吉林近50a来气候的年代际变化特征及其突变分析

利用吉林省50个地面气象站的观测资料对近50 a来吉林气候的年代际变化进行了诊断分析, 结果表明: 吉林省的年平均气温在20世纪50年代呈下降趋势, 60年代为相对低温期, 70年代开始表现出逐渐增温的趋势; 20世纪50年代降水量逐渐减少, 60-70年代为相对降水少的时期, 80年代降水略有增加, 进入90年代以后, 降水量又表现为逐渐减少的趋势. 近50 a来气候的年代际变化经历了一个"冷湿-冷干-暖湿-暖干"的过程.吉林省的最高、最低气温在近50 a内的总体趋势都是上升的, 但从增温率来看, 最低气温大约是最高气温的2.3倍.采用分段线性拟合的方法对吉林省年降水量和年平均气温进行气候突变的检验, 发现年降水量在1977和1987年各有一次突变, 年平均气温只在1969年发生了一次突变.     

50 a来我国东北及邻近地区年降水量的年代际异常变化

利用中国东北地区195个和蒙古国6个气象台站的年降水量资料, 利用EOF、 REOF和分段线性拟合等方法, 分析了50 a来东北及其邻近地区年降水量的年代际异常变化. 结果表明: 1)50 a来的降水变化, 东北演变过程为多-少-多; 华北的演变过程为多-少. 自1980年代起, 东北地区由干变湿, 而华北地区则由湿变干. 2)降水主要呈3种分布形式: 全区一致型; 南北反向型; 南北部一致与中部相反分布型. 3)降水量总体呈下降趋势, 但近30 a来东北北部有增湿趋势, 而南部的干旱化一直在加剧. 4)大部分地区的降水量在1970年代中期和1980年代初期经历了一次突变, 但是变化的方向、范围及时间各地不尽一致.     

欧亚和我国东北冬春季积雪对东北夏季气温的影响

根据我国东北及邻近地区123个气象站的逐日气温和积雪深度资料,欧亚大陆积雪面积以及NCEP/NCAR全球再分析月平均500hPa高度场资料,通过相关、合成分析等方法,研究了东北夏季气温异常对欧亚和我国东北冬春季积雪的响应,并从大气环流的角度出发分析了欧亚和我国东北冬春季积雪对东北夏季气温异常形成的影响机制.结果表明:东北地区夏季气温与欧亚大陆春季积雪面积以及东北冬季累积雪深的异常存在明显的关系.欧亚春季积雪面积的扩大与维持有利于8月我国东北上空500hPa位势高度的偏低,环流上表现出西欧与我国东北地区槽加深,泰梅尔阻塞高压加强的特征.由于欧亚中高纬上空的环流经向度加大,槽后脊前的西北气流加强,诱导冷空气南下,从而造成东北全区8月气温一致偏低;东北冬季累积雪深减少则有利于6月东北全区、7月东北西南部上空的位势高度偏低(负距平),造成相关区域气温偏低.研究结果对于提高东北夏季气温的短期气候预测水平具有重要意义.     

阿拉善高原近60年的气候变化

阿拉善高原处于季风边缘区,生态环境极其脆弱,对气候干湿变化的响应极为敏感。利用近60a的逐月气温和降水量资料,采用非参数Mann-Kendall和Mann-whitney阶段性转换检验方法,分析了其变化趋势。结果表明,研究区气温在1988年前后发生突变,在该跃点后的19882010年的平均气温比19551987年要高1℃以上,有明显的增温趋势。而年降水量则无明显的增加趋势,尽管部分站点在1991年前后有微弱的增加迹象,但是区域尺度的降水突变还不存在,气候仍以暖干化为主,暂不能得出气候向暖湿转变的结论。     

1960-2005年南四湖流域气候变化趋势及其突变分析

利用1960-2005年南四湖流域22个气象台站逐月气温、降水量、 20 cm蒸发皿蒸发量资料, 分析了该流域近46 a来的气候变化趋势及其突变情况. 结果表明: 南四湖流域春季、冬季及年平均气温呈显著的上升趋势;四季及年降水量变化趋势不显著;四季及年蒸发皿蒸发量均呈显著的下降趋势, 且夏、春两季降幅大于秋、冬两季. 年平均气温在1985年发生了增温突变, 年降水量没有发生突变;年蒸发皿蒸发量在1969年和1985年发生年际突变. 利用单个环境因子的变化来解释蒸发皿蒸发量变化会产生偏颇.     

