中蒙干旱半干旱区降水的时空变化特征(Ⅱ):综合气候分区及各分区降水周期变化的进一步分析

利用中蒙干旱半干旱区106站1954-2005年降水资料和1961-1997年气温资料,本文在文献[1]的基础上进一步分析了该区的综合气候分区及各分区降水周期变化的特征.结果表明,(1)主要根据降水REOF分析的各异常模态等,将全区综合划分为关中汉中、河东、河西及蒙古戈壁、北疆、南疆、柴达木、青海高原南部、以及蒙古国中...     

贵州大气降水的时空分布规律研究

用全省现有84个气象台站的雨量资料,分析研究大气降水的时空分布规律,研究指出:贵州各地有着相对稳定而充沛的年降水资源,年降水量大多数县市为1 200mm左右,站平均年降雨量的相对变率为11.8%;各地降水量年内分配不均,夏半年(4-9月)多雨,约占全年雨量的3/4,冬半年(10-次年3月)少雨,仅占1/4,夏半年各月雨量年际变化呈现不稳定性,导致春夏干旱的频繁发生;各地重大降水过程集中在汛期,暴雨以上(≥50mm)降水日数主要出现在5-9月,约占全年的91%;对贵阳站长达84 a连续降水量序列的分析表明,其年、季雨量的年际和年代际波动较明显。最后结合贵州大气降水资源现状对开展人工增雨问题进行了讨论。     

全球、中蒙干旱区及其部分地区降水分布细节

在简要评述并对比了全球8大主要半永久性干旱半干旱区的情况后,也具体分析和讨论了中蒙干旱区的范围、面积、命名及其部分地区的降水分布细节及成因.主要结论如下:(1)全球主要有北非、澳大利亚及中蒙等8大干旱半干旱区.(2)中蒙干旱半干旱区主要覆盖中国北方大兴安岭-吕梁山一线以西、约36°N以北及蒙古国全境,总面积约5×106...     

广西6-8月分级降水的气候特征

利用广西87个站1977-2006年6-8月逐日降水资料，研究广西分级降水雨日、降雨量的时空分布特征及变化趋势。指出，广西6-8月小雨雨日最多，暴雨雨量最大。雨日和雨量的空间分布特点是：河谷地区少，山地地区多。广西30年来6-8月有效降水总雨日是不明显的增加趋势，总降雨量是明显的增加趋势，平均每年增加5.6mm。微雨雨日数是明显的减少趋势；大雨雨日和雨量是明显的增加趋势；暴雨雨日和降雨量都是显著的增加趋势，增加趋势最明显的是桂中南的平原地区。有效降水总降雨量的增加趋势主要是由于大雨、暴雨雨日的增加趋势引起的。     

吐鲁番地区暖季降水时空分布特征

以吐鲁番5个国家气象站近55 a(1960—2014年)与26个区域气象站近3 a(2013—2015年)逐小时降水资料为基础,利用Pearson相关分析、气候倾向率、Mann-Kendall突变分析、Morlet小波分析等方法,分析了吐鲁番地区暖季降水时空分布特征,并就地形对吐鲁番降水的影响进行了量化研究。结果表明:在新疆趋暖趋湿的气候背景下,吐鲁番盆地平原区和山区存在截然不同的降水时空变化特征,吐鲁番地区降水高度集中在暖季,且暖季山区降水集中度和稳定性更好;暖季盆地内存在频率55%的夜雨区和昼雨区,盆地西南坡地和腹地平原区为夜雨区,盆地北部天山山区降水则集中在午后,海拔高度大约每增加(减少)300 m,降水集中时段提前(延后)1 h。研究还表明,吐鲁番降水与地形关系密切,海拔高度是影响吐鲁番降水的决定性因素,其暖季降水量、降水时数均与海拔高度呈显著正相关,降水量增加的主要原因是降水时数随海拔高度的递增;降水量随海拔高度的变化呈二次曲线型,其最大降水高度为1900 m;在最大降水高度以下,降水量由盆地腹地的平原区向山区递增,降水垂直变率平均为6.2 mm/100 m,其中1500~1900 m高度是降水量与降水垂直变率最大的区域,降水垂直变率达20 mm/100 m。     

