云南地区季降水量和气温的潜在可预报性分析

利用云南地区42年气候资料,使用低频白噪声延伸法和方差分析方法,估计了该地区季节降水量和季节气温的气候噪声方差和潜在可预报性。分析结果表明：（1）云南季降水量的气候噪声方差随着季节降水量的增加而增加,空间上主要是由南往北减小,夏季降水量的气候噪声方差显著大于其他季节,季气温的气候噪声方差则随着季节气温的减小而增加,空间上春、冬季由东往西减小而夏、秋季由南往北增加;冬季气温的气候噪声方差显著大于其他季节;（2）云南季降水量和季气温的潜在可预报性同样具有显著的季节变化和空间变化,云南春季的降水量和气温的潜在可预报性均显著大于其他季节,夏季降水量和气温的潜在可预报性均较其他三个季节小;春、秋季降水量潜在可预报性西部大于东部,夏季北部大于南部,冬季则是南部大于北部,云南季气温除夏季外均是西部大于东部。（3）季风和冷空气活动可能对云南地区的季降水量和气温的潜在可预报性有重要影响。     

温室效应对我国东部地区气候影响的高分辨率数值试验

使用RegCM3区域气候模式,单向嵌套NASA/NCAR 的全球环流模式FvGCM的输出结果,对中国东部地区进行了在实际温室气体浓度下当代1961~1990年和在IPCC A2温室气体排放情景下21世纪末期2071~2100年各30年时间长度,水平分辨率为20 km的气候变化模拟试验。首先分析全球和区域模式对中国东部地区当代气候的模拟情况,结果表明全球模式对中国东部地区气温的总体分布型模拟较好,但存在冷偏差,区域模式在对这个冷偏差有所纠正的同时,提供了气温地理分布更详细的信息。全球模式模拟的年降水中心位于长江流域,与观测差别较大,区域模式对此同样也有改进,降水高值区主要位于区域南部,并表现出较强的地形强迫特征。区域模式的模拟结果还表明,至21世纪末期,在温室效应作用下,中国东部的气温将明显升高,年平均气温的升高值在2.7~4.0℃之间,其中北部升温大于南部,冬季升温大于夏季。冬季升温表现出明显的随纬度增加而增加的分布型。模拟区域内年平均降水将增加,增加值一般在10%以上,部分地区达到30%。降水增加在夏季较明显,区域内以普遍增加为主,冬季降水自山东半岛至湖南地区将减少,其他地区增加。此外,对夏季高温日数和冬季低温日数及年平均大雨日数的变化也进行了分析。     

通辽市近50年气候变化分析

利用通辽市7个气象台站1959—2008年平均气温、降水量、日照时数资料,用趋势分析和累积距平、信噪比、F检验等方法,分析通辽市近50年的气候变化特征。结果表明:(1)年平均气温上升趋势显著,近50年增温1.9℃,且通过0.001显著检验,突变发生在1988年,近10年是最温暖时期。其中南部、西部升温较少,北部、东部升温较多。四季均温变化与年均温趋势一致,但略有差异。增温幅度最大为冬季,其次为春季,最小为夏季;突变时间最早为秋季、发生在1987年,最晚为夏季、发生在1994年。(2)年降水量呈减少趋势,近50年约减少71mm,且通过0.10信度检验,南部的库伦和北部的鲁北减少最为显著。四季降水量的变化不同步,夏、秋季减少,冬、春季稍有增加。年降水量呈阶段性变化,目前是降水量最少时期。年日照时数西南部及扎旗北部是增多的,其余地区明显减少。     