宁夏近53年冬季气温变化趋势及对农业的影响

根据宁夏20个地面气象观测站1961年来冬季(12月至次年2月)逐日气温资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验等方法,分析了宁夏全区、引黄灌区、中部干旱带和南部山区冬季平均、最高、最低气温年际、年代际变化趋势及突变特征;对比分析了21世纪以来冬季最冷月平均气温、0℃负积温变化的新特点及对农业的影响。结果表明:1宁夏全区及各地冬季平均气温2000年以前上升趋势显著,其中引黄灌区冬季增暖最明显,中部干旱带次之,南部山区增暖幅度最小,1985年为宁夏大部分地区冬季平均气温升高的突变点。21世纪以来宁夏大部分地区冬季平均气温上升趋势趋缓,中部干旱带甚至出现下降。2宁夏各地冬季平均最低气温的上升幅度明显高于冬季平均气温和冬季平均最高气温,说明宁夏各地冬季气温升高的原因主要是冬季最低气温升高;进入21世纪以来,冬季平均最高气温变化幅度较冬季平均气温剧烈,大部分地区出现下降;冬季平均最低气温除中部干旱带2002年后略微下降之外,大部分地区持续上升。3冬季最冷月平均气温升高,0℃负积温绝对值大幅降低,有利于越冬作物种植区北界北移,种植面积扩大,遭遇冻害的风险降低,也易使农作物病虫害增加。     

近百年大连市气温、降水变化特征

利用大连市1914-2013年近100 a气温、降水资料, 应用一元线性回归、小波分析、气候趋势系数等方法, 对大连市气温、降水的季节-年际变化特征进行了研究, 结果表明: 近百年来, 大连市气温的变化趋势与全国增暖的总趋势基本一致, 年平均气温以0.12℃·(10a)^-1的增温率在上升; 以20世纪50年代中期为界, 出现了两个冷暖交替期, 1930年和1982年为两个增暖突变点, 20世纪90年代之后为增暖趋势最显著期; 伴随百年明显的增温趋势, 大连市年降水量有相应微弱的减少趋势, 递减率为4.57 mm·(10a)^-1; 降水量变化具有明显的周期性, 同时又具有多时间尺度特征; 大连市降水的季节变化明显, 降水异常的幅度在雨季最大, 尤其是7-8月, 异常幅度的峰值所在月份也有较明显的年际变化.     

近40年来新疆策勒绿洲气候变化特征分析

利用策勒县气象站1961～2000年气温和降水观测资料,以回归分析、趋势线分析、5年滑动平均等方法分析了位于昆仑山北麓的策勒绿洲近40年来气温和降水的年际变化、季节变化及变化特征.分析结果显示:(1)近40年来策勒绿洲年均气温总体呈增加趋势,年均气温线性倾向率为0.27℃/10a.从20世纪60年代,气温在平均值附近波动降低,自70年代以来波动较大,并明显升高.气温波动基本上与我国西北地区气温变化趋势一致.年内气温变化存在季节差异,夏、秋和冬三个季节气温均呈上升趋势,春季的气温呈下降趋势,其中冬、秋两季对全年平均气温增加贡献较大.(2)近40年来策勒绿洲年降水量总体呈减少趋势.年均降水量线性倾向率约为-0.63mm/10a,结果与我国西北地区气候由暖干向暖湿转变的趋势相反.20世纪60年代年降水在多年平均值附近波动.增减不明显,自70至80年代渡动较大,先减后增,到90年代低水平波动,变干趋势明显.年内降水量变化有明显的季节差异,除了夏季外,春、秋、冬三个季节降水均呈减少趋势,减少幅度从大到小依次为冬季、秋季和春季.     