我国干旱半干旱区降水的特征分析

利用聚类分析对全国160站1951～1992年的年降水标准化资料做分析，结果可划分为两大区——干旱半干旱区和非干旱区，在此基础上进行降水区划及降水分布型研究，得出我国干旱半干旱区大致分成9个小区以及它的3种年降水分布型式。     

广西6～8月分级降水的气候特征

利用广西87个站1977~2006年6~8月逐日降水资料,研究广西分级降水雨日、降雨量的时空分布特征及变化趋势。指出,广西6~8月小雨雨日最多,暴雨雨量最大。雨日和雨量的空间分布特点是:河谷地区少,山地地区多。广西30年来6~8月有效降水总雨日是不明显的增加趋势,总降雨量是明显的增加趋势,平均每年增加5.6mm。微雨雨日数是明显的减少趋势;大雨雨日和雨量是明显的增加趋势;暴雨雨日和降雨量都是显著的增加趋势,增加趋势最明显的是桂中南的平原地区。有效降水总降雨量的增加趋势主要是由于大雨、暴雨雨日的增加趋势引起的。     

全球变暖背景下亚非典型干旱区降水变化及其与水汽输送的关系研究

分析比较了中蒙(35°N~50°N,75°E~105°E)、中亚(28°N~50°N,50°E~67°E)和北非(15°N~32°N,17°W~32°E)三个典型干旱区水汽输送特征的异同,及其1961~2010年间的降水时空变化,分析了水汽来源和输送变化及其可能原因。结果显示,由于受不同的气候系统影响,中蒙、北非和中亚干旱区的降水在年内变化上有着显著不同。中蒙和北非干旱区降水呈现夏季风降水的特征;而中亚干旱区降水则为更多受到冬季风的影响。1961~2010年,随着全球气温上升,中蒙干旱区冬季纬向水汽输送增加而经向输送减少,总水汽输送增加;中亚干旱区冬季纬向输送减少而经向增加,总水汽输送减少;北非干旱区冬季纬向输送增加而经向输送减少,总水汽输送增加。夏季中蒙和北非干旱区经向、纬向输送均减小,中亚干旱区夏季纬向输送减少而经向减少,总输送增加。相应的,中蒙干旱区年、冬季和夏季降水分别以4.2、1.3和1.0 mm/10 a的趋势增加;而中亚干旱区冬季(1.2 mm/10 a)和夏季(0.1 mm/10 a)降水增加,年降水则呈减少趋势(-0.8 mm/10 a);北非干旱区年降水和夏季降水分别以0.5 mm/10 a和0.1 mm/10 a的速率增加。冬季中蒙干旱区主要水汽来源是水汽经向输送,而中亚干旱区水汽主要为纬向输送,经纬向水汽均为净输出是北非干旱区降水极少的主要原因,平均总水汽输送量约为-9.48×104 kg/s。冬季低纬度和高纬度环流通过定常波影响干旱区冬季降水。中蒙和中亚干旱区冬季降水主要受西太平洋到印度洋由南向北的波列影响,北非干旱区冬季降水主要和北大西洋上空由北到南的波列相联系。各干旱区的降水对海温变化有着不同的响应:中蒙干旱区冬季降水与冬季太平洋西海岸和印度洋海温呈显著正相关,夏季与海温相关不显著;中亚干旱区与地中海和阿拉伯海温相关,且与阿拉伯海温为正相关。     

基于EOF的江西省秋季降水时空分布特征

基于1980—2020年秋季江西省83个气象观测站逐月降水数据,利用EOF方法分析了该地区秋季降水的时空分布特征。结果表明,江西省秋季降水场主要有4种类型,分别为全区型、北湿(干)南干(湿)型、西湿(干)东干(湿)型、中心湿(干)南北干(湿)型,累计贡献率为86.7%。1980—2020年,全区型和中心湿(干)南北干(湿)型降水呈增加趋势,而北湿(干)南干(湿)型和西湿(干)东干(湿)型降水呈下降趋势。其中全区型降水分布的年份占比75.6%,主要受大尺度大气环流的影响。北湿（干）南干（湿）型降水分布的年份占比17.1%,这是由于赣北地区受地形抬升作用,降水较多,而中南部在背风坡,降水较少,同时秋季赣北处于副热带高压边缘,且受到台风外围的影响,易发生降水,使得南北降水呈反相位变化。     

