点不一定是气候突变点；（4）贺州市年平均气温表现为明显的20年和4～7年左右的振荡周期。     

河南省气温变化与北极涛动指数的关系研究

利用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了北极涛动指数和河南省近50多年来月平均气温距平序列的时频变化特征以及两者之间的关系.结果表明:河南省气温和北极涛动都存在着不同时间尺度的周期性变化,且各周期分量的强度不同.北极涛动指数具有2～4 a、8 a左右年际尺度和12～25 a、35 a以上年代际尺度的周期振荡;河南气温存在准2 a、4 a、6～8 a、10～20 a、28 a和35 a以上时间尺度的周期性变化.AO振荡过程影响河南省气温变化的时频结构,且主要表现在年代际时间尺度上.     

青藏铁路沿线永冻土区近千年的气候演变特征

利用树木年轮重建了青藏铁路沿线多年冻土区的年平均气温(763—1998年)、年降水序列(1518—1983年)。利用小波分析,发现10年时间尺度上气温可分为14个暖期和13个冷期,在30年时间尺度上中世纪暖期和小冰期表现明显;降水从30年左右时间尺度上看,大致上只有1591—1640年、1671—1730年和1770—1950年降水偏多,其余时间降水都偏少。现今依然处在暖干期。功率谱分析发现,气温主要周期为2．0,2．5,3．6,7．2,22．8和117．7年,降水主要周期为2．1,3．1,4．5,7．7,11．3,20．8,28和62年。     

武汉近百年来气温变化的多时间尺度分析

用墨西哥帽小波变换分析了武汉1905－1998年逐月气温资料，揭示了气候变化的多时间尺度结构，分析了其中存在的主要周期振荡和突变点。结果表明：武汉气候在20世纪主要经历了冷－暖－冷－暖4个阶段，目前处于相对暖期；气温存在准2年、21年和65年左右的周期振荡；不同时间尺度不具有不同的冷暖结构和气候突变点。     

云南近百年气温变化与8月低温冷害天气

用小波理论对云南近百年气温变化与８月低温冷害天气的气候学特征进行了分析，结果表明云南近百年来的气温变化主要经历了４个较大时间尺度的演变，它们分别是１９１９年以前的偏冷期，１９２０～１９５４年的偏暖期，１９５５～１９８６年的偏冷期及１９８７年以后的偏暖期，对应于这４个较大时间尺度的层次演变，云南的气温变化表现了十分明显的为特性，其冷暖交替的突变点分别发生在１９２０，１９５５和１９８７年，云南８月低温     

河南省气温变化与北极涛动指数的关系研究

利用连续小波变换和交叉小波变换方法,分析了北极涛动指数和河南省近50多年来月平均气温距平序列的时频变化特征以及两者之间的关系。结果表明:河南省气温和北极涛动都存在着不同时间尺度的周期性变化,且各周期分量的强度不同。北极涛动指数具有2-4 a、8 a左右年际尺度和12-25 a、35 a以上年代际尺度的周期振荡;河南气温存在准2 a、4 a、6-8 a、10-20 a、28 a和35 a以上时间尺度的周期性变化。AO振荡过程影响河南省气温变化的时频结构,且主要表现在年代际时间尺度上。     

近50年川渝地区的气温变化及其原因分析

根据1957～2006年四川省47个站和重庆市34个站的逐日平均气温资料及对应时间内Nino3区的月平均海表温度（SST）资料,在采用线性倾向估计以及连续小波变换等方法分析近50年来四川省和重庆市气温变化时频特征的基础上,采用交叉小波变换方法分析了该地区近50年气温变化与Nino3区海表温度之间的关系。结果表明,川渝地区气温变化具有不同时间尺度的多层次演变特征,存在2～4年、8年、12～16年和28年左右的周期振荡,其中尤以4年左右的周期最为显著。两地年代际变化规律也大致相同,四川50年代末～60年代初较暖,60年代初～90年代末偏冷,90年代末以来气温明显升高且强度较大;重庆50年代末～60年代末较暖,70年代之后气温变化与四川省基本相同。川渝地区气温变化与Nino3区SST变化密切相关,两者在4年尺度周期上表现为正相关,在13年尺度周期上表现为负相关。导致川渝地区气温异常变化的原因很多,赤道中东太平洋海表温度异常偏高（低）会引起该地区气温的偏高（低）;南亚高压北进（南退）以及热带西太平洋海温的升高（降低）,通过影响副热带环流系统均会造成川渝地区气温偏高（低）。     

