1985-2012年哈尔滨自然历主要物候期变动特征及对气温变化的响应

利用中国物候观测网观测数据,新编制了哈尔滨地区1985-2012年的自然历。通过与原自然历（1963-1984年）比较,揭示了近30年以来哈尔滨地区21个植物99个物候期的变化特征,并通过物候期与气温的相关分析探讨了物候变化原因。结果表明：自1985年以来,哈尔滨的春季、夏季、秋季的物候期开始日期提前,冬季开始日期推迟。其中春季（以白榆叶芽膨大期为代表）、夏季（以暴马丁香开花始期为代表）、秋季（以金银忍冬果实成熟期为代表）分别提前了7天、6天和19天,冬季（以胡桃楸落叶末期为代表）推迟了2天。各物候期在春季、夏季、秋季的平均日期相较于原自然历提前了3~11天,在冬季推迟了3天。四季各物候期最早日期均以提前为主,夏冬季物候期最晚日期有所推迟。另外,各季节内部分物候期出现的先后次序发生了变化。近30年该地区气温的升高是物候季节开始日期提前的首要原因。且不同植物和物候期对气温变化的响应敏感性不同可解释物候季节内物候期先后次序的变化。     

基于微博大数据的2010～2018年中国桃花观赏日期时空格局研究

从新浪微博中检索到2 952 828条有关桃花观赏活动的微博,按照数据筛选、时空匹配、检验校准的流程,筛选出843 034条表述“桃花开了”的可采信微博,从中提取并构建了2010~2018年全国293个城市的桃花观赏日期数据集。之后使用物候站点观测数据、气温数据和物候模型模拟数据验证了桃花观赏日期数据集,得出基于微博大数据提取的中国桃花观赏日期数据集符合物候站点观测的桃花花期变化规律,符合桃花开花前气温升高则花期提前的基本规律,并与物候模型模拟的桃花花期基本一致,可以作为物候站点观测数据的重要补充。基于提取出的桃花观赏日期数据集,进一步分析了中国桃花观赏日期的时空格局,结果表明,纬度每升高1°,桃花观赏日期推迟1.78 d,其中北亚热带桃花观赏日期对纬度变化最为敏感,纬度每升高1°,桃花观赏日期推迟2.56 d。过去9 a全国大部分城市的桃花观赏日期提前。     

未来气候变化情景下中国气候生长期演变

利用1971—2010年中国气温数据和区域协同降尺度试验东亚地区项目组RCP 4. 5和RCP 8. 5情景下未来气候预估数据,分析了5℃为界限温度表征的气候生长期演变规律。结果表明:(1) 1971—2010年,全国大部分地区气候生长期略有增加,生长期开始日期提前为主要特征;(2)在RCP 4. 5情景下,气候生长期开始日期的提前主要表现在华东和华中地区以及青藏高原地区,结束日期的推迟表现在青藏高原地区中部、南部和东部以及新疆的“三山地区”,推迟日数均在30 d以上;(3)在RCP 8. 5情景下,气候生长期开始日期受影响范围在RCP 4. 5情景的基础上有所增加,变化日数大幅增加,结束日期则是长江流域以北及青藏高原地区变化日数均较大,长江流域以北和青藏高原地区的气候生长期     

东亚冬季风对中国东北冬季气温变化的影响

利用国家气象信息中心气温数据集1961~2011年中国东北地区资料及NCEP/NCAR再分析资料,对东亚冬季风与东北冬季气温变化特征的对比分析表明:从20世纪90年代起,东北冬季异常冷、暖事件明显增多,冬季风异常强、弱事件也相对增多;1986年前后东北冬季气温发生增暖性气候突变,冬季风同时进入转弱阶段;冬季风在2004年进入偏强阶段,东北冬季气温在2009~2011年出现转入低温阶段迹象。冬季风通过影响200hPa东亚急流,500hPa东亚大槽、乌拉尔高压,850hPa风场,地面西伯利亚高压等的异常导致东北冬季气温的年际和年代际异常。     

