基于积温干燥度指数的云贵高原东部汛期干湿变化趋势分析

利用云贵高原东部104个气象观测站1958-2015年4-9月逐日气象资料,选用积温干燥度指数作为干旱指标,探讨云贵高原东部汛期干湿气候分布特征,并分析积温干燥度与气候要素间的关系;用MannKendall突变检验方法分析降水量和积温干燥度指数的突变特征,用墨西哥帽小波变换分析云贵高原东部汛期干湿状况。结果表明:云贵高原东部汛期降水量普遍在800～1 000 mm,呈现由南向北递减的空间分布特点,同时发现其标准差与平均降水量呈现一致的分布规律。近60年来,云贵高原东部汛期的平均积温干燥度指数虽呈增加趋势,但它具有阶段性干、湿交替发生特点,气候在向偏湿趋势发展。积温干燥度指数空间分布与降水量空间分布呈反位相,其大/小值中心与降水量小/大值中心分布基本一致。积温干燥度与平均温度、最高温度、日照时数、蒸发量、降水量和相对湿度呈极显著相关。     

近47年哈密地区气候变化

利用新疆哈密地区5个气象台站1961~2007年气候资料,采用线性回归、Morlet小波和Mann-Kendall突变检测等方法,对哈密地区近47年的年平均气温、降水量、日照时数、年平均风速和相对湿度等气候要素以及年潜在蒸散量和地表干燥度的变化趋势和变化特征进行了研究。结果表明：①近47年哈密地区年平均气温、降水量和相对湿度呈升高趋势,日照时数和年平均风速呈减小趋势;②潜在蒸散量与年平均气温、日照时数和平均风速呈极显著的正相关关系,而与年降水量和相对湿度呈极显著的负相关关系。受上述各气候要素变化的综合影响,近47年,哈密地区潜在蒸散量和地表干燥度呈极显著的减小趋势;③突变检测表明,哈密地区年平均气温、降水量分别在1973年、1965年发生了突变性的升高,而风速、潜在蒸散量和地表干燥度分别于1980年、1980年和1975年发生了极显著的突变性减小,综合气温和地表干燥度的突变特征,可以认为,哈密地区气候在1973~1975年发生了＂暖湿化＂的突变;④各气候要素和潜在蒸散量、地表干燥度分别存在不同时间尺度的周期性变化。     

西南地区秋季干湿时空变化特征及其成因分析

利用西南地区97站1960—2009年的日平均气温、降水量资料计算干湿指数,分析了西南地区秋季干湿、降水、气温的时空变化特征,并使用再分析资料探讨其异常的大气环流特征。结果表明:西南地区秋季在1980年代末期出现干旱化趋势,21世纪初干旱化趋势明显,其中以东部干旱化趋势显著。西南地区秋季干湿变化存在全区域一致和东、西部相反变化两个主要异常模态,而且干湿异常的空间模态主要由降水异常决定,其演变则受气温的影响更明显一些。全区域一致变化的模态与前期夏季西太平洋暖池附近海温以及同期西太平洋副高、东亚大槽、南支槽有关,并且此模态对应的偏干年基本上均是高温和少雨共同作用造成的,而偏湿年则有低温偏湿和多雨偏湿两种类型。东、西部相反变化的模态与垂直运动和东部低层的南、北风异常有关。      

