华北不同地表覆盖类型区干旱演变特征

利用华北地区气象站点1960～2008年共49年的降水旬数据集逐旬计算1个月、3个月、12个月尺度的标准化降水指数(SPI)序列。采用SPI历史序列的多年滑动平均和滑动标准差方法,解析研究区及3种主要地表覆盖类型区(草原区、农田区、阔叶林带)干旱在整个时间序列上的演变周期和幅度。采用线性回归分析干旱的演变趋势和变化频度,并对趋势线进行预测。对比了3个子区域全年12个月份干旱演变特征的差异。结果表明:研究区干旱发生的频率和强度呈逐渐加重的趋势,且各月份干旱发展趋势有较大差异,夏季的6月、7月降水较历史时期增多,春旱(4月)、秋旱(9月和10月)加重趋势显著。草原区在整个历史时期的干旱变化趋势不如南部农作物区和中部阔叶林带明显。农作物区9月、10月两月份干旱加重的趋势最显著,说明黄淮海平原区的夏玉米将越来越受到秋旱的威胁,防旱抗旱形势重于冬小麦面临的春旱,冬小麦的秋种受干旱的影响将加重。     

江淮流域梅雨过程识别及梅雨期分级降水时空特征

在全球气候变化背景下,近60 a江淮流域梅雨特征量及梅雨期分级降水的时空变化特征还不明晰。论文采用江淮流域1961—2020年239个气象站逐日降水、气温和NCEP/NCAR再分析资料识别梅雨过程,研究梅雨入出梅日期等特征量及梅雨期不同量级的雨日数等指标的时空特征,计算城市化对梅雨期强降水的贡献。结果表明：Ⅰ区(江南区)平均入出梅最早,Ⅱ区(长江中下游区)次之,Ⅲ区(江淮区)入出梅最晚,梅雨期长度依次为30、30和24 d,入出梅日和梅雨期长度趋势性均不明显。Ⅰ区平均梅雨雨强最大(367.6 mm),Ⅱ区次之(298.4 mm),Ⅲ区最小(253.5mm);Ⅱ区梅雨雨强显著增加、平均梅雨强度指数最大,最易发生暴力梅,Ⅲ区梅雨强度指数变化最剧烈。江淮流域梅雨量Ⅰ、Ⅱ区中部较大,Ⅰ区雨日数最多,Ⅱ区次之,Ⅲ区最少。梅雨期小雨日数最多、降水发生率最高,中雨、大雨和暴雨依次减少。绝大多数站点小雨、中雨日数趋势性不明显,Ⅱ区中东部大雨、暴雨日数显著增加。绝大多数站点大雨、暴雨降水发生率趋势性不明显,Ⅱ区较多站点小雨、中雨发生率显著下降是其东部梅雨期降水发生率显著减少的原因。暴雨量占梅雨量比例最大...     

赛里木湖流域雪岭云杉(Picea schrenkiana)树木径向生长对气候变化的响应

选用赛里木湖流域海西沟雪岭云杉(Picea schrenkiana)树轮宽度标准化年表与温泉气象站历年逐月降水(月降水量,降水量≥0.1mm、≥1mm、≥2mm、≥5mm日数)、温度(月平均气温、月平均最高气温、月平均最低气温、平均地温)、积雪(积雪日数,积雪深度≥1cm、≥5cm、≥10cm日数)、月平均相对湿度、日照百分率及日照时数等主要气候因子,以相关函数法分析赛里木湖流域树轮宽度对气候变化的响应。结果表明:海西沟树轮宽度标准化年表与气候要素相关较好的月份集中在上年7月、上年8月、当年1月及当年7月,与降水、积雪、相对湿度正相关,而与温度、日照百分率、日照时数负相关。对器测资料上年1月到当年12月所有不同时段的顺序组合与海西沟树轮宽度标准化年表的年轮指数序列进行相关普查分析表明,在所有组合中上年8月至当年7月的降水量及降水≥5mm日数与树轮年表的相关性最好,相关系数分别为0.630和0.708,上年8月至当年7月的降水可能是该地区树轮径向生长的主要限制因子,海西沟树轮标准化宽度年表与周围的降水和PDSI均具有较好的相关性,该年表对天山北坡和中亚部分地区的降水及PDSI有较好的代表性。     

