河套及邻近地区530年旱涝基本气候特征与演变

选用1470—2005年河套及其邻近地区21个气象站的旱涝等级,分析了该地区536年旱涝演变特征与变化趋势。结果表明:河套及其邻近地区530年平均旱涝等级均>3,整体偏旱,且西部为稳定的干旱,东部为旱涝相间。该地区旱涝异常在空间上可划分为4种典型结构,即全区一致旱(涝)型、东南旱(涝)—西北涝(旱)型、西南旱(涝)—东北涝(旱)型和中部旱(涝)与东西涝(旱)反向型。自15世纪70年代的53个年代中有19个年代的平均旱涝等级距平空间结构与上述4种类型相似。线性趋势分析表明,该地区近536年时间尺度上没有表现出明显的干旱化趋势,但近50年干旱程度明显加重,如银川、西安的旱涝等级半个世纪上升了近1个等级。旱涝等级总体存在准23年、准26年,准73年和准100年的显著周期。     

黄河中游地区近522年旱涝突变

应用T检验方法对我国黄河中游地区1470～1991年夏季（5～9月）旱涝等级序列进行分析，结果表明:该地区气候存在着两次百年尺度突变，即17世纪50年代前后（旱转涝）和18世纪60年代初期（涝转正常），以及百年尺度内20～30年尺度的气候突变；并指出黄河中游地区各时期旱涝变化与赤道东太平洋海温指数（SSTI）和大气活动中心的演变有密切联系。     

我国北方干旱化趋势的预测

首先，利用小波分析法求出了我国北方三地区1951—1998年降水序列在32年尺度和16年尺度的可能突变年份；接着采用Yamamoto检验法确定了真突变年份；然后利用非线性统计一动力建模法求出了对应的旱涝跃迁时间；最后作出了旱涝趋势预测。结果表明：对于32年尺度，东北地区从1999年开始的偏旱将持续到2052年，华北地区从1965年开始的偏旱将持续到2010年，西北地区从1995年开始的偏旱将持续到2016年。对于16年尺度，东北地区从1999年开始的偏旱将持续到2025年，华北地区从1999年开始的偏旱将持续到2014年，西北地区从1995年开始的伯早将持续到2012年。三地区于1999年和2000年的预测结果与实况基本吻合。     

贵阳汛期旱涝演变特征及未来趋势预估

首先对贵阳近500 a（1470—2008年）旱涝等级资料进行增补,利用该资料进行等级序列展开频次和多尺度分析。结果表明：近58 a,贵阳出现极端旱、偏旱的频次明显高于过去近500 a的平均状况;汛期出现偏旱和旱的次数明显增多,旱重于涝的趋势非常明显。从年代际和百年际尺度看,210 a周期是贵阳旱涝振荡的主周期,而50 a周期是次周期,且20世纪80年代的干旱程度高于历史上任何一个年代;从年际和年代际尺度上,24 a周期是贵阳旱涝振荡的主周期,而7 a周期是次周期;汛期降水偏少,一般与旱灾对应一致,但若降水偏多,对应汛期各月降水分布均匀,则不一定对应涝灾。最后,结合诊断结果,借助IPCC AR4最新的模式预估数据集,预估贵阳汛期降水在未来10 a左右将处于旱涝交替频发期,之后至21世纪40年代中期将处于少雨阶段,可能会出现较长时期的干旱。     

新书架

<正>中国西北地区近500年旱涝分布图集(1470-2008)白虎志等编著该图集是2009年中国气象局气候变化专项项目"西北极端干旱事件个例库及干旱指标数据集"的主要研究成果之一。图集对《中国近500年旱涝分布图集》中的西北地区12个站点的旱涝序列进行了修订和增补,并把终止年份从1979年推后到2008年。图集分为3部分:第一部分:1470-1950年共481年的历年     

西北地区东部旱涝气候特征

利用中国气象科学研究院收集、整理的西北地区东部代表站1470~2003年的旱涝等级资料,根据不同的地形地貌特征和气候特征,将西北地区东部分为3个气候区,利用周期分析、coif3小波变换等统计分析方法对3个气候区534年旱涝指数的年代际气候特征及地域之间旱涝变化的差异进行分析。结果表明,西北地区东部不同区域旱涝的时空分布特征不尽相同,旱涝演变趋势、旱涝周期变化既有一致性,也存在明显的差异。534年以来北部、中部由偏旱趋于正常或偏涝,南部1724年以前的变化趋势由偏旱趋于偏涝,1724年以后由偏涝趋于偏旱;3个气候区都存在25年和10年的显著周期,其中中部还存在14~15年的显著周期,说明中部旱涝交替较北部和南部明显。     

