近36年湖南省干湿的空间分布特征及变化趋势

利用湖南省80个测站1970—2005年降水和蒸发资料,采用REOF、小波分析和M-K突变分析等方法,对湖南省干湿的空间分布特征和变化趋势进行分析。研究表明:湖南省干湿存在4个干旱区域和3个湿润区域,除湘南、湘西和湘东部分地区外,其余地区有变湿趋势。根据EOF和REOF分析,湖南省干湿空间分布既有全区一致性,也存在南部和北部及湘中与周围地区相反变化的差异,大致可以分为湘南湘西南、湘北、湘中、湘东北4个异常区,且各异常区于1980年代末—1990年代初有一个由干向湿的转变过程。除湘中区外其他各区域1970年代中期以前和1990年代之后处于湿润时期,1980年代处于干旱时期。湘北区和湘中区存在2.6、5.3和11.6年的周期干湿变化;湘南、湘西南区和湘东北区存在2.6、7和16年的干湿变化。     

湖南省46年来降水的气候特征

利用湖南省86个测站1960～2005年降水资料,采用REOF、小波分析和M-K突变分析等方法,对湖南省年降水的空间分布特征和时间变化规律进行了分析.研究表明:湖南省年降水的空间分布既有全区一致性,也存在着南部与北部、湘中地区与周围地区及东北与西南相反变化的差异.湖南省降水的空间分异类型可分为湘南、湘西北、湘东北、湘中、湘西和湘西南6个区.46年来,湖南省降水除湘西北外,年降水有增加的趋势;在1990年代以后存在一个降水转变期,并且存在4年、7年、10～12年和24年左右的周期变化.除湘西北以外,各区降水无论是21年左右周期转变还是7～10年左右周期转变,在2000年代中后期降水还将相对偏少,之后可能进入一个多雨期.     

青海省4-9月连阴雨时空特征分析

基于1961—2020年青海省48个台站4—9月的降水、总云量和日照时数日资料，计算得到青海省各站连阴雨发生次数、持续天数和累计降水量，并通过旋转经验正交函数分解（REOF）、Mann-Kendall检验、小波分析和趋势系数等方法分析了青海省连阴雨时空间分布特征。结果表明：青海省连阴雨年平均发生次数为4次，持续天数为26 d，累计降水量为122.0 mm：空间上表现出东南方向向西北方向减弱的特点，时间上青海西部呈增加趋势，而东部则呈减少趋势；连阴雨累计降水量REOF空间分区分为东部区、中部区、南部区、西北区和西南区，其中前3个区累计降水量呈现减少趋势，后两个呈增加趋势；各区域突变时间分别为1988年、1969年、2005年、1974和1975年；5个区域的降水周期特征存在不同周期的嵌套，各区域普遍存在2—3 a的周期振荡。     

我国西南地区夏季降水异常的区域特征

采用旋转经验正交展开（REOF）方法，对我国西南地区49a夏季降水标准化距平场进行客观分区，并分析了各区夏季降水异常的长期变化趋势。结果表明，西南地区夏季降水量场可以分为5个区域，该5区均具有显著的年代际变化特征，且近50a来它们的旱涝变化存在着显著差异，其中川西、川东和贵州降水的长期变化趋势不明显，而四川盆地和云南显著变干。     

西南地区夏半年降水的多时空尺度特征

根据国家气象中心提供的西南地区夏半年月降水资料,利用旋转经验正交函数(REOF)展开方法,将西南地区划分为川西北、川渝区、云川区和贵州区4个区域,并在此基础上,利用多项式拟合趋势线、小波变换等方法,对各区域降水的变化特征进行了分析。结果表明,西南地区各区域降水的长期变化趋势不尽相同,川西北没有显著的趋势变化,川渝区表现为缓慢上升的趋势,而云川区和贵州区则均表现为先下降后上升的趋势。西南地区各区域降水的周期特征也不尽相同,较短时间尺度的周期变化在西南地区各区域普遍存在;而较长时间尺度的周期,各个区域则有较大的差别,不仅表现在长时间尺度周期的显著性上,还表现在具有相同时间尺度周期,不同区域的干湿期配置等方面。     