夏季风期间我国候降水的分析

本文根据1966—1975,5—9月候降水资料,对夏季风期间我国候降水的区域分布及季节变化进行分析,主要结果如下:1.候平均10毫米等雨量线的南北位移,随着夏季风进退而变化,此线在7—8月位置与夏季风北界基本一致。2.大雨区自南向北位移,只有两个时段明显,7月1候以前大雨区位于30°N以南,7月5候大雨区北移至40°N,这种现象仅在我国东部地区明显,西部地区不明显。3.根据我国各地区候降水分布特征,可将降水分为五个类型。     

西宁地区污染气象特征与降水pH值的初步分析

西宁是我国空气污染最严重的城市之一,冬春季节尤为严重,特别是当春季受到强沙尘暴影响时,会产生5级以上的严重空气污染。这除了当地污染源过量排放和外来沙尘输送外,当地大气扩散条件也是主要原因之一。利用西宁市2000年1月至2002年12月的各种常规气象观测资料和降水pH值资料,计算分析了西宁地区月、季、年各种逆稳层日数和混合层厚度,结果表明,西宁地区月逆温平均日数和月平均混合厚度基本呈反位向。冬半年各种逆温出现的总日数一般在15~24d之间,而夏半年在7~12d之间,前后二者相差一半。月平均混合厚度夏半年高,而冬半年低;季节变化是冬季平均混合厚度最低,春、夏季较高,秋季平均混合厚度介于春季和冬季之间,年最低和最高混合层厚度的平均年变差为145m。月逆温平均日数多(少)、月逆温厚度平均偏高(低),而月平均混合厚度偏低(高)。pH值月、季平均值与月、季平均混合厚度的变化趋势基本一致。混合层厚度高(低),湍流运动强(弱),空气在垂直和水平方向交换时间短(长)、扩散能力强(弱),pH值大(小)。     

1960—2020年内蒙古荒漠草原连续无降水日变化特征分析

基于内蒙古荒漠草原9个气象站逐日降水和美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)/美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research,NCAR)再分析资料,利用统计方法分析了该地区1960—2020年连续无降水事件变化特点及异常年份环流特征。结果表明:(1)连续无降水事件最多出现在夏季,但平均持续日数和最大持续日数在夏季最短,短期连续无降水事件和较长期降水事件相间出现是夏季降水分配格局,而其他季节则相反。(2)研究区年均无降水日数为304.1 d·a^?1,年均连续无降水事件次数为39.6次·a^?1,年均连续无降水事件平均持续日数为8.0 d·a^?1,年均最大持续日数为43.7 d·a^?1。(3)近61 a连续无降水事件3个参数变化不显著,但2005—2020年连续无降水事件次数显著增加而平均持续日数则显著减小。(4)年平均持续日数和最大持续日数均与连续无降水事件次数呈显著负相关关系,而平均持续日数和最大持续日数呈显著的正相关。(5)异常连续无降水事件期间对流层中高层有明显的温度、湿度和高度异常。     

1736年以来南京逐季降水量的重建及变化特征

基于清代雨雪档案和现代气象观测资料,利用自然降水入渗试验结果及雨雪分寸与降水量统计关系,重建南京1736~2006年逐季和年降水量。分析显示:(1) 18世纪春、冬季为多雨期,秋季为少雨期;19世纪秋、冬季和全年为多雨期,春季为少雨期;20世纪上半叶,4季和全年均为少雨期;自20世纪末期始夏季和全年进入多雨期。(2) 年降水变化存在2~5 a周期,经历1851~1860年和1893~1894年两次突变。研究结果与区域内其他旱涝等级或降水量序列有较好可比性。绝大多数粮食欠收年对应于降水异常年,生长期为干旱异常的欠收年数量多于为洪涝异常的欠收年。     