东北冬季气温年际、年代际影响因子的比较

采用1961~2012年东北三省53站月平均气温资料及NCEP/NCAR再分析资料。分析东北冬季气温变化特征。利用SVD法得出影响东北冬季气温的主要因子。分别从年际和年代际尺度上,用偏相关法分析了各因子对东北冬季气温独立的影响。结果表明:东北冬季气温以全区一致异常为主,气温显著上升;东北冬季气温主要影响因子是北极涛动、西伯利亚高压和东亚冬季风;年际尺度上,北极涛动和东亚冬季风适合描述东北中、北部的冬季气温。西伯利亚高压与东北南部冬季气温关系密切;年代际尺度上,北极涛动适合描述东北冬季气温。     

“等温线图”的判读规律与应用分析

一、判断南、北半球 1．判读规律 由于太阳辐射受地球球体形状的影响，从地球赤道向两极递减，导致低纬度地区获得太阳辐射的能量多，气温高；高纬度地区获得太阳辐射的能量少，气温低。所以，在世界等温线分布图上，气温大致是从低纬向两极递减。据此可归纳：北半球等温线数值由北向南递增，南半球等温线数值由南向北递增。     

黄土高原积温变化的敏感性研究

利用54 a(1951-2004年)逐日气温等资料,研究黄土高原活动积温(≥0℃、≥5℃、≥10℃、≥15℃、≥20℃)的变化。结果表明:黄土高原积温及其持续日期变化的敏感区不仅相同;积温及其持续日期存在突变式增加,区域分布中东部较快、西部较慢,在敏感区域增加最突出;积温及持续日数的增加主要体现在积温结束日期明显推迟;降水与积温在突变(1980年)后,反向配置更为突出,积温偏高时往往降水偏少,反之亦然。     

昆明城市气候水平空间分布特征

以昆明城市为研究对象，对城市西南-东北剖线的实测资料比较研究，从气温、水汽压、相对湿度、风速、风向等方面分析了昆明城市气候特征、变化规律及城市热岛效应。研究表明：在昆明存在热岛效应，以夜间最为明显，其最强度效应可达5.0℃，出现时刻（3时）与国内外多数研究结果（傍晚）有所不同；昆明城市昼间呈现明显的干岛效应。所得结论可为探讨昆明城市气候特片和形成机制，城市环境污染防治及建筑规划、设计等提供依据。     

基于ERA5-LAND的中国东北地区近地表土壤冻融状态时空变化特征

土壤冻融交替是陆地表层极其重要的物理过程,土壤冻融状态的频繁变化对地气能量交换、地表径流、植被生长、生态系统及土壤碳氮循环等均具有重要的影响。本文基于1981—2019年ERA5-LAND逐小时土壤温度数据,借助GIS空间分析功能,利用Python编程处理分析了中国东北地区近地表土壤冻融状态的时空变化特征。结果表明：从不同冻融状态起始日期的空间分布来看,近地表不同阶段的起始日期主要受纬度和地形的影响,具有明显的纬度地带性和垂直地带性。春季冻融过渡期和完全融化期的起始日期由东南向西北均呈逐渐推迟趋势,而秋季冻融过渡期与完全冻结期起始日期则由东南向西北随纬度升高越来越早。就不同冻融状态发生天数的空间分布而言,研究区南部春季冻融过渡期发生天数多于北部,西部多于东部,年均发生天数均在30 d以内;秋季发生冻融的天数空间差异不大,研究区一半以上的地区年均发生天数在10 d以内。完全融化期发生天数最多,从东南向西北呈逐渐减少趋势,年均发生天数主要介于150~240 d之间;完全冻结期发生天数则由南向北日益增多,其空间分布表现为一向南开口的簸箕形,各地年均发生天数集中于90~180 d之间。从时间变化趋势来看,近年来春季冻融过渡期起始日期以提前趋势为主,而秋季冻融过渡期起始日期总体表现为延后,致使完全融化期发生天数以增加趋势为主,年均变化速度高达0.2 d/a;大兴安岭以西、呼伦贝尔高原以北地区及辽河平原春季冻融过渡期发生天数呈减少趋势,其他地区为增加趋势;大兴安岭以西地区、呼伦贝尔高原以北地区完全融化期起始日期明显提前;松嫩平原和长白山区秋季冻融过渡期起始日期推迟显著,发生天数的变化趋势呈北增南减的空间分异特征;不同地区完全冻结期起始日期的变化趋势差异显著,中部广大的平原区呈不显著的推迟趋势,而大、小兴安岭、长白山、辽东半岛和辽西丘陵则提前进入完全冻结状态;研究区完全冻结期发生天数呈减少趋势,研究区中部的季节冻土区完全冻结期明显变短,年均减少速度大于0.2 d/a。     

