中国台站冬夏季气温、降水的气候变化特征及其显著性检验

利用1951—2010年中国160站气温、降水资料,分析中国代表性台站冬季和夏季气温、降水的气候值及气候变率在前后30 a的差异,并对结果使用不同方法进行显著性检验。结果表明,季气温气候平均值的变化总体与全球增暖一致,以升温为主,但夏季在秦岭以南及长江中游地区出现显著局部变冷现象;季气温气候变率的变化相对较小,冬季总体不显著,夏季仅有少数台站显著。降水的气候变化总体不明显,季降水气候值变化的空间分布复杂,冬季南方地区、夏季东部地区总体增加,冬、夏季降水气候变率的变化均不显著。理论检验方法（t检验、F检验）与随机模拟方法（EMC法）的显著性检验结果,对气温的差别较小、对降水的差别较大,这与样本距平序列是否服从正态分布有关。EMC法可在确保样本统计特征不变的情况下,通过多次随机模拟,无需考虑其理论统计分布特征,使检验结果更为可靠。     

青藏高原冬季积雪年代际变化及对中国夏季降水的影响

通过对1961-2006年青藏高原原始测站资料的筛选、剔除和插补等处理,得到了一套具有51站连续的、长序列的积雪观测资料。利用国家气候中心整理的1951-2006年中国160站月降水和月平均气温资料,分析了青藏高原冬、春季积雪年代际变化特征与中国夏季降水和气温的关系,并研究了全球变暖影响下青藏高原积雪对中国大陆对流层温...     

印度洋偶极子与中国东部夏季降水的年代际变化关系

采用1951—2012年GPCP、中国160站台站降水资料及NOAA海表温度资料,分析了中国东部夏季降水及热带印度洋偶极子(IOD)的年际变化特征,以及两者的年代际变化关系。结果表明,中国东部夏季降水主要呈现两种模态分布,即"+-+"三极型和"-+"偶极型。并且在1953—1973年和2002—2012年中国东部夏季降水分别存在准2 a和4 a的震荡周期,年际变化明显。相关性分析发现,夏季IOD时间序列与中国东部夏季降水场的第三模态所对应的时间序列场呈负相关关系,且通过了信度为0.05的显著性检验,说明夏季IOD与中国东部夏季降水第三模态相关性较好。     

1951—2009年中国地表湿润状况变化趋势研究

利用1951—2009年中国160站的月降水和月平均温度资料,通过计算地表湿润指数,在分析其与降水及气温联系的基础上,探讨了中国区域平均地表湿润指数的年代际变化特征差异,给出了地表湿润指数年趋势的地理分布。结果表明：1951—2009年,中国北方的西北地区东部、华北和东北地区长江中下游地区及东南部分地区以干旱化趋势为主,这些地区干旱化趋势的产生与降水年际变差大、年内分配不均,降水持续减少和气温升高密切相关。东南、西南地区及西藏地区于20世纪90年代初期有湿向干的趋势转换,虽然长江中下游地区在70年代初期有明显的干向湿的趋势变换,但于90年代同样出现湿向干的趋势转换,并一直持续显著的干旱化。     

1951—2013年我国冬季气温年代际变化与PDO的关系

利用我国160个测站1951—2013年冬季月平均气温资料和1951—2016年间冬季太平洋年代际振荡(PDO：Pacific Decadal Oscillation)指数资料,分析了两者在年际和年代际时间尺度上的相关关系,探讨了PDO对我国冬季气温影响的可能物理过程。结果发现：PDO与我国冬季气温年际变化不显著;在冬季期间,PDO对我国气温的影响是滞后的;PDO与我国冬季气温年代际变化存在密切关系,当PDO处于年代际正(负)位相时,我国气温普遍偏高(低);PDO年代际分量对我国的影响机制为：当PDO指数位于年代际正(负)位相时段,海平面气压场上西伯利亚高压减弱(增强),500 hPa高度场东亚大槽强度减弱(增强),200 hPa纬向风场东亚北支急流减弱(增强),这些都有利于我国冬季气温偏高(低)。     

