全球升温下中国各地气温变化不同步性研究

利用中国气象中心160站点的实际观测资料,对中国半个世纪的气温变化进行了分析.通过Mann-Kendall突变分析方法和相关分析法,对各个站点的数据进行处理,发现中国各地在全球升温背景下响应时间以及温度变化幅度的不同步现象及其地理分布规律:各地的升温突变点同纬度变化存在一定的关系,大约33°N左右是中国气温突变时间最晚的地带,以此为界,往高纬度和低纬度方向上都趋于提前;但在四季变化上,通过相关分析发现,从东南往西北存在着敏感性增大的趋势.另外,中国各地多年气温变化同经纬度变化有着密切的关系,在气温变化幅度上,存在从西南向东北增大的趋势.     

1961—2020年青海高原日照时数时空变化特征

太阳辐射是地球系统的主要能源,与人类的生活密切相关。通过选取青海高原50个气象观测站点1961—2020年逐月日照时数数据,分析了青海高原整体、不同纬度地区、不同海拔高度地区日照时数时空变化特征。结果表明：（1）1961—2020年青海高原年日照时数呈显著降低趋势,且在2004年发生突变降低。从空间分布来看,除南部个别站点日照时数持平或略微增加外,其余地区年日照时数均呈显著降低趋势,其中柴达木地区和东部农业区降低趋势最显著。（2）青海高原高纬度地区年日照时数降低趋势显著大于低纬度地区。春季不同纬度地区日照时数变化趋势均较小,夏季和冬季纬度相对较高地区日照时数减少趋势显著大于纬度较低地区,秋季纬度较低和纬度较高地区日照时数减少趋势显著大于中纬度地区。（3）青海高原海拔相对较低地区年日照时数降低趋势显著大于海拔相对较高地区。春季不同海拔高度地区日照时数变化趋势均较小,基本持平或略微减少,夏季和冬季海拔相对较低地区日照时数减少趋势显著大于海拔较高地区,秋季不同海拔高度日照时数均呈减少趋势,但是减少趋势显著性状况差异较大。     

近60a来新疆不同海拔气候变化的时空特征分析

全球变暖是当前全球气候变化研究的热点之一,新疆深居亚欧大陆内陆,地形气候复杂,探讨该区域气候变化与海拔的关系对全球气候变化研究具有重要的参考意义。基于1958—2017年新疆41个气象站的月和年平均气候数据,采用一元线性回归、Mann Kendall（M-K）趋势分析和突变检验等方法分析该地区气候变化的时空分布与海拔的关系。结果表明：1958—2017年新疆年均气温、年均降水量均呈上升趋势,但增加幅度具有时间和空间差异。在时间上,北疆四季平均气温增温幅度均大于南疆（冬季除外）,四季降水量增幅北疆大于南疆（夏季除外）;在空间上,北疆气温和降水的增幅均大于南疆。研究区各个站点气温呈现出南部高而北部低的空间格局,年均降水量北部多,南部低。各个站点气温倾向率总体随海拔增加而减少,年均降水量变化率随海拔升高而增加,在不同海拔带内部存在差异。综上所述,受全球气候变暖的影响,近60 a来新疆年均气温和年均降水量均呈上升趋势,尤其是北疆对全球气候变暖的响应较为敏感。     

西藏高原近40年的气温变化

利用西藏1961－2000年月平均气温、最高气温、最低气温资料，分析了近40年高原气温的变化趋势。结果发现，西藏大部分地区四季和年平均气温为升温趋势，尤其是秋、冬季；高原上普遍存在气温非对称变化现象，以Tmax、Tmin显著上升，但Tmin上升幅度大于Tmax为主要类型。Tmax上升主要表现在夏季，增暖以冬季最为明显，气温日较差降夏季外均显著减小。在各纬度带上均表现为升温，春、秋季升温最大，冬季次之。高海拔地区比低海拔地区升温强。近40年来西藏高原年平均气温以0.26℃/10a的增长率上升，明显高于全国和全球气温的增长率。20世纪60年代多异常偏冷年，90年代多异常偏暖年。     