中国冬季地温场变化特征及与夏季降水场的关系

利用我国141个测站1980－1997年间12月－2月3.2m深度地温资料和中国160个测站1951－1997年间6－8月降水资料，采用主成分、旋转主成分分析，对冬季地温的空间异常特征、时间变化规律以及与夏季降水的关系进行分析。结果表明：未旋转的前3个载荷向量场可以较好地反映中国冬季地温整体异常结构，即全区一致的高温或低温；东西相反的东高（低）西低（高）型；南北相反南高（低）北低（高）型。旋转后的前4个载荷向量场可较好地代表中国冬季地温的4个主要异常敏感区：北方区、淮河区、西北区和江南区。旋转主分量和代表站资料反映出90年代以来西北区、华南区冬季地温呈下降趋势，北方区、淮河区、江南区呈明显上升趋势。当北方冬季地温偏高时，有利于7月黄河以北大部分地方降水偏多；当淮河区冬季地温偏高时，有利于7月江淮流域降水偏多，而使黄河以北、长江以南降水偏少；当西北区冬季地温偏高时，有利于7月江淮流域降水偏少；当江南冬季地温偏高时，有利于7月四川－云南南部降水偏多。     

湖南汛期降水异常的时空分布特征研究

利用湖南19个测站23年(1959～2001年)4～9月的降水量资料，用EOF、REOF、小波分析对湖南汛期降水的特征场分布、分区特征、周期性和突变性等时空分布特征进行了诊断研究。研究结果表明：EOF分析得到的前三个典型场可以很好的反映湖南汛期降水空间分布的异常结构，即具有整体一致的空间结构，南北相反的空间结构，中部和周围地区相反变化的空间结构。旋转后的前6个空间模态可以较好地代表湖南汛期降水的6个异常敏感区：湘北、湘中、湘南、湘东南、湘西、湘东北。利用小波分析方法研究湖南汛期降水的周期性及其突变性发现，湖南汛期降水存在着明显的3年、7年和23年的特征时间尺度和周期性振荡；并且在今后相当长的一段时间内，湖南汛期的降水将逐年减少，并将转入干旱时期。     

我国江淮地区5-7月降水异常的区域特征

采用旋转经验正交展开(REOF)方法，对我国江淮地区50a5—7月降水标准化距平场进行客观分区，并分析了南北两区5—7月降水异常的长期变化趋势及其周期的变化。结果表明，江淮地区5—7月降水方差场可以分为2个区域，各区降水量异常有明显的季节变化，降水异常峰值出现在6月和7月，基本呈单峰型分布；南部区变化趋势比北部区明显，均具有显著的年际和年代际变化特征：南北两区都存在3a的主周期，南部和北部分别有21a和15a的年代际周期；江淮南、北区的降水在降水偏多、偏少年都与全国大部分地区呈同位相分布，但江淮北区的降水始终都与华南地区呈反位相分布；副热带季风系统的强弱及副高南北位置的变化直接影响江淮5—7月降水。     

新疆春季气温异常的区域特征

利用新疆52个测站1961～2000年3～5月逐日平均气温资料，采用旋转经验正交展开（REOF）方法对新疆春季气温场进行客观分区，分析了各区域春季气温的不同时间尺度变化趋势。结果表明：新疆春季气温场可分为3个区域，北疆区和南疆区的长期变化呈下降趋势，而东疆区呈上升趋势；各区域存在明显不同的年际、年代际方差构成和多尺度振荡周期。     

近百年北半球陆面及中国年降水的区域特征与相关分析

根据插补延长的1900－1996年北半球陆面年总降水资料，采用旋转经验正交展开（REOF）对其进行了分区研究。基于上述分区，对北半球不同区域的降水的长期变化特征作了一些初步讨论。另外，对中国区域的年降水也作了同样的分区，并运用相关分析方法，初步讨论了我国降水在全球大背景下的变化特征。     

