鄂尔多斯高原清代风灾

根据历史文献资料,利用数理统计等方法研究了鄂尔多斯高原清代的风灾。结果表明:鄂尔多斯高原清代发生风灾51次,平均每5.3 a发生1次。其中轻度风灾16次、中度风灾34次、大风灾1次,分别占风灾总数的31.3%、66.7%、2.0%。研究区清代风灾变化可分为3个阶段。第1阶段为1644-1783年,发生风灾24次,平均每5.8 a发生1次,为风灾频次居中的多发阶段。第2阶段为1784-1843年,发生风灾4次,平均每15 a发生1次,为风灾频次最少的低发阶段。第3阶段为1844-1911年,发生风灾23次,平均每3.0 a发生1次,为风灾频次最高的多发阶段。从清代早期到晚期,鄂尔多斯高原风灾频次呈上升趋势。鄂尔多斯高原清代有4次风灾爆发期,分别为公元1708-1710年、1851-1853年、1878-1884年和1908-1910年。在1878-1910年间有2次风灾爆发期,对应于中国东部和北半球的低温期。鄂尔多斯高原清代风灾有6 a左右的短周期和23 a左右的长周期,其中23 a的周期是第一主周期。该区风灾发生的主要原因是强冬季风的活动,在气候寒冷期或干旱期发生频率较高。     

清代江苏省干湿时空特征分析

通过对清代江苏省干湿文献资料的整理,建立干湿指数序列,结合频次分析、滑动平均、滑动t检验、小波分析和聚类分析等方法,对干湿时空分布特征进行了分析。结果表明:1850年前涝灾较严重,之后涝灾相对减少;集中发生旱灾的阶段为1701-1721年、1768-1786年和1856-1864年;在10a尺度上检测出干湿变化存在5个跃变事件;干湿序列存在明显的8~11a、18a、30a、40a和100a左右周期;32.5°N以北为涝灾多发区,以南为旱灾多发区,且冷期时旱灾区域较小,暖期时旱灾区域较大。     

明代固原地区干旱灾害研究

通过对明代固原地区历史资料的搜集、整理、分析,对其干旱灾害等级化及成因等问题进行了研究。结果表明,固原地区自1368年到1644年间的277 a中,共发生干旱灾害118次,平均每2.35 a发生1次;其中轻度旱灾20次,占旱灾总数的16.9%;中度旱灾38次,占旱灾总数的32.3%;大旱灾42次,占旱灾总数的35.6%;特大旱灾18次,占旱灾总数的15.2%。该地区旱灾可分为4个阶段:第1阶段的1368-1424年和第3阶段的1505-1604年是旱灾的低发期;第2阶段的1425-1504年和第4阶段的1605-1644年是旱灾的高发期。该地区旱灾的季节性特征是单季旱占55.9%,其中夏旱所占比重最高,春旱、秋旱次之,冬旱较为稀少;季节性连旱占44.1%,其中春夏连旱和春夏秋3季连旱分别高达17.8%、15.3%。该地区明代处于气候的干冷期,年降水量减少是发生旱灾的主要原因。固原地区具有指示该时代气候变化特征的5次干旱气候事件,分别是明代的1437-1442年、1481-1490年、1608-1617年、1627-1634年、1637-1641年。     

清代时期都江堰地区洪涝灾害与气候特征研究

分析历史时期洪涝灾害对揭示古气候环境有重要科学价值。本研究通过对都江堰地区历史资料的整理分析,运用数理统计和小波分析等研究方法,探讨了该地区清代洪涝灾害的等级、频次、周期以及历史气候特征。结果表明,在清代268年中共发生洪灾62次,平均每4.3年发生一次,从清代早期到晚期洪灾呈现波动增加趋势且有明显的阶段性:1644—1679年和1790—1839年是洪灾少发期,1680—1789年和1840—1911年是洪灾高发期。小波分析结果显示清代都江堰地区的洪灾明显地存在4 a左右短期振荡周期、23 a左右的长期振荡周期,清中晚期还存在一个约8 a的中振荡周期。清代该地区出现了6次降水增多事件,分别发生于1744—1746年、1863—1868年、1873—1875年、1878—1881年、1897—1902年和1906—1908年,集中于清代中后期。厄尔尼诺事件也是诱发本地区洪灾发生的一大因子。推断本地区发生特大洪灾和大洪灾年份的降水量显著增多,年降水量约1510 mm或更多。     