西北东部夏季干湿演变及环流特征

选取中国西北东部1960--2004年33个台站夏季（6—8月）逐日降水资料和北半球NECP／NCAR500hPa高度场再分析资料，首先统计了中国西北东部逐年夏季总降水量和无雨日数，并根据它们呈显著负相关的特点，定义了无雨日数一降水均一化干湿指数，然后对干湿指数场进行了EOF分解，探讨了西北东部夏季干湿异常的演变特征，同时对干湿异常年份进行了500hPa高度距平场合成分析。结果发现：一致性异常特征是西北东部夏季干湿指数的最主要的空间异常模态；西北东部近45年来的变干趋势是明显的；新疆脊偏弱、东亚大槽偏浅是西北东部夏季湿年同期500hPa高度场特征，而新疆脊偏强、东亚大槽偏深是干年同期500hPa高度场特征；乌拉尔山脊线偏西、东亚大槽偏浅是湿年前期12月高度场特征；乌拉尔山脊线偏东、东亚大槽偏深是干年前期12月高度场特征。冬季12月500hPa高度场环流特征是预测下年夏季干湿特征不容忽视的指标。     

甘肃省气候暖干化与农业干旱灾害的联系

基于甘肃省59站的1961～2008年月平均气温和月降水量资料,计算了陆面蒸散量、干燥度及线性变化率,揭示了甘肃省气候暖干化的事实,分析了暖干化及与农业干旱灾害的联系。结果指出:甘肃近48a气温呈上升趋势,降水量呈减少趋势,干燥度呈增大趋势,气候暖干化趋势明显;气候暖干化导致了干旱灾害频繁发生,是农业受旱灾面积扩大,粮食减产的主要原因。     

近50a海口市降水量与蒸发量变化

利用1961～2007年海南省琼山站的降水量和20cm口径小型蒸发皿资料,采用累积距平曲线和线性倾向估计方法,对海口市降水量、蒸发量的变化及其对干燥度的影响进行了分析.结果表明:海口市年、季降水量的年际变化明显,年、季蒸发量的年代际变化明显;近50a海口市年、季降水量没有显著的线性变化趋势,但年、春、秋、冬季的蒸发量均有显著的线性减少趋势;受此影响,近50a海口市气候总体趋于更加湿润,但2003～2007年由于降水量减少,蒸发量增大,气候处于相对干燥时期.     

我国西南地区秋季干湿分类及主要类型 异常年环流特征分析

本文使用我国西南地区97站1960～2009年逐日资料,计算了考虑降水和气温的干湿指数,分析了西南地区秋季及9、10、11月干湿指数的时空变化特征。采用相似方法,构造了综合相似指数,对历年干湿分布进行分类,并给出了秋季各月各类干湿出现的概率。此外还使用再分析资料分月探讨了干湿分布主要类型异常年的大气环流特征。分析结果表明:西南地区秋季存在显著的干旱化趋势,且该地区干湿变化存在全区一致、东西相反和南北相反的特征。根据干湿变化主要模态的空间型,利用综合相似指数可以将历年秋季干湿分为全区一致偏干型、全区一致偏湿型、东湿西干型、东干西湿型、南湿北干型、南干北湿型和非典型型,共7类。全区干湿一致型出现的次数最多（不低于50%）,东西相反型次之（约25%）,南北相反型较少（约15%）,而出现非典型型次数极少（不足10%）。从季节内尺度来看,全区偏干（湿）的持续性较差,但10月份的东部偏湿区域则有较大几率（不低于50%）在下个月扩展到整个区域。全区偏干型异常年,东亚大槽偏弱或偏东,冷空气南侵困难;南海上空低层维持一个异常的气旋环流,西南地区暖湿气流输送偏弱;西太平洋副高偏强、西伸,南亚高压面积偏大,与西太副高重叠,西南地区长期受高压控制。这种异常环流形势的维持,使得该地区天气晴朗少雨,气温偏高,持续干旱。偏湿型异常年则基本呈相反的环流特征。而西南地区东、西部上空异常的垂直运动和东部低层的南、北风异常是造成东湿（干）西干（湿）型异常的重要原因。     