1960-2005年湖南省降水的变化

 利用线性回归、突变分析及小波分析方法,分析了湖南省1960-2005年86个地面台站降水量的变化。结果表明：46 a来湖南省年降水量呈增加的趋势,气候倾向率为21.8 mm/10a,其中春秋两季降水量呈减少趋势,夏冬两季降水量呈显著增加的趋势,11 a滑动平均曲线表明,今后湖南省降水量有减少趋势; 湖南省在1990年代初年降水量增多是一突变现象,主要是夏冬降水量发生突变,而春秋两季无突变现象;湖南省年降水量和四季降水量存在4个主要周期的变化。     

1960-2005年湖南省降水的变化

利用线性回归、突变分析及小波分析方法,分析了湖南省1960-2005年86个地面台站降水量的变化。结果表明：46 a来湖南省年降水量呈增加的趋势,气候倾向率为21.8 mm/10a,其中春秋两季降水量呈减少趋势,夏冬两季降水量呈显著增加的趋势,11 a滑动平均曲线表明,今后湖南省降水量有减少趋势; 湖南省在1990年代初年降水量增多是一突变现象,主要是夏冬降水量发生突变,而春秋两季无突变现象;湖南省年降水量和四季降水量存在4个主要周期的变化。     

SPATIAL DISTRIBUTION AND VARIATION TENDENCY OF DROUGHTS AND FLOODS IN HUNAN PROVINCE DURING THE PAST 36 YEARS

Using the 1970–2005 annual precipitation and evaporation data at 80 gauge stations across Hunan province, this work analyzes the spatial distribution and variation tendency of the local droughts and floods using linear regression, wavelet analysis, abrupt change, clusters, Empirical Orthogonal Function (EOF) and rotated EOF (REOF). Results show that there are four dry areas and three wet areas in Hunan. The whole province exhibits a moistening trend except some small areas in western, eastern and southern Hunan. The most prominent feature of annual precipitation is that the whole province basically displays a consistent variation tendency, as far as the dominant EOF mode is concerned. In addition, the spatial features of the other EOF modes include dry-wet differences, e.g. wet (or dry) in the north versus dry (or wet) in the south, wet (or dry) in the center and dry (or wet) in the surrounding areas. The distribution of the ratios of evaporation to precipitation exhibits both common features as well as spatial differences, which can be classified into four types: South Hunan, North Hunan, Northeast Hunan, and Central Hunan. There is an abrupt change from dry to wet patterns in the early 1990s. Generally, the drought-flood distribution presents variations of three periods. In the late 2000s, Hunan province will be in a period of drought, followed by a period of flood.     

Spatial and temporal variability of precipitation indices during 1961–2010 in Hunan Province,central south China

Based on daily precipitation records at 75 meteorological stations in Hunan Province, central south China, the spatial and temporal variability of precipitation indices is analyzed during 1961–2010. For precipitation extremes, most of precipitation indices suggest that both the amount and the intensity of extreme precipitation are increasing, especially the mean precipitation amount on a wet day, showing a significant positive trend. Meanwhile, both of the monthly rainfall heterogeneity and the contribution of the days with the greatest rainfall show an upward trend. When it comes to rainfall erosivity, most of this province is characterized by high values of annual rainfall erosivity. Although the directions of trends in annual rainfall erosivity at most stations are upward, only 6 of the 75 stations have significant trends. Furthermore, the spatial and temporal variation of dryness/wetness has been assessed by the standardized precipitation index (SPI). The principal component analysis (PCA) was applied to the SPI series computed on 24-month time scales. The results demonstrated a noticeable spatial variability with three subregions characterized by different trends: a remarkable wet tendency prevails in the central and southern areas, while the northern areas are dominated by a remarkable dry tendency.     