青藏高原中东部水热条件与NDVI的空间分布格局

青藏高原受大气环流和地势格局的共同作用,水热条件及植被空间分布呈现独特的三维地带性特征。但是青藏高原范围广、地势起伏大,水热条件及植被空间分布具有明显区域差异。本文利用青藏高原中东部100个气象站1982²000年的降水、气温资料以及同期NO-AA AVHRR植被指数产品（NDVI）,分析水热条件及植被的空间分布特征。首先,设置经向、纬向海拔渐变样带,考察海拔对水热条件及NDVI空间分布的影响;然后,按500米海拔间隔进行站点分组,分析约束了海拔高差后的经纬位置对水热条件及NDVI空间分布的影响。研究表明:在青藏高原中东部由于海拔高差大,热量条件分布首先受海拔递减规律控制,其次才表现出因太阳辐射差异的纬度地带性;而降水分布则主要受水汽通道位置和方向的影响,北上水汽和东部偏南走向山脉是研究区降水经向特征的主要成因;指示植被状况的年均NDVI,则受水热组合的控制,其分布格局是二者的叠加与综合。     

塔克拉玛干地区近40a来的冷暖变化

利用塔克拉玛干地区、周围山区及相邻地区的48个气象站近40a的温度资料,分析塔克拉玛干地区年与四季冷暖变化的阶段、周期、趋势,比较与其周围山区及相邻地区的相关性,探讨与其欧亚环流指数的关系,得到5点统计结论:(1)区域平均温度序列对该区的冷暖变化具有较好的代表性;(2)区域平均温度序列具有各自不同的冷暖阶段及变化周期,其中年温与冬温具有显著的变暖趋势,且变暖的幅度冬季约为年的3倍;(3)与周围山区站的相关性,以托云同步性较好;(4)与相邻地区温度变化的相关性,以甘肃为最好;(5)年温变化与欧亚年平均经向环流指数具有显著的负相关性,其秋季温度与10~11月份的纬向环流指数具有显著的正相关性。     

藏北高原土壤温度分布的纬向效应和高度效应

利用ＧＡＭＥ－Ｔｉｂｅｔ野外观测期间所得藏北高原不同地点土壤温度资料,对藏北高原土壤温度分布纬向地带性和垂直地带性特征进行分析,结果表明夏季土壤温度分布主要表现为高度效应,而冬季土壤温度分布主要表现为纬度效应,年平均土壤温度分布是纬度效应和高度效应综合作用的结果。     

ERA-Interim气温数据在中国区域的适用性评估

运用中国756个观测站点的逐月平均气温数据,对比分析了ERA-Interim再分析资料的误差。结果发现:ERA-Interim再分析资料能够很好地反映观测值的年际变化,相关性达到0.955~0.995。ERA-Interim在580个站点的冷偏差或暖偏差小于1℃,占站点总数的76.7%,可信度较高。64个站点的冷偏差或暖偏差大于5℃,可信度较低。ERA-Interim在东部地区的暖偏差多于西部地区,冷偏差的高值主要集中在西部地区的高海拔站点。海拔低于200 m的站点偏差最小,适用性好,多数海拔3 000 m以上的站点呈现较大冷偏差,适用性较差。通过回归分析发现,观测站点与ERA-Interim格点的高度差是导致误差的主要原因,因此通过高程校正能够有效降低误差,提高ERA-Interim适用性。     

滇西南地区NDVI变化及其对不同时间尺度干湿变化的响应

利用2001—2013年MODIS/NDVI归一化植被指数时间序列,采用变异系数、一元线性趋势变化等多项指标,结合SPEI指数和DEM分级数据提取不同高程地区的NDVI变化信息,分析滇西南地区不同海拔梯度NDVI时空变化规律及对不同时间尺度干湿变化的响应,结果表明:(1)研究区不同海拔梯度四季和年NDVI波动变化较小,NDVI变化趋势随海拔梯度变化存在一定的差异性,但总体上升趋势明显,四季和年NDVI改善区域占研究区46.9%~74.0%。(2)各海拔梯度NDVI变化百分率多集中在-10%~10%范围;以1500 m为界,变化百分率超过(小于)10%(-10%)的区域在高于(低于)1500 m的3个海拔梯度上。(3)各海拔梯度NDVI与2~8个月时间尺度SPEI指数相关性最为密切,表明研究区NDVI对降水及蒸散发导致的水分盈亏的响应具有滞后效应和累积效应;1—5月及春、冬季NDVI对SPEI指数的响应较强,7—9月和夏季NDVI与SPEI指数呈负相关。(4)2个典型干旱年中,NDVI负距平像元主要分布在1000~1750 m的3个海拔梯度上,受干旱影响较小的植被集中于NDVI≥0.6的高植被区。     