卫星遥感首次监测到准噶尔盆地西北部的冬季融雪洪水

2010年1月,新疆北部出现了多次寒潮和60a一遇的连续暴雪天气.在此期间,准噶尔盆地西北部的裕民县及其邻近地区2010年1月6日出现了融雪型洪水.2010年1月裕民降雪量高达95mm,较历年同期偏多5.8倍,突破历史极值;2010年1月1—20日裕民日平均气温均方差达6.5℃,气温升降剧烈,变化幅度大.通过EOS/MODIS卫星遥感监测发现,2010年1月5日裕民县及其邻近地区地表有明显成片的液态水痕迹,而在其前后时段该地区为积雪覆盖.2010年1月,裕民县出现极端降雪事件的同时,极端暖事件与极端冷事件交替出现,隆冬时节的异常升温造成阶段气温异常偏高,引发冬季融雪型洪水.气候变暖背景下,需加强对新疆区域极端天气气候事件的监测、分析及其形成机理的研究,加强区域气候变化影响评估工作,采取切实可行的措施应对气候变化.     

1961—2008年若尔盖高原湿地的气候变化和突变分析

利用1961—2008年若尔盖高原湿地境内的5个气象台站的逐月气象数据和玛曲水文站的径流数据,分析了近48a来若尔盖湿地的气候变化趋势,并应用M-K方法、累积距平和滑动t检验对年降水量和平均气温的气候突变进行了检测.结果表明:从1960年代的冷湿期,到1980年代中期到1990年代中后期的冷干期,再到1990年代末起增暖迅速进入暖干期,若尔盖湿地气候呈现较明显的暖干化趋势:一方面,总云量持续减少,日照时数上升,平均气温明显上升,气温日较差逐渐减小;另一方面,降水量、蒸发量、径流量总体都呈减少趋势,干燥指数也逐渐降低.秋季是若尔盖高原湿地气候发生暖干化最明显的季节,气候变暖主要是平均最低温度显著升高的贡献.日较差是蒸发量变化的最重要的影响因子,但低云量、气温、日照等的作用也不能忽视.年平均气温和降水量分别在1997年和1985年发生突变,分别转为迅速增暖和持续减少.     

中国稳定积雪区IMS雪冰产品精度评价

IMS雪冰产品由多种光学与微波传感器数据融合而成,提供北半球每日无云的积雪范围,在积雪遥感研究中具有广阔的前景. 以气象站实测雪深数据为真值,检验了2009-2010年IMS雪冰产品在中国三大稳定积雪区北疆、东北、青藏高原地区每月、积雪季以及全年的误判率、漏判率和总体准确率,并分析了IMS雪冰产品的准确率与雪深之间的关系. 结果显示：IMS雪冰产品的年总体准确率在三大积雪区均超过了92%,积雪季总体准确率均超过了88%,利用IMS雪冰产品监测积雪范围是可靠的. 然而,IMS雪冰产品精度具有区域差异性,北疆地区在1月和2月误判率偏高,青藏高原地区积雪季有严重的漏判现象. IMS雪冰产品的准确率在东北地区和北疆地区随着雪深的增加而升高,当东北地区雪深超过6 cm,北疆地区超过13 cm时,准确率接近100%,但是,青藏高原地区两者基本没有关系. 通过在青藏高原地区与同时相的4景MODIS积雪产品对比分析发现,实际上IMS雪冰产品相对地高估了积雪面积,青藏高原地区漏判率高其原因是IMS对零碎积雪的识别能力不足并且气象站分布不均匀.     