基于探空资料的58a新疆高空大气比湿气候特征分析

利用1961—2018年新疆12个探空气象站逐日观测资料，分析了新疆对流层850、700和500 hPa比湿的气候特征，结果表明：新疆大气比湿呈自西向东、自南向北递减分布，随高度增加而减小分布特征，新疆比湿远小于东亚季风区；新疆夏季比湿最大，其次为秋季、春季，冬季最小，850hPa和500hPa新疆各站之间比湿差异较大，而700hPa各站比湿差异较小；对流层850、700和500 hPa比湿均表现为线性上升趋势，并有1967-1986年偏干、1987-2005年偏湿的特征，1987年为突变点；对流层850、700和500 hPa比湿与降水均呈显著正相关关系；夏季暴雨天气对流层中低层比湿最大，发生暴雨时比湿约为气候平均1—2倍，夏季暴雨的动力和不稳定条件更关键，新疆暴雨天气时的比湿比东亚季风区显著偏小；冬季暴雪天气比湿是一年中最小的，春秋季强降水比湿介于夏、冬季之间，但可达气候平均的2—3倍，春秋季需要更多的水汽产生强降水。     

达州近50年气候变化特征分析

采用气候倾向率和趋势系数方法对达州6个气象站1960年以来气温、降水资料进行统计分析,结果表明:(1)1960年以来达州市年平均气温呈小幅上升的趋势,冬、春、秋三季增温,而夏季降温,气温年较差减小。20世纪80年代降温显著,90年代以后气温明显上升。(2)降水量趋势性变化不显著,总体呈略为增加的趋势。春、秋季降水减少,冬、夏季降水增多。近几年强降水频发,同时出现严重干旱。降水的相对集中和气温的升高,将导致干旱和洪涝发生的强度加重。     

2017-2019年南疆西部和昆仑山北坡大气可降水量变化特征

基于2017-2019年南疆地基GPS大气可降水量（下文简称“GPS-PWV”）、常规探空水汽廓线计算的大气可降水量（下文简称“RS-PWV”）和逐时降水资料，统计分析南疆西部和昆仑山北坡GPS-PWV时空变化特征、夏季不同海拔高度不同降水量级下GPS-PWV变化与实际降水的对应关系。结果表明：（1）南疆西部和昆仑山北坡GPS-PWV与RS-PWV，二者具有符合预期的很高的相关性。（2）不同海拔高度站点GPS-PWV空间分布差异明显，大部分站点GPS-PWV随海拔高度的增加而降低。（3）各站点GPS-PWV逐月变化均呈单峰型，冬季12月或1月最小，夏季7、8月最大；春、夏季各站GPS-PWV距平日变化为单峰型，秋、冬季GPS-PWV距平日变化除秋季乌恰站、若羌站为单峰型外，其它均为三峰或四峰型。（4）各站有、无降水时PWV平均值差异明显，昆仑山北坡差异更大；降水发生前GPS-PWV已开始上升，南疆西部PWV峰值主要出现在降水前0～1 h，昆仑山北坡PWV峰值主要出现在降水前0～3 h和7～9 h。     

近60a新疆区域气温降水变化事实分析

利用1961～2017年新疆89个国家级气象观测站57年气温和降水量整编资料,采用一元线性回归进行趋势倾向估计,用最小二乘法反映气候要素的年平均增加、减少速率及年变化趋势。结果表明：新疆及北疆、天山山区、南疆各分区的年和四季平均气温呈现一致的上升趋势,其中新疆年平均升温速率为0.31℃/10a,90年代后期以后出现了明显增暖。冬季升温趋势最明显,夏季最弱。全疆和各分区的年、四季降水量呈现一致的增多趋势,新疆年降水量增加速率为10.14mm/10a。2010年代以来比1960年代增多了30%。冬季降水量增多趋势最明显。1961～2017年新疆气候变化较明显,总体在向暖湿方向变化。     

Climate observation of the Three Gorges Region of the Yangtze River in 2019

2019年,长江三峡地区年平均气温17.5℃,较常年偏高0.3℃;冬季偏冷,春,夏,秋三季气温均偏高;年高温日数偏多.2019年三峡地区年降水量1035.1毫米,较常年偏少13％;四季降水均偏少;年暴雨日数偏少.2019年,长江三峡地区年平均风速较常年偏大;年平均相对湿度接近常年;酸雨强度弱,为1999年以来的最弱年,近十余年酸雨强度呈现明显的减弱趋势.2019年,长江三峡地区高温过程多,持续时间长;三峡中东部地区出现伏秋连旱;华西秋雨开始旱,三峡中西部雨量多.     

