基于DEM的天山山区气温和降水序列推算方法研究

为了计算天山山区区域气候要素平均值序列,提出了一个新的气候序列计算方案.对天山山区17个气象站和10个水文站的1961-2000年的年气温、降水资料进行了自然正交分解(EOF),并以DEM(Digital Elevation Model)的1 km×1 km网格数据为基础,结合多元回归等方法,分别建立了前3个特征向量与经度、纬度及海拔高度因子的插值模型,由此推算出天山山区(海拔≥1500 m)年平均气温、降水序列.误差分析表明,27站实测的年平均气温序列与计算的区域平均序列值的相关系数为0.996,系统性偏差小,平均相对误差为5.5%;年降水量序列的实测值与计算值平均相对误差略大,为14.8%,相关系数为0.972.区域平均序列的计算值与测站简单的算术平均序列在量值上存在明显的差异,计算出的气温平均偏低4.3℃,降水量平均偏高43.2 mm.此方法为计算站点稀少、地形复杂的区域平均的要素时间序列方面提供了一个解决手段.     

疏勒河流域山前区降水量变化趋势分析

选取疏勒河流域山前代表站党城湾、昌马堡、鱼儿红、玉门市站1978-2014年实测逐月降水与气温资料。利用距平分析法、坎德尔秩次相关检验法、皮尔逊Ⅲ型降水量频率曲线、降水量模比系数等相关水文统计方法对流域内山前区降水量、年均气温变化趋势进行分析,结果表明山前区降水量有自东南至西北递减的趋势,降水量年内分布不均匀,年际分布呈周期性增减过程,山前区降水量与年均气温长系列变化呈增加趋势     

水量法插补未采样时刻含沙量

介绍了水量法插补未采样时刻含沙量的原理方法，以实测资料为准对比了各种插补方法的误差及精度，简化了日平均输沙率的计算，提高了工作效率。     

无资料地区区域降水资源计算

对于无资料地区的降水计算,借用实测年限较长、观测质量较好、精度较高,和评价区域相邻的站,进行插补延长及相关关系的计算,尽而求出无资料地区的降水资源。     

新疆平原地区水面蒸发量预测模型研究

新疆降水稀少、蒸发强烈,水面蒸发是河川径流水量损失的主要组成部分。农业是新疆经济的主要支柱和优势产业,而新疆的农业是灌溉农业,渠系众多,水面蒸发量损失较大,合理地预测水面蒸发量是有效利用水资源和促进农业发展的基础。利用新疆近30年来的气象资料。分别分析了南疆和北疆的月平均气温、湿度、水汽压等与月水面蒸发量的关系,结果表明气温和月水面蒸发量相关性均较好。可建立用气温资料预测水面蒸发量的模型。通过随机选取的测站月气温资料对模型进行了验证,计算结果表明模型误差较小,模型有实用价值。     

北京天津等地气温降水量历史资料诊断

采用北京、天津、沈阳、哈尔滨等6站近百年的实测资料,诊断分析了华北、东北地区的气温和降水量的变化趋势及相互关系。分析结果表明:近百年来北京等地年平均气温和冬季1月的月平均气温均有上升趋势,且东北地区比华北地区上升的幅度大,冬季1月的月平均气温比年平均气温上升幅度大。部分地区的夏季7月的月平均气温呈下降趋势。同期月平均气温和月降水量有负相关关系,尤其以5月、6月、7月最为明显。     

人工神经网络在水文资料插补延长中的应用

水文资料的插补延长一直是水文计算中的一个难题.本文针对水文资料的插补和水文资料的延长问题进行系统的研究.插补水文资料时,采用人工神经网络双向时间序列插补模型,打破了传统的单向时间序列识别模式,应用缺测时段前后已知时段水文资料,插补出缺测水文资料;展延长系列水文资料则应用人工神经网络参证站模型,并应用流量较大年份的径流资料预测未知年份的径流资料,来进一步提高预测精度,并结合紫坪铺流量资料插补延长实例,检验模型的可行性.结果表明该模型对水文资料的插补或对未知年份的径流量都能够进行较好的预测.     