科尔沁沙地1961—2021年主要气象要素的变化特征——以奈曼旗为例北大核心CSCD

为了分析全球气候变化背景下科尔沁沙地主要气象要素的变化特征,基于逐月站点气象数据,采用趋势分析、Mann-Kendall突变分析和小波分析等研究方法,分析了1961—2021年奈曼旗主要气象要素(气温、降水量和蒸发量)的多尺度时间变化特征。结果表明:在全球气候变化下奈曼旗各主要气象要素变化显著,其中气温以0.21℃/10a速率极显著升高,降水以-9.2 mm/10a速率极显著减小,蒸发量以32.50 mm/10a速率不显著增加;从季节变化来看,春季和秋季气温、降水和蒸发量均表现为增加趋势,夏季和冬季温度和蒸发量增加,降水量减少。各气象要素出现突变点的时间不同,其中气温为1971年左右,降水为1978年和1987年,蒸发量为2002、2009、2013年。各气象要素在研究时段内均表现出明显的周期变化,其中气温为3~7、14~23、34~43 a,降水量为3~6、8~11、13~23、43 a,蒸发量为5~7、11~16、27、35 a。     

清代华北地区冬半年温度变化重建与分析

利用清代地方志中的异常初、终霜记载,根据器测时期华北初、终霜的早、晚与温度变化的关系,重建了1646-1910 年华北地区时间分辨率为5 年的冬半年温度距平序列,分析了期间的冷暖变化特征.结果表明：清代华北地区气候以寒冷为主要特征,冬半年温度平均较现代(1951-1980 年)约低0.55℃,最冷5 年(1656-1660 年)较现代约低1.42℃;清代华北地区冬半年气候存在“冷-暖-冷”的世纪波动,两个寒冷时段起讫时间分别为1646-1700 年(平均较现代约低0.77℃)和1781-1910 年(平均较现代约低0.58℃),1701-1780 年虽然相对较暖,但冬半年温度仍较现代略低(平均较现代约低0.36℃);从更高时间分辨率看,清代冷暖时段内同样存在较小的波动,清后期寒冷时段出现了两个“冷谷”.     

东北地区近百年降水时间序列变化规律的小波分析

利用1905~2005年东北地区哈尔滨、长春、沈阳和大连的降水时间序列资料,采用距平和Morlet小波分析方法,研究了东北地区降水变化的多时间尺度的周期性性变化规律,并对东北地区近期降水状况进行了预测。结果表明:近百年来东北地区年降水量呈现较显著下降趋势,整个东北地区降幅为-5.2mm/10a;长春为-12.7mm/10a;哈尔滨为-7.1mm/10a;大连为-2.7mm/10a;沈阳略为上升趋势为1.3mm/10a。东北地区的年降水量存在着区域性的多重时间尺度下的周期变化特征,2a~3a、5a~6a,10a和50a左右的长期振荡周期具有全域性;长春、哈尔滨年降水的主要控制周期是20a左右;5a~6a的短周期和50年的长周期变化也对年降水有较大影响。     

甘肃陇中地区清代干旱灾害与气候变化研究

通过对历史文献资料的整理与统计分析,对甘肃陇中地区清代干旱灾害的等级序列特征、年代际变化、季节变化、空间变化及气候背景进行了研究。结果表明,陇中地区清代共发生旱害136次,平均每1.97年发生1次;干旱灾害以中度旱灾为主,占旱灾总次数的50%;其次是大旱灾,占旱灾总次数的30.9%;特大旱灾和轻度旱灾发生频率较低,各占旱灾总次数的11%和8.1%。旱灾可划分为4个阶段:第一阶段在1640—1700年代之间,为旱灾低发期;第二阶段在1710—1770年代之间,为旱灾增长的较高时期;第三阶段在1780—1820年代之间,为旱灾变化较小的较高时期;第四阶段在1830—1900年代之间,为旱灾高发期。旱灾在季节上以夏旱次数最多,其次为春旱和两季连旱,旱灾严重程度在空间上呈现由西南到东北增强的特点。该区清代的气候变化与西部树轮记录所显示的气候冷暖波动有较好的对应。     

