近50年中国地面气候变化基本特征

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国大陆地区1951年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明,中国近50 a来年平均地表气温变暖幅度约为1.1℃,增温速率接近0.22℃/(10 a),比全球或半球同期平均增温速率明显偏高。地表气温增暖主要发生在最近的20余年,其季节和空间特征与前人分析结论基本一致。降水量变化趋势对所取时间段和区域范围敏感。1951年以来全国平均降水量变化趋势不明显,但1956年以来略有增加。降水变化的空间特征明显而相对稳定,东北北部、包括长江中下游的东南部地区和西部广大地区降水增加,而华北地区以及东北东南部和西北东部地区降水明显减少。分析还发现,近50a来全国平均的日照时数、平均风速、水面蒸发等气候要素均呈显著下降趋势,但积雪地带的最大积雪深度却有所增加。中国日照时间和水面蒸发量变化的空间特征很相似,减少最明显的地区均发生在华北和华东,新疆次之。影响中国年代以上尺度气候变化的因子错综复杂,人类活动引起的大气中温室气体浓度增高可能在一定程度上影响了中国近50 a来的气候,但考虑到尚存的不确定性,目前仍不能给出明确结论。中国东部大部分地区日照时间和水面蒸发量减少可能均起源于人为排放的气溶胶影响,平均风速减弱也有利于水面蒸发量下降,而在西部地区云量和降水量的变化可能更重要。     

近54 年辛集市气温及降水变化特征

根据河北省辛集气象站近54 a（1957-2010年）的月平均地面观测资料,采用气候统计学方法,分别从气温及降水的趋势变化、周期变化、突变特征等方面进行分析,总结该市近54 a气温及降水的变化特征。结果表明：1）近54 a来辛集市年平均气温、各季平均气温及极端最低气温呈显著上升趋势,四季中冬季增温趋势最明显,夏季增温幅度最弱,极端最低气温上升而极端最高气温下降,导致气温日较差减小;2）在20世纪60年代,年平均和冬季气温表现出准2～3 a的显著年际变化周期,年平均和春季气温还表现出准7 a的显著年际周期特征;3）该市年降水量近54 a来整体呈先增加后减少的变化趋势;4）年和夏秋季降水量在20世纪60年代均表现出准3～4 a的周期特征,而在春季准7 a的年际振荡贯穿始终;5）辛集市的气温变化趋势以及突变开始时间与全国、河北省以及石家庄地区近50 a气温变化基本一致,但该市的降水量变化则略有不同,降水量变化的长期趋势不显著且突变不明显,主要是由于降水量的时空变化差异性较大。     

近54年辛集市气温及降水变化特征

根据河北省辛集气象站近54 a(1957-2010年)的月平均地面观测资料,采用气候统计学方法,分别从气温及降水的趋势变化、周期变化、突变特征等方面进行分析,总结该市近54 a气温及降水的变化特征。结果表明:1)近54 a来辛集市年平均气温、各季平均气温及极端最低气温呈显著上升趋势,四季中冬季增温趋势最明显,夏季增温幅度最弱,极端最低气温上升而极端最高气温下降,导致气温日较差减小;2)在20世纪60年代,年平均和冬季气温表现出准2~3 a的显著年际变化周期,年平均和春季气温还表现出准7 a的显著年际周期特征;3)该市年降水量近54 a来整体呈先增加后减少的变化趋势;4)年和夏秋季降水量在20世纪60年代均表现出准3~4 a的周期特征,而在春季准7 a的年际振荡贯穿始终;5)辛集市的气温变化趋势以及突变开始时间与全国、河北省以及石家庄地区近50 a气温变化基本一致,但该市的降水量变化则略有不同,降水量变化的长期趋势不显著且突变不明显,主要是由于降水量的时空变化差异性较大。     

近几十年来长江上游流域气候和植被覆盖的变化

利用中国740台站资料分析了长江上游流域近50a来降水和气温的变化。结果表明,年降水量在20世纪50年代和60年代总体偏多,90年代后在上游的中部和东北部偏少;年平均气温自80年代中期以来呈现增加的趋势,特别是在上游西北部升温更加明显。在各季节中,区域平均的降水量在秋季有明显减少的趋势,区域平均的气温在冬季的增温更加显著。长江上游降水强度也存在年代际变化,区域平均的弱降水天数和中等强度降水天数都呈现减少的趋势。1982—2001年的归一化植被指数(INDV)数据显示,在上游的东部区域,植被有明显的退化;在西部区域,植被活动性有所增加。INDV与同期气候变化的相关关系表明,植被覆盖与降水量基本不相关,6—8月平均的INDV与同期的气温有明显的正相关,即气温的升高有利于植被的生长。     