乌鲁木齐河源1号冰川年物质平衡量的预报方法与资料插补

本利用乌鲁木齐河源１号冰川物质平衡量实测资料、天山大西沟温度大降水、乌鲁木齐地温资源，讨论了该冰川物质平衡与某些气候要素的关系；７月气温、夏季５－７月降水及３－４月地温是控制当年物质平衡量的主要气象要素；通过寻找最佳因子，利用多元线性回归方法，建立了该冰川年物质平衡的预报公式，同时讨论了资料插补问题。     

重庆山地月平均气温空间分布模拟研究

利用月平均气温物理经验统计模型,结合重庆市及周边51个气象站1961-2000年常规气象观测资料和重庆市1:25万DEM数据,充分考虑地形(海拔、坡度、坡向和地形遮蔽)、太阳辐射、长波有效辐射等因素对气温的影响,完成了复杂地形下重庆市山地100 m×100 m分辨率月平均气温空间分布的模拟.模拟结果能较好地反映气温的宏观分布趋势和局地分布特征,月气温模拟平均绝对误差最大为0.40℃,全年平均为0.21℃.采用交叉验证、个例年验证和野外考察资料验证对模拟结果和模型性能进行了多方面的考察,结果表明:交叉验证误差全年平均为0.26℃;个例年验证误差全年平均为0.30℃;8个野外考察点验证各月误差总体小于1.0℃.     

气候变暖背景下2015年夏季新疆极端高温过程及其影响

用新疆105个气象站监测资料,分析了2015年夏季高温过程的极端特征.2015年夏季新疆区域出现高温过程,从7月上旬后期开始,南疆东南部以及东疆最早出现日最高气温≥35℃的高温天气,进入中旬后高温范围迅速向西、向北蔓延发展,下旬初期范围达最大,南北疆均出现高温天气.新疆区域该次高温过程在7月中下旬最为强盛,全疆84.8%的测站（89站）出现高温;52.4%的测站（55站）的高温持续日数位居历史第1位;全疆21.9%的测站（23站）极端最高气温位居历史第1位,极端最高气温出现在吐鲁番东坎,达到47.7℃.这次高温过程造成8站夏季温度位居同期第1位,南疆及天山山区的7月平均气温位居历史同期第1位,有54.3%的测站（57站）7月平均气温突破同期历史极值.海拔3544 m的天山山区大西沟站7月份日最高气温连续突破历史极值,22日达到20.7℃.高温过程中,新疆区域7月0℃层高度位居1991年以来同期第1位,其中,7月19-23日连续6 d位居1991年以来的第1位.天山开都河流域日0℃层高度持续33 d高于1991-2015年平均值. 7月上旬到下旬,在500 hPa高空,伊朗高压东移并控制新疆,是造成此次高温过程的直接原因.在100 hPa高空,南亚高压的形态、中心位置、强度变化与新疆此次高温过程演变关系密切.高温过程造成新疆高山区冰雪迅速消融,引发塔里木河流域出现融雪（冰）型洪水.     

利用树轮资料重建长白山区过去气候变化

本文以树轮气候学中常用的树轮宽指数资料作为过去气候的代用资料，重建了长白山区1655年以来1～4月月平均最高气温的变化。重建中的校准方程稳定性较好，并可解释重建变量方差的57．4％。在1833年以来重建可靠性较高的时段中，1974～1979年为低温期，1951～1963年为高温期。而结束于1861和结束于1897年的两个高温期持续时间最长。本文的研究结果展示了利用树轮资料重建我国长白山区过去气候变化的巨大潜力。     

青海省冬季气温变化成因及其预测方法探讨

利用青海省1961-2012年冬季气温观测资料、美国环境预报中心(NCEP)和国家大气研究中心(NCAR)月平均高度场再分析资料、国家气候中心和美国国家海洋局和大气管理局提供的126项环流指数, 探讨青海冬季气温变化特征及成因. 结果表明: 1961-2012年青海冬季气温呈显著上升趋势并具明显的年代际变化特征, 于1986年出现由冷向暖的明显转折; 西伯利亚高压、东亚冬季风是影响青海冬季气温的主要系统. 当冬季北半球500 hPa高度场出现欧亚(EU)遥相关型时, 青海冬季易于偏冷, 同时发现大西洋欧洲区极涡强度和赤道太平洋海域海温与东亚冬季风的强弱有密切关系. 采用主成分回归集成方法初步建立青海冬季气温预测模型, 经历史回报检验其距平符号一致率为87%, 具备一定预报技巧和能力.     