ANALYSIS OF CLIMATE VARIABILITY IN THE JINSHA RIVER VALLEY

Monthly mean surface air temperatures and precipitation at 20 meteorological stations in the Jinsha River Valley(JRV) of southwest China were analyzed for temporal-spatial variation patterns during the period 1961-2010.The magnitude of a trend was estimated using Sen's Nonparametric Estimator of Slope approach.The statistical significance of a trend was assessed by the MK test.The results showed that mean annual air temperature has been increasing by 0.08℃/decade during the past 50 years as a whole.The climate change trend in air temperature was more significant in the winter(0.13℃/decade) than in the summer(0.03℃/decade).Annual precipitation tended to increase slightly thereafter and the increasing was mainly during the crop-growing season.Both the greatest variation of the annual mean temperature and annual precipitation were observed at the dry-hot valley area of middle reaches.Significant warming rates were found in the upper reaches whereas the dry-hot basins of middle reaches experienced a cooling trend during the past decades.Despite of the overall increasing in precipitation,more obvious upward-trends were found in the dry-hot basins of middle reaches whereas the upper reaches had a drought trend during the past decades.     

1948～2001年全球陆地12～2月降水旱涝长期变化

本文利用1948～2001全球陆地月降水资料(PREC／L)，研究了全球、北、南半球及欧亚、非洲、澳洲、北美、南美和南极大陆6个大尺度区域12～2月的降水趋势变化及早涝气候变化。结果表明：全球、南、北半球的12～2月的陆面降水有明显的年代际变化，全球12～2月降水量从1975年开始有明显的下降趋势，回归系数约为-0．017mm／a。北半球有明显的降水减少，约为-0．028mm／a，南半球12～2月降水表现为极微弱的下降趋势，且在统计上是不显著的。划分出了全球、南北半球、全球6个大尺度区域12～2月旱涝年，指出全球及北、南半球12～2月的旱涝有明显的年代际变化。70年代中期以前是全球洪涝多发期，80年代到90年代为全球干旱多发期。北半球旱涝特征与全球特征相近，南、北半球12～2月的旱涝没有明显的联系。12～2月大尺度区域中：欧亚大陆、北美洲、南极大陆旱涝年的分布有明显的年代际特征，并指出全球大部分地区的旱涝年降水量有显著的差异。6个大尺度区域12～2月的降水相关关系中，欧亚大陆和非洲大陆的相关系数最高，为-0．35，北美大陆与欧亚大陆，南美洲和澳洲的12～2月降水也有较高的相关关系。     

ANALYSIS ON INTRA-ANNUAL INHOMOGENEITY OF RAINSTORM EVENTS IN GUANGXI

Based on the daily precipitation data of 83 stations in Guangxi and the NCEP/NCAR monthly reanalysis data from 1979 through 2008, the characteristics of spatial and temporal distribution and variation of the rainstorm concentration degree （RCD） and the rainstorm concentration period （RCP） are analyzed by using the methods of Monte Carlo test etc. The results are shown as follows. The rainstorm events are concentrated in April-September, taking up about 90% of the yearly rainfall total, and the percentages of rainstorms in the annual total precipitation have an increasing tendency. RCD in the east of Guangxi is larger than that in the west. The RCP in the northeast and southwest of Guangxi is later than that in the other regions, and has the earliest onset in the northern mountainous regions of Baise and southeast Guangxi. The RCD exhibits an increasing tendency in the northwest and the coastal region while showing a decreasing tendency in the other regions. On a long-term basis, the RCP in the east and coastal region has a postponing trend but tends to be earlier in the other regions. The proposed mechanism is as follows： If the geopotential height in the south of Qinghai-Tibet Plateau and the West Pacific has a highly negative anomaly in winter, the western Pacific subtropical high will be strong in summer, which increases the RCD in Guangxi. If the geopotential height has a highly positive anomaly in winter, the subtropical high will have a significant periodic oscillation in summer, which decreases the RCD in Guangxi. The value of RCD is high （low） in the area of northern mountainous regions of Guangxi and Beihai in strong （weak） South China Sea summer monsoon years, while in the other areas, the value of RCD is low （high）.     

