贵州高原1960-2016年降水变化特征及重心转移分析

利用贵州高原34个气象站1960-2016年共57 a的降水资料,基于协同克里金法、Mann-Kendall趋势检验法、气候倾向率、重心模型等方法分析了贵州高原降水在不同时间尺度下的时空分布规律以及降水重心的转移趋势。结果表明：① 贵州高原多年平均降水量呈现南多北少特征。在南部与东部存在3个多雨中心,分别位于西南暖湿气流的北上通道（兴义-安顺一带）、苗岭山脉的迎风坡（都匀-独山一带）以及武陵山脉的迎风坡（铜仁–松桃一带）;少雨区位于乌蒙山脉背风坡的威宁–毕节一带。② 1960-2016年降水量年代变化呈现出波动性,2010s的降水变异性最大,1990s的降水变异性最小;年际变化较为剧烈,呈不显著减少的趋势,在空间上呈现中部西部减少、东部增加的趋势;降水季节差异显著,春季、秋季降水显著减少,夏季、冬季的降水不明显增加;各月降水变化情况不同,1、3月降水增加最明显,4月降水下降最明显。③ 降水重心呈西南-东北向分布,有明显的东移趋势。贵州高原降水量的减少可能与西南季风的减弱有关。研究结果对贵州地区水资源配置及洪涝灾害预防具有重要意义。     

河南省雨季降水时空变异特征分析

降水的时空变异分析是认识区域水资源形成与演变的重要方法。时空变异特征分析不仅可以系统地对降水的时间序列进行分析,而且能从空间上把握降水的分布格局。本文将河南省近51年雨季降水资料,结合数字高程模型(DEM),利用回归分析、空间自相关分析、空间插值模拟及交叉验证等,对河南省降水时空变异特征进行分析。结果表明:(1)河南省雨季降水整体来看呈增加趋势,近年来尤为明显;但9月份表现异常,呈下降趋势。(2)月降水量差异明显,最大降水量在7月份,平均达到178.3 mm;(3)在空间上降水呈现出明显的南多北少,东多西少的格局;有明显的集聚特点,在南部以罗山、潢川为中心形成降水丰沛聚集区,北部以辉县为中心形成降水稀少聚集区;林县、栾川和西峡表现为空间例外,明显高于相邻区域的降水量。     

西北干旱区近50年气候变化特征与趋势

20世纪后期全球增暖趋势越来越明显,受全球增暖的影响,西北地区的气候也将受到不同程度的影响。选取了西北干旱区1951～2000年的21个代表站点气温、降水量资料,采用趋势系数法对西北干旱区近50年气温和降水变化进行分析,找出各分区的变化趋势。结果表明:近50年西北干旱区气温呈上升趋势(0.22℃/10 a),1986年后气温明显升高;柴达木盆地和新疆北部升温较大;各季都有增温趋势,贡献最大的是秋冬两季。降水变化有增加的趋势(3.2 mm/10 a),年降水量贡献最大的是夏季;各区降水都有增加,其中新疆北部降水增加最多。西北干旱区近50年气温升高趋势是南北高,中间低;降水量增加趋势从东南向西北呈现递增的格局。     

土地利用和气候变化对海河流域蒸散发时空变化的影响

蒸散发（ET）是水文能量循环和气候系统的关键环节,研究ET的时空变化特征及其响应土地利用和气候变化的驱动机制对于理清流域水资源和气候变化的关系具有重要的意义。本文基于MOD16/ET数据集定量分析了海河流域2000-2014年ET的时空变化特征,并结合时序气温降水数据和土地利用数据,采用相关分析方法定量探索了ET与气候因子的驱动力关系。结果表明：① 海河流域2000-2014年ET表现为较为显著的空间分布格局,呈现出北部和南部高、西北部和中东部低的分布特性。不同土地利用类型的多年ET呈林地>草地>耕地>其他类型的特征;② 2000-2014年海河流域年均ET波动范围为371.96~441.29 mm/a,多年ET的均值为398.69 mm/a,平均相对变化率为-0.41%,整体呈下降趋势;③ 多年月ET与气温和降水均呈单峰型周期性变化趋势,年内月ET呈单峰变化趋势;④ 春秋两季的ET与降水和气温的相关性明显高于其他季节,ET与气温和降水的平均相关系数是-0.17和0.37,表明降水对于ET的响应程度强于气温;⑤ 驱动分区结果表明海河流域ET受气候因子驱动的主要类型是降水驱动型和降水、气温共同驱动型;⑥ 海河流域耕地ET变化气候因子驱动模式主要是降水、气温共同驱动型;林地、草地的驱动模式主要气温驱动型和降水驱动型,其他土地利用类型的驱动模式主要是受其他因素驱动。该研究将对海河流域水资源开发管理和区域气候调节起到科学指导作用。     