陕西近５００年极端干旱变化初步分析

根据历史文献记载和1951—2008年陕西5—9月月降水资料选取极端干旱个例,分析其变化特征和规律。结果表明,1470年以来陕西共发生极端干旱事件54次,16世纪上半叶以前和19世纪末以后属极端干旱高发期,17—18世纪其发生概率相对较低,整体呈两端多,中间少的U型特征。极端干旱事件发生季节集中在夏秋季,多发区在关中和陕北。     

近56a中国西北地区不同强度干旱的年代际变化特征

利用1962—2017年中国西北地区227个气象站逐日气象观测资料,以标准化降水蒸发指数为干旱指标,研究不同强度(轻旱、中旱、重旱、特旱)干旱频次的年代际变化特征。结果表明:(1)近56 a中国西北地区不同强度干旱频次在1980年代前后呈现由多到少的年代际转折,转折之前干旱主要发生在西北地区西部,转折之后主要发生在西北地区东部;(2)轻旱和中旱频次显著高于重旱和特旱,其中轻旱和中旱在1980年之后呈现反位相变化;(3)不同强度干旱频次的空间差异明显,轻旱和中旱主要在新疆东部、青海南部等地区,重旱主要在西北地区西部,特旱主要在西北地区东部。     

利用Z指数确定吉林省旱涝指标及干旱分布特征

根据1961—2009年吉林省46个站各月降水量资料,利用z指数方法进行了计算分析,结合吉林省实际情况提出了z指数界限值的修改和订正方法,从而确定吉林省46个站旱涝指标及等级,并将吉林省分为4个区：西部、中部、南部、东部,在此基础上,确定了反映吉林省旱涝时空分布和强度的区域旱涝指标及旱涝等级。并研究了吉林省及4个区4—9月干旱事件的分布特点、频率分布。研究表明：吉林省4—9月期间,9月发生干旱的频率最大,且东部和中部比西部和南部发生干旱的频率大;其次是7月,西部比中部、南部、东部发生干旱频率大,且重旱频率也是全省最大的;6月干旱频率最小。4—9月偏旱型多于偏涝型,尤其是2000年以来重旱频发。     

中国近530年干湿变化及其持续性特征研究

采用中国530年旱涝指数序列,并将其划分为华北和西北东部地区(Ⅰ区)、长江流域地区(Ⅱ区)以及中南和东南沿海地区(Ⅲ区)3个区域.应用功率谱、滤波方法、BG算法等研究旱涝指数序列各相对平稳均值段之间的干湿转化特征.结果表明,近130年的干旱时段和历史上的干早或偏旱时段相比,Ⅰ区干湿转化频率有所加快;Ⅱ区于湿转化频率没有太大变化;Ⅲ区干湿转化频率有所降低.并且重大干湿转折时期大多对应突变点比较集中,即这一时期气候态不稳定,容易发生突变或符种极端气候事件.结合小波系数的周期分析结果发现,Ⅰ区从1920年左右开始的干旱,在经历了20世纪70年代末以来的严重干旱以后,有可能在21世纪再持续50到70年,其后再一次发生由干旱向湿润的转型;Ⅱ区则有可能在接下来的几十年中持续湿润期相对集中的情况.此外,Ⅰ-Ⅲ区干湿变化的特征与北半球的气候变化有一定的对应关系;Ⅰ区的干湿变化与当地温度变化具有较好的止相关;Ⅱ区和Ⅲ区干湿变化与温度变化的联系较Ⅰ区差一些;太平洋年代际涛动可能对3个区域的干湿转化均有不同程度的影响.在此基础上,定义旱(涝)尺度因子,可以定量描述旱涝持续性的区域特征;滑动计算旱(涝)尺度因子,可以检测哪一时段对应有旱涝群发性事件及重大干湿期的转折.     