蒙古五十年来旱涝变化和降水趋势的研究

本文利用蒙古２５个台站的５２年逐月降水量资料，研究了蒙古旱变化和降水趋势。结果表明：蒙古平均年降水量为２１６．１ｍｍ，分布由南向北增加，东西部少，中部多，南部和西部为干旱区，中部和东部为半干旱区，与我国干旱半干旱区是一个整体，降水主要集中在夏季；年降水量变率为１５．６％－３８．０％。蒙古旱涝都很频繁，旱的频率高于涝的频率，而大涝的频率是大旱的两倍。年降水量服从正态分布，并有准３年和１１－１４年周期     

基于标准降水指标的新疆干旱特征演变

运用标准降水指标 (Standardized Precipitation Index, SPI) 对新疆地区53个雨量站1957—2009年日降水量资料进行全面分析,研究了不同干旱等级发生概率的空间分布变化规律。同时,采用Mann-Kendall趋势检验法分析了各月份标准降水指标值、干旱强度和干旱历时的变化趋势,探讨了新疆地区干旱时空演变特征。结果表明:北疆易发生中等及以上干旱,而南疆易发生轻度干旱。总的来说,北疆干旱强度有下降的趋势,干旱历时趋于缩短,南疆南部干旱强度和干旱历时有轻微上升,东疆中部干旱情况显著恶化。具体来说,北疆冬季干旱程度有减弱趋势,而对于农业生产较重要的春、夏、秋季,西部干旱加剧;南疆夏季干旱有减弱趋势;东疆中部四季干旱程度有轻微加剧趋势。     

CMIP5模式对未来30a新疆夏季降水的预估

选用参与气候变化政府间合作委员会(IPCC)第5次评估报告的25个气候耦合模式(CMIP5),基于GPCP(Global Precipitation Climatology Project)降水资料,采用多种统计方法,综合评估模式历史试验对1979—2005年新疆夏季降水的模拟能力,优选出模拟性能较好的模式,进而利用其RCP8.5排放路径下的模拟结果来预估未来30 a(2021—2050年)新疆夏季降水的变化。从气候平均场和年际变率来看,25个CMIP5模式的模拟性能差异显著,部分模式可模拟出新疆夏季降水的主要空间分布特征,如伊犁河谷地区的降水中心以及南疆和东疆地区的少雨区。从优选出的9个模式的集合平均结果来看,对南疆西部山区与昆仑山北侧地区降水强度和范围模拟偏强,对年际变率的模拟偏弱,但其降水的空间分布与观测比较一致,可较准确地捕捉到高、低值中心,空间相关性也较好。因此,利用该集合平均结果对未来新疆降水进行预估是可信的。预估结果表明:(1)未来30 a北疆大部分地区和东疆部分地区夏季降水略微减少,伊犁河谷和南疆大部分地区显著增多,且增幅中心出现在南疆西部和昆仑山北侧地区;(2)山区年际变率较其他地区明显,且伊犁河谷、南疆西部和昆仑山北侧地区的年际变率呈现逐渐增大趋势;(3)降水变化与500 hPa环流配置异常密切相关,北疆地区偏南气流加强,表现为反气旋性环流,南疆地区偏东气流加强,表现为气旋性环流,因而导致未来新疆地区夏季降水南增北减。     

CWRF模式对长江流域极端降水气候事件的模拟能力评估

基于1980—2016年长江流域站点观测降水,评估了CWRF区域气候模式对长江流域面雨量和极端降水气候事件的模拟能力.结果表明:CWRF模式能较好地再现1980—2016年长江流域及不同分区降水空间分布及月/季面雨量年际变率,且在冬、春季表现较好,夏、秋季次之.CWRF模式对长江流域面雨量存在系统性高估,对面雨量的模拟...     