黄淮海地区植被活动对气候变化的响应特征

基于1982 -2003年GIMMSNDVI遥感数据和气象资料, 综合运用趋势分析、相关分析、奇异值分解等方法, 分析我国黄淮海地区植被活动对气候变化响应的时空特征。结果表明:黄淮海地区整体气候变暖趋势比较明显, 干旱化尚不显著, 年平均植被NDVI表现为略微增加的趋势。在年尺度上, 温度是敏感性最强的气候因子, 全年温度、降水、相对湿度对植被NDVI动态变化具有正效应, 而蒸发量具有负效应; 在季尺度上, 温度、降水的敏感性最强。自然植被对降水的敏感性最强, 其次是温度; 农业植被对温度的敏感性最强, 其次是降水。植被对气候变化响应的空间特征表现为, 植被主要生长季平均NDVI与温度距平场空间结构一致, 与蒸发量距平场反位相对应, 与降水量距平场呈北、南部正负相反分布, 与相对湿度距平场呈南、北向正负相反的空间分布。     

2001年我国天气气候特点

2001年我国主要天气气候特点为：全国大部地区降水偏少或接近常年，四季均出现不同程度的干旱，特别是北方地区的春夏旱或长江中下游地区的夏伏旱及我国东部地区的秋旱影响较大；汛期我国未发生大范围的暴雨洪涝灾害，但两广局地受灾较重；华西秋雨明显。全国大部气温普遍较常年偏高，东北出现异常寒冬，夏季不少地区出现高温酷热天气；新疆、内蒙古冬季发生严重雪灾；风沙和沙尘暴天气出现早、次数多；登陆我国的台风（包括热带风暴）个数偏多；风雹等强对流天气接近常年。     

Regional trends in recent precipitation indices in China

Summary Regional characteristics of recent precipitation indices in China were analyzed from a daily rainfall dataset based on 494 stations during 1961 to 2000. Some indices such as precipitation percentiles, precipitation intensity, and precipitation persistence were used and their inter-decadal differences were shown in this study. Over the last 40 years, precipitation indices in China showed increasing and decreasing trends separated into three main regions. A decreasing trend of annual precipitation and summer precipitation was observed from the southern part of northeast China to the mid-low Yellow River valley and the upper Yangtze River valley. This region also showed a decreasing trend in precipitation intensity and a decreasing trend in the frequency of persistent wet days. On the other hand, increasing trends in precipitation intensity were found in the Xinjiang region (northwest China), the northern part of northeast China, and southeast China, mainly to the south of the mid-low Yangtze River. The indices of persistent wet days and strong rainfall have contributed to the increasing frequency of floods in southeast China and the Xinjiang region in the last two decades. Persistent dry days and weakening rainfall have resulted in the increasing frequency of drought along the Yellow River valley including North China. Regional precipitation characteristics and trends in precipitation indices indicate the climate state variations in the last four decades. A warm-wet climate state was found in northwest China and in the northern part of northeast China. A warm-dry climate state extends from the southern part of northeast China to the Yellow River valley, while a cool-wet summer was found in southeast China, particularly in the mid-low Yangtze River valley over the last two decades.     

我国夏季降水与前期太平洋海温场关系的典型相关分析

对太平洋海温场与我国夏季降水之间的典型相关分析表明,海温场第一典型分布型的季节变化为：秋季东南高西北低、冬季东西低中间高、春夏季西北高东南低。典型主分量的时间变化规律清楚地反映出ＥｌＮｉｎｏ的演变过程。用ＣＣＡ短期气候预测模型对我国夏季降水的预报试验结果显示,我国的降水对因子场的响应存在明显的地区性差别,且预报效果同各区降水指数与典型主分量相关性的高低关系密切。     