1980—2019年中国西北地区降雪和融雪时空变化特征北大核心CSCDCSSCI

西北地区降雪和融雪特征的长期变化对于融雪洪水过程的准确模拟具有重要意义。本研究基于1961—1979年站点观测的日降水和气温等数据,首先对比了湿球温度法、KS方法和双临界气温法计算的降雪量,确定了精度最高的双临界气温方案,进而计算了1980—2019年的日雪雨比,最后分析了雪雨比、降雪开始日期和融雪开始日期的变化规律。结果包括:①春季平均气温呈显著上升趋势,随海拔上升升温速率减小,青藏高原地区、东南部半干旱区、半湿润区春季气温上升速率略低于北疆、南疆、河西走廊及内蒙古西部,春季雪雨比在海拔1000 m以上呈显著下降趋势,在青藏高原地区、东南部半干旱区、半湿润区呈显著下降趋势;秋季平均气温显著上升,随海拔上升升温速率增大,空间上在青藏高原地区上升速率最快,秋季雪雨比在不同海拔和部分气候分区都呈不显著下降趋势;冬季平均气温在海拔2000 m以上呈现显著升温,且随着海拔的升高升温速率加快,空间上在青藏高原地区、东南部半干旱区、半湿润区呈现显著升温,降雪量在1000~2000 m呈现显著增加趋势,空间上在北疆地区呈现显著增加趋势。②降雪开始日期随着温度的升高在所有区域都没有显著的推迟,每一年的降雪开始日期在不同高程带和不同气候区之间的差别没有变化,仍为30~40d。③融雪开始日期在所有海拔区间和气候分区都呈现出显著的提前趋势,每一年的融雪开始的日期在不同高程带和不同气候区的差别仍为25~30d。降雪和融雪特征的变化说明气候变化可能已经对融雪洪水的特征产生了明显的影响。     

Progress in China’s climate change study in the 20th century

IPCC (2001) pointed out that the earth's climate was undergoing a remarkable change with characteristics of global warming over the past 100 years. The latest research showed that the global mean surface temperature has increased by about 0.6 oC since 1861. It is very likely that the last 20 years in the 20th century was the warmest decades. The Northern Hemisphere temperatures in the 20th century appeared to have been unprecedented during the past millennium. The research also indicates th…     

20世纪中国气候变化研究

Studies on the 20th century climate change in China have revealed that under the background of global warming over the past century,climate in China has also experienced significant change with mean annual temperature increased by about 0.5 °C.More reliable results for the latter part of the 20th century indicate that the largest warming occurred in Northwest China,North China and Northeast China,and the warming in winter is most significant.Although no obvious increase or decrease trends were detected for mean precipitation over China in the past half century,regional differences are very distinct.In the middle and lower reaches of the Yangtze River,precipitation increased,while that in the Yellow River Basin markedly decreased.Studies suggest that climate change in China seems to be related not only with the internal factors such as ENSO,PDO,and the others,but also with the anthropogenic effects such as greenhouse gas emissions,and land use.The future climate change studies in China seem to be important in narrowing understanding the nature of China's climate change and its main causes,since it is significant for projection and for impact assessment of climate change in the future.     

Progress in China’s climate change study in the 20th century

Studies on the 20th century climate change in China have revealed that under the background of global warming over the past century, climate in China has also experienced significant change with mean annual temperature increased by about 0.5 °C. More reliable results for the latter part of the 20th century indicate that the largest warming occurred in Northwest China, North China and Northeast China, and the warming in winter is most significant. Although no obvious increase or decrease trends were detected for mean precipitation over China in the past half century, regional differences are very distinct. In the middle and lower reaches of the Yangtze River, precipitation increased, while that in the Yellow River Basin markedly decreased. Studies suggest that climate change in China seems to be related not only with the internal factors such as ENSO, PDO, and the others, but also with the anthropogenic effects such as greenhouse gas emissions, and land use. The future climate change studies in China seem to be important in narrowing understanding the nature of China’s climate change and its main causes, since it is significant for projection and for impact assessment of climate change in the future.     