1954-2014年云南省降水变化特征与潜在的旱涝区域响应

本文基于云南省1954-2014年32个气象站点逐月降水量资料,采用线性倾向估计法、径向基函数空间插值法、小波分析法、R/S分析法、Z指数法,分析了61年的云南省降水序列、旱涝情态的时间特征和空间格局。结果表明：在此期间除春季外,其余各季节降水量均呈现减少态势,年降水量总体以8.1 mm/10 a的速率减少,并且在未来一段时间内将保持减少趋势。多年平均降水量由云南省南部的西双版纳州向西北部的丽江市-迪庆州一带逐步减少;年降水量存在准2 a、准6 a、准8 a、准18 a、准28 a的周期性特征,且以准28 a为主周期;干旱化趋势增加速率较快（K_L=0.359）,印证了降水减少态势,洪涝化趋势减小速率相对较慢（K_I= -0.071）;旱灾易发地区主要涉及5个州,分别为迪庆州、德宏州、西双版纳州、红河州、楚雄州;洪涝易发地区涉及3州2市,依次为怒江州、大理州、文山州、普洱市及邵通市。     

滇池流域降水时空变异特征分析

降水是区域水资源形成的主要影响因素,其时空变化趋势也直接影响着各种生态系统的结构、服务功能及空间分布与演变。降水时空变异分析是认识区域水资源形成与时空演变的主要手段和方法。本文利用滇池流域及周边雨量站逐月数据,采用回归分析、距平、空间相关性分析、Mann-Kendall检验、Co-kriging插值及交叉验证等方法,对1953-1987年和2007-2012年2个时序系列的时空变异特征分析结果表明：（1）1953-1987年春、秋和冬季降水量有升高趋势,夏季呈减少趋势,但各季节的增减趋势不显著,2007-2012年春、夏、冬季呈减少趋势,秋季为增加趋势,近期降水量明显有减少趋势;（2）1953-1987年流域降水量呈现增加趋势（11.12 mm/10a）,大致经历下降-上升-下降过程,2007-2012年流域降水量呈显著的锯齿状减少趋势,处于枯水期;（3）1953-1987年各时段的雨量主要呈现负相关性（不显著）,2007-2012年间呈现正相关性,通过LISA统计分析认为,空间异质性随地理位置和时间而变化;（4）年均降水量与雨季降水量的空间分布特征基本相似,出现2个降水高值区和2个低值区对顶分布态势。但在2007-2012年,降水量的高值范围有所减少,低值区范围相应有所扩大。     

川渝地区夏季降水变化气候特征分析

利用川渝地区34站1960—2006年共计47年的逐月降水量资料,采用经验正交函数（BOF）分解、旋转经验正交函数（REOF）分解、小波分析等方法详细讨论了川渝地区夏季降水量的时空变化特征。结果表明：川渝地区夏季降水量时空分布不均,川渝地区夏季降水量可以分为3个区,分别是川西高原区、盆地中部区和盆地东部区。近50年来,川渝地区夏季降水量具有显著不同的年代际变化特征,川西高原和盆地东部夏季降水量长期变化呈增加的趋势,而盆地中部呈减少的趋势。川渝各区夏季降水量具有显著不同的多时间尺度的周期变化特征,其中川西高原具有准15年和准5年的周期变化特征,盆地中部具有准14年、准6年和准3年的周期变化,盆地东部具有准16年、准8年和准3年的周期变化特征。     