近55年日照市降水变化特征分析

依据1955-2009年日照市的降水资料,对日照市的年、季降水量变化进行了统计分析,结果表明：①近55a来日照市年降水量呈下降趋势,气候倾向率为-32．2mm／10a。年降水转折年份在1976年前后,由湿期转为干期。②各季降水的变化趋势有所不同,夏季、秋季平均降水量呈下降趋势,其中下降最显著的是夏季;冬季、春季降水反而略呈上升趋势。四季降水量都发生了转折,夏季转折最为明显。③近55年日照市年平均降水日数随年代变化有显著减少的趋势,小雨日数的减少最为明显。④平均一般干燥事件和严重干燥事件的总频次都呈现增加趋势。     

近50 a昌吉市降水量与蒸发量变化

利用1960—2009年昌吉市观测站的降水量和20 cm口径小型蒸发皿资料,采用累积距平曲线和线性倾向估计方法,对昌吉市降水量、蒸发量的变化进行了分析.结果表明:昌吉市年、季降水量和蒸发量的年际变化明显;近50 a昌吉市年、季降水量都有显著的线性变化趋势,其中年、春、夏、冬季的降水量有明显的增加趋势,秋季呈略下降趋势,蒸发量均有显著的线性减少趋势,受此影响,近50 a昌吉市气候总体趋于干向湿发展的趋势.     

近50年来广西近岸及海岛的气候特征与气候变化规律

分析近50a来广西近岸及海岛的气候特征与气候变化规律,结果表明,广西近岸及海岛具有气候温暖、热量丰富,降水丰沛、干湿分明,日照适中,风能资源丰富,灾害频繁、旱涝突出的气候特点;随着全球变暖广西近岸及海岛的气候发生了明显变化,气温显著升高,年降水量增多,年日照时数减少,极端天气气候事件造成的灾害损失呈增大趋势。     

中国干旱气候分区及其降水量变化特征

利用中国614个气象台站1974～2006年历年月平均降水资料,计算各站的降水量距平百分率及其干旱等级序列,采用REOF等方法,对干旱等级序列进行气候分区,并分析各区域50a左右干旱等级的时间演变特征。结果表明：全国降水量具有显著的年代际变化特征,尤其西北地区年代际变化十分突出,其中新疆西部地区在21世纪以来降水量的增加非常明显,增加的程度也是近33a中最强的。根据干旱等级序列的旋转载荷向量将中国划分为11个区域,它们各自具有不同的旱涝特征。干旱等级序列和代表站资料反映出近50a东北、华北及河套地区的干旱明显加重,而西北大部分地区降水量有显著的增加。     

东北地区降水日数、强度和持续时间的年代际变化

利用93站1951—2002年逐日降水资料，分析了东北地区不同强度降水事件的时空演变特征及其对旱涝的影响。结果表明:52年来，东北地区小雨事件对年降水量的贡献率呈显著增加趋势，中雨的贡献率略为减少，大雨和暴雨的贡献率变化不大；东北年总雨日减少趋势非常明显，雨日的减少主要体现在小雨日数的减少；年降水强度表现为明显的增强趋势，主要体现为小雨和暴雨强度增强；20世纪80年代中期之前多小雨事件，80年代中期之后多中雨以上强度的降水，特别是90年代中期之后多暴雨事件。在显著变暖的20世纪90年代，降水日数明显减少，但暴雨日数基本不变，强度明显增强。对东北地区降水量、降水变幅、降水事件的变化特征分析表明:该区域降水有向不均衡、极端化发展的趋势，旱涝灾害也有加重趋势。     

广东气候年景的客观定量化评估

利用1961—2017年广东86个地面气象观测站逐日降水、气温以及气象干旱指数(Drought Index,DI)资料,建立了综合考虑雨涝、低温、干旱和高温这4个方面的广东气候年景客观定量评估方法,对广东气候年景进行客观定量评估,并应用实况灾情对评估结果进行验证。结果表明,近57 a来,广东雨涝和干旱年景指数变化趋势不显著,而低温年景指数呈显著下降的趋势,高温年景指数呈显著上升的趋势。近57 a来,广东综合气候年景指数以0.06/(10 a)的速率下降,但下降趋势不明显。评估得到广东气候年景评估结果与灾害实况大部相符,气候年景为差的年份有5 a:1963年、1969年、1993年、2001年、2008年。研究结果为广东客观定量的气候年景评估业务和决策服务提供技术依据。     