我国降水和气温的分级概率时空分布特征

采用全国160站1951—2009年月降水和气温资料,分析了短期气候预测业务评分办法中六级要素概率时空分布特征,并以1月、7月为代表获得了不同地区、不同级别降水和气温异常发生频率。结果表明:降水和气温的六级异常分布存在显著空间不均匀性和年代际变化特征,1980—2009年,北方降水在1月出现特少、特多等级和7月出现特少、偏少等级的概率较大,南方降水出现6个等级的概率基本相同;全国气温在1月和7月出现正常略低、正常略高和偏高等级的概率较大。1980—2009年与1951—1979年相比,全国1月降水为特多、偏多等级和7月降水为偏少等级的站数明显增加,全国1月气温为正常略高、偏高和特高等级的站数明显增加,呈明显的年代际变化特征。     

1951—2009年中国地表湿润状况变化趋势研究

利用1951—2009年中国160站的月降水和月平均温度资料,通过计算地表湿润指数,在分析其与降水及气温联系的基础上,探讨了中国区域平均地表湿润指数的年代际变化特征差异,给出了地表湿润指数年趋势的地理分布。结果表明：1951—2009年,中国北方的西北地区东部、华北和东北地区长江中下游地区及东南部分地区以干旱化趋势为主...     

东北地区夏季干旱的年际—年代际变化特征

利用国家气候中心提供的1951—2012年160个标准站的逐月降水和温度资料,计算了表征东北地区干旱的SPEI指数,并对该指数进行EMSD分解,研究了东北地区干旱的年际—年代际变化特征。结果表明,东北地区夏季干旱年际—年代际变化特征明显,年际变化中具有显著的准2 a、准5 a和准7 a振荡周期;年代际变化中则具有显著的准17 a和22 a振荡周期。进一步分析发现,1975—1984年和1994—2008年为相对干旱阶段,其中1994—2008年旱情比较严重,1953—1975年、1984—1994年以及2009—2012年为相对湿润阶段。Mann-Kendal检验结果表明,东北地区夏季旱涝突变发生在1975年和1994年。     

遵义气温与降水变化的多时间尺度对比分析

用一维Morlet小波变换对遵义市（3个站资料）1951-2006年56a气温与降水资料序列诊断,将二者在6a、10a和19a时间尺度下的小波系数过程线的对比分析发现,遵义市的气温和降水彼此的相关性与二者在年际尺度和年代际尺度上表现出的位相具有较为明显的对应关系,即当气温和降水相关性显著时,二者在其对应变化的年际尺度上表现出较强的反位相,而如果二者的相关性不显著时,二者在其对应变化的较大的年代际尺度上表现出较强的反位相。     

我国夏季气温、降水场的时空特征分析

本文用主分量及转动主分量分析方法对我国夏季气温及降水量场(1951—1985年期间)的时空特征进行了研究。从所提取的空间模式中发现气温的解释方差较降水的大,且具有较好的均匀性;从对应的时间分量分析发现气温与降水均具有2—3年的主要变化周期,与东亚大气环流的关系分析中以气温表现较为密切。 对气温和降水场时空特征的稳定性分析表明,无论在持续性、周期性及与东亚大气环流的关系上,进入70年代后均有较明显的变化。比较表明气温场的稳定性较降水为好。 气温场与降水场相互关系分析发现它们有显著的反相关,表现显著的地区为长江中下游、华南及华北等。     

Decadal changes in the relationship between the Indian and Australian summer monsoons

In this study, we investigate a long-term modulation in the relationship between Indian summer monsoon rainfall with the subsequent Australian summer monsoon rainfall. The two monsoon rainfall time series are significantly correlated at 0.3 at the 99 % confidence level. However, the relationship weakens during the 1932–1966 period, with the inter-monsoon correlation for the period falling below statistical significance. We find that this modulation is consistent with a breakdown of the typical El Niño-Southern Oscillation (ENSO) influence on sea surface temperature in the northern region of Australia, during this period. In addition, a change in the relative influences of ENSO and Indian Ocean Basin-wide Warming sea surface temperature anomalies on the Australian summer monsoon rainfall is also apparent across different time periods.     