湖北十堰降水量的气候特征与旱涝分析

针对十堰市旱涝灾害问题,利用1971~2011年十堰站逐日降水量观测数据,采用一元线性回归、小波分析、分级评价、Z指数等方法分析了十堰降水量的气候特征以及旱涝特征。结果表明,十堰市近41年年降水量倾向率为-16.3mm/10a,总体呈变少的趋势,特别是1985~2001年降水偏少较明显;降水量季节变化呈现秋季显著减少,春季次之,夏季略有增多的趋势,4月有减少趋势;年降水量有较强的周期变化特征,20世纪80年代到90年代初,年际变率在4~8年这个周期上较强,其他年份以2~4年周期为主;十堰旱涝中以旱为主,春旱主要集中发生在2000年以后,夏旱在2000年以后有增加的趋势,伏旱在1970年代和1980年代是一个高发期,一般性洪涝主要发生在8月。     

四川芦山“4.20”地震区降水分布及变化特征研究

利用四川芦山"4.20"地震区15个气象站1961~2012年的逐日降水观测资料和统计诊断方法,较为细致的分析了芦山地震区52年来多时间尺度降水分布及变化特征。结果表明,(1)芦山地震区年降水量平均为1265.3mm,远高于全国和四川省平均年降水量,震区降水量呈明显的东高西低的空间分布特征,在1965年、1972年、2000年左右存在突变点,2000年后降水量呈较为明显的减少趋势,降水量年代际下降率为35mm/10a,年降水量主要存在8~14a的周期振荡,该尺度周期主要存在于20世纪70年代至21世纪初,特别在12a表现较为明显。(2)根据芦山地震烈度划分的三级影响区的降水分布表现为不同的气候特征。累计大-暴雨日数的极大值出现的时间受地形和位置的影响有一定的区域差异,40%以上的大雨日数集中出现在7下旬至8月中旬,各站均在7月第6侯达到最大,暴雨日数也呈一定下降趋势和周期性特征。文中提供的详实的多尺度降水分布和变化特征资料,对于芦山震区利用天气气候规律规划和实施灾后重建有着重要基础指导作用。     

川西高原植被特征及其气候变化的相关分析

利用常规气象资料及NOAA-AVHRR的归一化植被指数（NDVI）资料和趋势系数、皮尔逊相关、Morlet小波分析等统计诊断方法,分析了1982年1月-2002年12月川西高原植被和气候因子（气温和降水）的变化特征及其相关关系和周期特征。结果表明：川西高原地区植被覆盖良好,大部分区域植被覆盖增加,局部退化（高原南部和东部）;气温总体呈增加趋势,降水量总体少变,局部有所减少;NDVI与气温和降水有一定相关性,其中与气温的相关性比与降水相关性大;NDVI周期约为5和10年左右,与降水和气温周期相同。川西高原地区植被及气候特征的分析为川西高原旅游和经济的发展规划提供依据,为研究川西高原的生态、气候资源提供参考。     

中国西北地区植被NDVI的时空变化及其影响因子分析

利用GIMMS/NDVI数据分析了中国西北地区1982-2006年植被NDVI时空变化特征及其影响因子。近25年来,中国西北地区年均植被NDVI增速为0.5%/10a,并存在明显的空间差异。天山、阿尔泰山、祁连山、青海的中东部等地区植被NDVI显著增加;青海南部地区、陕西和宁夏交界地区、甘肃部分地区,以及新疆部分地区的植被NDVI下降。从不同植被类型看:林地、草地和耕地的年均NDVI都在提高。研究表明:中国西北地区植被NDVI变化是各种自然和人为因素综合作用的结果。植被NDVI与气温、降水的年际变化整体上都呈弱的正相关。但与其年内变化则都呈显著的线性关系,当月均温量超过20℃时,植被NDVI呈下降趋势;当月降水量在0¹00mm期间,植被NDVI随降水线性增长,当月降水量超过100mm之后,不再有明显的增长趋势。农业生产水平提高和植被生态建设等人类活动对西北地区植被NDVI增加有重要影响。     

四川巴中地区38年来气候变化特征分析

利用1971—2008年巴中地区4个站点的地面常规观测资料和滑动平均、MK法及MHF小波分析等统计诊断方法,分析了该地区降水和温度的年际、年代际的气候变化特征。结果表明：巴中地区的年均气温总体上表现出暖→冷→暖3个阶段,并呈现出8年的准周期变化特征;冬春气温的年代际变化显示出暖→冷→暖3个阶段性特征,而夏秋气温的年代际变化则显示出暖→冷→暖→冷4个阶段性特征。巴中地区的年降水量呈现出减少的趋势,递减率为13．813mm／10年;春季降水量低于全国的春季平均水平,夏、秋季平均降水量均高于全国的平均水平,且占到全年降水量的80％以上。巴中地区的年降水量存在较为显著的2年和6年的准周期变化,降水量增加和减少的突变较多显示出其复杂性。春、夏、秋三季的降水量有随温度升高而下降的趋势,而冬季的降水量有随温度的升高先增多后减少的趋势。巴中气候特征的分析对巴中农业区划和生产安排有其重要意义。     