中国高山林线的分布高度与气候的关系

通过研究我国高山林线的分布高度沿纬度、经度的变化格局,和对高山林线处的温度和基带降水等气候指标的分析,对我国高山林线分布高度与气候因子的关系进行探讨。结果表明：(1) 我国高山林线高度表现出明显的纬向和经向变化,总体趋势是：在北纬30^o以北,高山林线高度随纬度升高而下降,下降速率为112 m/度左右;在30^oN以南,则表现出较大的东西部差异：在东部,高山林线高度变化不明显,西部则随纬度增加呈上升趋势。在相似的纬度上,高山林线高度呈现出从东向西升高的趋势。高山林线在藏东南的洛隆、丁青、工布江达一带 (约29^o~32^oN,94^o~96^oE) 达到4 600 m,为世界最高林线高度,并以此为中心向四周降低。(2) 影响高山林线高度的主导气候因子为生长季温度条件。我国高山林线高度的温度指标为年生物温度3.5 ^oC,温暖指数14.2 ^oC·月,生长季平均温度8.2 ^oC。该指标相应海拔高度的地理差异,导致了我国高山林线高度的纬向、经向变化,和从沿海到内陆林线高度的差异。(3) 降水对高山林线高度有显著影响。在中高纬度地区,相同纬度上干旱区域的高山林线高于较湿润区域,降水量是通过温度间接作用于林线高度的。     

基于K-means聚类分区的西北地区近半个世纪气温变化特征分析

采用K-means聚类分区,Sen’s斜率估计,Kendall-Tau非参数检验等方法,分析和讨论了近半个世纪（1960—2015年）我国西北地区不同区域的气温变化特征。发现近半个世纪西北地区气温保持了持续的显著上升,年均最低气温上升速率高于年均气温和年均最高气温。从空间的角度来看,新疆北疆地区的东北部,内蒙古北部、西部中东部,甘肃中部、西部,青海北部、中部,宁夏中部、北部地区以及陕西北部是升温最快的区域。虽然西北地区气温总体是上升趋势,但在时间上并不均匀一致。从1998年开始,西北地区气温升温减缓,部分地区出现了下降趋势。近半个世纪西北地区季节气温与年际气温变化趋势并不一致,变暖减缓在该地区不同季节的响应不同。1998—2015年,冬季是增温幅度最小的季节,多数子区冬季存在升温趋势减缓,甚至转为下降趋势。     

中国东部气温极端特性及其气候特征

基于百分位等统计方法构建极端气候指数,分析中国东部气温极端特性变化的时空格局和趋势特征,探讨其与全球变暖和区域气候变率的关联性。结果表明,近60 a来,中国东部长期增暖趋势明显,高纬度北方地区和冬、春季节气温对全球变暖响应最为显著;相比于日最低气温,日最高气温上升趋势不明显,黄河与长江之间部分地区日最高温度出现下降趋势。全域日较差总体亦呈减小趋势;与日气温极值的平均状况和气候趋势相一致,极端低温事件强度下降趋势明显,黄河以北及东南沿海地区减弱显著。极端高温事件强度增加趋势并不明显,黄淮地区出现减小趋势;年霜冻日数和冰冻日数以及寒潮持续期的长期变化趋势以减少为主。高温热浪的持续期则以增加为主;中国东部极端气温事件频次与强度的演变格局存在同向一致性。极端低温影响指数的分布呈现北部大于南部、内陆大于沿海地区的特征,全域以一致性下降趋势为主,特别是东部沿海降低最为明显。另外,春季极端低温的影响指数大于冬季,且未有明显减小趋势。极端高温的影响指数增强趋势不明显,地区差异较大,指数的大值区影响增强的趋势显著。相比于强度,极端气温事件频次对全球气候变化的响应更为敏感。同时,副热带高压、南极涛动和北极涛动等区域性气候变率可能是调控中国东部极端气温事件形成和演化的重要因素。     