江川站近50 a观测要素变化与探测环境变化浅析

基于江川1961-2010年的观测资料,利用滑动平均、趋势分析以及用CORREL函数统计相关系数等方法,对气温、降水量等观测要素的年际和季节变化进行分析,探讨了江川气候变化与探测环境变化的相关性.结果表明:①研究时段内江川年与四季平均气温均呈上升趋势,冬季增温显著,春季增温最小,夏季、秋季增温与年相近;地温变化亦呈上升趋势,增幅比气温大,其中0 cm增温最大,20 cm增温最小;年平均气温在1998年出现了明显的突变,其后出现了一个显著的增暖期,20世纪末以来的增温非常显著,是近50.a以来的高温期.②江川年降水量呈减少趋势,近10 a的减少趋势明显,干季降水量减少微弱,主要是雨季降水量减少.③20世纪90年代末以来的气候变化与观测环境变化息息相关,对应着江川城市建设的发展变化.     

近55年海南岛气候要素时空分布与变化趋势

采用海南岛7个气象站观测的气温、降水、平均风速、相对湿度、日照时数和蒸发量等气候要素资料,分析了1959-2013年海南岛各气候要素的时空分布特征和变化趋势。结果表明:(1)海南岛多年平均降水量和相对湿度在中部山区多、西部沿海少,气温、平均风速、日照时数和蒸发量的空间分布则正好相反。(2)近55年海南岛年均气温和降水量均呈增长趋势,平均风速、相对湿度、日照时数和蒸发量降低趋势显著。其中,气温、降水量、相对湿度、平均风速、日照时数和蒸发量分别在1980、2007、1991、1983、1995和1992年前后发生突变。(3)气温增温率在海南岛中部山区琼中附近最高,降水量增长率在南部三亚附近最高;相对湿度、平均风速、日照时数、蒸发量降低率则分别在海南岛东北部区域、东部琼海附近、北部海口附近、中部山区最大。(4)气温、降水量、日照时数和蒸发量年内分布不均,而相对湿度和平均风速年内变化相对较小;各月气温和蒸发量年际变率相对较小,相对湿度、平均风速、日照时数、以及5-10月降水量年际变率相对较大。     

黄河中游“三花间”区气候变化特征

利用黄河中游地区三门峡至花园口区间(简称"三花间"区)21个气象站1955-2006年的气温和降水量资料,采用滑动平均、趋势分析、小波变换和Mann-Kendall等方法,探讨了黄河"三花间"区气温和降水量的年际和年代际变化特征.结果表明:(1)近50多年来"三花间"区年平均气温的年代际变化为1950年代后期至1980年代为偏冷期,1990年代之后气温明显升高,冷暖转折的突变点在1994年,2001年以来是近50多年来最暖的时期;年及冬、春、秋三季平均气温均呈上升趋势,尤以冬季增温开始最早,增温最明显.(2)降水量的年代际变化为1950年代后期至1960年代、2001年之后为多雨期,1970年代至1990年代为少雨期,其中以1990年代降水最少;各季降水量除冬季外均呈减少趋势,以夏季减少最明显.(3)黄河"三花间"区气候总体向暖干化方向发展,但2003年之后进入了多雨期,未来几年气候存在着向暖湿化变化的可能性.     

近47年来广东省地面气候变化基本特征

利用广东省1959～2005年25个气象观测站常规地面观测资料年平均值,对广东省近47年来气候的年代际变化特征进行了分析。结果表明：近47年来广东省气温基本表现为增温趋势,但除了珠江三角洲以外大部分地区均低于0．022℃／年的全国平均水平,并且在1995年发生了一次增温突变。广东中部年降水量表现为小幅减少趋势,而西南和西北部表现为小幅增加趋势。近47年来广东省平均地面风速、日照时数表现为显著的减少趋势,且分别在1979和1974年左右发生了减少突变。     