哀牢山气温时空分布特征

哀牢山气温时空分布特征：最热月为６月，最冷月为１２月（东坡）或双月（西坡）；日平均最低气温在０７—０８时出现，日平均最高气温在１５—１７时出现；平均气温的垂直分布一般是东坡高西坡低．     

长白山北坡林线岳桦种群动态对气候变化响应的坡向分异

选取长白山北坡岳桦(Betula ermanii)苔原交错带3个不同坡向(东北坡、东南坡、东坡)的岳桦径级结构为研究对象,分析坡向在岳桦种群动态与气候变化之间关系的异同。结果表明:三坡向的岳桦种群扩张和气温高低存在明显差异。14个生态气候指标与对应年份内繁殖且存活下来的岳桦棵数的逐步回归分析和相关分析表明三坡向岳桦种群扩张是对气温变化的积极响应,但响应有差异:东坡>东南坡>东北坡。不同坡向岳桦种群扩张的差异是对气温变化差异的响应。     

东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系

利用1971~2005年探空和地面观测资料,详细分析了东北地区高空比湿和相对湿度的时空变化特征,并探讨了比湿和相对湿度与地面气温、降水量的关系。结果表明：东北地区比湿空间分布主要受到水汽来源的影响,地面由东南向西北递减,高空由南向北递减;相对湿度受水汽、海拔高度和纬度的共同影响,地面和对流层下层由南向北先减后增,对流层中层由南向北递增,赤峰向通辽延伸的西南-东北向干舌地面最明显,随高度增加逐渐减弱。1971~2005年,东北地区比湿从地面到高空均为增加趋势,对流层中下层的增加趋势更加显著;相对湿度在地面呈显著减小趋势,对流层中层呈显著增加趋势。大气比湿与地面气温在年、季尺度上存在一致的显著正相关关系,大气相对湿度与地面气温在季节尺度上存在显著负相关关系;对流层中下层相对湿度与降水量相关最显著;地面气温升高对东北气候趋于干旱化起了重要作用,高空相对湿度增加有利于降水增加,气温与比湿的相互消长,影响了气候的干、湿变化。     

中国北方地区四季的时空演变特征

利用中国北方地区及周边58个气象站点1960~2009年的逐日气温资料,结合气候趋势系数和GIS平台,以5 d滑动平均温度作为划分依据,对中国北方地区近50 a来四季的开始时间、长度以及积温的时空变化特征进行分析。结果表明,北方地区四季演变呈一定的径向、纬向和海陆分布规律,且由于地理隔离,存在不连续的高值或低值中心,但整体上呈现以下特征:春夏起始日期提前,秋季推迟,冬季整体变化不大;多数地区春季、秋季和冬季变短,夏季变长,严冬比例减小;多数地区春季温度降低,夏季、秋季和冬季温度升高,严冬平均温度升高。     