河南省旬降水量的标度不变性分析

利用河南省107个气象观测站1961-2012年逐旬降水量资料,分析了河南省旬降水量的时空变化特征,并利用去趋势波动分析方法探讨了河南省旬降水量的标度不变性。结果表明:(1)河南省逐旬平均降水量及其站间均方差52 a平均为20.6 mm和15.4 mm,其概率分布均不服从正态分布,为正偏态分布。(2)河南省逐旬降水量及其站间均方差的累积离差均具有阶段性变化特征,在阶段内均具有极为显著的线性变化趋势,能够通过信度为0.001极显著水平的检验。(3)河南省逐站旬降水量的标度指数均在0.5以下,表明时间序列具有非持久性。河南省旬降水量标度指数空间变异性较小,具有正态分布的特征。     

西北地区东部汛期降水季节内分布特征分析

基于西北地区东部1961-2015年54个台站汛期（5~9月）逐日降水资料,通过表征时间分配特征的参数-降水集中度和集中期,对西北地区东部5~9月逐旬降水的季节内非均匀性分布特征进行分析,结果表明：西北地区东部5~9月降水集中度和集中期的平均空间分布存在明显差异,从集中度来看,其东北部降水较集中,西南部较分散,而集中期主要在7月中旬到8月上旬,相比较甘肃陇东地区集中期较晚;从降水集中度与集中期的异常特征来看,第一模态均表现为全区一致性,第二模态均表现西北和东南反向变化特征,而集中度第三模态表现为东北和西南反向变化特征,集中期第三模态表现为东西反向变化特征;从降水集中度与集中期的变化趋势来看,近50 a来降水集中度越来越小,而降水集中期越来越早;另外从汛期降水量同同期降水集中度与集中期的关系来看,其与两者均存在正相关,其中集中度与降水的显著相关区在内蒙古西部以及陕西和宁夏北部,而集中期与降水的显著相关区在陕西和甘肃南部。另外利用前期大气环流指数对降水集中度和集中期建立的预报模型具有一定的预测能力,从而为西北东部汛期降水的季节内非均匀性分布特征的短期气候预测提供参考依据。     

贺兰山东麓暴雨气候特征及灾害防御对策

利用贺兰山东麓9个常规站及287个自动气象站汛期(5—9月)逐小时降水量资料,应用线性趋势系数、克里金插值及Morlet小波变换等方法,分析了该地区的暴雨时空特征和振荡周期。结果表明:(1)贺兰山东麓暴雨日数20世纪60年代最多,暴雨强度20世纪70年代最强,暴雨贡献率2011—2019年最大。(2)1961—2019年年平均暴雨日数为2.1 d,暴雨强度为46.6 mm·d-1。(3)1961—2019年暴雨日数有2.1 d·(10a)-1的下降趋势,暴雨强度变化不大,暴雨贡献率有1%·(10a)-1的弱上升趋势。(4)暴雨主要出现在7月和8月,集中出现在7月中旬至8月中旬。(5)贺兰山东麓各站不同时间段共出现短时强降水810次,主要出现在夜间21:00—22:00和白天16:00,其中夜间暴雨占57.8%。(6)暴雨日数存在2～6 a、7～15 a的周期性变化,变化的第一主周期为3 a,暴雨强度存在2～4 a、5～16 a的周期变化,变化的第一主周期为9 a。(7)暴雨出现日数最多、强度最强、量级最大的区域主要分布在贺兰山银川至石嘴山段的沿山区域。(8)洪涝灾害具有发生频率高、涉及范围广,季节性明显、区域集中,破坏性强、造成损失大等特点。     

1736-1911年中国水灾多发区分布及空间迁移特征

重建历史时期极端气候灾害的时空格局,对于认识当前和未来的灾害演变趋势,辨识灾害高风险区,更好地应对气候变化的挑战具有重要意义。本文基于《清史·灾赈志》中的历史水灾记录,以县级政区为单元,逐年提取了1736-1911年间中国境内的8582个水灾发生地点;利用核密度估计法对这一时期及3个特征时段(1736-1795、1796-1850和1851-1911年)的水灾空间分布特征进行分析,并结合风险理论框架讨论水灾多发区的分布及迁移的影响因素。主要结论如下：①1736-1911年水灾多发区主要集中在华北平原北部的海河、黄河下游,淮河下游,长江中下游三大平原及沿江地带,与现代分布格局存在一定差异;②华北平原北部是清代水灾最为集中的区域,这与当时华北平原降水偏多有关,而进入19世纪后,当地社会经济系统的高脆弱度也大大加重了灾情;特别是1855年黄河改道后,因政府应对不力,使得1851-1911年间鲁西北地区沿黄河下游河道出现一个条带状水灾多发区;③19世纪长江中下游地区水灾频次激增,其原因除梅雨变化导致的极端降水事件增多外,人类不合理的农业开发活动大量挤占湿地和水体,也在相当程度上增大了当地面对水灾时的物理暴露度。     