近50a新疆巴州地区气温与降水时空变化特征

利用新疆巴州地区7个国家级气象地面基准站1961—2013年气温和降水逐日资料,通过累积距平法、滑动平均、一元线性回归趋势法及Mann-Kendall突变检验法,对该地区气温和降水的时空变化特征进行分析。结果表明:近53 a,新疆巴州地区年、季平均气温整体均呈显著上升趋势,增温率北部高于南部、冬季最高而春季最小,并在1980年代以后发生增温突变,南部突变早于北部,冬季突变早于其他季节。巴州地区年降水量也呈显著增加趋势,增加速率多雨季高于少雨季、北部高于南部;全区及其北部地区降水量在1980年代中前期发生突变,且少雨季突变略早于多雨季、北部略早于全区,而南部地区未发生突变。     

关中地区蒸发量变化特征分析

利用陕西关中地区22个代表站1980—2013年20cm口径蒸发皿所测的蒸发量资料,分析了关中地区全区及东、中、西部蒸发量的时间、空间变化特征及主要影响因子。结果表明:(1)关中全区及各区域月平均蒸发量最大值均出现在6月,最小值均出现在12月;东部月蒸发量明显大于中部和西部。(2)关中全区和各区域蒸发量均为夏季最多,春季次多,秋季第三,冬季最少,夏季和春季占年蒸发量的73%。(3)关中全区及各区域蒸发量年变化趋势基本一致,呈缓慢增加趋势,中部和西部增加趋势较东部和全区明显。(4)关中全区及各区域年际变化趋势是20世纪80年代、90年代蒸发量基本相当,年平均为1 000~1 400mm;21世纪以来蒸发量显著增加,年平均为1 600~1 930mm。(5)影响关中地区蒸发量的主导气象因子为气温、日照时数、降水量;蒸发量与气温、日照时数正相关,与降水量负相关。     

石羊河流域1960～2009年参考蒸散量与蒸发皿蒸发量变化特征

以石羊河流域5个气象站点1960～2009年逐日气象资料为基础,从估算模型和统计角度计算分析了该流域参考蒸散量及蒸发皿蒸发量的变化趋势和变化原因。结果表明：过去50 a石羊河流域蒸散发呈增加趋势,个别站点达极显著水平（p＜0．01）,1960～2009年和1970～2009年不同时段的选择对分析结果有一定的影响。估算模型理论分析认为桑斯威特法计算的参考蒸散量变率主要由气温决定,蒸发皿蒸发量和彭曼蒙蒂斯公式计算的参考蒸散量变化则是辐射、气温、风速及空气饱和差共同作用的结果,而相关分析和突变检验的分析结果验证了上述结论,并得出过去50 a石羊河流域蒸发皿蒸发量和彭曼蒙蒂斯公式计算的参考蒸散量变化的主要决定因素是空气饱和差。     

20世纪60~90年代辽东地区气候年代际变化特征分析

利用1961～2000年辽东地区13个观测台站的逐月降水和气温资料,分析了辽东地区降水和气温的年代际变化。并利用高桥公式计算出辽东地区的蒸发量,得出了该地区蒸发量和降水蒸发差的年代际变化特征;同时利用干燥度指标研究了辽东地区气候干旱对气候变暖的响应。结果表明:近40 a来辽东地区气候变化呈暖干变化趋势,即气温升高、降水减少,尤其以20世纪90年代变化最为明显。     

环青海湖地区气候变化及其对荒漠化的影响

对环青海湖地区1976年以来的气温、降水、蒸发等气候要素的气候变化趋势及突变现象进行了分析和检验。结果表明：年平均气温及春、夏、秋、冬四季气温均呈上升趋势，其中以秋、冬两季最为明显；年平均降水量及春、夏、冬季降水自90年代后出现减少趋势，秋季降水始终呈减少趋势，且线性变率达－7.28mm/10a；各季及年蒸发量呈增大趋势，其中年、夏季蒸发量的线性变率分别为11.7、9.39mm/a。各季及年气温出现过一次明显的增暖现象；降水虽然出现过一次明显的增加和减少，但增加出现在80年代，而减少则出现在90年代；同样，蒸发也出现过一次明显的增大和减小现象，只是减少出现在80年代，而增大而出现在90年代。这种气候趋势和突变现象的发生，加剧了环青海湖地区荒漠化的蔓延，致使草地退化、河流流量减少、湖泊水位下降，生态环境受到严重影响。     