2012年苏门答腊MW8.6级地震震后效应模拟

基于弹性-粘弹性分层半空间中矩形位错理论和地震波反演的断层模型,结合研究区地壳-上地幔平均波速分层结构,利用PSGRN/PSCMP软件模拟计算2012年苏门答腊MW8.6地震产生的同震效应以及考虑2004年MW9.1地震效应的震后地表形变和重力变化,同时给出震后形变和重力的年变化率。结果表明,同震形变和重力变化显示发震断层左旋走滑特征,其变化主要集中于断层附近;海水质量的重新分布对同震垂直位移和重力变化影响显著;震后50 a年均变化率揭示了地表形变和重力变化的过程, 其图像明显受2004年MW9.1地震震后效应影响,呈现复杂的正负6区域分布;震后50 a近场年均形变量达10 mm/a,年均重力变化量达1.2 μGal/a,而远场年均形变量低于1 mm/a,年均重力变化量低于0.1 μGal /a;水平形变在震后400 a内变化明显,变化率逐步减小,800 a后基本稳定;垂直位移和重力变化在震后100 a内变化尤为显著,变化率快速衰减,400 a后基本稳定不变。     

四川巴中地区38年来气候变化特征分析

利用1971—2008年巴中地区4个站点的地面常规观测资料和滑动平均、MK法及MHF小波分析等统计诊断方法,分析了该地区降水和温度的年际、年代际的气候变化特征。结果表明：巴中地区的年均气温总体上表现出暖→冷→暖3个阶段,并呈现出8年的准周期变化特征;冬春气温的年代际变化显示出暖→冷→暖3个阶段性特征,而夏秋气温的年代际变化则显示出暖→冷→暖→冷4个阶段性特征。巴中地区的年降水量呈现出减少的趋势,递减率为13．813mm／10年;春季降水量低于全国的春季平均水平,夏、秋季平均降水量均高于全国的平均水平,且占到全年降水量的80％以上。巴中地区的年降水量存在较为显著的2年和6年的准周期变化,降水量增加和减少的突变较多显示出其复杂性。春、夏、秋三季的降水量有随温度升高而下降的趋势,而冬季的降水量有随温度的升高先增多后减少的趋势。巴中气候特征的分析对巴中农业区划和生产安排有其重要意义。     

2000-2013年三江源植被NDVI变化趋势及影响因素分析

基于2000-2013年三江源MODIS NDVI数据,本文系统地分析了三江源植被生长季累计NDVI的时空变化特征,并结合三江源生态保护与建设工程实施的相关统计数据,探讨了人类活动对三江源植被变化的影响,最后通过气候因子与生长季累计NDVI的相关性分析,揭示了影响三江源不同地区植被变化的主要气候限制因素。结果表明,2000-2013年三江源植被NDVI整体上呈增加趋势,NDVI明显增加的区域面积比例达17.84%,主要分布于研究区的西部和北部;明显减少的区域仅占0.78%,多零星分布于研究区中部;NDVI变化稳定或没有显著变化趋势的区域面积比例为59.64%,主要位于研究区东部和南部。三江源生态保护与建设工程的实施虽然促进了植被恢复,但对区域植被整体变化的影响有限,研究时段内区域植被整体好转主要受气候因素控制。西部长江源区的植被生长主要受气温影响,东北部黄河源区主要受降水制约,南部澜沧江源区降水和气温的限制性均不明显。     

