近30年来中国气候的干湿变化

本文利用1951—1980年的月平均温度,计算了中国各地水分需要量。根据水分需要量和降水量大小,将我国划分成潮湿、湿润、半湿润、半干燥和干燥5类气候区;并对这5个气候区1950年前后各30年时段的气候干湿状况进行讨论;此外还对影响气候干湿变化的重要因子,我国近30年来的降水进行了分析。 近3O多年来,各气候区的降水及气候状况呈现了不同的变化:潮湿和湿润气候区50年代降水较多,60年代降水偏少,70年代降水呈多变态;半湿润和半干燥气候区50年代至60年代中期为多雨时段,1965年始,降水偏少,处于少雨阶段,     

中国北方近百年干湿变化与太平洋年代际振荡的关系

利用CRU(Climate Research Unit)1901～2002年全球0.5°×0.5°网格点月降水和月平均气温资料,利用一个能够用于检测地表干湿变化的湿润指数,对中国北方四个典型地区干湿演变特征及与北太平洋年代际振荡的关系进行了初步的分析.结果发现:降水和湿润指数在表征干湿变化的特征时有明显的差别,特别是在干旱和半干旱地区,增暖也是影响干湿变化的一个重要因素.相关分析表明,华北和西北东部的年干湿变化与同期太平洋年代际振荡(简称PDO)指数有密切的关系,PDO指数的正位相对应两个地区的干旱时段,负位相则对应两个地区的湿润时段,而新疆南部与PDO指数同期呈显著的正相关关系,即当PDO为正位相时,该地区为湿的时段,负位相对应干的时段.以100°E为界,北方的东部干湿变化与太平洋年代际振荡指数呈反相关,而西部则相反,与PDO呈正相关关系.     

中国西部夏季雨型的划分及年代际变化研究

通过对精选的1961-2000年中国西部48站夏季降水资料进行ISODATA模糊聚类，将中西部夏季降水分为两类雨型。第1类雨型的主要特征为大部分地区降水偏少。部分地区偏多；第2类雨型与之相反。分析了两类雨型的年际变化和年代际变化。显示西部降水特征在70年代中后期出现了明显转折。分析发现两种雨型对应的同期500hPa环流形势和前期赤道太平洋SSTA背景场具有明显的差别，这对短期气候预测业务工作具有明显的指导意义。     

近几十年中国西北夏秋季干湿年代际变化及成因初步分析

本文利用观测和再分析资料,分析了1961～2014年中国西北地区（35°N～50°N,75°E～95°E）夏秋季节干湿线性变化趋势特征,定量计算了蒸散量和降水量对干湿变化趋势的贡献,同时分析了其年代际变化特征及其相关的大尺度环流和水汽收支变化。结果表明,西北夏季和秋季干旱变率在四季中最大,是干旱最易发生季节。西北地区在1961～2014年夏秋季显著变湿,其中蒸散和降水在西北地区的线性变湿趋势中占主要作用,降水量的增加和蒸散量的减少对西北变湿都有正贡献,二者趋势总贡献率夏季为93.4%,秋季为67.5%。夏秋季西北干湿变化的年代际转折在1987年前后,自1987年后,夏季西北年代际变湿,主要受到蒸散量和降水量变化影响,地面风速减小所造成的蒸散量降低有利于该地区年代际变湿;西北地区水汽输送通量异常辐合导致其降水量增加。水汽诊断分析进一步表明,夏季降水量的增加主要来自于局地蒸发的增强,贡献率达到约80%,表明局地蒸发是降水的重要水汽源。此外,夏季水汽平流项为正值（即水汽通量辐合加强）,有利于降水量增加,该贡献主要由与风速有关的动力学分量引起。而秋季,1987年后西北地区的净辐射通量和地面风速...     

和田市近40年蒸发量的变化特征

利用和田市气象站1961-2000年20cm口径蒸发量资料，对蒸发量的年、季、月变化趋势、年代际变化特征、突变和周期等气候变化作了较全面分析。结果表明：40年来各季、月蒸发量呈现不同程度的上升趋势，年蒸发量以48．52mm／10a的倾向率增多，偏多趋势主要表现在春季、秋季，其中5月份蒸发量偏多趋势最明显。年蒸发量在20世纪60年代为相对偏少期，80年代为相对偏多期。采用累积距平曲线和标准Morlet小波方法对年总蒸发量进行突变检验和周期分析表明，年蒸发量在1978年发生一次突变，蒸发量变化具有4～6年、11年和22年左右的年周期变化。     