Variations of Surface Air Temperature Over the Land Areas in and Around the Bay of Bengal

The inter-annual variation and linear trends of the surface air temperature in the regions in and around the Bay of Bengal have been studied using the time series data of monthly and annual mean temperature for 20–40 years period within 1951–1990. The study area extends from Pusma Camp of Nepal in the north and Kuala Lumpur of Malaysia in the south and between 80--100 ° E. The annual variation of temperature has also been studied using the mean monthly temperature for the variable time frames 1961–1975, 1976–1990 and 1961–1990. The trend of temperature has been analyzed using linear regression technique with the data from 1961–1990, which showed that the warming trend is dominant over the study areas except for a few stations. It has been found that Nepal shows predominant warming trends. Bangladesh and the adjacent areas of India and the northern part of Bay of Bengal adjacent to the Bangladesh coast have shown strong warming trends of the annual temperature with maximum at Dhaka (0.037 °C/year). The near equatorial zone, i.e., southern India, Sri Lanka and part of Thailand and Malaysia (Kuala Lumpur) shows warming trends in the annual mean temperature with strong warming at Pamban and Anuradhapura (around 0.04 °C/year). The cooling trends have been observed at a few stations including Port Blair, Yangoon and Cuttack. Further analysis shows the presence of prominent ENSO scale of variations with time period 4–7 years and 2–3 years for almost all the stations. The decadal mode with T >7 years is present in some data series. The results of the variations of temperature with respect to the Southern Oscillation Index (SOI) show that SOI has some negative correlation with temperature for most of the stations except those in the extreme northeast. It has been found that positive anomaly of temperature has been observed for El Niño events and negative anomaly for the La Nina events.     

郁江南宁站水沙变化的回归分析

根据郁江南宁站1954～2001年的流量和输沙率资料，对流量和输沙率之间进行了回归分析，得出了多年平均月均流量～输沙率的相关性、各年月均流量～输沙率的相关性、各月月均流量～输沙率年际变化的相关性和年均流量～输沙率的相关性，分析了南宁站的水沙变化趋势，得出了两者变化趋势的规律。     

新疆雪密度时空分布及其影响特征研究

对29个有雪密度观测的气象站40 a气象资料进行聚类和回归分析.结果表明:降水、雪深、大风、吹雪等因子与雪密度有密切正相关关系,由此建立雪密度与气候因子关系模型.另选无雪密度观测的50个站40 a气象资料,用关系模型计算出各站雪密度,从而使有雪密度值的站点增加到79个,为深入细致研究新疆雪密度时空分布打下了基础.研究表明,新疆雪密度有明显稳定期和不稳定期之分,稳定期雪密度是时间的函数.采用Map Gis65,结合卫星遥感资料,研制了新疆雪密度(稳定期)空间分布图.新疆雪密度的分布呈现从盆地及其周边到山地及其周边最后到海拔3 800-4 000 m以上高山带,随高度的升高雪密度依次升高.依据雪密度分布图和时间函数计算得出,稳定期新疆雪密度最大平均值为0.191 g·cm^-3.     

