Climatic trends over the Tibetan Plateau during 1971-2000

Trends of annual and monthly temperature, precipitation, potential evapotranspi-ration and aridity index were analyzed to understand climate change during the period 1971–2000 over the Tibetan Plateau which is one of the most special regions sensitive to global climate change. FAO56–Penmen–Monteith model was modified to calculate potential evapotranspiration which integrated many climatic elements including maximum and mini-mum temperatures, solar radiation, relative humidity and wind speed. Results indicate gen-erally warming trends of the annual averaged and monthly temperatures, increasing trends of precipitation except in April and September, decreasing trends of annual and monthly poten-tial evapotranspiration, and increasing aridity index except in September. It is not the isolated climatic elements that are important to moisture conditions, but their integrated and simulta-neous effect. Moreover, potential evapotranspiration often changes the effect of precipitation on moisture conditions. The climate trends suggest an important warm and humid tendency averaged over the southern plateau in annual period and in August. Moisture conditions would probably get drier at large area in the headwater region of the three rivers in annual average and months from April to November, and the northeast of the plateau from July to September. Complicated climatic trends over the Tibetan Plateau reveal that climatic factors have nonlinear relationships, and resulte in much uncertainty together with the scarcity of observation data. The results would enhance our understanding of the potential impact of climate change on environment in the Tibetan Plateau. Further research of the sensitivity and attribution of climate change to moisture conditions on the plateau is necessary.     

1971-2000年青藏高原气候变化趋势

Trends of annual and monthly temperature, precipitation, potential evapotranspi- ration and aridity index were analyzed to understand climate change during the period 1971–2000 over the Tibetan Plateau which is one of the most special regions sensitive to global climate change. FAO56–Penmen–Monteith model was modified to calculate potential evapotranspiration which integrated many climatic elements including maximum and mini- mum temperatures, solar radiation, relative humidity and wind speed. Results indicate gen- erally warming trends of the annual averaged and monthly temperatures, increasing trends of precipitation except in April and September, decreasing trends of annual and monthly poten- tial evapotranspiration, and increasing aridity index except in September. It is not the isolated climatic elements that are important to moisture conditions, but their integrated and simulta- neous effect. Moreover, potential evapotranspiration often changes the effect of precipitation on moisture conditions. The climate trends suggest an important warm and humid tendency averaged over the southern plateau in annual period and in August. Moisture conditions would probably get drier at large area in the headwater region of the three rivers in annual average and months from April to November, and the northeast of the plateau from July to September. Complicated climatic trends over the Tibetan Plateau reveal that climatic factors have nonlinear relationships, and resulte in much uncertainty together with the scarcity of observation data. The results would enhance our understanding of the potential impact of climate change on environment in the Tibetan Plateau. Further research of the sensitivity and attribution of climate change to moisture conditions on the plateau is necessary.     

甘肃省农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应

随着全球气候变暖,干旱频次和强度增大,粮食生产与安全面临严重的挑战。利用1960-2012年甘肃省农业干旱灾情和气象资料,分析不同干旱程度的农业受灾率、成灾率和绝收率变化特征,并构建了农业干旱灾害风险指数(农业干旱综合损失率),揭示了甘肃农业干旱灾害损失特征及其对气候变暖的响应,讨论了关键时段气象条件对灾害损失的影响,阐述干旱灾害损失在气温和降水气候态中的分布特征,模拟出农业干旱受灾程度的气象阈值,并对未来情景下干旱灾害风险进行预测。结果表明:甘肃省近50多年农业干旱灾害范围、程度和频次均呈增加趋势,粮食受干旱灾害减产的风险加大。受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均呈明显上升趋势,尤其是20世纪90年代气温突变以后干旱灾害损失增大的趋势更明显。21世纪00年代干旱增幅最大,干旱受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率均高于全国平均水平。多年平均综合损失率为10.8%,约为全国平均值(5.1%)的2倍。气温和降水量是甘肃农业干旱灾害损失的关键致灾因子,并且关键时段降水量和气温对干旱灾害的影响比全年平均值更加明显,年降水量每减少100 mm,综合损失率增加5.6%。年平均气温每升高1 ℃时,综合损失率增加6.3%。年平均气温6.45 ℃和年降水量460 mm是干旱高风险的临界值。未来气候变暖情境下,甘肃综合损失率增幅将可能达到1.85倍,气候变暖导致农业干旱灾害风险加大。     