中国东部旱涝型的研究

文章利用中国东部25个站524年（1470～1993年）的旱涝级别资料分析了中国东部旱涝的空间分布，比较了EOF方法和REOF方法的不同点，研究指出可用6个中心地区的旱涝情况来补充原来划分的6种旱涝型，使得旱涝中心更明确，旱涝分布更符合实际情况，突出体现了REOF在旱涝型研究中的优点。最后给出了近五百年中国东部的主要旱涝中心及特征。     

陕西关中及周边地区近500a来初夏旱涝事件初步分析

基于华山树轮宽度差值年表重建的陕西关中及周边地区近500a来的初夏干燥指数序列,对该地区初夏极端旱涝事件及其连续旱涝变化特征进行了初步分析.区域干燥指数与Palmer指数在变化上极为相似,可用于反映该地区的旱涝变化.结果表明:该地区近500a来初夏共发生18次极端干旱事件和11次极端洪涝事件,除公元1521年与历史文献记录的旱涝事件相反,公元1513年、1574年、1675年和1945年未发现历史记录外,其余年份均能找到相应记录;近500a来初夏存在9个显著的连续偏旱期和10个显著的连续偏涝期,并以16和19世纪发生的连续旱涝事件最为频繁,而17和18世纪发生的旱涝事件相对较少,20世纪发生的干旱事件明显多于洪涝事件.     

基于精细资料的宁夏春季干旱特征分析

本文利用多种地面精细观测资料,统计分析得到近55a宁夏春季干旱的精细化空间分布和多时间尺度变化特征。结果表明:在采用了更为精细的观测资料后,宁夏春季干旱的分布显得更为不均,呈中部多发南北少发的分布特征而干旱平均强度却呈中部弱南北强的分布特征;最大春季干旱强度分布呈明显的多极性分布。在宁夏5地市中,吴忠市、银川市、中卫市3市较易发生干旱。宁夏春季干旱发生次数基本呈逐年增加的趋势,但平均强度呈逐年减弱的趋势;年代际发生次数的增加趋势更加明显;在20世纪80年代前后存在1次突变。春季干旱强度具有较为稳定的气候态,3、5月易出现大范围轻旱以上的干旱过程;3月上旬、5月上旬、5月下旬较易出现重旱级别的干旱过程。500hPa大陆高压脊与大气环流的变化是造成西北地区春季干旱强弱分布的主要原因之一。     

Dry/Wet Changes and Their Standing Characteristics in China During the Past 531 Years

Time series of the dryness-wetness(DW) index of 531 yr(AD 1470-2000) at 42 stations in regions A(most of North China and the east of Northwest China) and B(the Yangtze-Huaihe River valley) in China are applied to investigating the historical DW characteristics over various periods of the series with a relatively stationary average value using Bernaola-Galvan(BG) algorithm.The results indicate that region A/B underwent three drought-intensive periods(DIP;1471-1560,1571-1640,and 1920-2000/1501-1540,1631-1690,and 1911-1960) in the last 531 years.In the DIP of the last 130 years,the frequency of DW transition has increased in region A,but not obviously changed in region B in comparison with the other two historical DIPs.The dry period started in about 1920 in region A with severe drought events occurring from the late 1970s to the early 1980s.It lasted for about 50-70 yr in this century,and then a DW shift took place.The wet period in region B might maintain for the coming several decades.The variations of DW in region A are positively correlated with changes in temperature,but in region B,the correlation with temperature is weaker.It is found that the number of DW indices of various categories within a running window is an exponential function of the running window length.The dryness scale factor(DSF) is defined as the reciprocal of the characteristic value of the exponential distribution,and it has a band-like fluctuation distribution that is good for the detection of extreme drought(flood) clustering events.The results show that frequencies of the severe large-scale drought events that concurrently occurred in regions A and B were high in the late 12th century,the early 13th century,the early 17th century,and the late 20th century.This provides evidence for the existence of the time-clustering phenomena of droughts(floods).     