40余年来中国地区季节性积雪的空间分布及年际变化特征

利用全国700余个气象站的地面积雪观测资料,分析了中国地区季节性积雪年际的时空变化特征.结果表明:新疆北部,东北-内蒙古地区和青藏高原西南和南部地区为我国季节性积雪的3个高值区,也是积雪年际变化变化大的地区,也即为中国积雪年际异常变化的敏感区.综合积雪深度和积雪日数的变化趋势,可大致分为3种变化类型:1)增加和减小同步,主要在新疆天山以北、青藏高原东部地区、内蒙古高原中东部到大兴安岭以西的地区,减少区人体在内蒙古西部、黄土高原和长江中下游地区;2)积雪深度增加但积雪日数减少,主要在东北平原东部的部分地区,长江上游的部分地区;3)积雪深度减小而积雪口数增加,主要位于青藏高原中部的部分地区.中国地区积雪总体上呈现出平缓的增长趋势,积雪深度和积雪日数的年代际变化趋势在20世纪60年代呈现为稍有增加;70年代有所下降;80年代又增加;90年代又有略有增加的趋势.     

中国地区地面观测积雪深度和遥感雪深资料的对比分析

比较了气象台站观测和卫星遥感(SMMR、 SSM/I、 AMSR-E)的积雪深度两种资料在空间分布、 年际变化及其与中国夏季降水之间关系的异同性.结果表明: 两种资料在积雪稳定区的分布比较一致, 积雪深度的大值区位于东北地区、 新疆北部和青藏高原地区; 对于季节性积雪区且积雪深度不大的区域而言, 二者之间存在着较大的差异, 尤其在江淮流域及长江中下游地区, 台站观测的积雪深度大于遥感得到的积雪深度; 平均而言, 两种资料获得的积雪深度在各地区基本一致.在新疆北部和高原南部, 二种资料的年际变化存在着差异, 在新疆北部, 台站观测大于遥感得到的积雪深度, 而在高原东南部遥感大于台站观测积雪.近30 a来, 两种资料获得的积雪深度在新疆北部和青藏高原的年际变化趋势基本一致, 新疆北部为增加趋势, 青藏高原有减少的趋势.值得注意的是, 在东北地区, 近30 a来两种类型资料的年际变化趋势呈相反变化.两种资料在新疆北部的相关最强; 东北、 青藏高原其次; 而高原东南部最差, 在使用时应加注意.青藏高原地区的两种积雪资料与中国夏季降水的相关"信号"基本一致.青藏高原地区积雪与东北西部地区和长江中下游夏季降水之间的相关最为显著.资料间的差异性并不影响高原地区积雪对中国夏季降水"信号"的应用.     

1979-2014年东北地区雪深时空变化与大气环流的关系

基于被动微波遥感反演的雪深数据集（1979-2014年）,利用Mann-Kendall检验、R/S分析、相关分析和小波分析等方法研究了东北地区雪深时空变化特征及其与大气环流的关系。结果表明：1979-2014年,东北地区年均雪深总体呈减小趋势,减小速率为-0.084 cm·（10a）^-1。其中,春季雪深减小速率最大,为-0.19 cm·（10a）^-1（P<0.05）,其次是冬季[-0.17 cm·（10a）^-1],而秋季雪深减小速率最小,仅为-0.05 cm·（10a）^-1。空间上,平原区（东北平原和三江平原）与少部分高原区（呼伦贝尔高原西南部）年均雪深呈增大趋势,山地（大、小兴安岭和长白山）与高原大部（内蒙古高原）雪深呈减小趋势,而且雪深增大区域的面积和变化速率均小于雪深减小的地区。东北地区年均雪深变化的Hurst指数为0.85,表明雪深未来减小的持续性很强;同时雪深变化具有22 a的主周期。春秋季雪深变化与东亚槽强度及北半球极涡面积呈显著负相关性,而冬季雪深与北半球副高强度关系密切。     