上海气候空间格局和时间变化研究

基于上海地区11个气象站气温、降水数据和主要天气现象记录资料,利用气候统计诊断方法研究了上海主要气候要素和天气现象的时空分布和变化特征。结果表明,上海年均气温呈中心城区高、周边郊区低的分布,中心城区与郊区年均温差最大可达0.9 ℃;降水量在中心城区和南部地区较多,而在北部和西部地区较少;高温日数中心城区明显多于东部和南部沿海,最多相差9.5 d;暴雨日数在中心城区和浦东较多,而在西部地区较少;雷暴、大风和大雾日数没有呈现出显著的城郊差异;霾日数在中心城区远高于郊区,最多相差49.2 d。1961-2013年间,上海年均气温显著上升,降水量略有增加,高温日数和霾日数分别以2.7 d/10 a和11.3 d/10 a的线性趋势增加,暴雨日数呈弱的增加趋势,而雷暴、大风和雾日数在1961-2013年间,分别以1.9、3.7和5.2 d/10 a的线性趋势减少。     

基于现代大地测量手段的青藏高原南缘地壳形变分析

基于2003~2013年GRACE卫星重力、GPS和绝对重力数据对青藏高原南缘地壳形变进行探讨分析。结果表明,拉萨测站1999~2015年垂向隆升速率为1.5 mm/a,显示出拉萨测站持续隆升的特点。结合南加州综合网络构建的远程连续GPS参考站,另外选择TPLJ、CHLM、JMSM测站数据进行分析。GPS结果表明,4个测站2003~2013年平均隆升速率为2.3±0.11 mm/a,GRACE垂向位移时间序列显示4个测站2003~2013年除季节性变化外也具有轻微上升趋势,平均速率为0.35 mm/a。联合绝对重力资料在考虑诸多因素(地壳隆升、侵蚀、GIA等)后得到拉萨测站近年重力变化约为-0.97 μGal/a,青藏高原拉萨测站地下地壳底部增厚速率约为4.4 cm/a,揭示了青藏高原南部地区的地壳形变特征--地壳隆升与底部增厚。     

基于CMIP6的中国未来高温危险性变化评估

评估高温灾害的危险性变化,能够为区域高温灾害风险管理和制定减灾措施提供决策依据。本研究选取高温日数、最高温度和平均高温强度3个指标,基于1961—2020年中国2517个气象站点日最高温数据和CMIP6情景模式比较计划中SSP2-4.5情景下12个气候模式提供的2031—2099年未来气候预测数据集,用核密度概率估计方法计算了4个重现期（即5、10、20和50年）下3个指标的取值,对中国未来高温危险性变化进行了评估。结果表明：① 在SSP2.4-5情景下,中国的高温日数呈现出4个危险中心,分别是：西北干旱（半干旱）地区中部、华北和华中地区的交汇区域、西南地区中部和华南地区南部,并且高温日数从这4个中心向外逐渐减少;最高温度在空间上的分布北部大于南部,东部大于西部。平均高温强度的分布则呈现出从华北地区南部、西北干旱（半干旱）地区西部和东部地区西部向我国除青藏高原地区外的其它地区减少的趋势; ② 在SSP2.4-5情景下,随着重现期年限的增长,中国地区3个高温指标均呈增长趋势且增幅较大,并且高值范围也在不断扩大;③ 3个高温指标变化值均呈现出了明显的空间聚集性,3个指标共同显示的热点区域包括西南地区北部和南部、西北干旱（半干旱）地区中部和华北、华中地区的少部分区域,这些地区发生高温灾害的可能最大,同时根据高温日数变化和最高温度变化,东部地区西部发生高温灾害可能也较大,3个指标共同显示的冷点区域包括青藏高原地区东南部、西北干旱（半干旱）地区的西部和我国东南沿海地区,这些地区几乎不会发生高温危险。     

鄂尔多斯地块周缘地区构造活动与应变积累特性研究

利用截至2016年底、约30 a的跨断层短水准流动观测资料,借助灰色关联度垂向综合指标提炼、年变速率与趋势累积率计算,分析鄂尔多斯地块周缘地区构造活动特性、水平及时空差异,以及与研究区内中强以上地震、区外大震孕育-发生或影响的关系。结果表明：1)断裂活动特性总体上与地质资料一致。2)研究区内MS5.8以上地震及区外汶川大震震前多出现异常。3)垂向断裂活动较快的是渭河盆地西部、六盘山构造区北部;较慢的是渭河盆地中部、海原断裂、六盘山构造区南部。山西断陷带、西秦岭构造区北部长期能量积累明显;六盘山构造区至渭河盆地西部两端活动、中间相对闭锁,尤其近几年。