长江流域夏季降水的贝叶斯多模式集合概率预测

A Bayesian probabilistic prediction scheme of the Yangtze River Valley (YRV) summer rainfall is proposed to combine forecast information from multi-model ensemble dataset provided by ENSEMBLES project.Due to the low forecast skill of rainfall in dynamic models,the time series of regressed YRV summer rainfall are selected as ensemble members in the new scheme,instead of commonly-used YRV summer rainfall simulated by models.Each time series of regressed YRV summer rainfall is derived from a simple linear regression.The predictor in each simple linear regression is the skillfully simulated circulation or surface temperature factor which is highly linear with the observed YRV summer rainfall in the training set.The high correlation between the ensemble mean of these regressed YRV summer rainfall and observation benefit extracting more sample information from the ensemble system.The results show that the cross-validated skill of the new scheme over the period of 1960 to 2002 is much higher than equally-weighted ensemble,multiple linear regression,and Bayesian ensemble with simulated YRV summer rainfall as ensemble members.In addition,the new scheme is also more skillful than reference forecasts (random forecast at a 0.01 significance level for ensemble mean and climatology forecast for probability density function).     

Spatial variation of deterministic chaos in mean daily temperature and rainfall over Nigeria

Daily rainfall and temperature data from 47 locations across Nigeria for the 36-year period 1979–2014 were treated to time series analysis technique to investigate some nonlinear trends in rainfall and temperature data. Some quantifiers such as Lyapunov exponents, correlation dimension, and entropy were obtained for the various locations. Positive Lyapunov exponents were obtained for the time series of mean daily rainfall for all locations in the southern part of Nigeria while negative Lyapunov exponents were obtained for all locations in the Northern part of Nigeria. The mean daily temperature had positive Lyapunov exponent values (0.35–1.6) for all the locations. Attempts were made in reconstructing the phase space of time series of rainfall and temperature.     

浙江省秋季降水趋势及旱涝年特征

用浙江省36站39a的降水资料及全国160站49a降水和气温资料研究浙江省秋季降水的变化趋势及旱涝特征。结果表明：浙江省秋季降水具有明显负趋势。还指出：浙江省秋季旱涝变化的主要形式是全省基本一致的趋势，但沿海与内陆的变化有一定差异；浙江省的旱涝与我国秋季的大尺度雨带的位置的关系密切；旱涝前期我国气象要素场有明显的异常特征。用蒙特卡罗（Monte Carlo)模拟方法和t检验法对气象要素的长期变化进行了统计检验。     

秦巴谷地夏季降水的时空特征分析

利用安康和汉中地区21个测站1963—2012年逐日降水和气温资料以及统计诊断方法,分析了秦巴谷地年均气温和降水以及季节降水的时空变化特征,结果表明:秦巴谷地的年均气温呈明显线性增暖趋势,而年降水量的线性变化趋势不明显;在降水量较为集中的春夏秋3季中,春秋季降水量呈减小的趋势,而夏季的降水量却呈增多的趋势,尤其是近10年来降水量增多趋势明显。利用REOF方法将秦巴谷地夏季降水量分解为3个主要空间模态,即西部、东部和中部型,其中西部型和东部型是秦巴谷地夏季降水分布最敏感的区域类型。对秦巴山区2010年7月17—18日一次典型强降水天气过程的分析表明,西部型和东部型可能是秦巴地区的主要典型降雨型,对于秦巴地区降水规律认识和天气预报及防灾减灾有着重要意义。     