青海高原地区近250 a来年平均气温变化及突变分析

用多条树轮重建的青海高原近250 a平均气温序列,利用线性趋势、小波变换分析和突变检测等方法对近250 a青海高原年平均气温的年际变化及突变特征进行了综合分析,结果表明:250多a来青海高原年平均气温波动明显,30 a滑动平均表现出1779～1811年和1934～2006年年平均气温偏高,其中年平均气温最高出现在1998年为1.3℃,1741～1778年和1812～1933年年平均气温偏低,其中年平均气温最低出现在1823年为-1.5℃,年气温总体呈上升趋势;在20 a以上相对大尺度上,年平均气温冷、暖交替的特征明显,经历了7个冷、暖交替阶段,在2～3 a,28 a左右,48 a和110 a时间尺度上的周期变化都比较明显。     

基于Morlet小波的四会气温周期分析

根据1961—2018年四会国家气象站逐年平均气温和逐年高温日(日最高气温≥35℃)数资料,采用Morlet小波变换,对四会市近60年的平均气温和高温日数时间序列变化特征进行多尺度分析,结果表明:(1)年平均气温存在明显的8、13、21和46年左右的周期振荡;年高温日数存在9、12和47年左右的周期振荡,并且两者的周期振荡存在较好的同步性。(2)从对气温的小波变换判断,由于8、13、21和46年左右特征时间尺度的周期皆未闭合,所以未来几年四会市仍将处于增暖期,但从长期时间变化尺度上则是开始进入变冷期。(3)从Morlet小波变换方差可知,在50年时间里,年平均气温13年左右为第1主周期,9和20年左右为第2主周期;年高温日数则是9年左右为第1主周期,12年左右为第2主周期。     

中国东北地区近百年气温序列的小波分析

利用1905-2005年中国东北地区哈尔滨、长春、沈阳和大连的气温时间序列资料,在分析气温变化结构的基础上进行小波分析,以揭示气温变化的多时间尺度的复杂结构。同时,分析了不同时间尺度下气温序列变化的周期性变化规律和突变点。结果表明：近100 a来中国东北地区的平均气温呈升高趋势,尤其在20世纪80年代以后升高趋势更加显著,升温率达到0.165 ℃/10 a。气温存在2～3 a、8～12 a、20～25 a和45 a左右时间尺度的多重时间尺度结构的变化特征。     

中国东北地区近百年气温序列的小波分析

 利用1905-2005年中国东北地区哈尔滨、长春、沈阳和大连的气温时间序列资料,在分析气温变化结构的基础上进行小波分析,以揭示气温变化的多时间尺度的复杂结构。同时,分析了不同时间尺度下气温序列变化的周期性变化规律和突变点。结果表明：近100 a来中国东北地区的平均气温呈升高趋势,尤其在20世纪80年代以后升高趋势更加显著,升温率达到0.165 ℃/10 a。气温存在2～3 a、8～12 a、20～25 a和45 a左右时间尺度的多重时间尺度结构的变化特征。     

当阳市水稻产量与气候变化的相关分析

根据1959-1998年当阳市的日平均气温、日降水量以及同期水稻产量资料,采用morlet复值小波变换与小波功率谱方法,分析了近40 a来当阳市水稻气候产量、降水量以及气温的多时间尺度的时频特征,并采用交叉小波方法探讨了气候产量与降水量、气温的相关。研究结果表明:水稻气候产量与降水量均具有5 a以及2-4 a的显著周期变化,与气温均存在2-4 a的显著周期变化,而且气候产量与降水量、气温在时域分布上也存在着某些相似性特征;气候产量与降水量、气温存在着密切的相关,相关关系随振荡周期尺度的不同而不同,且气候产量与降水量在5 a和9 a时间尺度上的相关程度最大,与气温在11 a时间尺度的相关程度最大;气候产量与降水量在2~4 a、6~10 a、11 a以及16~20 a时间尺度上呈负相关而在准5 a时间尺度上呈正相关,与气温在2~4 a、6~8 a、10~12 a以及16~20 a时间尺度上呈正相关而在准5 a以及9 a时间尺度上呈负相关。     