20 世纪科尔沁的人口变化及其特征分析

利用蒙、汉、日语多种文献资料就科尔沁近百年的人口变化进行了分析,结果发现： 一个世纪以来科尔沁人口增加很快,平均人口密度从民国初期的2.40 人/km² 增加到2000 年 的39.72 人/km²,约为世纪初的17 倍;新增人口主要为1949 年前的关内流民、1949 年中华人民共和国成立后的移民以及移民生育;人口增加最高峰出现在1949 年后的计划移民时期, 伪满时期的流民则构成了研究区近百年另一个显著的移民高潮;移入人口在科尔沁的分布受 距离农区的空间间隔、科尔沁自然环境条件及其变化、城镇化等因素影响,人口密度呈现从 科尔沁外围到腹地、从农耕区到农牧交错区和牧区、从城镇到农村牧区逐渐降低的空间分布特征,移入人口成为20 世纪科尔沁的农耕主力军。     

河西地区绿洲NDVI的演变特征及与气候因子的关系分析

选取NOAA和NASAPathfinder AVHRR陆面资料中的1982-2000年中国区域的NDVI逐月数据,进行河西地区植被覆盖状况分析,探讨河西绿洲植被的演变规律,分析研究河西地区NDVI的年际变化特征,发现近20年来额济纳绿洲是明显退化的;临泽和民勤是明显的正值,金塔绿洲也为正值,但值较小。从时间段上来说,1982-1984年,NDVI处于相对高值段,各绿洲有所发展;1985-1989年是NDVI的低值段,绿洲退化;1990-1995是NDVI的高值段,绿洲的发展很明显;1996年开始,NDVI有所下降,绿洲有所退化。对1982-2000年河西绿洲的降水、气温、地温、及各内陆河的径流资料与河西绿洲中部临泽、民勤、金塔、额济纳旗四个绿洲的NDVI作了相关分析,研究了河西中部地区绿洲发展和气候变化及水资源的关系,发现河西中部地区绿洲NDVI与前期3、4月份的气温、降水、内陆河径流的关系较好,与5月份地气温差的相关关系较好。     

中国西北地区东部夏季不同等级降水时间演变特征

根据中国西北地区东部59个气象台站1965-2014年的逐日降水资料,将降水划分为小雨、中雨和大雨3个等级,分析和比较了该地区夏季不同等级降水降水量、降水日数和降水强度的时间演变特征,并对各等级降水对总降水贡献的时间变化进行了讨论。结果表明：（1）西北地区东部降水量和降水日集中在夏季。降水等级越高,降水量和降水日的集中程度越高,夏季大雨量（日）达到了全年大雨量（日）的72.15%（69.19%）;（2）西北地区东部各等级降水量、降水日主要在1996年存在一个由多转少的突变,均存在较明显的2~3 a的短周期;（3）西北地区东部夏季降水总量与中雨等级以上降水量具有相似的年际和年代际变化,相关系数高达0.8,主要受中雨和大雨量的影响,仅在东南部和甘肃中部趋于增加,在甘肃南部和内蒙古中部趋于减少。总降水日则与小雨日变化一致,主要呈减少趋势,总降水强度的增强则主要源自大雨强度的增大。     

