1960—2012年呼伦贝尔市积雪时空分布特征

文章利用呼伦贝尔市1960—2012年16个气象台站逐月最大积雪深度、积雪日数及其初终日资料,采用显著性检验、S/N(10a滑动)突变检验及Morlet小波分析方法对呼伦贝尔地区积雪的初终日、积雪日数与积雪深度的时空分布特征进行了分析。结果表明:该地区南部阿荣旗的积雪初日通过了0.10显著性检验,北部根河、东北部小二沟、中部海拉尔的积雪终日分别通过0.01、0.05和0.10显著性检验,表明全市积雪呈现初日略推迟、而终日明显提前的特征,反应了高纬度地区升温明显,尤其是春季气温升幅大的气候变化特点;积雪日数年际变化均减少,其中北部根河通过了0.05显著性检验,表明纬度高的地区升温明显对积雪日影响较大;最大积雪深度的年际变化是增大的,其中南部阿荣旗、北部根河、中部海拉尔都通过0.01显著性检验,表明全市的大雪过程随年际变化趋势是增多的或降雪过程量级是增大的特点。Morlet小波分析表明,积雪日数的主要周期为准10a和准20a;积雪深度的主要周期区域间差异较大。     

1985—2020年呼伦贝尔市冻土气候变化特征

利用1985—2021年呼伦贝尔市15个国家气象站各层地温、第一冻土层下限、最大冻土深度资料,研究呼伦贝尔市冻土气候演变特征,同时采用重标极差（R/S）和非周期循环分析,统计最大冻土深度等气象要素时间序列的Hurst指数、分维数和非周期循环的平均循环长度,分析最大冻土深度等气象要素变化趋势和记忆周期。研究表明：（1）0cm地温、40cm平均地温、80cm平均地温都呈现出增大趋势,且0cm地温增大趋势最显著,特别是0cm地温最小值增大更加明显。（2）冻结持续日数呈缓慢减小趋势,其中中部偏北海拔超过600 m山区持续时间最长,西南部和东南部地区持续时间最短。（3）7月中旬冻土在北部地区开始,9月开始到10月下旬向西南和东南地区扩展,次年5月上旬至6月下旬自西南和东南地区向北部地区开始消失。（4）最大冻土深度呈现逐年减小趋势,突变年份出现在1988年,最大冻土深度在7－9月最浅,次年2－4月最深,10月－次年1月是最大冻土深度不断加深的过程,5－6月是最大冻土深度显著减小的时段,其中最大冻土深度最大值出现在西部偏南地区。（5）R/S和非周期循环分析表明,冻结持续日数和最大冻土深度未来减小趋势仍将持续,持续时间分别为10 a和8 a;0cm地温、40cm平均地温、80cm平均地温未来增大趋势仍将持续,持续时间都为12 a。     

新疆阿勒泰地区积雪变化分析

采用阿勒泰地区7个测站1961～2008年逐月最大积雪深度、积雪和降雪日数及其初终日以及冬季(11至次年3月)平均气温、平均最高、最低气温及降水量资料,运用线性趋势、Mann-Kendall突变检验及R/S分析法对阿勒泰地区积雪变化进行了分析研究。结果表明:该地区冬季平均气温呈明显的上升趋势,最低气温的上升更为显著;降水量呈显著增多趋势。该地区大部地方积雪、降雪最早出现在9、10月,最迟在次年4、5月。历年平均最大积雪深度和积雪日数的年变化呈单峰型,降雪日数分布则较复杂;在空间分布上,积雪深度最大值在阿勒泰站,最小值在福海站;积雪日数福海站最少,吉木乃站最多;降雪日数自西向东逐渐减小。最大积雪深度呈显著的增加趋势、积雪和降雪日数趋势变化不显著,但在空间分布上有差异;受积雪和降雪初日推后的影响,积雪期和降雪期均呈显著的减少趋势。突变检测表明,就全区平均来说最大积雪深度在1983年前后发生了显著的突变,与冬季降水量的变化一致;平均积雪和降雪日数则比较稳定,没有发生显著的突变,各区域变化与全区不完全同步。R/S分析表明,最大积雪深度、积雪和降雪日数在未来具有反持续性;平均降雪日数、福海站最大积雪深度、吉木乃站积雪日数、布尔津站降雪日数的反持续性相对最强。     