区域降水的多时间尺度特征

简单介绍小波分析技术的特点及其在大气科学研究中的应用。用一维Morlet小波变换对重庆地区(单站资料)1960～2000年41年降水资料序列作周期诊断分析,发现重庆市降水存在最为明显的准18年周期振荡,其次也具有11年、3～5年及8年的准周期。Morlet小波变换系数的零点对应于重庆市40余年降水变化的突变点,据此得出降水的多时间尺度特征和规律。无论是较大时间尺度,还是较小时间尺度,重庆市夏季降水、年降水变化均处于较强的偏多期,且偏多的趋势仍较明显,而秋季降水则处于较强的偏少期。     

1953～2017年黄河源区气温变化的多尺度特征

基于黄河源区8个站点的年平均气温序列,利用集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）方法,揭示了以玛多站为代表的黄河源区1953~2017年气温演变的多时间尺度特征,探讨不同时间尺度上的周期振荡对气温变化总体特征的影响程度,分析了黄河源区不同时间尺度的气温变化与海温指数,尤其是与北大西洋多年代际振荡（Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO）间的关系。结果表明:（1）1953年以来黄河源区玛多站年平均气温以0.31 ℃/10 a的变化率表现为明显的增暖趋势,20世纪80年代后期开始转暖,尤其是进入20世纪90年代后期变暖更加明显。（2）1953~2017年,黄河源区年平均气温呈现3 a、6 a、11 a、25 a、64 a及65 a以上时间尺度的准周期变化,其中以准3 a和65 a以上时间尺度的振荡最显著,准3 a的年际振荡在21世纪以前振幅较大,而进入21世纪后年际振荡振幅减弱,65 a以上时间尺度的年代际振荡振幅明显加大。（3）1998年气候显著变暖以前,以准3 a周期为代表的年际振荡在气温演变过程中占据主导地位,1998年气候显著变暖以后,65 a以上时间尺度周期振荡的贡献率增加近5倍,与准3 a周期振荡的贡献相当。（4）气温与Nino3.4指数和PDO（Pacific Decadal Oscillation）指数的同期相关均不显著,但当气温领先PDO指数22 a时正相关最大且显著,不同于PDO指数,气温原始序列及其3个年代际尺度分量滞后AMO指数3~7 a或二者同期时相关性最高,这就意味着AMO对黄河源区气温具有显著影响。（5）AMO的正暖位相对应着包括中国的整个东亚地区偏暖,黄河源区只是受影响区域的一部分,20世纪60年代至90年代初期AMO的负冷位相期、20世纪90年代中后期至今AMO的正暖位相与黄河源区气温距平序列的负距平、正距平相对应,气温在65 a以上时间尺度的变化与AMO指数相关性更高,可见,AMO是影响黄河源区气温变化的一个重要的气候振荡,这种影响主要表现在年代际时间尺度上。     

乌鲁木齐机场近50a温度变化特征分析

根据乌鲁木齐机场1951～2000年50a的月平均气温、最高气温、最低气温资料。分析了乌鲁木齐机场的气温变化特征。结果表明：机场年平均气温以0．033℃／a的速率上升。冬、春、秋3季气温呈上升趋势,冬季上升率为最大,达到0．0949℃／a;夏季气温以-0．028℃／a的速率下降。近50a乌鲁木齐机场经历冷—暖—冷—暖4个时期．其中1951～1960年是一长时期的冷期。四季均明显;1961～1975年为一暖期;1976～1987年为第二冷期;20世纪80年代末至今为一长时间暖期。气候变暖主要表现在冬季变暖。异常冷年(季)70％出现在20世纪50年代,而异常暖年(季)41％出现在90年代。同时50a来,年平均最高、最低气温都呈显著上升趋势,但后者比前者更持续稳定。其增温率更高于前者。这一特点表明最低气温对于监测温度效应加剧可能更为敏感。20世纪80年代末至今,增暖主要发生于夜间。这些事实将有助于对乌鲁木齐机场温度变化的认识。     

1960-2014年湖南省极端气温事件变化特征分析

利用1960-2014年湖南省88个地面气象站日最高和最低气温的均一化资料,运用百分位阈值法统计暖日、暖夜、冷日和冷夜数,采用线性回归、M-K突变检验、Morlet小波分析等方法,研究湖南省55a以来极端气温事件的时空变化特征。结果表明：(1)湖南省暖日和暖夜数呈上升趋势,其年际变化倾向率分别为0.68d.(10a)-1、2.73 d.(10a)-1,冷日和冷夜数呈下降趋势,其年际变化倾向率分别为-0.45d.(10a)-1、-2.46d.(10a)-1,夜间增暖幅度大于白天增暖幅度;(2)湖南省大部分地区的暖日、暖夜数呈上升趋势,冷日数、冷夜数呈下降趋势,其中湘北、湘南部分地区变化趋势明显;(3)暖日、暖夜、冷夜数有明显的阶段性变化,其突变检验特征较明显,暖日、暖夜分别在2008、2003年突变增加,冷夜在1986年突变减少;(4)湖南省极端气温日数在不同的时间段存在着长短不同的振荡周期。     