Response of hydrological cycle to recent climate changes in the Tibetan Plateau

The Tibetan Plateau (TP) surfaces have been experiencing an overall rapid warming and wetting while wind speed and solar radiation have been declining in the last three decades. This study investigated how climate changes influenced the hydrological cycle on the TP during 1984??2006. To facilitate the analysis, a land surface model was used to simulate surface water budget at all CMA (China Meteorological Administration) stations on the TP. The simulated results were first validated against observed ground temperature and observation-derived heat flux on the western TP and observed discharge trends on the eastern TP. The response of evaporation and runoff to the climate changes was then analyzed. Major finding are as follows. (1) Surface water balance has been changed in recent decades. Observed precipitation shows insignificant increasing trends in central TP and decreasing trends along the TP periphery while evaporation shows overall increasing trends, leading to decreased discharge at major TP water resource areas (semi-humid and humid zones in the eastern and southern TP). (2) At the annual scale, evaporation is water-limited in dry areas and energy-limited (radiation and air temperature) in wet areas; these constraints can be interpreted by the Budyko-curve. Evaporation in autumns and winters was strongly controlled by soil water storage in summers, weakening the dependence of evaporation on precipitation at seasonal scales. (3) There is a complementary effect between the simulated actual evaporation and potential evaporation, but this complementary relationship may deviate from Bouchet??s hypothesis when vapor pressure deficit (or air temperature) is too low, which suppresses the power of vapor transfer.     

近40年黄河源区气候要素分布特征及变化趋势分析

用Mann-Kendall统计检验方法对黄河源区13个气象站点1959—1997年日照、气温、降水、蒸发的分布特征和变化趋势进行了分析,结果表明:近40年黄河源区年平均日照时数表现为微弱的下降趋势,空间分布呈明显的从北部向南部减少的态势,变化趋势从中部向西部、东部、北部逐渐减少;年平均气温呈明显的上升趋势,空间分布规律从西向东、从南向北逐渐增加,变化趋势为中部、南部地区上升趋势最小,北部、东部、西部上升幅度较大;多年平均降水呈较弱的下降趋势,空间分布规律从东南向西北逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区降水量呈下降趋势;年平均蒸发量的下降趋势幅度较大,空间分布规律从北部向南部逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区呈减少趋势,以北部地区最为明显。另外,本文也应用线性倾向估计方法对黄河源区各气候要素进行了分析,这两种方法得到的结果基本一致。     

1958～2018年永定河流域蒸发皿蒸发量的变化特征及其影响因子分析

基于永定河流域1958～2018年14个气象站的逐日观测数据,采用气候倾向率、Mann–Kendall趋势检验法分析蒸发皿蒸发量时空变化特征,并通过完全相关系数和多元回归分析识别气候因子与蒸发量的相关程度并定量计算其贡献率。结果表明:在全球气候变暖的背景下,60年来永定河流域气温以0.29°C/10 a的速率上升,而蒸发皿蒸发量不增反减,以－48.88 mm/10 a的速率显著下降（标准化统计量Z=－4.5）,该流域存在明显的“蒸发悖论”现象。流域蒸发量表现出显著的时空分布差异性,在季节上,春、夏季蒸发量分别占全年蒸发量的35%和37%,且春、夏两季蒸发量下降趋势较为显著;在空间上,永定河流域下游平原区下降趋势较上游山区（天镇、蔚县等地区）更为显著。完全相关分析表明,净辐射、平均风速和空气饱和差与蒸发量具有较强的相关性;贡献率分析表明,与基准期 1958～1979 年相比,1980～2018 年平均风速和净辐射减少对蒸发量减少的贡献率分别为77%和66%,空气饱和差的贡献率为－41%,净辐射和平均风速的减少是导致蒸发皿蒸发量下降的主要影响因素。     

Recent changes in precipitation extremes in the Heihe River basin,Northwest China