我国南方夏半年干湿的年代际变化分析与转换机理探讨

用我国南方58年(1951—2008年)夏半年的总降水量、极端干期以及干湿指数综合表现干湿特征,进而用经验模态分解方法分析南方干湿的年代际变化。结果表明,58年内有3个干期(1961—1965、1985—1990和2005—2008年)以及3个湿期(1952—1954、1970—1973和1994—1998年)。为了探讨南方干湿的转换机制,采用与南方干湿年代际变化相关联的夏季风和西太平洋副热带高压等年代际环流因子作为结点构建网络,分析同步和耦合与干湿气候主要转换之间的关联。网络平均距离的3个局部最小值(即同步),都伴之以耦合的增强,对应着我国南方由湿期向干期的转换。      

近50年来我国东、西部地面气温和降水变化对比的初步分析

利用1951—2003年我国160个气象站月平均地面气温和降水资料,分析了我国东、西部气温和降水变化趋势的异同,并讨论了其可能原因。结果表明:我国东、西部地区年、季平均气温变化有较好的一致性,降水变化则有一定差异。近50年来,我国东、西部年平均气温均呈升温趋势,降水从1950年代开始减少,至1990年代又增加。东部年平均气温的增暖趋势大于西部,降水受大气环流影响较大。     

青藏高原气温和降水的年际和年代际变化

通过对青藏高原72个地面气象站1962～1999年的气温和降水变化的分析,以唐古拉山脉为界将高原分为青海区和西藏区,分别考察了两区冬春(上年10月～当年5月)和汛期(当年6月～9月)气温与降水的变化趋势、突变及其周期振荡,得出的主要结论为:近38年(1962～1999)来,青藏高原呈升温趋势,冬春大多数台站的升温率为0.02～0.03 ℃ a-1,汛期大多数台站的升温率为0.01～0.02 ℃ a-1;20世纪80年代以来,高原冬春气温的升温更为强烈,汛期青海区的升温变得强烈,但西藏区反呈微弱降温趋势,降温主要发生在西藏的江河谷地;全球性的1980年左右的暖突变在青藏高原是明显存在的;近38年来,青海区冬春降水和西藏区汛期降水存在相同的相位变化,即20世纪60年代基本偏多,20世纪70年代和20世纪80年代初偏少,20世纪80年代中到20世纪90年代偏多;青海区汛期降水与西藏区汛期降水的变化存在反向的关系,但它的转折点要滞后4～5年,青海区汛期降水20世纪60年代偏少,20世纪70年代和20世纪80年代偏多,20世纪90年代偏少;西藏区冬春降水呈现自己独特的变化,20世纪60年代到20世纪70年代初偏少,20世纪70年代中末期到20世纪90年代偏多;高原气温主要存在准3年、5～8年和准11年的周期振荡,高原降水主要存在3～5年、8～11年和准19年的周期振荡,这些周期振荡在高原气候演变的不同阶段显著性不一.     

1960—2009年中国年降水量的年际及年代际变化特征

利用1960-2009年中国台站降水量资料,揭示了全国、区域年降水量变化的多时间尺度的复杂结构和地区性差异,并根据年代际周期对未来降水量变化的贡献进行了预估。我国北方年降水量年际变化较强,年际变化对年降水量的贡献较大;南方年降水量年际变化相对较弱,年际变化对降水量的贡献较小,东北和西北地区年降水量的年代际变化较强,年代际变化明显,且同位相;其他地区年降水量年代际变化相对较弱。我国东北、西北、华南、青藏高原、西南地区年降水量的年代际变率对年降水量的贡献目前处于下降阶段,未来5-10年年代际变化的贡献可能继续呈下降趋势;长江中下游地区年降水量的年代际变率对年降水量的贡献目前处于上升阶段,未来5-10年年代际变化的贡献可能继续呈上升趋势。     

西北地区干、湿夏季的前期环流和水汽差异

用西北地区夏季 (6、7、8月) 共19个站降水量观测资料以及NCEP/ NCAR 1958~1997年再分析全球月平均网格点前期 (春季) 资料, 选取西北地区周边范围内夏季干、湿年的前期春季各个物理量场进行相关统计分析, 结果表明前期春季影响西北地区夏季干、湿的相关区域环流特征和水汽特征有显著差异。     