1961—2006年云南可利用降水量演变特征

利用云南122个测站1961—2006年逐月降水量、气温观测资料,依据高桥浩一郎的陆面实际蒸散发经验公式,计算了云南可利用降水量,分析了全球气候变暖背景下云南可利用降水量的变化特征,获得了一些有意义的结果:1)近50年来云南可利用降水量在春季增加,而其余季节减少,特别是夏季可利用降水量明显减少,导致云南年可利用降水量明显减少。2)云南可利用降水量除冬季年代际变化不明显,年际变化明显外,其余季节及年可利用降水量都存在明显的年代际及年际变化。3)从区域趋势变化看,云南大部可利用降水量在冬、春季以增加为主;夏季以减少为主;秋季东部减少,西部增加;全年可利用降水量东部、南部以减少为主,其余地区以增加为主。4)年可利用降水量在全球气候偏暖年以偏少为主,而在偏冷年则以偏多为主。     

1961—2017年云南季节变化特征分析

参照《中华人民共和国气象行业标准-气候季节划分》（QX/T 152-2012）中关于气候季节的定义标准,利用1961-2017年云南122个气象站的气温资料,分析了云南的气候季节区域的空间分布和季节开始日期及长度的变化趋势。云南共有4种气候季节区域,分别是四季分明区、无夏区、无冬区和常春区。无夏区范围最广,无冬区其次。不同年代四种季节气候区域空间分布范围不尽相同,无夏区和无冬区空间范围变化最显著。2011年以后云南出现四季分明区范围明显增大的现象,这与近年来气候变暖背景下云南气温年较差增大的观测事实相一致。云南四季分明区春季和秋季较长,夏季和冬季较短。无夏区秋季最长、春季次之、冬季最短。无冬区夏季最长、春季和秋季长度接近。不同气候季节区域间春季和夏季开始日期的变化均呈提早趋势,秋季和冬季开始日期有推迟的趋势;在季节长度变化上,夏季增长,冬季变短,但春秋季长度的变化不尽相同。     

基于SPEI的近百年天津地区气象干旱时空演变特征

基于1921—2016年天津地区降水、气温观测数据,对全球降水气候中心降水(GPCC-P)、东英吉利大学气候研究中心气温(CRU-T)进行适用性评估后发现GPCC-P和CRU-T均能较好地反映天津地区降水和气温的变化。在此基础上,进一步利用GPCC-P、CRU-T计算的标准化降水蒸散指数(SPEI)分析天津地区近百年干旱时空演变特征并判断其未来变化趋势。结果表明:(1)天津干旱主要发生于1940年代初期、1990年代末和2000年代初期,四季均以轻旱和中旱为主,干旱高频季节由秋、冬季逐渐转为春、夏季。(2)天津全区SPEI气候趋势在6个时期除秋季整体呈"升、降、升"分布特征外,春、夏、冬季均表现为"升、降"的分布特征,且夏季下降趋势最为显著,1961—2010年宁河每10 a下降0.30。(3)1921—1970、1931—1980、1941—1990年天津春、冬季湿润化趋势由降水主导,而夏、秋季则由气温和降水协同影响;1951—2000、1961—2010、1971—2016年春季干旱趋势主要受气温影响,夏、冬季则为气温和降水协同影响,随着全球变暖,气温升高对干旱的影响逐渐增强。(4)1921—2016年天津地区四季SPEI与PDO呈负相关关系,春、夏季相关性从西北向东南递减,而秋、冬季相关性则由东南向西北递减。(5)未来夏季天津全区、冬季天津西南部呈干旱化趋势,春季干旱化趋势、秋季湿润化趋势不明显。     

华中地区2030年前气温和降水量变化预估

 根据区域气候模式对华中地区1961-1990年和2001-2030年的逐月平均气温和降水量的模拟值（0.5°×0.5°经纬度格点,A2情景）,以1961-1990年为基准,计算并分析了该区域未来30 a（2001-2030年）的年、季平均气温和降水量的变化趋势。对气温变化而言,未来30 a华中地区年平均气温呈上升趋势,平均升温0.3℃,东部增温大于西部;春、夏季平均气温上升,分别为0.1～1.3℃、0.8～2.2℃;秋季北部地区气温下降,南部地区气温升高;冬季平均气温下降0.0～1.0℃。就降水而言,未来30 a华中地区年平均降水量大部分地区呈减少趋势,空间分布有南增北减的特点;春、夏、冬季平均降水量大部分地区减少,冬季平均降水量的减幅要大于春、夏季;秋季大部分地区平均降水量增加。     