东北气候和生态过渡区近50年来降水和温度概率分布特征变化

文章从中国160个站的观测资料中选取位于东北气候和生态过渡区内9个测站的冬、夏季降水和温度资料,分析该地区近50年来冬夏季降水和温度的年际变化及其概率分布特征,结果表明,东北气候和生态过渡区的冬夏季降水和温度有明显的年代际变化特征,在不同的年代际变化阶段,降水和温度的总体概率分布特征差异较大,这种概率分布形式的差异与高温、干旱等极端天气气候事件的频繁发生具有密切关系。20世纪80年代以来降水处于平均值减小的总体分布中,温度则处于平均值增加的总体分布中,因此该地区冬季发生暖冬和少雨(雪)的机会增大,夏季出现严重干旱和高温的可能性增大。     

宁夏回族自治区持续性旱灾的气候背景

基于宁夏地区1978—2010年旱灾灾情要素年资料和23个气象站1971—2011年月平均气温和月降水量资料,运用Mann-Kendall趋势分析和突变检验方法,详细分析了该地区近33年旱灾灾情及近41年气候的时空变化特征,在此基础上,剖析了持续性旱灾产生的气候背景。结果表明：1978—2010年宁夏地区旱灾呈持续性加重趋势,受灾人口、农作物受灾面积和直接经济损失增速分别为28.78万人/10a、3.16万hm²/10a和8 504.04万元/10a。空间变化上,旱灾加重速度由中部向北、向南呈减慢趋势。1971—2011年宁夏地区气候总体呈暖干化趋势,年平均气温、平均最高气温和最低气温的升温率分别为0.42 ℃/10a、0.37 ℃/10a和0.50 ℃/10a,增暖表现为全年温度升高,年平均气温和平均最高气温于20世纪90年代早期发生了显著增暖突变;降水量呈减少趋势,但不显著。宁夏持续性旱灾是气温持续快速上升和降水量减少共同作用的结果,其中气温显著增高是该地区干旱灾害加剧的主要气候因素。     

近30a甘肃天水气候资源变化对杏产量影响评估

气候变暖导致气候资源配置发生变化,由此而引发的农业气象灾害导致果树作物发育进程、果树产量出现较大波动。利用统计学方法对甘肃天水近30 a气候资源变化对杏树产量影响研究和分析,得出20世纪90年代以来杏树花芽膨大、现蕾、开花期较80年代提前6~7 d,果实成熟期提前10 d左右;由此而引发的农业气象灾害以初秋9月下旬、后冬1月下旬至2月上旬、花前3月上旬温暖干旱气候和花果期4月上中旬低温干旱气候对杏树产量形成影响最大,年际变化除后冬干旱灾害呈明显加重趋势,为本世纪影响杏树产量形成的主要农业气象灾害外,其它灾害在本世纪虽略有减轻,但危害程度仍明显重于80年代;10 a平均气候产量动态相对偏差百分率90年代(与80年代相比)减少29.9个百分点,本世纪减少7.8个百分点。评估有灾17 a,实况(轻、中、中大和大灾) 16 a,评估准确率94%,其中中灾和中大灾害评估准确率均达100%,评估效果比较理想,对农业防灾减灾有一定的指导意义。     

46 a气候变化对呼伦湖区域生态环境的影响

 利用1959—2005年温度、降水和卫星遥感监测资料,研究呼伦湖区域气候变化特征,进而分析气候变化对其周边地区生态环境的影响。结果表明：①近46 a来呼伦湖区域温度呈显著的升高态势;降水量波动性较大,总体上呈下降趋势,并存在11 a和22 a的周期性变化。从1999年至2005年降水量下降趋势加快。②无论是温度还是降水,其气候变率都处于升高的时期,气候变率的增大是导致极端气候事件如干旱、高温酷热天气等增多的主要原因。近年来气候的变干、变暖,使得1999年以后呼伦湖区域生态呈现快速恶化的趋势。由此引起一系列生态环境问题,如呼伦湖水域面积的缩小、湿地萎缩、草场退化等。③近年来小雨事件呈减少趋势,但进入21世纪后小雨强度和干燥事件显著增强,致使干旱事件频发和强度的增加,进一步加剧了呼伦湖区域生态环境的恶化。     