巴里坤绿洲1961-2006年湿润指数变化

地表湿润指数能较客观地反映某一地区的水热平衡状况,是判断某一地区气候干旱与湿润状况的良好指标。通过计算巴里坤1960--2006年逐旬的地表湿润指数,得出：（1）巴里坤历年月平均湿润指数介于0．2与0．5之间,较为干旱,尤其是在植物生长季节,湿润指数较低。对当地农作物和牧草的生长发育造成一定影响;（2）自90年代以来,该区气温和降水增幅明显增大,但湿润指数却呈现逐渐减小的趋势,表明该区域干旱程度随着气温的升高在逐渐加大,增温效应大于降水效应;（3）湿润指数时间分布不均,春夏季较低,秋冬季较高;（4）湿润指数可以作为反映生态环境变化的指标,为科学合理的进行生态环境变化监测提供服务。     

Spatial analysis of the annual and seasonal aridity trends in Extremadura,southwestern Spain

The knowledge of drought (or wetness) conditions is necessary not only for a rational use of water resources but also for explaining landscape and ecology characteristics. An increase in aridity in many areas of the world is expected because of climate change (global warming). With the aim of analysing annual and seasonal aridity trends in Extremadura, southwestern Spain, climate data from 81 locations within the 1951–2010 period were used. After computing the De Martonne aridity index at each location, a geographic information system (GIS) and multivariate geostatistics (regression kriging) were utilised to map this index throughout the region. Later, temporal trends were analysed using the Mann-Kendall test, and the Sen’s estimator was utilised to estimate the magnitude of trends. Maps of aridity trends were generated by ordinary kriging algorithm, providing a visualisation of detected annual and seasonal tendencies. An increase in aridity, as the De Martonne aridity index decreased, was apparent during the study period, mainly in the more humid locations of the north of the region. An increase of the seasonal De Martonne aridity index was also found, but it was only statistically significant in some locations in spring and summer, with the highest decreasing rate in the north of Extremadura. Change year detection was achieved using cumulative sum graphs, obtaining that firstly the change point occurred in spring, in the mid-1970s, later in the annual period in the late 1970s and finally in summer at the end of the 1980s.     

近40年河北省地表干燥度的时空变化

利用河北省1970-2007年48个气象台站逐日资料, 采用Penman-Monteith模型计算潜在蒸散量, 由潜在蒸散量和降水量之比构建干燥度指数, 并采用Kriging插值法进行空间插值以分析其区域特征。结果表明:1970-1985年, 由于降水量减少和潜在蒸散量减少, 蒸散量的减少速率大于降水量的减少速率, 地表干燥度指数呈下降趋势, 潜在蒸散量的显著减少是地表干燥度下降的主要原因, 而风速和日照时数的显著降低决定了潜在蒸散量的显著下降; 1986-2007年, 由于年平均气温的显著升高, 潜在蒸散量增加, 使得地表干燥度略呈上升趋势。河北省地表干燥度高值区分布在张家口地区的桑洋盆地和坝西高原, 而低值区主要在燕山南麓低山丘陵地区的承德西南部、唐山的北部和秦皇岛中北部大部分地区。干燥度减少区域主要集中在河北省东北部至河北省西部的带状区域。     

石家庄市气候变化特征分析

利用石家庄市1951～2005年气温、降水资料,采用变率分析、趋势分析、小波变换和Mann-Kendall检验等方法对石家庄近55年的气候变化特征进行了分析。结果表明:①夏季、秋季气温变率小,冬季气温变化幅度最大;②年气温和四季气温线性上升趋势显著,春季、冬季升温最明显,近55年气候变暖主要是春季和冬季气温升高造成的。年降水量和四季降水量不存在线性变化趋势;③四季气温和年气温变化的周期性不明显,而降水量变化存在周期性;④石家庄四季气温和年气温在20世纪80年代末和90年初发生了明显的气候突变,而四季降水量和年降水量变化没有发生明显的气候突变。     