基于GIMMS 3g NDVI的近30年中国北部植被生长季始期变化研究

基于全球库存建模与绘图研究第三代归一化差值植被指数（GIMMS 3g NDVI）、土地利用和气温降水数据,利用NDVI时间序列谐波分析法(HANTS)重构了中国北部地区原始植被NDVI,用一元六次多项式拟合了植被生长曲线并结合逐像元动态阈值法提取了中国北部地区1983~2012年植被生长季始期并分析了其时空变化及对气温和降水的响应情况。结果表明：①GIMMS 3g NDVI具有较长的时序特征和较好的数据质量,经HANTS时间序列谐波分析后能很好的表现植被生长季曲线特征,可用于后续植被生长季的研究。② 北部地区生长季始期均值主要集中分布在80~150βd之间,全区30βa平均为111.6βd,东北平原、华北平原、河套平原、新疆天山和阿尔泰地区生长季始期早于其它区域。③ 研究时段内北部地区生长季始期总体上呈提前趋势（R²=0.19）,空间上由西北向东北逐渐推移,明显提前的区域主要分布在内蒙古中东部、东北平原、陕西南部和新疆天山的部分地区,明显推迟的区域主要分布在青藏高原高寒地区。④ 因植被类型的不同和区域的差异,生长季始期对气温和降水的响应程度不同,春季气温是影响生长季始期变化的主要自然因素。     

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。     

1957~2016年中国农业界限温度时空变化研究

利用中国830个气象站点1957~2016年地面气象观测资料,采用五日滑动平均法和GIS方法确定了近60 a农业界限温度（0℃、5℃、10℃）的初终日期和持续日数,并比较分析1957~1986年和1987~2016年2个时段的≥0℃、≥5℃和≥10℃农业界限温度的初终日期和持续日数的变化情况。结果表明：与1957~1986年相比,1987~2016年中国农业界限温度（0℃、5℃、10℃）的总体变化规律基本一致,即初日提前、终日推迟、持续日数增加,各地区变化幅度不同,东北、华北和青藏高原地区变化幅度最大。中国各界限温度的终日变化幅度均较小,初日和持续日数变化较大。≥0℃初日在东北北部和青藏高原地区分别提前3~9 d和3~15 d,持续日数在东北和华北部分地区分别增加3~15 d和2~18 d,青藏高原部分地区增加4~16 d;≥5℃初日在东北和华中地区分别提前4~9 d和6~13 d,持续日数在东北、华北部分地区分别增加4~13 d和2~14 d,青藏高原地区增加2~23 d;≥10℃初日在东北和青藏高原地区分别提前2~9 d和2~13 d,持续日数在东北和青藏高原地区变化最为显著,分别增加3~15 d和5~25 d。农业界限温度的初终日期和持续日数变化,使作物生育期延长和种植界线北移。     

中国北方初霜冻日期变化及其对农业的影响

我国北方地区初霜冻出现的早晚对秋粮产量影响极大,但目前我国关于初霜冻日期的气候研究及其气候预测业务存在定义要素不统一、同一要素定义多样化和业务预测、服务产品参考标准不统一的问题,严重阻碍了研究和预测业务的发展,也给农业部门在使用相关气象信息产品时带来了困难。本文针对以上问题作了3方面的工作:第一,将国家气候中心原有北方地区(30oN以北)初霜冻预测业务代表站由65个增加到233个,空间精细度达到行政县级,并且分析了233个测站分别用地面0cm日最低温度和百叶箱观测日最低气温定义的初霜冻日期与气象观测日期的差异,结果表明在北方地区用地温定义的初霜冻日期普遍要更接近于初霜冻观测日期;第二,本文整理分析了1961-2008年北方地区233个站地面0cm日最低温度定义的初霜冻日期的年际/年代际气候变化特征,结果表明2000年以来各地初霜冻日期推迟最为明显,而且黑龙江东部地区初霜冻日期推迟到了9月30日以后,另外在北方许多地区初霜冻日期在20世纪80年代较90年代偏晚;第三,分析了黑龙江省初霜冻日期早晚对秋粮产量的影响,结果表明,成熟期之前若无持续性异常低温时段,初霜冻日期早晚变化对水稻和玉米单产有显著影响,但其影响大小还受到作物成熟前各生长阶段的气候条件和气候条件的年代际背景调控。     