1961—2020年西北地区夏季降水趋势变化特征

采用1961—2020年我国西北地区364站逐日降水观测数据,从降水量和降水日的角度对比分析我国西北地区夏季降水趋势时空变化特征。结果表明：西北地区夏季降水量占全年总降水量的50%以上。从整体上来看,西北地区降水量呈现显著增多的线性趋势,但并非全区一致性增多。降水量增多（减少）的站数约占区域内总站数的57%(43%),降水日数呈现增多（减少）的站数约占总站数的43%(57%);降水量、降水日数同时增加的站点主要位于南疆盆地、北疆西部及青海中部和北部等地,两者同时减少的站点主要位于甘肃东南部、宁夏、陕西中部偏东等地,而两者反相变化的站点主要位于新疆北疆地区、青海省西南部边缘地区和陕西南部。近60年来,西北地区极端降水量和降水日数呈线性增加趋势。西北地区各个区域降水量和降水日数除年际变化外,还存在年代际变化特征,不同区域变化位相存在一定差异。     

1961-2020年西北地区夏季降水趋势变化特征

采用近60年西北地区364站逐日降水观测数据,从降水量和降水日的角度对比研究了西北地区夏季降水趋势时空变化特征。结果表明：平均而言,西北地区夏季降水量占全年总降水量的50-70%。整体上西北地区降水量呈现显著增多的线性趋势,但并非全区一致性增多。降水量增多（减少）的站数约占区域内总站数的57%（43%）,降水日数呈现增多（减少）的站数约占总站数的43%（57%）。两者同时增加的站点主要位于南疆盆地、北疆西部及青海中部和北部等地,两者同时减少的站点主要位于甘肃东南部、宁夏、陕西中部偏东等地,而两者反相变化的站点主要位于新疆北疆地区、青海省西南部边缘地区和陕西南部。近60年西北地区极端降水量和降水日数也呈现出线性增加的趋势。西北地区各个区域降水量和降水日数除年际变化外,还存在年代际变化特征,但不同区域变化位相存在一定差异。     

我国西南地区夏季长周期旱涝急转及其大气环流异常

利用1961~2015年中国567站逐日降水资料,定义了一个西南地区夏季长周期旱涝急转指数,结果表明:1961~1970年夏季旱转涝多于涝转旱,1971~1980年夏季涝转旱年较多,1981~2000年旱转涝与涝转旱年相当,21世纪初以来,指数又呈现出负值的趋势,涝转旱年偏多。选取西南地区夏季旱涝急转典型年,对旱涝急转年的大气环流和水汽输送异常进一步分析发现,旱转涝年旱期西太平洋副热带高压偏西偏强,中高纬西风带偏强,冷空气不易南下,垂直场上表现为下沉运动,来自孟加拉湾和南海的水汽输送异常偏弱,西南地区亦处于水汽辐散区,因此降水偏少。而涝期中高纬环流的经向运动增强,乌拉尔山以东的槽加深,东亚沿岸脊加强,中高纬西风带偏弱,在垂直场上表现为上升运动,孟加拉湾和南海为西南地区提供了充足的水汽,有利于该地区降水增多;涝转旱年则相反。     

近半个世纪我国干旱变化的初步研究

利用我国地面606个气象观测台站1951—2006年的逐日降水量和平均气温资料, 使用《气象干旱等级》国家标准中推荐使用的综合气象干旱指数（I_C）, 分析了近半个世纪以来全国及不同地区干旱变化情况。结果表明:总体而言, 全国干旱面积在近50年没有显著增加或减少的趋势, 但不同地区差异较大; 其中东北和华北地区干旱化趋势显著, 特别是20世纪90年代后期至21世纪初, 上述地区发生了连续数年的大范围严重干旱, 在近半个世纪中十分罕见; 东北、华北和西北地区东部的大部分地区在近50年中持续时间最长的干旱事件多发生在1980年以后的20多年中, 而且上述地区在近20多年来干旱发生得更加频繁。另外, 我国干旱化趋势最显著的地区与增暖幅度最大的地区有很大的一致性, 表明区域增暖在干旱变化中起着一定作用。     

1960-2012年中国东部冬季风时期极端降温事件的时空特征

利用1960-2013年中国753个站逐日日平均气温资料,对中国东部冬季风时期极端降温事件进行了定义,并研究了近53 a中国东部冬季风时期极端降温事件的时空特征。结果发现,极端降温事件发生最频繁的地区位于东北南部、华北大部分地区和华中北部,华中南部则较少发生。过去的53个冬季风时期,中国东部极端降温事件普遍减少,且东北南部、华北南部和东部、华中北部以及华东北部的减少趋势最为明显,减小幅度可达0.4~0.8次/（10 a）。此外,东北、华北和华中的极端降温事件发生频次分别在1980、1973、1969年出现了由多到少的突变。极端降温事件的强度也存在空间差异,其平均强度从北到南呈现出强-弱-较强的特点。