中国干湿区变化与预估

本文采用干湿指数对1962~2011年中国干湿区范围变化进行了集中分析,并利用CMIP5（Coupled Model Intercomparison Project Phase 5）模式对其变化趋势开展了预估研究。结果表明,1962~2011年平均极端干旱区、干旱区、半干旱区、半湿润区和湿润区分别占中国陆地总面积的2.8%、11.7%、22.4%、32.6%和30.5%。期间,中国区域年干湿指数总体上呈现下降趋势,空间上表现为西部湿润化和东部干旱化的特征。显著缩小的是湿润区和极端干旱区,半湿润区、半干旱区和干旱区则显著扩大,这表明中国气候敏感区域在扩张。春季和秋季干湿指数变化趋势的空间分布与年平均的较为一致,冬季西北呈干旱化,夏季东南部地区为湿润化。相对于参考时段1986~2005年,在RCP4.5（Representative Concentration Pathway 4.5）情景下18个气候模式中位数的预估结果中,降水仅在东南南部减少,而潜在蒸散发在全区域增加,由于潜在蒸散发的增量超过了降水的增幅,中国区域将整体趋于干旱化,仅在西北地区呈湿润化特征;未来湿润区、干旱区和极端干旱区缩小,气候敏感性高的半湿润区和半干旱区仍将扩大。     

中国干湿状况和干湿气候界限变化研究

选取全国616个地面气象台站1975-2004年的地面资料,通过Penman-Monteith公式计算的参考蒸散确定湿润指数（W）,按W为0．03、0．2、0．5和1．0把中国分为极干旱、干旱、半干旱、半湿润和湿润5个干湿区,给出了湿润指数的变化趋势和变异状况的地理分布,讨论了湿润指数的年代际变化特征。结果表明：湿润状况显著增加的地区主要为新疆西北部和中国的西南部,干旱化显著的地区主要在青海的东部、甘肃的南部和四川北部;干湿状况变化从中国的东部向西部逐渐增大,中国的西南地区干湿状况最为稳定;20世纪80年代初全国的平均干湿状况发生变化,由干旱趋向湿润,30a来半湿润、湿润地区干湿状况年际变化大,半干旱区和湿润区增多,半湿润区减少。     

RCP4.5情景下中国未来干湿变化预估

本文采用国际耦合模式比较计划第五阶段(CMIP5)中21个气候模式的试验数据, 利用土壤湿度以及由其他8个地表气象要素计算所得的干旱指数, 预估了RCP4.5(Representative Concentration Pathway 4.5)情景下21世纪中国干湿变化。结果表明:全球气候模式对1986～2005年中国现代干湿分布具备模拟能力, 尽管在西部地区模式与观测间存在一定的差异。在RCP4.5情景下, 21世纪中国区域平均的标准化降水蒸散发指数和土壤湿度均有减小趋势, 与之对应的是短期和长期干旱发生次数增加以及湿润区面积减小。从2016到2100年, 约1.5%～3.5%的陆地面积将从湿润区变成半干旱或半湿润区。空间分布上, 干旱化趋势明显的区域主要位于西北和东南地区, 同时短期和长期干旱发生次数在这两个地区的增加幅度也最大, 未来干旱化的发生时间也较其他地区要早;只在东北和西南地区未来或有变湿倾向, 但幅度较小。在季节尺度上, 北方地区变干主要发生在暖季, 南方则主要以冷季变干为主。造成中国干旱化的原因主要是由降水与蒸散发所表征的地表可用水量减少。     

中国雨日的气候变化

利用1954～2000年中国160站的资料,通过计算趋势系数等现代统计诊断方法,研究了中国年、季、月雨日的时、空特征和气候变化.指出,中国年雨日已经明显减少,而且雨日的减少比降水量的减少明显得多,平均每10年减少雨日3.8天.各季的雨日都是负趋势;季雨日平均每10年减少1天左右.夏季雨日减少最明显(统计检验最显著),秋季雨日减少最多(雨日减少天数多).雨日长期趋势变化有明显的空间变化,东北、华北、西南区的雨日减少是最多的,这些地区的雨日每10年减少7～10天.雨日的长期趋势变化与降水量的长期变化并不完全一致.雨日的负趋势与降水的负趋势比较,不但范围广,而且强度大(负趋势绝对值大).中国年降水量明显的负趋势仅位于华北(34°N～38°N,109°E～122°E),而雨日减少最多的地区是东北、华北、西南,范围比降水量大得多.季雨日的长期变化与季降水量的长期变化的差别很大.中国没有一个季节、一个测站的雨日有明显的正趋势变化,但是,降水量仅在秋季是大范围的负趋势,夏季降水量有些测站是明显正趋势,冬季降水量只是小范围的负趋势(冬季的降水量在增加),在冬季,东北仅是很小范围的降水量在减少,而雨日是大范围的明显减少.     