新疆气候“湿干转折”的信号和影响探讨

新疆是对全球变化响应最敏感地区之一,分析全球变暖背景下新疆干湿气候变化及其影响,对应对和适应未来气候变化带来的影响具有重要意义。基于气象水文观测资料,对新疆区域干湿气候变化及其影响评估进行了探讨。结果表明：① 20世纪80年代中后期以来新疆气温升高,降水量增加,呈“暖湿化”特征;但1997年之后,干旱变化趋势、干旱频率、干旱发生月份等均有明显增加,导致70%以上的区域变干,新疆气候出现了从“暖湿化”向“暖干化”转折的强烈信号,即发生了“湿干转折”;② 新疆气候转折对区域生态和水资源造成明显的影响,归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）经历了先增后减的变化过程,1982—1997年植被趋于“变绿”,但1997年之后植被长势迟滞,土壤水分明显下降,生态逆转,生态负效应凸显;③ 新疆河流径流变化出现明显的区域差异,对干湿气候转折响应复杂,受冰雪融水对径流补给比例的影响,发源于天山的河流径流对区域干湿变化有正响应,但发源于昆仑山的河流径流响应不明显。研究结果表明气候“湿干转折”和极端气候事件加剧背景下新疆干旱化急剧增加,水循环系统和生态系统不稳定性加剧,相关成果可为区域干旱灾害防灾减灾和风险管理提供有价值的决策参考。     

1971年以来珠穆朗玛峰地区气候变化

Global climate change has profound influence on natural ecosystem and socioeconomic system and is a focus which governments, scientific societies as well as common people of various countries have paid much attention to. Observations indicate that there i…     

Climate change in Mt. Qomolangma region since 1971

Using monthly average, maximum, minimum air temperature and monthly precipitation data from 5 weather stations in Mt. Qomolangma region in China from 1971 to 2004, climatic linear trend, moving average, low-pass filter and accumulated variance analysis methods, the spatial and temporal patterns of the climatic change in this region were analyzed. The main findings can be summarized as follows: (1) There is obvious ascending tendency for the interannual change of air temperature in Mt. Qomolangma region and the ascending tendency of Tingri, the highest station, is the most significant. The rate of increasing air temperature is 0.234 oC/decade in Mt. Qomolangma region, 0.302 oC/decade in Tingri. The air temperature increases more strongly in non-growing season. (2) Compared with China and the global average, the warming of Mt. Qomolangma region occurred early. The linear rates of temperature increase in Mt. Qomolangma region exceed those for China and the global average in the same period. This is attributed to the sensitivity of mountainous regions to climate change. (3) The southern and northern parts of Mt. Qomolangma region are quite different in precipitation changes. Stations in the northern part show increasing trends but are not statistically significant. Nyalam in the southern part shows a decreasing trend and the sudden decreasing of precipitation occurred in the early 1990s. (4) Compared with the previous studies, we find that the warming of Mt. Qomolangma high-elevation region is most significant in China in the same period. The highest automatic meteorological comprehensive observation station in the world set up at the base camp of Mt. Qomolangma with a height of 5032 m a.s.l will play an important role in monitoring the global climate change.     

宁夏极端气候事件及其影响分析

对全球气候变暖背景下宁夏气候变化基本事实,特别是极端气候事件的变化进行了研究。结果表明,近40多年来宁夏的年平均气温在波动中持续上升,增温幅度高于全国平均值,其中,中部干旱带和银川以北地区冬季的增温幅度达到了2.4 ℃;年降水量波动变化,增减幅度不大。伴随气候变暖,极端气候事件增多,干旱、冰雹、暴雨、霜冻等气象灾害频发,灾害造成粮食产量损失加大,社会、经济损失不断加重。     

Recent temperature and precipitation increases in West Siberia and their association with the Arctic Oscillation

Surface air temperature and precipitation records for the years 1958-1999 from ten meteorological stations located throughout West Siberia are used to identify climatic trends and determine to what extent these trends are potentially attributable to the Arctic Oscillation (AO). Although recent changes in atmospheric variability are associated with broad Arctic climate change, West Siberia appears particularly susceptible to warming. Furthermore, unlike most of the Arctic, moisture transport in the region is highly variable. The records show that West Siberia is experiencing significant warming and notable increases in precipitation, likely driven, in part, by large-scale Arctic atmospheric variability. Because this region contains a large percentage of the world's peatlands and contributes a significant portion of the total terrestrial freshwater flux to the Arctic Ocean, these recent climatic trends may have globally significant repercussions. The most robust patterns found are strong and prevalent springtime warming, winter precipitation increases, and strong association of non-summer air temperatures with the AO. Warming rates for both spring (0.5-0.8 °C/decade) and annual (0.3-0.5°C/decade) records are statistically significant for nine often stations. On average, the AO is linearly congruent with 96% (winter), 19% (spring), 0% (summer), 67% (autumn) and 53% (annual) of the warming found in this study. Significant trends in precipitation occur most commonly during winter, when four of ten stations exhibit significant increases (4-13 %/decade). The AO may play a lesser role in precipitation variability and is linearly congruent with only 17% (winter), 13% (spring), 12% (summer), 1% (autumn) and 26% (annual) of precipitation trends.     