阿尔山地区积雪变化特征

选取阿尔山气象站1981—2015年冷季(10月—次年4月)气象资料,利用滑动平均、线性倾向估计和Mann-Kendall等方法,对年最大积雪深度、积雪日数、气温和降水量进行分析。结果表明,阿尔山地区年最大积雪深度主要发生在1月至3月,其中2月份概率最大,达50%;34 a内最大积雪深度呈上升趋势(2.77 cm/10a),年平均增加0.98%,且年最大积雪深度在1998年发生了突变,即在1998年之前增长缓慢,在2000年以后上升趋势显著。积雪日数的统计分析表明,初始积雪日数和有效积雪日数呈现略微减少趋势,而稳定积雪日数有微弱的增加趋势;通常初始积雪日数比有效积雪日数大30天左右。年最大积雪深度与稳定积雪时期的降水量、积雪日数、日照时数有显著的相关性,相关系数分别为0.647、0.515、0.584,但与稳定积雪时期的气温没有明显的相关性。在全球变暖的大环境下,积雪深度随着降水量和日照时数的增加而增加,且积雪深度受降水量的影响大于日照时数的影响。     

东北地区积雪变化及对气候变化的响应

利用东北地区1961-2017年162个气象站点逐日气象观测数据,分析了积雪的变化及其与气候变化的关系。结果表明:(1)平均年积雪日数和累积积雪深度为75.3 d和582.1 cm,呈高纬多低纬少、山地多平原少的分布,大兴安岭北部、小兴安岭和长白山区积雪日数达140 d以上,积雪日数多的地方累积积雪深度也较深。(2)平均积雪初终日和积雪期分别为11月7日、4月1日和145 d,积雪初日自大兴安岭北部向辽宁沿海地区推进;积雪初日早的地区积雪结束的也晚,积雪期更长,黑龙江大部分地区均超过了150 d。(3)积雪日数和累积积雪深度最大值均出现在1月,以1月下旬最多;积雪初日和终日最多分别出现在11月和3月,以11月上旬和3月下旬最多。(4)年积雪日数和累积积雪深度分别以1.88 d·(10a)~(-1)和71.94 cm·(10a)~(-1)的速率增加,在21世纪10年代达到年代最高值,秋季、冬季和春季积雪日数和累积积雪深度均呈增加趋势,冬季增加最为显著。积雪初日显著推迟、积雪终日提前、积雪期缩短,变化速率分别为1.44 d·(10a)~(-1)、-2.27 d·(10a)~(-1)和-3.72 d·(10a)~(-1);162个气象站点中,积雪日数和累积积雪深度均有75%以上的站点呈增加趋势,积雪初日推迟、积雪终日提前和积雪期缩短的站点分别为86.4%、98.1%和96.3%。(5)冬半年积雪受降水量(有效降雪量)的影响要大于平均气温的影响;积雪初日与11月平均气温和10月降水量相关性较好,积雪终日与2月温度因子相关性较好;随着纬度的升高和海拔的抬升,积雪日数和累积积雪深度增加,积雪初日提前、积雪终日推后、积雪期延长。     

1959-2003年中国天山积雪的变化

利用天山山区17个气象站1959-2003年的气象观测资料,分析了中国天山山区冬季（12-2月）气温、积雪变化趋势特征, 并采用Mann-Kendall统计量对最大积雪深度的变化进行了突变检验,通过GIDS插值方法和DEM数据计算了它的空间分布。结果表明,天山山区冬季平均气温存在明显的上升趋势,倾向率为0.44℃/10 a,与北半球冬季平均气温的变化有着较好的相关性,最低气温的增加更为明显,其倾向率为0.79℃/10 a。45 a来天山山区最大积雪深度具有明显的增加趋势,倾向率为1.15 cm/10 a,检测表明,最大积雪深度在1977年前后发生了突变;与多年平均相比,积雪深度增加幅度最大的是西天山地区的昭苏、尼勒克,分别增加了39.3%和39.7%。天山山区积雪变化以2.8 a左右的周期为主。另外,积雪日数的增加主要出现在≥10 cm的积雪深度上;积雪初、终日期并没有表现出明显的提前或推迟。     