1961—2014年我国西南地区干湿季变化特征

利用中国1961—2014年逐日降水观测等资料,分析了西南地区的干湿季变化特征。结果表明：西南地区东部和西北部最早进入湿季;干季由四川盆地、贵州南部开始。西南中东部以及南部等地的湿季长度较长,干季则与之相反。干湿季开始日期以及干湿季长度均具有明显的年代际变化特征,在1970年代中期到1980年代发生了气候突变,呈现湿季长度变短,干季变长的趋势。湿季降水呈现东南多、西北少的特征,并表现出中东部减少,西部增加的趋势;干季降水则表现为东多西少的特点,在东部呈增加,在四川等地呈减少趋势。进一步分析表明：湿季异常偏湿(干)年,开始日期易偏早(晚),结束易偏晚(早),长度偏长(短);干季开始异常偏早(晚）年,干季长度长(短),干季略偏湿(干);太平洋、印度洋海温异常影响东亚大气环流的异常是造成西南地区干湿季出现异常的主要原因。     

我国西北地区近50年降水和温度的变化

用近50年的每月温度和降水资料研究了我国西北地区的气候变化.结果表明:(1)该地区在1986年附近发生了一次明显的气候跃变,要比全国气候跃变晚6～8年;(2)跃变后比跃变前全区年平均气温上升了0.51℃,冬季上升了1.27℃;(3)跃变后比跃变前全区年降水总量上升了5.2%,夏季上升了6.8%.进而讨论了温度和降水的增加对该地区生态环境的影响.     

中国西北区东部伏秋异常干湿年环流的对比分析

对西北区东部典型伏秋干、湿年成因进行了动力诊断,得出典型伏秋干年500hPa高度场上西北区上空为正距平区,风矢量场表现为反气旋加强区,垂直速度为下沉运动区,比湿为负距平,赤道东太平洋区(5°S～5°N,170°E～120°W)海温为正距平区,黑潮区和西风漂流区海温均为正距平,白令海为正距平;而典型伏秋湿年则相反。表明西北区东部伏秋干年和湿年北半球500hPa环流、比湿、风矢量、垂直速度场和赤道海温场具有近乎相反的异常特征。这是形成西北地区东部伏秋干湿年的重要物理原因。这些结果作为短期气候预测的气候背景有重要的参考意义。     

近52年北上热带气旋的若干气候特征

应用1951-2002年热带气旋年鉴资料,对52年来北上热带气旋的月际变化、年际和年代际变化、气候突变、振荡周期等若干气候特征进行了分析。结果表明：北上热带气旋的月际变化特征明显,7—9月是北上热带气旋发生的关键月份,尤其7、8月是高峰期,1-4月和12月没有北上热带气旋。北上热带气旋的年际变化表现为略有上升的趋势,并以每10年3％的倾向率上升。用Mann-Kendall方法作突变分析,没有明显的突变年。近52年,北上热带气旋呈现出明显的年际和年代际变化特征,存在5年的显著年际周期,同时还存在10～12年、20-22年的年代际振荡周期。     

华北和西北区干湿年间水汽场及东亚夏季风的对比分析

为了更好地理解华北及西北地区的夏季降水气候，我们利用NCEP的再分析格点资料等，对华北和西北两区干，湿年（月）的水汽场及夏季风状况作了对比分析，主要结论是：（1）近50年来华北和西北区东部明显干旱化，这可能与同期内东亚夏季风强度趋弱，大气可降水量逐渐减少有关；（2）两地区干，湿年（月）间气柱可降水量差别明显；（3）两地区干，湿年（月）的夏季风，水汽输送通道的位置及强度，以及水汽通量的辐散辐合情况均不同；（4）高原与太平洋间的海陆温差指数及东亚夏季风指数（SMI）对表征东亚夏季风的季节变化及夏季风强度的年际变化有一定的能力，冬春季高原与太平洋间的海陆温差对其后东亚夏季风的强弱及西北和华北区的干湿状况有部分指示意义；作西北区夏季降水预报时要注意四川盆地的水汽场及广元－汉中一带，以及闽，台和两广的水汽输送状况。