西北干旱区极端气候水文事件特征分析

中国西北干旱区是对全球变化响应最敏感地区之一。气候变化导致气候水文系统的不稳定性加剧,极端气候水文事件的频度和强度增大、重现期缩短,灾害程度加重。借助资料分析和文献阅读,对过去50 a中国西北干旱区极端气候/水文事件的发生规律、影响机制及未来趋势进行了梳理总结,主要结论如下：（1）西北干旱区的极端气候/水文事件呈逐年增加趋势,特别是20世纪70年代以来增加显著;气温和降水极值都表现为一致的增强趋势。降水量的增多是降雨频率和强度共同增加的结果。（2）中国西北干旱区低温、降水极值在1986年左右发生了明显的突变,高温极值在1996年左右发生突变。突变后,气温和降水极值均发生了显著增强变化。（3）北半球极涡面积指数和青藏高原指数对西北干旱区气候极值变化具有重要影响,冬季极值还受冬季北极涛动和北大西洋涛动等影响。（4）新疆地区有变暖湿趋势,而河西走廊东部则为变干趋势。强大的西伯利亚高压和增强的贝加尔湖气流造成新疆地区降水增加,而河西走廊干旱增加是由东亚夏季风减弱引起的。     

青藏高原当代气候变化特征及其对温室效应的响应

利用１９６１￣１９９０年青藏高原地区４８个台站的气温、降水资料,通过ＥＯＦ展开,将气温序列向前延长至１９０１年,在此基础上分析了高原地区当代气候变化的总体特征,同时模拟结果,讨论了高原气候对全球变暖的响应。结果表明,本世纪以来青藏高原地区气温变化的总趋势是上升的,最近３０ａ高原地区的降水总体上有增加的趋势,气温和降水的变化似乎与大气ＣＯ２含量增加所引起的温室效应增强有关。     

1971-2009 年珠穆朗玛峰地区尼泊尔境内气候变化

利用珠穆朗玛峰南坡尼泊尔境内(科西河流域) 的10 个气象站1971-2009 年月平均气温、月平均最高、最低气温和逐月降水资料, 采用线性趋势、Sen 斜率估计、Mann-Kendall 等方法分析区域气候变化状况及其时空特征, 并与珠穆朗玛峰北坡地区气候进行比较, 分析了珠穆朗玛峰地区气候变化的特征与趋势。结果表明:(1) 1971-2009 年间, 珠穆朗玛峰南坡年平均气温为20.0℃, 线性升温率为0.25℃/10a, 与北坡主要受年平均最低气温影响相反, 增幅主要受年平均最高气温升高的影响, 并且在1974 年及1992 年间出现两次显著增温, 增温特别明显的月份为2 月和9 月;(2) 该地区降水变化的局地性较强, 近40 年间年平均降水量为1729.01 mm, 年平均降水量以每年约4.27 mm的线性增幅有所增加, 但并不显著, 且降水月变化和季变化特征均不明显;(3) 由于珠穆朗玛峰南坡受到季风带来暖湿气流和喜马拉雅山阻挡的双重影响, 珠峰南坡的年平均降水量远高于北坡;(4) 珠穆朗玛峰南坡气温变暖的海拔依赖性并不明显, 且南坡地区的变暖趋势并没有北坡变暖趋势明显。     

近30 年来呼伦贝尔地区草地植被变化对气候变化的响应

基于1981-2006 年的GIMMS NDVI数据和2000-2009 年的MODIS NDVI数据反演呼伦贝尔地区草地变化,结合1981-2009 年该地区7 个气象站点的气温和降水数据,分别从年际变化、季节变化和月变化角度分析该地区草地变化对气候变化的响应。结果表明,从年际变化来看,降水是驱动草地植被年际变化的主要因素;从季节变化来看,草地植被生长在不同季节对水热条件变化的敏感性不同,春季草地植被生长对气温变化的敏感性较降水变化高,夏季和秋季草地植被的生长对降水变化的敏感性则高于对气温变化的敏感性,其中以夏季最为显著;从月变化来看,4 月和5 月草地植被变化受气温变化影响较明显;5-8 月与前一月降水变化关系密切,说明植被生长对降水变化具有一定的滞后性;4 月正值草本植物萌芽期,而4 月份草地生长与年气温变化关系最为密切,一定程度上说明4 月份表征植被生长的NDVI值增加可能是由于气候变暖引起的草地植被生长季提前产生的。综上所述,通过植被与气候要素月变化的关系可以具体地揭示气温和降水对草地植被生长的季节韵律控制。     