基于CCSM4.0长期积分试验评估不同辐射强迫对中国干旱半干旱区降水的影响

本文基于气候系统模式CESM4.0长期积分试验,分析评估了工业革命前（1850年）及当前（2000年）两种辐射强迫作用（分别为太阳活动和温室气体）对中国北方干旱半干旱区降水的影响。结果表明,模拟结果与观测之间尽管存在一定的偏差,但仍能再现降水气候态的空间分布以及季节变化特征;两种辐射强迫下的降水长期变化均无明显趋势,但二者的差异却呈现出70~100年的准周期振荡;由人类活动引起的当前辐射强迫作用对降水的多年际变率幅度有一定影响,造成极端强降水事件出现的概率增多,而由太阳活动引起的辐射强迫作用主要对降水多年代际周期具有一定的调制作用。进一步分析表明,两种辐射强迫下中国北方干旱半干旱区降水年多年代际变率的主要模态基本一致,但人类活动引起的辐射强迫作用会影响降水多年代际变率与热带海温异常的相互作用的强度,从而改变降水多年代际变率的幅度。     

东亚中纬度干旱/半干旱区降水年际变化及其可能成因

基于NOAA的全球陆地降水资料(PREC/L)1948～2003年56年的月平均降水资料、NCEP/NCAR月平均再分析资料以及英国气象局哈德莱中心的海温(Sea Surface Temperature,SST)资料,并根据多年降水平均图选定了东亚中纬度干旱/半干旱区,对该区域夏季(6～8月)降水进行了经验正交分解(Empirical Orthogonal Function,EOF)。EOF第一模态呈现出全区一致的变化类型,第二模态则呈现出以100°E为界东西相反的分布类型。通过分析干旱/半干旱区以及以100°E为界的东西两部分降水异常年的环流形势和海温并加以对比,结果表明:在环流场上,对应于东亚中纬度干旱/半干旱区降水偏多年,对流层中下层环流异常在中高纬度呈现为一个东西向波列,乌拉尔山东侧为正的高度异常,贝加尔湖附近乃至以东地区为低压槽所控制;不同的是,对应于100°E以西的干旱/半干旱区夏季降水偏多年,波列有所东移,并且西太平洋副热带高压有显著北抬;而对应于100°E以东干旱/半干旱区夏季降水偏多年,环流形势异常基本与整个干旱/半干旱区降水偏多年一致,只是在里海附近有一高度负异常。在200hPa纬向风场上可以看到,当西亚副热带急流偏南加强时,对应于100°E以西的干旱/半干旱区降水偏多;而当东亚、西亚风急流都有显著北抬且加强时,对应于100°E以东干旱/半干旱区的夏季降水偏多,这可能与急流所激发的次级环流有关。进一步对SST的分析表明,海温与100°E以东或以西干旱/半干旱区降水异常的关系也不一样。当前冬、前春赤道中东太平洋都有正的海温异常,而到夏季转换为负的海温异常,且南太平洋在前冬和前春呈现显著负海温异常时,整个干旱/半干旱区夏季降水偏多;当赤道中东太平洋海温在前冬、前春有正的海温异常并一直减弱,但能维持到夏季,并且北印度洋海温也存在类似的海温异常时,100°E以西的干旱/半干旱区夏季降水偏多;而当前冬中东太平洋海温较暖但其南部海域偏冷,到了前春这些异常维持,并发展到同期为大范围弱的异常冷海温时,有利于100°E以东的干旱/半干旱区夏季降水偏多。比较的结果还揭示出,对应于干旱/半干旱区以及100°E以东干旱/半干旱区的降水异常年,海温异常分布大致是一致的;而对应于100°E以西干旱/半干旱区的降水异常年,海温异常分布及时间演变则有较大差异。     