秦岭—大巴山高分辨率气温和降水格点数据集的建立及其对区域气候的指示

本文建立了秦岭—大巴山高分辨率(～29 m×29 m)的气候格点数据集,包括逐月气温和降水、年均温和年降水、春夏秋冬气温和降水。空间插值方法采用国际上较为先进的ANUSPLIN软件内置的薄盘光滑样条函数,以经度、纬度和海拔为独立变量。空间插值结果与流行的WorldClim 2.0气候格点数据集具有一致性,但是比后者更精确、分辨率更高、细节更突出。本文揭示和证实:秦岭南麓是最冷月气温的0℃分界线。秦岭—大巴山气温具有明显的垂直地带性。6月气温直减率最大,为0.61℃/100 m;12月气温直减率最小,为0.38℃/100 m;年均气温直减率为0.51℃/100 m。夏季和秋季降水从西南向东北递减,强降水中心出现在大巴山西南坡。冬季降水从东南向西北递减。大巴山是年降水1000 mm分界线,夏季降水500mm分界线;秦岭是年降水800 mm分界线,夏季降水400 mm分界线。与大尺度大气环流对比揭示:秦岭—大巴山气温和降水空间分布主要受到东亚季风和地形因子的控制。本文进一步明确了秦岭和大巴山的气候意义:大巴山主要阻挡夏季风北上,影响降水空间分布;秦岭主要阻挡冬季风南下,影响冬季气温空间分布。本文建立的高分辨率气候格点数据集,加深了对区域气候的认识,并将有多方面的用途。     

河南省气候变化特征及其对旱涝的影响

根据河南省21个气象站点1960-2013年的气温和降水资料,运用趋势线法、Mann-Kendall突变检验、Z指数法、马尔科夫模型、经验正交函数分解等研究了河南省气候变化特征及其对旱涝的影响。结果表明:(1)河南省气温呈现上升趋势,气温突变点是1997年;降水量呈现弱减少趋势。气温从南部向北部逐步降低,中部地区增温趋势明显;降水量由东南向西北逐步减少,中东部地区呈现增加趋势,北部、西部、南部呈现减少趋势。(2)河南省干旱化趋势不断加重。气温变化与旱涝发生次数具有同步性。气温突变点1997年前后对比发现,极端涝灾发生次数明显减少,极端旱灾发生次数明显增加。运用马尔科夫模型预测旱涝随时间变化的趋势,河南省以正常状态概率最大,旱灾状态概率大于涝灾。(3)河南省主要的旱涝空间分布型态分别为整体一致型、南北反位相型、东西反位相型。年际旱涝趋势空间变化与降水量趋势空间变化基本一致;春季的变干趋势从北部向南部逐步加重;夏季的增湿趋势,从西华-南阳一线,分别向东南和西北逐步减轻;秋季整个区域有变干趋势;冬季的增湿趋势从西南向东北逐步加重。     

2000年11月14日东昆仑8.1级地震的构造背景

2001年11月14日的8．1级地震发生在东昆仑断裂带西段的一条北西西向走滑断裂上，从卫星影像上可以清楚地看到该断裂。断裂沿北西西向的河谷北岸发育，是阿尔喀山的南缘断裂，断裂构造地貌非常清楚，是一条可以发生8级以上地震的活动断裂。从运动学背景看，本次地震的主动盘为断裂的南缘，且地震破裂自西向东发展，震源深度较浅，所以位于断裂北盘和西侧的新疆且末、若羌等距离震中较近的地区，地震的震感反映并不明显；而震中东侧的格尔木和南侧地区的震感反映较强。从青藏高原活动构造、运动学背景和现有的地震参数分析，这次东昆仑8．1级地震发生在巨大的东昆仑断裂西段，由于青藏高原东北部的块体向东逃逸和旋转运动，造成断裂左旋扭动的结果。