全球升温对中国区域温度纬向梯度的影响

利用中国气象中心160站点的实际观察资料,对中国半个世纪的气温变化分时间段进行了计算分析。用各个站点52年的气温序列斜率与纬度和海拔分别做了相关分析,发现气温变化幅度和纬度有着很好的相关性,特别是在冬季;但气温变化和海拔没有相关性。另外,通过对不同季节的温度变化情况进行计算和纬向分析,发现随着全球气温的持续上升,气温的纬向梯度在变小,变化的幅度是冬季大、夏季小,高纬度地区大、低纬度地区小。最后指出造成气温纬度梯度减小的主要原因是大陆度随纬度的不同分布。     

近40a甘肃省气象灾害对社会经济的影响

利用甘肃省近40 a的气温、降水、各种气象灾害和各种灾情、经济指标资料,分析了甘肃气候对全球气候变暖的响应、气象灾害对社会经济和农业的影响。得出全省平均气温为增温趋势;降水河西(以黄河为界)为增加趋势,河东减少趋势;干旱20世纪90年代在增加,而沙尘暴、冰雹、暴雨90年代在减少;极端气候事件增加;气象灾害对农业的影响明显,气象灾害受灾总面积与粮食单产呈明显的负相关,尤以干旱灾害对全省粮食产量的影响更为显著;洪灾造成的直接经济损失增加。     

RCP8.5气候变化情景下21世纪印度粮食单产变化的多模式集合模拟

基于跨部门影响模型比较计划（ISI-MIP）中20种气候模式与作物模型组合的模拟结果,预估了RCP 8.5排放情景下21世纪印度小麦和水稻单产变化。研究发现：① 多模式集合模拟结果基本再现了印度小麦和水稻单产的空间差异;同时,再现了小麦和水稻单产对温度和降水变化的响应特征：与温度呈负相关,与降水呈正相关。② RCP 8.5情景下,水稻和小麦生长季温度和降水均呈增加趋势,小麦生长季的温度、降水增加幅度大于水稻。空间上,温度增加幅度自北向南逐渐减小,降水增幅则逐渐增加,并且小麦种植区升温幅度大于非种植区,降水增幅则少于非种植区,水稻种植区升温幅度小于非种植区,降水增幅则多于非种植区。③ RCP 8.5情景下,小麦和水稻单产均呈下降趋势,21世纪后半叶尤为明显。小麦单产的下降速度明显大于水稻,其中21世纪前半叶小麦和水稻单产下降速度约分别为1.3%/10a （P < 0.001）和0.7%/10a （P < 0.05）,后半叶分别增至4.9%/10a （P < 0.001）和4.4%/10a （P < 0.001）。小麦和水稻单产变化存在明显的空间异质性,小麦单产的最大下降幅度出现在德干高原西南部,降幅约60%,水稻单产最大下降幅度出现在印度河平原北部,降幅约50%。这意味着未来气候变化情景下印度粮食供给将面临较大的挑战。     

近半个世纪中国西北干湿演变及持续性特征分析

 利用1960-2007年中国西北地区248个气象台站的逐日降水、温度资料,通过降水和潜在蒸发均一化干湿指数,从年际演变、季节内变化以及持续性特征等方面较系统地揭示了近半个世纪来西北地区的区域性干湿演变事实,结果表明:在温度与降水双重因子驱动下西北地区的干湿演变特征同降水单一要素驱动下的干旱特征存在明显的差异,说明气候变暖对西北干旱化趋势的贡献程度比较显著;自20世纪90年代后期以来,西北各分区每年异常干旱月份发生概率呈增多趋势,而异常湿润月份发生概率除了北疆地区外,其它分区近10 a异常偏少,这种现象在西北东南部表现得尤为突出。从四季干湿变化来看,冬季表现为湿润化趋势,而春、夏、秋三季呈现出了干旱化趋势。另外西北东南部、青海高原东侧以及南疆地区自20世纪90年代以来,很少出现过持续性湿润事件,而持续性干旱事件却明显多于90年代以前,而且持续性干旱的最长持续时间长,强度大,北疆地区和青海高原48 a来持续性干湿事件发生频次、强度以及持续时间没有明显的趋势变化,而青海高原地区相比其它区域持续性干湿事件偏少,强度偏弱,最长持续时间也偏短。