气温和降水时变影响参数的多步预测模型

本文提出了一种气温和降水时变影响参数的多步预测建模新方案。该方案用时间序列均生函数外延矩阵生成的主分量作基函数对序变量建模，同时考虑变量前期数据对后期数据的影响，在模型中引入一个时变影响参数Ｋ１。并用方差分析法求出Ｋ１的显著周期和未来时刻的Ｋ１＋１值，从而建立气温和降水序列的时变影响参数的多步预测模型。该模型用于四川省２０个地、市的气温和降水预报数值试验，其历史拟合率和试报结果与实况值的比较表明，     

时间序列转折突变点检测的线性函数方法

根据转折突变的定义，在引入线性半截多项式的前提下，提出检测时间序列转折突变点的一种新方法。此方法不仅能找出时间序列中存在的多个转折突变点，而且使得检测到的突变点通过统计显著性检验。应用此方法对北半球1851—1990年年平均气温距平及其11年滑动平均序列，1901—1999年昆明5月降水及其11年滑动平均的降水序列分别进行了检测。发现北半球年平均气温距平在1879、1889、1939和1973年附近出现了年际转折突变，在1878、1888和1941年以及1972年出现了年代际尺度的转折突变；昆明5月雨量不存在年际转折突变点，但昆明5月雨量在1918、1966以及1978年附近出现了年代际尺度转折突变。     

Pattern characteristics of Indian monsoon rainfall using principal component analysis (PCA)

In the present study the Principal Component Analysis (PCA) is used to determine the dominant rainfall patterns from rainfall records over India. Pattern characteristics of seasonal monsoon rainfall (June–September) over India for the period 1940 to 1990 are studied for 68 stations. The stations have been chosen on the basis of their correlation with all India seasonal rainfall after taking the ‘t’ Student distribution test (5% level). The PCA is carried out on the rainfall data to find out the nature of rainfall distribution and percentage of variance is estimated. The first principal component explains 55.50% of the variance and exhibits factor of one positive value throughout the Indian subcontinent. It is characterized by an area of large positive variation between 10°N and 20°N extending through west coast of India. These types of patterns mostly occur due to the monsoon depression in the head Bay of Bengal and mid-tropospheric low over west coast of India. The analysis identifies the spatial and temporal characteristics of possible physical significance. The first eight principal component patterns explain for 96.70% of the total variance.     

青藏铁路沿线气温和降水的小波分析

利用Morlet小波分析方法,对青藏铁路沿线地区(7站)30 a(1970~1999年)的月平均气温和月平均降水量资料进行了处理和分析。结果表明:青藏铁路沿线的月降水量存在比较明显的9 a左右周期变化,它有2个降雨偏多中心和3个降雨偏少中心,历经30 a的全过程,因而具有长期预测意义。还有其它4 a以下的较短周期振荡,但多不具全局性变化特征。从气温与降水资料的对比分析上看,降水和气温的变化趋势呈正相关。     

Trends in the annual extreme rainfall events of 1 to 3 days duration over India

Summary In this paper, the annual extreme rainfall series in the time scale of 1 to 3 days duration at 316 stations, well distributed over the Indian region, covering 80-years of rainfall data from 1901 to 1980 were analysed for trend and persistence using standard statistical tests. It has been found that the annual extreme rainfall records of most stations are free from trend and persistence. However, the extreme rainfall series at stations over the west coast north of 12°N and at some stations to the east of the Western Ghats over the central parts of the Peninsula showed a significant increasing trend at 95% level of confidence. Stations over the southern Peninsula and over the lower Ganga valley have been found to exhibit a decreasing trend at the same level of significance. The data series of the stations which showed trends were subjected to a 10-year moving average and the resulting smoothed series have been discussed. It may be said that this increasing or decreasing trend in the annual extreme rainfall events at a few places will have tremendous implications in the hydrologic studies and dam design projects.With 9 Figures