我国过去50a来降水变化趋势及其对水资源的影响(Ⅱ):月系列

应用全国范围内的678个气象站1951-1998年长系列逐月降水资料, 用线性回归方法研究降水量的变化趋势, 同时结合长江、黄河和松花江主要控制水文站同期的径流资料, 研究径流对气候变化的响应. 结果表明: 降水的年内变化表现出较大的区域特性, 最显著的变化特点是秋冬季 (8～12月) 东部地区降水量普遍减少, 1～3月江南地区降水有增加趋势. 气候的上述变化趋势对我国干旱的西北地区有利, 该区河流径流量有明显增加; 另一方面, 夏季降水的增加可能会导致洪水事件的濒发, 与此同时, 降水量的年内不均匀变化, 特别是在 8～12月长时间的降水减少趋势, 导致枯水期径流的减少, 从而加剧秋冬季水资源的供需矛盾. 长江、黄河和松花江主要控制水文站6个站1～4月径流基本上表现为增加趋势, 而6～12月大多表现为减少趋势, 只有黄河上游唐乃亥站6月, 长江下游大通站7月和松花江哈尔滨站8月径流为增加; 另外, 气候变暖使发源于青藏高原的长江(宜昌站3、 4月)和黄河上游(唐乃亥站4～6月)的春季的融雪过程提前, 融雪期径流增加.     

青藏高原地气温度之间的关系

应用多元线性回归分析方法,对位于40°~25°N,75°~102°E范围内的119个气象观测台站的1991—2000年平均气温和地面温度观测资料进行分析,获得了研究区域的月平均气温、地面温度与纬度、经度和海拔高度间关系的线性统计系数.统计结果和实测资料的比较以及统计分析的相关系数结果表明,高原地区的气温、地面温度和它的年较差与经度、纬度及海拔高度具有很好的相关性.应用曲线拟合方法将所得统计分析系数拟合成时间函数,就可将高原地区的气温和地面温度表示成统一的空间坐标和时间的函数.如果将已验证的1991—2000年平均地面温度与气温差统计结果作为气温与地面温度间关系的实验结果,那么,就可以解决长期困扰多年冻土预报研究中在任意已知时间和空间点上气温条件下,难以确定影响多年冻土温度状况变化上边界条件的变化这一难题.这一结果对于目前正在进行的青藏铁路冻土工程和环境预报研究具有重要意义.     

1961-2010年新疆季节性最大冻土深度对冬季负积温的响应

基于新疆96个气象站1961-2010年的逐日平均气温和冻土深度资料,使用线性趋势分析、Mann-Kendall检测以及基于ArcGIS的混合插值法,对新疆冬季负积温和季节性最大冻土深度的时空变化及其相互关系进行了分析. 结果表明：50 a来,新疆冬季负积温绝对值总体以51.5 ℃·d·(10a)^-1的倾向率减少,并于1985年发生了突变. 受其影响,最大冻土深度以-3.5 cm·(10a)^-1的倾向率减小,也于1988年发生了突变. 就全疆平均而言,1961-2010年,负积温每减少100 ℃·d,最大冻土深度将减小4.6 cm.但这种影响区域性差异显著,最大冻土深度减小量呈现"南疆小,北疆和天山山区大"的格局.南疆大部最大冻土深度对负积温变化的响应相对较敏感,一般为-3.0~-12.7 cm·(100℃·d)^-1;北疆和天山山区响应的敏感性较小,多为0.0~-4.9 cm·(100℃·d)^-1,其成因很可能是北疆和天山山区冬季积雪较南疆厚,较厚的积雪所具有的低导热性和较大的容积热容减小了气候变暖对冻土热状况的影响.负积温减少、最大冻土深度变浅将改变土壤的水热物理性状,加剧土壤干化、草场退化以及土地的荒漠化,对新疆脆弱的生态环境产生更加不利的影响.因此,应根据最大冻土深度对负积温变化响应的实际,采取趋利避害的技术措施积极应对.     

青海省东部地区气候变化与ENSO事件关系

ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)事件的发生会影响区域气候变化。通过对青海东部地区5个站点1959~2005年的降水、气温资料、干燥度和海表温度距平(SSTA)与南方涛动指数(SOI)的月序列进行相关性分析和周期性谱分析,探讨了区域气候变化与ENSO事件的关系。结果表明,1959~2005年青海省东部地区气候趋于暖干,并且冬春季变化趋势显著;暖事件的发生对该区域降水、气温及干燥度的变化影响较大,且气温对ENSO事件的响应要大于降水;ENSO事件对该区域的气候变化有两到三个月的影响期,EI Nino事件的发生对当月的影响较大,而La Nina事件的发生对该区域有两到三个月的持续影响期;降水距平及气温距平与ENSO事件存在短期相同的变化趋势,且该地区气候变化受南方涛动影响明显。