1960-2003年新疆山区与平原积雪长期变化的对比分析

对新疆91个地面站44a(1960—2003年)的>0cm积雪日数、冬季最大积雪厚度、冬季降水量和冬季平均温度统计分析,结果发现:伴随着20世纪80年代以来明显的增温增湿变化,新疆积雪呈轻度增长趋势,90年代增加明显.积雪日数和厚度与冬季降水量呈正相关,但与冬季平均温度没有明显相关关系.将91个地面站分成24个山区站和67个平原站的进一步分析表明,山区积雪增幅大于平原,而平原的冬季温度和降水增幅大于山区.60年代和90年代山区和平原呈两个相反方向的同步变化(60年代少雪、少降水和降温;90年代多雪、多降水和增温),但幅度略有不同.70年代和80年代山区和平原无论积雪还是温度、降水量都呈现明显不同的变化.     

大兴安岭北部多年冻土监测进展

大兴安岭北部是我国多年冻土最为发育的地区之一, 多年冻土的存在和分布受植被、积雪等局地因素的影响十分显著, 形成了独特的兴安-贝加尔型多年冻土. 随着该区社会经济的发展, 多年冻土对寒区环境以及工程生产活动的影响越来越大. 近几年来逐步在大兴安岭北部建立了以多年冻土为主要研究对象的监测网络, 包括多年冻土地温监测网络、自动气象站、雪特性观测系统、活动层温度-水分观测系统以及地面融沉监测断面, 获得了一系列有意义的数据和成果. 做好大兴安岭北部多年冻土及其周围植被、气候及冻土灾害的监测具有重要的基础性和前瞻性科学价值.     

1957-2009年中国台站观测的关键积雪参数时空变化特征

利用1957-2009年中国地面气象台站观测积雪资料分析表明, 中国年平均雪深、雪水当量、积雪密度分别为0.49 cm、0.7 mm、0.14 g·cm^-3. 平均来说, 三者在青藏高原地区都是最小的, 在西北地区均较大; 空间上, 中国年平均雪深和雪水当量大值区位于东北和新疆北部, 以及青藏高原西南部的小部分区域; 中国大部分地区年平均积雪密度在0.14 g·cm^-3以下, 3大稳定积雪区积雪密度略高. 1957-2009年, 中国及各区域年平均雪深和雪水当量均表现为波动增加趋势, 但不显著; 空间上雪深的显著正趋势主要位于内蒙古东部、东北北部、新疆西北部和青藏高原东北部; 雪水当量与雪深类似, 但正趋势范围不如前者广, 负趋势范围则较大.     

The Last Permafrost Maximum (LPM) map of the Northern Hemisphere: permafrost extent and mean annual air temperatures, 25–17 ka BP

This paper accompanies a map that shows the extent of permafrost in the Northern Hemisphere between 25 and 17 thousand years ago. The map is based upon existing archival data, common throughout the Northern Hemisphere, that include ice‐wedge pseudomorphs, sand wedges and large cryoturbations. Where possible, a distinction is made between areas with continuous permafrost and areas where permafrost is either spatially discontinuous or sporadic. The associated mean annual palaeo‐temperatures that are inferred on the basis of present‐day analogues increase understanding of the possible changes in permafrost extent that might accompany current global warming trends. Areas with relict permafrost and areas that were formerly exposed due to lower sea level (submarine permafrost) are also mapped. Mapping is mostly limited to lowland regions (areas approximately <1000 m a.s.l.). Striking features that appear from the map are (i) the narrow permafrost zone in North America, which contrasts with the broader LPM permafrost zone in Eurasia (that may be related to different snow thickness or vegetation cover), (ii) the zonal extent of former LPM permafrost (that may reflect sea‐ice distribution), which contrasts with the present‐day pattern of permafrost extent (especially in Eurasia) and (iii) the relatively narrow zones of LPM discontinuous permafrost (that may indicate strong temperature gradients).