我国中北亚热带优质烤烟烟区气候相似性分析

利用1991—2020年我国中北亚热带不同烤烟烟区180个国家级气象站气候因子数据,根据影响优质烟叶生长发育的气候条件,分析气候差异性,探究烟叶生长发育的气象规律,应用主成分分析计算各气候因子的权重,依据气候相似原理,对湖北省两大烟区与周边烟区采用改进的欧氏距离作为相似度量指标,并与系统聚类结果进行相似性对比。结果表明:鄂西南、鄂西北、豫西、豫南、豫中、湘西、湘中烟区基本具备了生产优质烟叶的气候条件,除降水量外,其余各气候因子在不同发育期的差值伸根期最大,旺长期次之,成熟期最小。鄂西北和陕南烟区的气候因子最为接近,鄂西南和湘西、川东南烟区的气候因子具有高度相似性,从而为不同区域间借鉴生产经验、优化烤烟种植布局和开发特色优质烟叶提供理论依据。     

广西暴雨非均匀性分布特征研究

利用广西1979—2008 年83 个气象观测站的逐日降水和NCEP/NCAR 再分析资料,采用蒙特卡罗检验等方法,计算和分析广西暴雨非均匀性分布及其变化特征。结果表明,广西暴雨主要发生在汛期(4—9 月),暴雨总站次约占全年总数的9 成;年暴雨量占全年总降水量的比例随年际变化有增加的趋势,即以后发生极端强降水的可能性增大。广西暴雨集中度分布为桂东大于桂西,桂西北和沿海地区的暴雨集中度变化趋势大部分为正趋势,桂东南大部分为负趋势。桂东北和西南地区暴雨集中期最晚,百色北部山区和桂东南地区最早,暴雨集中期气候趋势是桂东大部分地区和沿海地区有偏晚趋势,桂中和桂西大部分地区有偏早趋势。冬春季青藏高原南部和西太平洋高度场负距平,夏秋季副热带高压偏强、面积偏大、脊线偏西,这种稳定的东高西低形势有利于广西暴雨集中度偏大。冬季青藏高原南部和西太平洋地区的高度场均为正距平,春夏秋季青藏高原南部及西太平洋高度场的周期性变化特征使广西暴雨集中度偏小。夏季风强(弱)的年份孟加拉湾向广西输送的水汽通量少(大),低空风速小(大),造成广西除了北部山区和北海以外大部分地区暴雨集中度偏小(大)。      

A study on the role of land-atmosphere coupling on the south Asian monsoon climate variability using a regional climate model

The spatial and temporal trends of 11 (7) temperature (precipitation) extreme indices are examined for the Loess Plateau Region (LPR) and its southeast and northwest sub-regions based on daily observations at 214 meteorological stations. Results show widespread significant warming trends for all the temperature extremes except for the diurnal temperature range (DTR) and the lowest daily maximum temperature in each year (TXn) during 1961–2010. When regionally averaged, a significant warming trend is detected for all the indices except for DTR and TXn in the past 50 years. Compared with the entire LPR, a significant warming trend is detected for all the indices except for DTR and TXn over the southeast sub-region of LPR; while it is observed for all the indices over the northwest. The trends for these indices are generally stronger in the northwest than in the southeast in the past 50 years. In contrast, for precipitation indices, only a small percentage of areas show significant drying or wetting trends and, when regionally averaged, none of them displays significant trends during the past 50 years. On the sub-regional scale, however, a larger percentage of areas show significant drying trends for precipitation indices generally over the southeast relative to the entire LPR, and noticeably, the sub-regional average heavy precipitation (R10mm) and wet day precipitation (PRCPTOT) display significant decreasing trends during the past 50 years; whereas only a slightly larger percentage of areas show significant wetting trends for these indices over the northwest compared with the entire LPR, and when sub-regionally averaged, none of the indices have significant trends during the past 50 years.