1961-2014年青藏高原积雪时空特征及其影响因子

利用青藏高原(下称高原)1961-2014年地面110个气象站积雪深度、积雪日数、气温和降水逐日资料,系统地分析了高原积雪深度和积雪日数时空特征,并进一步探究了高原积雪深度和积雪日数与气候因子和地理因子之间的关系。研究发现:1961-2014年高原年平均积雪深度和积雪日数分别为0.26 cm和23.78 d,空间和季节尺度上分布不均匀,且积雪深度和积雪日数大值并不完全重合;在整体变化趋势上,积雪深度和积雪日数均呈缓慢下降趋势,分别为-0.0080±0.0086 cm·(10a)^-1(p=0.36)和-0.64±0.47 d·(10a)^-1(p=0.17),但在数理统计上不显著,且各站点差异性大;积雪深度和积雪日数在春季、冬季和年表现为“减-增-减”的年代际变化特征,而在秋季为“增-减”的变化特征;气温与积雪深度和积雪日数均有较好的相关性,冬季的降水与积雪深度和积雪日数高度相关;积雪深度和积雪日数随海拔呈增加趋势,积雪日数与纬度也高度相关,但积雪深度与纬度的相关性不明显。     

北疆积雪深度和积雪日数的变化趋势

 选取新疆北疆20个站1961-2006年积雪及稳定积雪日数、最大积雪深度资料,同时选择冬季降水量和气温稳定通过0℃以下的日数作为积雪的影响因子,分析了46 a来北疆积雪的变化趋势。结果表明：46 a来最大积雪深度呈显著增加趋势,平均年增长0.8%,其变化与冬季降水量增加有关,呈正相关;积雪日数和稳定积雪日数也呈稍增加趋势,增加主要发生在1960-1980年代,1990年代以来有所减少,其变化与气温稳定通过0℃以下的日数呈显著正相关。     

吉林省积雪日数时空变化规律研究

利用吉林省47个地面气象观测站1961-2007年的积雪目数资料,对其进行经验正交分解,分析了吉林省积雪的时空分布情况。结果表明：吉林省积雪日数有2个主要的分布型,第1种类型为全区一致地偏多（偏少）型;第2种类型为东多（少）西少（多）的东西相反分布型。利用小波分析表明,研究区域年积雪日数变化存在5—7a周期。在20世纪80年代以后,研究区域的年积雪日数整体呈减少的趋势。     

塔城地区积雪变化特征分析

利用1961--2005年塔城地区7个气象站,4个水文站实测积雪资料,分析了近45a塔城地区积雪变化特征,得出以下结论：塔城地区积雪时空分布不均,地域差异大,不论是积雪日数、稳定积雪日数、累积积雪深度均以Ⅰ型最多（大）,其次为Ⅱ型,Ⅲ型最少（小）;近45a和布克赛尔站积雪日数、稳定积雪期显著增多,裕民站积雪日数不显著增多,托里站积雪日数、稳定积雪期呈显著减少,其余各站均呈不显著减少趋势;塔城地区3种类型的积雪对区域气候变化有着不同程度的响应,各站最大积雪深度对冬季降水量的响应较敏感;近45a和布克赛尔站累积积雪深度序列在20世纪60年代末至今发生过一次显著增多的突变,突变点为1969年。     

1962-2008年辽宁省积雪变化特征

采用1962-2008年辽宁省52个气象观测站逐日积雪深度以及同期温度、降水资料,用统计方法和小波方法分析了辽宁省积雪气候变化规律。结果表明：近47 a辽宁省积雪日数呈不显著增加趋势,共增加了3 d;年最大雪深随时间变化呈不明显增加趋势,平均每10 a增加0.2 cm;年累积雪深也呈不显著增加趋势,气候倾向率为8.9 cm/10 a。从年代际变化来看,20世纪80年代前辽宁省积雪日数、年最大雪深和年累积雪深偏小;而20世纪80年代后至今,则经历了一个积雪日数、年最大雪深和年累积雪深均增加的过程。     

伊犁地区近35年冬季积雪变化特征分析

通过对伊犁地区8个气象地面观测站35a(1971—2005年)11—3月逐旬的冬季最大积雪深度、积雪日数、降水量和平均温度的统计分析,结果表明:伊犁地区冬季降雪的时间、空间分布不均,最大降雪发生在新源;平均雪深最大的是伊宁县,最小的是特克斯县;冬季积雪日数变化相对比较稳定;冬季降雪与平均温度存在着很好的响应关系。在SPSS中对冬季的平均温度与平均降水和平均雪深进行相关分析,发现平均雪深、平均温度和平均降水为显著正相关。     