中蒙干旱半干旱区冬、夏季地面气温时空变化特征分析(Ⅱ):7月

为整体地分析中蒙干旱半干旱区(中蒙干旱区)夏季气温的时空变化特征,利用中蒙干旱区内分布相对均匀的104个站点(包括5个“人造站”)1961—1997年7月的平均地面气温资料等,首先分析了该区夏季的平均气温场、气温年较差及日较差等背景;然后,对标准化的7月平均气温距平资料分别作了EOF和REOF分析。结果表明:(1)中蒙干旱区夏季的热量资源充足。夏季气温场分布的区域性特色更明显。(2)受纬度、地形高度及远离海洋等的影响,中蒙干旱区地面气温的年较差大,日较差也大,呈典型大陆性气候(大陆度高)的特色,但是区内的夏季气温年际变化小。(3)根据气温的EOF分析,中蒙干旱区夏季气温异常可粗分为全区一致型、准东西差异型、准南北差异型及准东北—西南差异型等4种常见分布模态;再根据REOF分析,可将该区夏季气温异常进一步细分为青海高原、高原东北侧、南疆、北疆、陕西甘南区、蒙古国西北部及东南部等7个分区。(4)近37年来,中蒙干旱区夏季气温增暖主要出现在高原东北侧和南疆区,强度比冬春季弱;在青海高原及蒙古国东南部气温还在变凉,区内各分区夏季气温变化也约有3~4年的周期。     

吉林西部近50年来的降水与空气湿度变化

对长岭县1953-2001年实测降水和空气相对湿度资料的分析结果表明,年降水量、季节降水量、年空气相对湿度和季节相对湿度均呈明显的下降趋势,特别是夏、秋季下降趋势更加显著。20世纪90年代是最干旱的10年,降水较50年代减少了113．4mm,减少率达21％;较49年的平均值少38．0mm,减少率为8．3％。降水变率呈明显的增大趋势,表明降水稳定性降低,干旱与洪涝灾害更加频繁。气候变化的温暖化与干旱化呈并行发展趋势。     

中国西部汛期降水的时空演变分析

用中国西部１０省区（１１０°Ｅ以西）１３０个站的月降水资料，分析夏半年４—１０月的月降水相对系数、月际和年际标准差变化特征。结果表明，各地区受不同降水体系影响，降水在时空上的差异很大。天山北部主要受西风带降水体系影响，月际降水差异不大；西北地区受西太平洋副热带高压雨带影响，降水具有西进北抬尔后东退南辙的特征；高原季风雨带对四川西部、云南和西藏有明显影响，雨季从东南向西北开始，而结束与此相反。月际和年际标准差表明，在以南疆盆地为主的东北—西南一带地区的标准差为高值区，而该地区以东和以北地区的标准差呈逐渐减小趋势     

树轮纪录的500年来青海地区夏半年降水变化特征

利用青海省境内不同区域的3条树木年轮资料重建了青海省1479～1991年共513年的夏半年降水序列,分析发现青海省夏半年降水与1961～1990年降水平均值相比,以降水偏少为主要特征.以这513年的平均值为基准,自1479年以来,青海地区主要经历了10个相对干期和11个相对湿期,其中持续时间较长的湿期有3段分别为1544～1584年(41年)、1667～1719年(53年)、1936～1991年(56年),干期的持续时间都较短.最大墒谱分析发现存在25.0、11.5、4.8、3.7、7.7、6.2、2.2、2.4、2.0年周期.     

青藏高原及周围地区大气可降水量的分布、变化与各地多变的降水气候

为了更深入地分析青藏高原及邻近各地多变的降水气候,利用NCEP 1958—1997年月平均比湿、风及高度等再分析资料及我国实测雨量资料等,整体地分析了高原及周围地区气柱可降水量的多年平均特征及其季节变化,也分析了我国南北方大气可降水量的年代际变化和华北及西北区东部干湿年夏季可降水量的差异等。结果表明,高原及周围地区的气柱可降水量有明显的地区及季节变化。本区域内以南亚和东亚夏季风区的可降水量最高,夏季可达60mm或以上;青藏高原上的可降水量最低,冬季为3mm左右。东亚和南亚季风区可降水量的冬夏季节变化最大,夏季的可降水量达冬季值的4倍。华北区干湿夏季的可降水量差异明显,湿年的可降水量可增加20％以上。近40年来华北和西北区东部夏季的气柱可降水量明显减少,而长江流域及江南地区20世纪80年代以来可降水量却部分增加了,呈北干南湿之势,遂形成我国降水北旱南涝的分布格局。这可能与东亚夏季风逐渐趋弱,特别是撤退期逐渐提前有关。另外,我国各地夏季可降水量的平均降水转化率也明显不同,青藏高原上最高,东亚季风区次之,而南疆盆地最低,这也影响了我国多变的降水气候。