西北地区东部可利用降水的时空变化特征

 利用西北地区东部91站1961-2009年间的实测气温降水资料,分别计算了该区水分资源各分量降水、蒸发及可利用降水,使用REOF等统计方法,整体分析了该区可利用降水的时空变化特征。结果表明：西北地区东部水分资源匮乏且年际变化大,水分资源各分量时空分布极不均匀;总体上各分量从该区东南部向西北部递减,呈南多北少特征,其中该区东南侧的陕南、陇南、六盘山区及青藏高原东部部分地区年降水量、蒸发量和可利用降水量分别在500、200和200 mm以上,年降水可利用率在30%~50%,可利用降水标准差达80~110 mm,而该区西部的河西走廊和青海西部的年降水量不足50 mm、年可利用降水量不到10 mm,年降水可利用率不足10%,可利用降水标准差在20 mm以下;各分量夏季最大,冬季最小,5~9月是该区主要降水和可利用降水的集中期;降水在水资源各分量中起决定性作用,因此降水的小幅变化导致可利用降水的大幅变化是降水稀少的西北地区东部可利用降水资源匮乏的主要原因,但气温变化造成的影响也不可忽视;西北地区东部5~9月可利用降水异常分布的局域特征明显,常出现陇南、河东、高原、河西走廊等4种异常分布特征。近50 a来,区内可利用降水总体呈东部减少(六盘山区及陇南区尤甚),西部增加的变化格局。     

格尔木河流域近60 a降水、蒸发及温度变化特征分析

以西部内陆柴达木盆地格尔木河流域近60 a气候变化特征为主题,以流域水循环理论为指导,应用趋势分析、Morlet小波函数等技术手段,采用定性判断和定量分析相结合方法,首先,对研究区大气降水、气温、蒸发多年监测资料进行系统分析,包括深入了解研究区水文、水资源开发利用状况,分析其年际、年内变化规律。结果表明：（1）近60 a研究区气候由冷干向暖湿转变,研究区气温呈波动上升趋势。自1955年至今气温累积上升0.37℃,1967年之后区域气温升高速率明显增加。自1968年开始降雨量显著增加,多年平均降雨量为38.27 mm·a^-1,其中7、8月份降水量增加对全年降水量增加的贡献率最大。自1956年开始蒸发量显著下降,由1956年的3 278.2 mm·a^-1下降至2014年的2 211.57 mm·a^-1,平均减速为18.08 mm·a^-1。（2）利用Morlet小波变换对气候变化特征进行了动态周期分析,分析得出研究区内降水、蒸发和温度都存在多时间尺度特征。其中降水存在14~16 a和32~36 a左右周期,蒸发量存在9~12 a和24~27 a时间尺度的周期,而温度存在7~8 a尺度和25~27 a两个时间尺度的周期特征。根据降水周期特征,可以推测出2016-2030年左右年降水量将经历几年降水偏多期,然后呈减少趋势,温度在未来几年内呈增多趋势,而蒸发则呈减少趋势。研究成果为该区水资源合理开发利用提供科学依据。     

Spatio-temporal evolution of drought and flood disaster chains in Baoji area from 1368 to 1911

Based on the collation and statistical analysis of flood and drought information in Baoji area from 1368 to 1911, and in the context of climate change, we investigated the spatio-temporal evolution characteristics of drought and flood disaster chains in this area during the Ming and Qing dynasties using the methods of moving average, cumulative anomaly and wavelet analysis. The results are as follows: (1) We found a total of 297 drought and flood events from 1368 to 1911 in Baoji. Among these events, droughts and floods occurred separately 191 and 106 times, which accounted for 64.31% and 35.69% of the total events, respectively. (2) We observed distinct characteristics of flood and drought events in Baoji in different phases. The climate was relatively dry from 1368 to 1644. A fluctuant climate phase with both floods and droughts occurred from 1645 to 1804. The climate was relatively wet from 1805 to 1911. Moreover, we observed a pattern of alternating dry and wet periods from 1368 to 1911. In addition, 3 oscillation periods of drought and flood events occurred around 70 a, 110 a and 170 a, which corresponded to sunspot cycles. (3) We also observed an obvious spatial difference in drought and flood events in Baoji. The northern and eastern parts of Weihe River basin were regions with both frequent droughts and floods. (4) The sequential appearance of drought and flood disaster chains in Baoji from 1368 to 1911 was in response to global climate change. Since the 1760s, global climatic deterioration has frequently led to extreme drought and flood events.     