湖南省55a极端气温事件变化特征

利用1960—2014年湖南省88个地面气象站日最高和最低气温的均一化资料,运用百分位阈值法统计暖日、暖夜、冷日和冷夜数,采用线性回归、M-K突变检验、Morlet小波分析等方法,研究湖南省55 a以来极端气温事件的时空变化特征。结果表明:(1)湖南省暖日和暖夜呈上升趋势,其年际变化倾向率分别为0.68 d/10 a、2.73 d/10 a,冷日和冷夜呈下降趋势,其年际变化倾向率分别为-0.45 d/10 a、-2.46 d/10 a,夜间增暖显著;(2)湖南省大部分地区的暖日、暖夜呈上升趋势,冷日、冷夜呈下降趋势,其中湘西北、湘西南、湘东南部分地区变化趋势明显;(3)暖日、暖夜、冷夜有明显的阶段性变化,暖日、暖夜分别在2008、2003年突变增加,冷夜在1986年突变减少;(4)湖南省极端气温日数在不同的时间段存在着长短不同的振荡周期。     

华东地区降水时频变化特征与ENSO关系

利用Morlet小波变换方法分析了近56a来华东地区降水、气温变化以及ENSO的变化,结果表明,华东地区的降水、温度、海温(ΔSST)以及南方涛动指数(ΔSOI)的月距平序列中都存在多时间层次结构,并且各时间尺度周期分量的强度是不同的。同时又采用交叉小波变换方法,分别分析研究了ΔR、ΔT与ΔSST、ΔSOI相关关系,发现华东地区降水与ENSO在准2～4a周期变化上呈正相关关系,在年代际和8a以上年际间呈正负有规律交替且以正相关为主,而气温与ENSO存在多时间尺度特征。     

青藏高原季风年际变化与长江上游气候变化的联系

利用NCEP资料计算的1951 1995年青藏高原季风(下称高原季风)指数序列[1]及长江上游22个测站的气温距平和雨量距平百分率资料,应用MHF(墨西哥帽)小波分析及最大熵谱分析方法,研究了高原夏季风和长江上游夏季气温及降水的时间-频率多层次年际时间尺度变化特征.结果表明,高原夏季风、长江上游夏季气温和降水均存在明显的阶段性变化特征.高原夏季风以22年低频变化和2.5年高频振荡为主,长江上游夏季气温变化以2～3年占优,而长江上游东、西部夏季降水第一主周期则表现为6～8年和2.5年,三者在时间域上存在着显著的相关关系,表明高原季风年代际变化对长江上游气候变化有显著影响.     

基于气象台站的澜沧江上游极端气温与极端降水变化特性研究

基于流域内的3个气象站点1960-2020年逐日最高气温、最低气温和降水量等基础资料,采用线性倾向回归分析法、Mann-Kendall突变检验法和小波分析等方法进行研究,分析和揭示了澜沧江上游流域在时间尺度上的变化。研究结果表明：(1)在1960-2020年,澜沧江上游流域的极端气温暖昼日数(TX90P)和暖夜日数(TN90P)呈显著上升趋势,速率分别为1.6d/10a和2.7d/10a;冷昼日数(TX10P)和冷夜日数(TN10P)呈显著下降趋势,速率分别为1.2d/10a和2.7d/10a,而极端降水变化只有持续湿润指数(CWD)的变化趋势不显著,其余三个降水指标降水总量(PRCPTOT)、1日最大降水量(RX1day)、5日最大降水量(RX5day)都呈显著上升趋势,速率分别为18.8mm/10a、0.5mm/10a和0.8mm/10a。(2)澜沧江上游流域极端气温指数冷昼日数(TX10P)在1992年出现突变点,冷夜日数(TN10P)在1978-1993年间出先了连续突变现象,极端气温指数降水总量(PRCPTOT)在2000年以后发生突变,这也说明了在时间尺度上的变化明显。(3)在1960-2020年,澜沧江上游流域的极端气温和极端降水周期特征变化显著,均存在多时间尺度的特征,第一主周期主要在10-15a、15-20a和25-30a三个时间尺度范围内。