Changes in rainfall extremes pose a serious and additional threat to water resources planning and management, natural and artificial oasis stability, and sustainable development in the fragile ecosystems of arid inland river basins. In this study, the trend and temporal variation of extreme precipitation are analyzed using daily precipitation datasets at 11 stations over the arid inland Heihe River basin in Northwest China from 1960 to 2011. Eight indices of extreme precipitation are studied. The results show statistically significant and large-magnitude increasing and decreasing trends for most indices, primarily in the Qilian Mountains and eastern Hexi Corridor. More frequent and intense rainfall extremes have occurred in the southern part of the desert area than in the northern portion. In general, the temporal variation in precipitation extremes has changed throughout the basin. Wet day precipitation and heavy precipitation days show statistically significant linear increasing trends and step changes in the Qilian Mountains and Hexi Corridor. Consecutive dry days have decreased obviously in the region in most years after approximately the late 1980s, but meanwhile very long dry spells have increased, especially in the Hexi Corridor. The probability density function indicates that very long wet spells have increased in the Qilian Mountains. The East Asian summer monsoon index and western Pacific subtropical high intensity index possess strong and significant negative and positive correlations with rainfall extremes, respectively. Changes in land surface characteristics and the increase in water vapor in the wet season have also contributed to the changes in precipitation extremes over the river basin.     

1953—2005年内蒙古东部产粮区气候变化特征研究

利用系统聚类分析和相关分析方法,根据1953—2005年内蒙古东部产粮区48个气象站的气象资料,进行了气候相似区划分;并得出各区在热量、水分的时间变化上具有较高的区域一致性。据此,以区域内各站点的温度、降水和日照时数的平均值作为区域热水光时间序列,分析了各气候要素变化特征及其对农业可能产生的影响。结果表明:各区域温度呈上升趋势,增温速率(平均增温为0.3—0.4℃/10 a)高于中国平均增温速率(0.22℃/10 a),增温幅度呈从西向东递增的趋势,平均最低气温增幅最大,平均最高气温增温幅度与海拔呈正相关,尤以1988年以后变暖趋势最为明显;降水量基本呈减少趋势,年代际波动较大;20世纪90年代至今,内蒙古东部产粮区生长季降水明显减少,气温迅速升高,暖干化趋势表现明显,温差减小和日照时数减少,水热匹配格局发生改变,粮食产量出现减少趋势的可能性较大。     

鄱阳湖流域气候变化事实研究

基于江西79个气象站1961-2010年逐日气温和降水观测资料,采用滑动t检验和Mann-kendell法对鄱阳湖流域年平均气温进行突变检验分析,利用线性回归方法分别对鄱阳湖流域气温、降水量、降水日数、降水强度等要素的变化趋势进行了分析。结果表明：（1）1961-2010年鄱阳湖流域年平均气温为18.0℃,升温趋势明显,升温率达0.16℃/（10 a）,在1996年出现显著突变。冬季升温趋势最明显,夏季气温虽呈上升趋势,但不显著。（2）流域平均年降水量为1643 mm,呈略增多趋势。20世纪60-80年代和21世纪00年代降水量偏少,90年代降水量相对偏多。最大年降水量出现在1975年,为2149.6 mm;最小年降水量出现在1963年,为1111.6 mm。（3）流域年降水日数总体呈现下降趋势,下降率约为6.9 d/（10 a）。其中,小雨日数下降最为显著,下降率约为7.1 d/（10 a）;中雨日数呈略下降趋势;大雨和暴雨日数呈现略增加趋势。（4）流域年降水强度总体呈现上升趋势,每10 a上升约0.52 mm/d,说明流域降水集中度增大,强降水事件增多。     

藏北牧草青草期的气候变化特征分析

利用1971—2000年西藏那曲地区平均气温、≥5 ℃界限温度、降水量以及月平均最高气温、最低气温、相对湿度、风速、日照时数等资料, 运用Penman-Monteith模型计算得出最大可能蒸散, 进而得到地表湿润系数, 分析了近30年藏北牧草青草期的气候变化趋势。结果发现:各牧区青草期间表现为平均气温升高、降水增多、持续天数延长、积温增高的趋势; 20世纪70年代各牧区青草期开始得晚、结束得早、持续天数短; 90年代相反, 青草期开始得早、结束得晚、持续天数长; 那曲地区西部青草期间的平均气温从未出现过异常年, 中东部牧区1976年异常偏冷; 各牧区降水量的异常年份主要出现在20世纪70年代; 70年代中期藏北大部分牧区青草期积温异常偏低, 90年代末出现了异常偏高年份。研究结果还表明:气温升高, 地表湿润系数增大, 暖湿化的气候变化趋势, 有利于生态环境的改善。