1368-1911年宝鸡地区旱涝灾害链的时空演变特征分析（英文）

Based on the collation and statistical analysis of flood and drought information in Baoji area from 1368 to 1911, and in the context of climate change, we investigated the spatio-temporal evolution characteristics of drought and flood disaster chains in this area during the Ming and Qing dynasties using the methods of moving average, cumulative anomaly and wavelet analysis. The results are as follows:(1) We found a total of 297 drought and flood events from 1368 to 1911 in Baoji. Among these events, droughts and floods occurred separately 191 and 106 times, which accounted for 64.31% and 35.69% of the total events, respectively.(2) We observed distinct characteristics of flood and drought events in Baoji in different phases. The climate was relatively dry from 1368 to 1644. A fluctuant climate phase with both floods and droughts occurred from 1645 to 1804. The climate was relatively wet from 1805 to 1911. Moreover, we observed a pattern of alternating dry and wet periods from 1368 to 1911. In addition, 3 oscillation periods of drought and flood events occurred around 70 a, 110 a and 170 a, which corresponded to sunspot cycles.(3) We also observed an obvious spatial difference in drought and flood events in Baoji. The northern and eastern parts of Weihe River basin were regions with both frequent droughts and floods.(4) The sequential appearance of drought and flood disaster chains in Baoji from 1368 to 1911 was in response to global climate change. Since the 1760s, global climatic deterioration has frequently led to extreme drought and flood events.     

1644-2009年黄河中游旱涝序列重建与特征诊断

据清代各县级政区的历史沿革,及现存历史文献资料的详细程度,选取黄河中游18个代表站点,在提高空间分辨率的基础上,采用旱涝等级法与面积加权法重建了1644-2009年各站点旱涝等级序列。利用小波分析、累积距平、滑动t-检验等方法,检测了全区过去366年旱涝发生的周期、阶段性和突变点。结果显示:旱涝序列存在21年、70年、114年左右的多年代际尺度周期信号;1644-1683年、1737-1775年、1885-1921年为多雨期,1684-1736年、1776-1814年、1922-2001年为少雨期;目前黄河中游开始进入雨涝多发期;1815-1895年旱涝波动频繁,气候进入不稳定期;过去366年存在2个由干旱转为雨涝期的气候突变点,分别位于1723-1726和1814-1816年。     

1736年以来西安气候变化与农业收成的相关分析

基于清代雨雪与农业收成等档案记载及现代气象观测记录,根据西安冬季降雪与平均气温之间的统计关系、降水入渗与水量平衡模型,分别重建了西安1736~2000年冬季平均气温与4季降水序列,并分析了该地区气候变化特征及其对1736~2000年农业收成的影响。主要结论如下：(1) 西安的冷暖变化存在明显的百年际波动：其中18世纪相对温暖,19世纪寒冷,20世纪又转为温暖,且增暖趋势极为明显。(2) 西安的降水变化存在明显的年代际波动。自1736年以来,共经历了6个多雨期与7个少雨期,其中多雨期的平均雨量比少雨期多16%。(3) 气候变化对农业收成的影响极为明显。其中夏季降水量与秋收关系显著,而夏收又与前一年秋~当年春季的降水明显相关,且大多数严重歉收年均由降水明显偏少而致。虽然温度的年际变化与收成没有显著的联系,但温度年代际变化,即气候的冷暖阶段变化却与收成的阶段性变化关系密切。     

明清时期宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应

通过对明清时期宝鸡地区旱涝灾害资料的统计和整理,利用滑动平均、累积距平及小波分析等方法探讨分析了1368-1911年宝鸡地区旱涝灾害链及其对气候变化的响应。结果表明：① 1368-1911年,宝鸡地区共发生297次旱涝灾害事件,其中旱灾和涝灾分别发生191次和106次,占旱涝灾害发生总次数的64.31%和35.69%。② 宝鸡地区旱涝灾害具有较为明显的阶段性特征,1368-1644年为偏旱阶段,1645-1804年为旱涝灾害波动阶段,1805-1911年为偏涝阶段,整体上呈现出干旱—湿润期的交替特征。旱涝灾害在时间尺度上大致存在70年、110年和170年左右3个振荡周期,与太阳黑子活动周期相对应。③ 旱涝灾害具有显著的空间差异性特征。渭河流域以北、以东地区既是旱灾的多发区,也是涝灾的多发区。④ 明清时期宝鸡地区旱涝灾害链的相继发生是对全球气候变化的响应。18世纪60年代以来,全球气候环境变化导致极端旱涝灾害事件频繁发生。     