台风“海马”对洞庭湖流域降水同位素的影响研究

基于2011年第4号台风“海马”登陆前后洞庭湖流域内长沙降水同位素资料,分析了降水同位素的变化特征以及水汽输送对降水同位素的影响。结果表明：台风“海马”在洞庭湖流域内长沙所形成降水的大气水线的斜率和截距均小于长沙夏季大气水线,这与根据同位素分馏理论做出的推测相吻合。台风天气系统影响下的流域降水δ ¹⁸O值为研究时段内的最低值,即降水同位素被显著贫化,而降水过量氘（deuterium excess,记为d）波动明显要小于其他时段,后者反映了形成台风降水的水汽来源较为单一。研究时段内长沙降水d指示台风降水前、台风降水中两个阶段水汽来源于西太平洋,水汽输送轨迹也印证了降水d所指示的水汽来源情况,如流域台风降水的水汽主要来自前期台风输送至南海北部的西太平洋水汽。台风降水后这一阶段降水中d指示海洋水汽来源的效果降低,其原因在于海洋水汽输送减少、陆地蒸发旺盛以及下落雨滴蒸发强烈所致。     

湖南省长株谭城市群空间组织研究

从城市群空间组织的五大要素即节点、通道、流、等级和网络出发,系统分析了湖南长株谭城市群空间组织特征.研究结果表明:在整个城市群中首位城市是长沙,长株潭城市群为核心区,次级城市包括岳阳、常德、益阳、娄底、衡阳;城市群陆路交通的分布是以长株潭为中心,向外围呈环状逐渐降低的格局.城市群空间要素成集聚形式,且要素分布具有明显的空间指向性,即向长株潭核心区集聚.城市群已经形成较为成熟的规模等级体系.最后提出了城市群空间组织优化的基本思路.     

基于历史文献资料的17世纪以来东北亚台风信息挖掘

西北太平洋地区,尤其是东北亚地区,台风灾害多发,这些地区的台风的运动轨迹变化会对社会经济发展带来深刻的影响。台风活动跨海而行,因此将东北亚几个国家的历史台风信息结合起来,才能看出其全貌。中日两国,最早通过仪器观测描述的台风路径分别为1879年和1878年,历史时期的东北亚地区台风事件只能靠历史文献来推测。以在台风路径的推测上具有问题（台风影响范围评估、详细记录时间的利用、2次相近台风的辨别等）的4次台风事件为例,讨论17世纪以来东北亚台风路径的推测方法。通过对台风个案的讨论,指出将致灾记录和感应记录相结合的可行性;利用仪器观测时期台风记录验证历史文献记载的有效性。相当一部分日记资料在古风暴研究中仍处于未被发掘状态。历史上流传至今的公用日记和各名家的家记,拥有较长的写作时间和较为均质的写作内容,可提高跨国界古风暴研究的时空分辨率。     

西藏纳木错植物物候及其对气候的响应

利用纳木错流域1O种代表性植物2007年和2008年的物候观测资料,分析了植物生殖物候的基本特征及气候条件对其的影响.植物最早5月中旬进入开花期,大部分植物的盛花期在6月中旬至7月下旬,开花的最适温度范围为8.5-8.9℃,花期延续到9月下旬.从6月上旬开始,大部分植物进入果期,多数植物果期与花期重叠.纳木错具有高寒地带植物物候的普遍特征:生长期较短(5个月左右)、早花现象、晚花现象.同2007年相比,2008年雨季提前,虽然气温偏低,大部分植物花期和果期普遍缩短5 d左右,但物候期提前约20 d.植物物候的年际变化对气候变化,特别是对降水量的季节分配更敏感.     

赣北梅雨期降水异常分析

利用天气图和500hPa高度距平资料,对赣北梅雨期多雨年和少雨年中西太平洋副高活动异常进行了对比分析,揭示出赣北梅雨期的长短及降水量的大小,与副高第二次北跳早晚关系密切。在此基础上,进一步研究了副高第二次北跳为什么有早有晚这一关键性问题。结果显示,副高第二次北跳早晚在一定程度上受青藏高原夏季热力状况影响。当青藏高原5月温度偏高时,高原上空的高压偏强,且东移偏早,从而引起副高第二次西伸北跳偏早,赣梅雨期降水偏水。反之,降水偏多。该结合与某些“青藏高原对我国东部天气影响”的研究结果相一致,从而为预测鄱阳湖平原旱涝提供了一条新思路。