1960—2008年淮河流域极端降水演变特征

采用地理空间统计、时间序列分析和趋势诊断等方法,研究1960—2008年淮河流域极端降水时空演变特征:流域大部分地区全年及四季的极端强降水量、降水强度、强降雨日数无明显变化趋势;≥15 d的持续无降水事件发生次数由南向北递增,平均每年2~5次,冬季最多、夏季最少;≥5 d的持续降水事件由东北向西南递增,平均每年1~8次,潢川—正阳—郑州一线的西北部秋季最多,其他地区夏季最多;40%的站点持续无降水事件有明显增多趋势,气候倾向率为0.22~0.60次/a,且大多在1970s发生气候突变;30%的站点持续降水事件有明显减少趋势,气候倾向率为-0.24~-0.70次/a,普遍无气候突变;持续无降水(降水)事件与年降水总量没有明显的联系。     

1980-2020年山西省极端降水的研究

基于1980-2020年山西省109个气象观测站点的逐日降水资料,选取10个极端降水指数,采用气候倾向率、相关分析、因子分析、R/S预测方法等方法,对山西省极端降水进行了时空分布的研究,以期为山西省的气候变化、生态环境保护、防灾减灾、气象服务工作提供参考依据,结果表明：(1)从时间尺度来看,1980-2020年期间,山西省极端降水的强度和极值都有明显增加,连续干旱日数和连续湿日日数呈下降趋势,其余均表现出不同程度的增加,其中年总降水量增加幅度最明显;从空间尺度来看,年总降水量、降水强度、降水频率、极值均为从西北向东南逐渐增多,空间差异较明显;从各站点的空间分布来看,北部和中部地区的极端事件增加最显著,北部地区的干旱日数仍以增加趋势为主,连续湿日日数气候倾向率的空间差异较大,中部地区站点显著增加,南北部以减少趋势为主;(2)基于相关分析方法表明各极端降水指数(除干旱日数外)与年总降水量都有很好的相关关系,强降水量和极强降水量对年总降水量的贡献值呈现出增加趋势;采用因子分析方法提取了3个公共因子,方差贡献率累计达到了87％,可以看出极端降水强度和降水量指数在对极端降水方面影响较大;利用R/S分析法可以得到年总降水量、中雨日数、大雨日数、最大5日降水量这几个指数未来呈现弱减少趋势,而干旱日数仍为减少趋势,连续湿日日数为持续弱增加趋势。总体看来,山西省极端降水近年来呈现出增加趋势,在空间分布有明显差异。     

1960-2011年洞庭湖区年降水量变化特征

以洞庭湖区24个气象站1960-2011年的降水量资料为基础数据,利用气候倾向率、Mann-Kendall突变检验法、小波分析等方法分析了洞庭湖区年降水量的变化特征,并采用正交分解函数EOF、旋转正交分解函数REOF计算了洞庭湖区年尺度的标准化降水指数（SPI）,分析了洞庭湖区的旱涝时空分布特征。结果表明：洞庭湖区年降水量空间上由北向南逐渐增加,时间上没有显著变化趋势。1963年洞庭湖年降水量发生突变。洞庭湖区年降水量存在6a、9a和16-17a振荡周期。洞庭湖区旱涝频繁,极端气候事件有增加的趋势。洞庭湖区年降水量在空间上具有较好的一致性,为普遍干旱或洪涝,但也存在南北反相变化即南部干旱北部洪涝或南部洪涝北部干旱的特点。洞庭湖区年降水量存在南部、西北部和中部3个异常气候区。