中国近50a积雪变化时空特征

利用1961～2012年中国1400个站点逐日积雪增量、积雪日数和气温稳定通过0℃日数资料,对我国积雪时空变化特征进行了分析研究。结果表明：我国积雪主要分布在新疆北部地区、东北和内蒙古东北部地区及青藏高原地区,年积雪增量均超过50era;在年代际变化中,1991～2000年我国大部分地区积雪增量偏少;在对我国5个区域的趋势分析中,新疆北部地区、东北和内蒙古东北部地区积雪量有显著增加趋势,积雪日数的变化趋势均不显著,气温稳定通过0oC日数均呈显著减少。     

基于地面观测数据的天山典型区积雪时间特征研究

利用1981-1996年新疆天山地区16个气象台站的积雪观测资料,研究天山典型区积雪初始、终止日期的时空分布特征及影响因素。研究结果表明,受水热状况及复杂地形影响,研究区内自西向东,自北向南积雪初始日期逐渐推后,终止日期逐渐提前。9月末,天山海拔较高的地区开始积雪,11月上旬至12月上旬积雪迅速发展;天山中部和北部的积雪会持续到3月下旬,而海拔较高的台站则会持续到5月份,甚至6月份;天山南坡初日较晚,2月积雪就会终止。天山地区的积雪初始和终止日期年际波动较大,并呈现出积雪初日越来越晚,积雪期逐年缩短的趋势。随着海拔升高,气象台站积雪初日逐渐提前,积雪终日逐渐推后,形成倒三角形状,对积雪初始、终止日期和经、纬度的分析表明,其主要受纬度影响。天山南、北坡水热条件不一致,高度每上升100m,天山北坡积雪初日提前2.18d,终日推迟3.25d;天山南坡积雪初日提前3.69d,终日推迟3.18d。     

Snow Cover Variation in the Past 45 Years (1959-2003) in the Tianshan Mountains, China

 Meteorological data at 17 weather stations in the Tianshan Mountains from 1959 to 2003 were analyzed to explore the variations in temperature and snow cover. The abrupt change test for snow depth was performed using Mann-Kendall statistic. The spatial distribution of maximum snow depth was calculated by employing GIDS interpolation and DEM data. The results show that mean temperature in winter had a rising trend at a rate of 0.44 ℃/10 a. The minimum temperature in winter increased more evidently at a rate of 0.79 ℃/10 a. The maximum snow depth has obviously deepened at a rate of 1.15 cm/10 a in the past 45 years, and it was about 16% higher than the average during 1991-2003. The Mann-Kendall statistic test of snow depth indicates that the abrupt change occurred in 1976. The maximum increment for snow cover depth occurred in Zhaoshu (Kunes) (39.3%) and Nilka (39.7%) in the west Tianshan Mountains. In contrast, the snow cover depth reduced by 17% in Barkol in the east Tianshan Mountains. There was a primary change periodicity of about 2.8 years in snow cover. In addition, snow cover days with a depth more than 10 cm increased distinctly, however, there was no obvious advance or delay in snow beginning and ending dates.     

1959-2003年中国天山积雪的变化

Mcteorological data at 17 weather stations in the Tianshan Mountains from 1959 to 2003 were analyzed to explore the variations in temperature and snow cover.The abrupt change test for snow depth was performed using Mann-Kendall statistic.The spatial distribution of maximum snow depth was calculated by employing GIDS interpolation and DEM data.The results show that mean temperature in winter had a rising trend at a rate of 0.44℃/10a.The minimum temperature in winter increased more evidently at a rate of 0.79℃/10a.The maximum snow depth has obviously deepened at a rate of 1.15 cm/10 a in the past 45 years,and it was about 16% higher than the average during 1991-2003.The Mann-Kendall statistic test of snow depth indicates that the abrupt change occurred in 1976.The maximum increment for snow cover depth occurred in Zhaoshu(Kunes)(39.3%)and Nilka(39.7%)in the west Tiansban Mountains.In contrast,the snow cover depth reduced by 17% in Barkol in the east Tianshan Mountains.There was a primary change periodicity of about 2.8 years in snow cover.In addition,snow cover days with a depth more than 10 cm increased distinctly,however,there was no obvious advance or delay in snow beginning and ending dates.