清代苏沪地区饥荒的时空变化及其环境因素

论文基于方志等多源史料提取饥荒的时间和地点信息,利用语义差异法和指数法构建了清代(1644—1911年)苏沪地区逐年的饥荒指数序列,复原了饥荒的空间分布特征,探讨了不同致灾因子及其组合对饥荒时空特征的影响。结果表明：① 从时间上看,清代苏沪地区饥荒频率和强度有明显的阶段性、周期性、季节性及间歇式暴发等波动特征,最严重时段是康乾盛世的中后期及由盛转衰的道光和咸丰时期。② 饥荒的空间分布整体呈“两带、多核”的东南—西北向分布格局,长江两岸、太湖及高邮湖周边一带和废黄河、洪泽湖周边一带是饥荒多发区域。除受区域人口、经济等社会因素影响外,水域格局等地理背景对饥荒多发区的分布有重要影响。③ 饥荒主要环境致灾因素为洪涝灾害,其次为旱灾和风潮,其他灾害影响较小。不同致灾因子组合对饥荒影响不同,单因子致灾的饥荒比例占绝大多数,双因子和三因子对应的饥荒程度整体均大于单因子情形,与水旱灾相关的饥荒分布决定了研究区整体的饥荒分布格局。上述认识对于辨识苏沪地区饥荒高风险区、探索区域自然灾害对饥荒的影响及未来粮食安全保障机制有一定的参考价值。     

清代东蒙农业开发的消长及其气候变化背景

利用档案史料、建置沿革史研究成果等提取信息,建立历史代用指标序列,对清代（1644～1911）内蒙古东部地区农业开发的时空进程进行描述,结合当地农业气候资源条件（温度、降水）及清代气候变化（温度）探讨其中的气候因素。结果显示：（1）清代东蒙农业开发集中在现代年均≥10℃积温2500℃、降水量400mm以上区域之内;（2...     

Land Reclamation in the Farming–Grazing Transitional Zone of Northeast China: 1644–1930

Using land reclamation information from gazetteers and corresponding historical records as further evidence, we extracted information about land reclamation in the early years of reclamation (at the “beginning date”) and during the climax period (the maximum extent). We analyzed land reclamation processes in the farming–grazing transitional zone in northeast China during the Qing Dynasty (1644–1911). Among thirty-seven counties for which the beginning date of land reclamation was recorded, 32 percent began reclamation early, primarily between the Shunzhi (1644–1661) and the Kangxi reigns (1662–1722), 19 percent were exploited during the Yongzheng reign (1723–1735), and 19 percent were exploited during the Guangxu reign (1875–1908). Among forty-six counties for which the maximum extent of land reclamation was recorded, the counties of Fengning, Longhua, and Longjiang were extensively exploited before 1800. From 1800 to 1860, four counties were extensively exploited, including Changtu County, Horqin Left Wing and Behind Banner, Horqin Left Wing and Middle Banner, and Shangyi County. Most counties were extensively exploited after 1860. Land reclamation was usually carried out by Han farmers, who were either recruited by Mongol landowners or were fleeing famine. Extensive land reclamation in the majority of counties was conducted during the Guangxu reign (1875–1908) in the late Qing Dynasty, when the Qing government implemented the policy of promoting Han migration to strengthen its hold on the frontier by distributing land.     

清代（1816—1911年）霍乱流行的时空特征、危险模拟与边界探测

霍乱是清代1820年左右传入中国的新型烈性传染病,迄今仍是人类生命健康安全的重大威胁之一。本文运用ArcGIS时空分析、MaxEnt生态位模拟、BoundarySeer边界探测等方法对清代的霍乱流行进行分析,结果表明：① 清代霍乱的流行频度为77%,对整个清代疫灾的流行贡献了约21.32%的广度。② 霍乱在中国的适生范围广,东部沿海为最佳适生区;中国不同区域霍乱流行的危险等级差异显著,并呈现自东向西递减、南方高于北方的总体特征;距海距离、海拔高程、日照时数、最高气温是影响霍乱流行的主要因素,贡献率分别为29.3%、22.4%、16.1%和7.7%。③ 霍乱流行的边界性特征明显,第一边界是以凤阳为圆心,以凤阳-夹江直线距离为半径（约1300 km）与国界线或海岸线围合的圆弧圈,界内包含97.65%的霍乱流行事件;第二边界参照霍乱高适生度分布线,该线迤东包括中国东、中部省份;第三边界是由霍乱主要网络构成的围合区,总体上掩及环渤海、长三角和珠三角等东部沿海一线。