Changes of citrus climate risk in subtropics of China

Based on the citrus temperature, precipitation, sunlight and climate risk degree, the article divides subtropics of China into three types: the low risk region, the moderate risk region and the high risk region. The citrus temperature risk increases with increasing latitude (except for the western mountainous area of subtropics of China). The citrus precipitation risk in the central part of subtropics of China is higher than that in the northern and western parts. The distributions of citrus sunlight risk are not consistent to those of the citrus precipitation risk. The citrus climate risk is mainly influenced by temperature. There is latitudinal zonal law for the distribution of the climate risk, that is, the climate risk increases with increasing latitude. At the same time the climate risk in mountainous area is high and that in eastern plain area is low. There are differences in the temporal and spatial changes of the citrus climate. In recent 46 years, the citrus climate risk presents a gradual increasing trend in subtropics of China, especially it has been increasing fast since the 1980s. Because of the global warming, the low risk region in the eastern and southern parts has a gradual decreasing trend, however, the high risk region in the northern and western parts has an increasing trend and the high risk region has been extending eastward and southward. The article analyses the distribution of the citrus climate risk degree of reduction rates of >10%, >20% and >30% in subtropics of China, and studies their changes in different time periods. Results show that the risk is increasing from southeast to northwest.     

中国亚热带地区柑桔气候风险变化(英文)

Based on the citrus temperature, precipitation, sunlight and climate risk degree, the article divides subtropics of China into three types: the low risk region, the moderate risk region and the high risk region. The citrus temperature risk increases with increasing latitude (except for the western mountainous area of subtropics of China). The citrus precipitation risk in the central part of subtropics of China is higher than that in the northern and western parts. The distributions of citrus sunlight risk are not consistent to those of the citrus precipitation risk. The citrus climate risk is mainly influenced by temperature. There is latitudinal zonal law for the distribution of the climate risk, that is, the climate risk increases with increasing latitude. At the same time the climate risk in mountainous area is high and that in eastern plain area is low. There are differences in the temporal and spatial changes of the citrus climate. In recent 46 years, the citrus climate risk presents a gradual increasing trend in subtropics of China, especially it has been increasing fast since the 1980s. Because of the global warming, the low risk region in the eastern and southern parts has a gradual decreasing trend, however, the high risk region in the northern and western parts has an increasing trend and the high risk region has been extending eastward and southward. The article analyses the distribution of the citrus climate risk degree of reduction rates of >10%, >20% and >30% in subtropics of China, and studies their changes in different time periods. Results show that the risk is increasing from southeast to northwest.     

中国自然地理学中的气候变化研究前沿进展

气候学是自然地理学的重要组成部分;过去气候变化和当代气候增暖的影响与适应研究是中国自然地理学在气候变化领域的2个主要研究方向。本文综述了这2个研究方向的主要进展,包括：分别简述研究的意义、发展历程与主要科学问题;梳理总结中国过去气候变化重建与时空特征分析,历史时期气候变化的影响,全球增暖背景下中国气候区划变动特征,全球增暖对中国自然生态系统、水资源、农业等方面影响的区域差异,气候变化的综合风险区划等方面的前沿进展,特别是在各方面所取得的主要科学认识;以期为未来的深入研究,特别是编制相关领域和学科发展战略提供参考。     

中国气候变化的植物信号和生态证据

全球平均气温上升、降水格局变化、极端天气事件发生的频率和强度增大等气候变化现象已经对陆地生态系统产生了影响,物种、群落和生态系统响应于气候变化而发生的改变,可以作为气候变化的间接生物学和生态学证据,对未来气候变化的影响评价有重要的价值,尤其是对减缓和适应全球气候变化的"地球系统科学"研究以及可持续生态系统管理与发展对策的制订,具有重要的意义。在国际气候变化的生物学证据研究的大背景下,总结了中国陆地生态系统响应过去气候变化的植物学信号和生态学证据:(1)物种水平:气候变暖导致中国33°N以北大部分地区植物春季物候期包括萌芽、展叶、开花期等显著提前,植被生长季延长;(2)群落水平:群落物种组成和分布发生改变,主要表现在长白山等高山群落交错带物种组成和林线位置的变化以及青藏高原高寒草甸的退化;(3)生态系统水平:全国总体植被盖度增加,植被活动加强,生产力增加;北方和西部地区农业植被的耕作制度、种植结构、耕种面积和产量发生变化,东北地区水稻种植面积和产量增加,但全国大部分地区农作物产量和温度呈负相关,这将威胁到未来的粮食安全。