基于多尺度SPI的中国南方大旱监测

用标准化降水指数(SPI)对2003年南方大旱发生、发展、持续、缓解进行全过程监测。2002年12月—2003年5月中国西南地区东部以及华南南部两广交界一带发生冬春连旱,其中西南地区东部冬旱最为严重,华南南部一带春旱最为严重。入夏以来南方大范围地区6—12月逐月均表现亏水,尤以7、8、10月亏水面积最广,强度最大。2003年6—12月长江以南大范围地区持续夏秋冬三季连旱,旱情极为严重,局部地区出现极端干旱,而长江以北则持续偏涝。2003年3月—2004年2月全年属于典型的"南旱北涝"型分布。基于多尺度SPI进一步统计南方地区1951—2007年历史上严重的夏秋冬季连旱事件。结果表明1980s以前发生过3次,分别是1956、1967、1978年,每11 a出现一次;1980s以后仅2003年发生1次。而这4次连旱的强度却是一次高于一次。     

1961—2010年南方双季稻区气候资源变化分析

中国南方双季稻播种面积占到全国水稻的85%以上, 研究该区域对气候变化的响应有助于科学地规划和管理双季稻生产。以江南、华南双季稻区为研究对象, 选取1961—2010年南方双季稻区275个数据完整性较好的气象观测站点, 对双季稻区平均气温、日照时数、降水量等气候资源演变规律及其可能变化的分析表明: 该研究区域正处于气温显著上升阶段, 气候倾向率为2℃/(10 a), 尤其是1997年气温突变之后升温幅度进一步增大, 气候倾向率增大为5℃/(10 a), 且秋冬季增温更为显著。研究区域降水年际波动较大, 无明显增减趋势; 从季节上看, 春秋降水有减少趋势, 而冬夏有增加趋势, 且使降水分布更为集中。从空间演变看, 双季稻区气候资源的演变趋势存在较大的差异, 其中华南稻区呈暖湿化, 对喜温好水的双季稻生产是利大于弊; 而江南稻区则呈暖干化趋势, 对水稻生产不利; 同时秋旱风险加大, 尤其是西部地区将面临水资源减少、水稻种植用水不足。另一方面, 随着双季稻区气候变暖, 早稻适宜播种期提前、早晚稻生长季延长, 热量资源增加以及薄膜育秧技术广泛应用等, 都将使双季稻种植格局调整。双季稻区高温日数增多, 早晚稻生长发育无效热量也随之增加, 整体上江南热量资源的有效性低于华南, 尤其是江西和湖南两省, 热量有效性均 < 85%;华南大部地区热量有效性均高于95%。因而, 各地可根据所处区域气候资源要素演变规律及热量有效性分布选取产量与品质更好的中晚熟品种种植, 提高水稻种植积极性, 促进早晚稻安全生产。      

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。     

中国东部夏季气候20世纪80年代后期的年代际转型及其可能成因

指出了中国东部夏季气候在20世纪80年代末出现了一次明显的年代际气候转型.伴随着这次年代际转型,80年代末以后中国东部南方地区降水明显增多,500 hPa西太平洋副热带高压西伸且南北范围变大,西北太平洋上空850 hPa反气旋增强.中国东部夏季80年代后期出现南方多雨的年代际转型与欧亚大陆春季积雪、西北太平洋夏季海面温度的年代际变化存在密切联系,它们也都在80年代末出现年代际转型.从80年代末以后,伴随着欧亚大陆春季积雪明显减少和西北太平洋夏季海面温度明显增高,中国夏季南方降水明显增加.文中分析了欧亚大陆春季积雪和西北太平洋夏季海面温度影响中国降水的物理过程,指出欧亚大陆春季积雪能够在500 hPa激发出大气中的遥相关波列,所激发出的波列可以从春季一直持续到夏季,造成中国北方为高压控制,南方为微弱低压控制,使得降水出现在中国南方.西北太平洋夏季海面温度的升高能够减小海陆热力差异,使得夏季风减弱,导致中国南方地区降水增多.